一种自动化土干湿循环试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种自动化土干湿循环试验装置，包括饱和机构、烘干机构、旋转机构和数据采集处理机构，饱和机构包括饱和缸、储液缸和真空泵，在饱和缸与储液缸之间分别连接有进水管和出水管，真空泵通过真空抽气管与饱和缸相连；烘干机构包括电阻丝，电阻丝设置在饱和缸的内侧壁与外侧壁之间形成的夹层空间中；旋转机构包括固定架、与固定架转动配合的透明样品盒以及驱动透明样品盒进行旋转的旋转驱动机构，固定架的顶部分别通过拉力传感器和电子秤与饱和缸的内侧壁顶部固定连接；数据采集处理机构包括探测元件、检测元件以及上位机。本发明专利技术提供的自动化土干湿循环试验装置，适用于多种因素环境下的干湿循环及浸泡试验，自动化程度较高。度较高。度较高。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化土干湿循环试验装置


[0001]本专利技术涉及土木工程试验设备
，尤其是涉及一种自动化土干湿循环试验装置。

技术介绍

[0002]长期库水升降和降雨对土质边坡产生干湿循环作用及浸泡作用，导致土体颗粒发生运移，产生空隙，进而导致土体密度变低，最终致使边坡土体发生强度降低。因此，需要对土体进行干湿循环试验及浸泡试验。
[0003]目前，土干湿循环试验通过浸水
‑
烘干往复过程来模拟干湿循环环境。现有的干湿循环试验设备存在的不足有：
①
对于浸水饱和，存在水面淹没样品后，实验样品中的气泡受气
‑
液交界面张力的影响很难排出，造成饱和不充分。
②
对于烘干，需要多次称量样品的重量来检验样品是否达到设定的干燥程度，较为繁琐；量测数据靠人工完成，自动化程度较低，误差较大；试样受热不均匀，造成后续试验结果误差。
③
对于干湿循环试验，难于实现实时跟踪溶液离子浓度。
[0004]目前，土浸泡试验主要采用常规的水箱进行浸泡，存在的不足有：
①
每次循环需要人工操作取出试样，较为繁琐。
②
难于实现实时跟踪溶液离子浓度。
[0005]针对现有试验设备的上述不足，研发了一种基于质量阈值控制、均匀受热并能够实时监测的自动化土干湿循环试验装置，实现在同一装置设备上既能够完成干湿交替循环试验，又能够完成浸泡试验。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种自动化土干湿循环试验装置，适用于多种因素环境下的干湿循环及浸泡试验，自动化程度较高。
[0007]本专利技术提供一种自动化土干湿循环试验装置，包括：
[0008]饱和机构，包括饱和缸、储液缸和真空泵，所述饱和缸与所述储液缸一一对应，且所述饱和缸位于所述储液缸的上方，在所述饱和缸与所述储液缸之间分别连接有进水管和出水管；所述真空泵通过真空抽气管与所述饱和缸相连；
[0009]烘干机构，包括电阻丝，所述饱和缸包括内侧壁和外侧壁，所述内侧壁与所述外侧壁之间形成夹层空间，所述电阻丝设置在所述夹层空间中；
[0010]旋转机构，包括固定架、与所述固定架转动配合的透明样品盒以及驱动所述透明样品盒进行旋转的旋转驱动机构，所述固定架的顶部分别通过拉力传感器和电子秤与所述饱和缸的所述内侧壁顶部固定连接；
[0011]数据采集处理机构，包括设置在所述储液缸内的探测元件、设置在所述饱和缸内的检测元件以及上位机，所述探测元件、所述检测元件、所述真空泵、所述电阻丝、所述旋转驱动机构、所述拉力传感器和所述电子秤分别与所述上位机电性连接。
[0012]根据本专利技术提供的一种自动化土干湿循环试验装置，所述饱和缸包括至少一个，
所述真空抽气管包括抽气总管和抽气支管，各所述饱和缸分别通过抽气支管与所述抽气总管相连，所述抽气总管与所述真空泵相连；在各所述抽气支管上分别设有抽气控制阀；
[0013]在所述饱和缸上设有用于检测所述饱和缸的内部气压的压力表；在所述饱和缸上还连接有出气管，在所述出气管上设有出气控制阀；
[0014]所述抽气控制阀、所述压力表和所述出气控制阀分别与所述上位机电性连接。
[0015]根据本专利技术提供的一种自动化土干湿循环试验装置，在所述饱和缸的底部设有出水口，在所述饱和缸的顶部设有进水口，所述出水口和所述进水口分别与所述饱和缸的内部腔室相连通；所述出水管的一端与所述出水口相连通，所述出水管的另一端与所述储液缸的内部腔室相连通；所述进水管的一端穿过所述进水口伸入至所述饱和缸的内部腔室底部，所述进水管的另一端与所述储液缸的内部腔室相连通；
[0016]在所述出水管上设有出水控制阀，在所述进水管上设有进水控制阀，所述出水控制阀和所述进水控制阀分别与所述上位机电性连接。
[0017]根据本专利技术提供的一种自动化土干湿循环试验装置，所述固定架包括水平设置的顶板以及两个竖直设置的侧板，两个所述侧板的上端分别与所述顶板的两端对应固定连接；所述饱和缸的所述内侧壁顶部与所述顶板的上表面之间分别通过所述拉力传感器和所述电子秤相连。
[0018]根据本专利技术提供的一种自动化土干湿循环试验装置，所述旋转驱动机构包括一个横向齿轮、两个纵向齿轮以及两个驱动电机，所述横向齿轮固定安装在横向齿轮轴上，各所述纵向齿轮分别固定安装在各纵向齿轮轴上；所述横向齿轮轴与所述透明样品盒的底部中心位置固定连接，两个所述纵向齿轮对称的设置于所述横向齿轮的左右两侧，且各所述纵向齿轮分别与所述横向齿轮啮合连接；两个所述驱动电机分别安装在所述饱和缸的左右两侧外部，各所述驱动电机的输出轴分别自由穿过所述饱和缸伸入至所述饱和缸的内部腔室；两个所述纵向齿轮轴对应穿过两个所述侧板后与两个所述驱动电机的输出轴对应固定连接，且各所述纵向齿轮的齿轮轴分别与各所述侧板对应转动配合。
[0019]根据本专利技术提供的一种自动化土干湿循环试验装置，所述透明样品盒为上端开口的圆筒状盒体；还包括稳定机构，所述稳定机构包括稳定齿圈以及与所述稳定齿圈啮合连接的至少三个稳定齿轮，各所述稳定齿轮分别在所述透明样品盒的外部呈等距离圆周分布，各所述稳定齿轮分别与各稳定齿轮轴对应转动配合，且各所述稳定齿轮轴分别与所述透明样品盒的外侧壁固定连接；所述稳定齿圈位于所述透明样品盒的外围，两个所述侧板分别设置在稳定齿圈的相对两侧，且各所述侧板的内侧分别与所述稳定齿圈的外侧固定连接。
[0020]根据本专利技术提供的一种自动化土干湿循环试验装置，在所述透明样品盒的顶部设有两个相配合的半圆形盒盖，各所述半圆形盒盖分别与所述透明样品盒转动连接；在所述半圆形盒盖之间设有电动锁扣，所述电动锁扣与所述上位机电性连接。
[0021]根据本专利技术提供的一种自动化土干湿循环试验装置，还包括设置在所述透明样品盒上方的开盖机构，所述开盖机构包括电动伸缩杆、旋转圆盘以及两个对称设置的连杆，所述电动伸缩杆的固定端与所述顶板的下表面固定连接，所述电动伸缩杆的伸缩端与所述旋转圆盘的上表面转动连接；两个所述连杆的上端分别与所述旋转圆盘的相对两侧铰接，两个所述连杆的下端分别与两个所述半圆形盒盖对应铰接；所述电动伸缩杆与所述上位机电
性连接。
[0022]根据本专利技术提供的一种自动化土干湿循环试验装置，所述探测元件包括设置在所述储液缸内的离子复合电极探头；所述检测元件包括设置在所述旋转圆盘的下表面的摄像头以及设置在所述固定架上的温度传感器；所述离子复合电极探头、所述摄像头和所述温度传感器分别与所述上位机电性连接。
[0023]根据本专利技术提供的一种自动化土干湿循环试验装置，所述透明样品盒的周身设有微米型小孔，所述透明样品盒的内侧壁上粘贴有滤纸；
[0024]在所述固定架上还安装有电风扇，所述电风扇与所述上位机电性连接。
[0025]本专利技术提供的自动化土干湿循环试验装置，包括饱和机构、烘干机构、旋转机构和数据采集处理机构，其中饱和机构包括饱和缸、储液缸和真空泵，饱和缸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化土干湿循环试验装置，其特征在于，包括：饱和机构，包括饱和缸、储液缸和真空泵，所述饱和缸与所述储液缸一一对应，且所述饱和缸位于所述储液缸的上方，在所述饱和缸与所述储液缸之间分别连接有进水管和出水管；所述真空泵通过真空抽气管与所述饱和缸相连；烘干机构，包括电阻丝，所述饱和缸包括内侧壁和外侧壁，所述内侧壁与所述外侧壁之间形成夹层空间，所述电阻丝设置在所述夹层空间中；旋转机构，包括固定架、与所述固定架转动配合的透明样品盒以及驱动所述透明样品盒进行旋转的旋转驱动机构，所述固定架的顶部分别通过拉力传感器和电子秤与所述饱和缸的所述内侧壁顶部固定连接；数据采集处理机构，包括设置在所述储液缸内的探测元件、设置在所述饱和缸内的检测元件以及上位机，所述探测元件、所述检测元件、所述真空泵、所述电阻丝、所述旋转驱动机构、所述拉力传感器和所述电子秤分别与所述上位机电性连接。2.根据权利要求1所述的自动化土干湿循环试验装置，其特征在于，所述饱和缸包括至少一个，所述真空抽气管包括抽气总管和抽气支管，各所述饱和缸分别通过抽气支管与所述抽气总管相连，所述抽气总管与所述真空泵相连；在各所述抽气支管上分别设有抽气控制阀；在所述饱和缸上设有用于检测所述饱和缸的内部气压的压力表；在所述饱和缸上还连接有出气管，在所述出气管上设有出气控制阀；所述抽气控制阀、所述压力表和所述出气控制阀分别与所述上位机电性连接。3.根据权利要求1所述的自动化土干湿循环试验装置，其特征在于，在所述饱和缸的底部设有出水口，在所述饱和缸的顶部设有进水口，所述出水口和所述进水口分别与所述饱和缸的内部腔室相连通；所述出水管的一端与所述出水口相连通，所述出水管的另一端与所述储液缸的内部腔室相连通；所述进水管的一端穿过所述进水口伸入至所述饱和缸的内部腔室底部，所述进水管的另一端与所述储液缸的内部腔室相连通；在所述出水管上设有出水控制阀，在所述进水管上设有进水控制阀，所述出水控制阀和所述进水控制阀分别与所述上位机电性连接。4.根据权利要求1所述的自动化土干湿循环试验装置，其特征在于，所述固定架包括水平设置的顶板以及两个竖直设置的侧板，两个所述侧板的上端分别与所述顶板的两端对应固定连接；所述饱和缸的所述内侧壁顶部与所述顶板的上表面之间分别通过所述拉力传感器和所述电子秤相连。5.根据权利要求4所述的自动化土干湿循环试验装置，其特征在于，所述旋转驱动机构包括一个横向齿轮、两个纵向齿轮以及两个驱动电机，所述横向齿轮固定安装在横...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄磊，张欢，张成，张福辰，刘昭璇，古腾飞，李铎，吕利，田舜尧，袁明明，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：