一种可抽气调压的马氏瓶仪器及操作方法技术

本发明专利技术的一种可抽气调压的马氏瓶仪器及操作方法，属于马氏瓶试验仪器领域，包括马氏瓶瓶体，马氏瓶瓶体上固定有进气管，进气管的一端伸入到马氏瓶瓶体的腔体中，进气管的另一端伸出马氏瓶瓶体；进气管上固定有进气管阀门；马氏瓶瓶体上开设有注水口，马氏瓶瓶体上设有瓶塞；马氏瓶瓶体上开设有抽气口；马氏瓶瓶体上连接有抽气装置；马氏瓶瓶体上连接有出水管，出水管的一端与出水口连通，出水管的另一端与试筒连接并连通，出水管上固定连接有用于启闭出水管的外接管阀门

【技术实现步骤摘要】
一种可抽气调压的马氏瓶仪器及操作方法


[0001]本专利技术属于土力学或土壤学试验仪器领域，具体涉及一种可抽气调压的马氏瓶仪器及操作方法
。

技术介绍

[0002]马氏瓶是一种能保持流速和水头恒定的恒压洗脱瓶
。
在很多土力学或土壤学试验中均有马氏瓶参与，例如为土柱试验提供恒定水头进而进行一系列的土样或土壤补水试验
。
这类试验往往持续时间长
、
用水量大，在试验过程中常出现马氏瓶内水量不足的情况，因此需在试验过程中向马氏瓶内加水
。
[0003]如图1，现有的马氏瓶在加水时，出气管上阀门打开，用于平衡马氏瓶中的气压，由进气管向马氏瓶中注水
。
注水完成后，进气管中存在液柱
。
进气管底部的压强（
=
大气压强
+
进气管中液柱压强）
>
试筒内补水端的压强（
=
大气压强）
。
马氏瓶中的水，由于有进气管中液柱压强的存在，所以总是给试筒内“加压补水”，让试筒中的液位略高于进气管下端（试筒中的液面与进气管中的液面高度相等），不能做到“无压补水”。
此外，随着试筒中水不断地减少，马氏瓶给试筒中补水后，进气管中的液柱液面也等高地下降，进气管中液柱压强逐渐减小，所以，马氏瓶对试筒中“加压补水”的压强也在逐渐减小，试筒中的液位也在逐渐下降，趋近于进气管的下端，从而给试验补水造成误差，影响试验结果
。
专利技术内容
[0004]本专利技术的一种可抽气调压的马氏瓶仪器及操作方法，其目的是为了土柱试验过程时向马氏瓶中注水时，消除马氏瓶进气管中的液柱，减少试验误差
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的一种可抽气调压的马氏瓶仪器，包括马氏瓶瓶体，马氏瓶瓶体上固定有进气管，进气管的一端伸入到马氏瓶瓶体的腔体中，进气管的另一端伸出马氏瓶瓶体；其特征在于，进气管上固定有用于启闭进气管的进气管阀门；马氏瓶瓶体上开设有与马氏瓶瓶体腔体连通的注水口，马氏瓶瓶体上设有用于封闭注水口的瓶塞；马氏瓶瓶体上开设有抽气口，抽气口处于进气管的上方；马氏瓶瓶体上连接有抽气装置，抽气装置通过抽气口与马氏瓶瓶体的腔体连通；马氏瓶瓶体上开设有出水口，马氏瓶瓶体上连接有出水管，出水管的一端与出水口连通，出水管的另一端与试筒连接并连通，出水管上固定连接有用于启闭出水管的外接管阀门
。
[0006]进一步地，所述进气管包括竖管和横管，竖管处于马氏瓶瓶体的腔体中，横管的一端与竖管的上端连接并连通，横管的另一端从马氏瓶瓶体的侧壁伸出马氏瓶瓶体的腔体
。
[0007]将进气管设置成两部分，横管从马氏瓶瓶体的侧壁伸出马氏瓶瓶体，可以降低进气管沿竖向的高度，这样进气管中所预留的液柱的高度，相比于竖直的进气管而言要低，马氏瓶瓶体中只需抽取少量的气体，就可以完全将进气管中的液柱抽入到马氏瓶瓶体的腔体中，减小了操作难度
。
[0008]进一步地，所述进气管阀门固定在横管上，进气管阀门处于马氏瓶瓶体的腔体外
。
[0009]进气管阀门处于横管外，这样试验人员就可以手动地控制进气管阀门，处于马氏瓶瓶体内，就需要电控
。
相比于电控，手控的成本更低
。
[0010]进一步地，所述注水口处于进气管的上方
。
[0011]在注水时，水可以依靠重力流入到注水口中；注水时，只要水流不全部遮住注水口，就可以保证马氏瓶瓶体的腔体内的气体始终是标准大气压
。
如果将注水口设计地过低，就需要额外使用工具（泵）才能向注水口中注水，而水不会流出来，注水后，马氏瓶瓶体的腔体内的气体压强也不能保证是一个标准大气压
。
所以，将注水口设置在进气管的上方，不仅易于实现，而且能确保马氏瓶瓶体的腔体内的气体的压强
。
[0012]本专利技术所述的一种可抽气调压的马氏瓶仪器的操作方法，包括以下步骤：
S1
：观察马氏瓶瓶体中的液位，液位低于竖管的下端时，准备给马氏瓶瓶体供水；
S2
：关闭进气管阀门和外接管阀门；卸去注水口处的瓶塞；通过注水口向马氏瓶瓶体内注水，马氏瓶瓶体内液面高于竖管的下端，且马氏瓶瓶体内液面不充满马氏瓶瓶体的腔体；
S3
：在注水口塞上瓶塞；打开进气管阀门，外接管阀门保持关闭状态；
S4
：利用抽气装置抽取马氏瓶瓶体内的气体，进气管中的液柱不断地流向马氏瓶瓶体中；
S5
：当进气管中的液柱恰好完全进入到马氏瓶瓶体内时，停止抽气；
S6
：保持进气管阀门打开状态，打开外接管阀门
。
有益效果:
[0013]当进气管中存在液柱时，进气管中的液柱会给进气管的下端产生压强
。
本方案中增加了抽气装置，试验人员通过观察进气管中存在液柱情况，利用抽气装置将马氏瓶瓶体内气体抽出马氏瓶瓶体，马氏瓶瓶体中气体减少后气压降低，外界大气压将进气管中的液柱往马氏瓶瓶体内推，直至进气管中的液柱完全进入到马氏瓶瓶体内时，进气管中没有了液柱，竖管底部的压强就等于了标准大气压，试筒中的液面也是标准大气压，所以不存在压差，不会出现“加压进水”的情况，对试验的补水量控制的更加准确，减小了试验误差
。
附图说明
[0014]图1是现有的马氏瓶在试验中的液位图；图2是本方案的马氏瓶在试验中的结构示意图；图3是本方案的马氏瓶在试验中的液位图；图4是无压补水的理想曲线图
、
本方案的补水曲线图以及进气管有液柱时的补水曲线图
。
[0015]附图标记：
1、
马氏瓶瓶体；
2、
进气管；
21、
竖管；
22、
横管；
3、
进气管阀门；
4、
注水口；
5、
瓶塞；
6、
出水口；
7、
出水管；
8、
抽气口；
9、
抽气管；
10、
活塞；
11、
抽气杆；
12、
三通管；
13、
第一单向阀；
14、
第一出气管；
15、
第二单向阀；
16、
第二出气管；
17、
外接管阀门
。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术
的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可抽气调压的马氏瓶仪器，包括马氏瓶瓶体，马氏瓶瓶体上固定有进气管，进气管的一端伸入到马氏瓶瓶体的腔体中，进气管的另一端伸出马氏瓶瓶体；其特征在于，进气管上固定有用于启闭进气管的进气管阀门；马氏瓶瓶体上开设有与马氏瓶瓶体腔体连通的注水口，马氏瓶瓶体上设有用于封闭注水口的瓶塞；马氏瓶瓶体上开设有抽气口，抽气口处于进气管的上方；马氏瓶瓶体上连接有抽气装置，抽气装置通过抽气口与马氏瓶瓶体的腔体连通；马氏瓶瓶体上开设有出水口，马氏瓶瓶体上连接有出水管，出水管的一端与出水口连通，出水管的另一端与试筒连接并连通，出水管上固定连接有用于启闭出水管的外接管阀门
。2.
根据权利要求1所述的一种可抽气调压的马氏瓶仪器，其特征在于，所述进气管包括竖管和横管，竖管处于马氏瓶瓶体的腔体中，横管的一端与竖管的上端连接并连通，横管的另一端从马氏瓶瓶体的侧壁伸出马氏瓶瓶体的腔体
。3.
根据权利要求2所述的一种可抽气调压的马氏瓶仪器，其特征在于，所述进气管阀门固定在横管上，进气管阀门处于马氏瓶瓶体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瀚，范译轩，张文瑞，王彤，杜照晖，燕鹏超，武键雄，吴姝然，贺创业，张晨，张昊喆，巴旦，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：