一种饱和砂土试样的制样装置及制样方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115901407A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211680066.0(22)申请日2022.12.27(71)申请人华中科技大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人阮滨陈扬甘屹东叶宜培李俊成吴贤国王苏阳张德润周正龙(74)专利代理机构武汉诚儒知识产权代理事务所(普通合伙)42265专利代理师刘天钰(51)Int.Cl.G01N1/36(2006.01)G01N1/38(2006.01)G01N1/44(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种饱和砂土试样的制样装置及制样方法(57)摘要本发明提供了一种饱和砂土试样的制样装置，包括：箱体上设置有密封箱门、电源模块、恒温控制模块、氧气检测模块以及抽真空模块；支架固定于箱体的内部整体结构呈门字型；搅拌单元包括电机、搅拌器、盛料斗，所述盛料斗呈漏斗状，安装于支架的上部，盛料斗底部设置有装料电磁阀；制样单元包括制样模具、模具夹、支撑座，所述制样模具整体呈圆筒状，竖直放置在支撑座上，整体位于支架的下部；进气单元包括均与外界的乙醇气源接通的上进气管和下进气管；进水单元包括进水管和安装于进水管上的进水电磁阀。该装置结构简单、使用方便，能够制得超高饱和度的砂土试样，确保后续的试验结果的准确性。CN115901407ACN115901407A权利要求书1/2页1.一种饱和砂土试样的制样装置，至少包括制样模具，其特征在于：所述制样装置包括：箱体，其上设置有密封箱门、电源模块、恒温控制模块、氧气检测模块以及抽真空模块，密封箱门上设置有透明观察窗；支架，固定于箱体的内部，整体结构呈门字型；搅拌单元，包括电机、搅拌器、盛料斗，所述盛料斗呈漏斗状，安装于支架的上部，盛料斗底部设置有装料电磁阀，电机安装于支架的顶部，电机的输出轴与搅拌器相连接并驱动搅拌器旋转，搅拌器安装于盛料斗的内部；制样单元，包括制样模具、模具夹、支撑座，所述制样模具整体呈圆筒状，竖直放置在支撑座上，整体位于支架的下部，模具夹安装于制样模具的两侧并用于对制样模具夹持固定；制样模具的顶部为敞开的开口，且开口位于盛料斗的正下方，制样模具的底部封闭，且底部设置有接口，接口处设置有纱网封堵；支撑座固定于支架的底部，支撑座上设置有与接口密封连接的插槽，所述插槽的下方连接有三通管；进气单元，包括上进气管和下进气管，上进气管和下进气管均与外界的乙醇气源接通，其中上进气管与盛料斗底部的装料电磁阀的上方连通，下进气管与支撑座下方的三通管连通；上进气管和下进气管上均设置有进气电磁阀；进水单元，包括进水管和安装于进水管上的进水电磁阀，进水管的一端与外界的纯净水源接通，进水管的另一端与支撑座下方的三通管连通。2.根据权利要求1所述的饱和砂土试样的制样装置，其特征在于：所述的盛料斗的容积与制样模具的容积相匹配一致。3.根据权利要求1所述的饱和砂土试样的制样装置，其特征在于：所述箱体的侧壁上设置有上进气按钮和下进气按钮，所述上进气按钮和下进气按钮分别与上进气管和下进气管上的进气电磁阀连接并控制进气电磁阀的开关。4.根据权利要求1所述的饱和砂土试样的制样装置，其特征在于：所述箱体的侧壁上设置有进水按钮，所述进水按钮与进水管上的进水电磁阀连接并控制进水电磁阀的开关。5.根据权利要求1所述的饱和砂土试样的制样装置，其特征在于：所述箱体的侧壁上设置有装料按钮，所述装料按钮与盛料斗底部的装料电磁阀连接并控制装料电磁阀的开关。6.根据权利要求1所述的饱和砂土试样的制样装置，其特征在于：所述箱体的侧壁上设置有搅拌按钮，所述搅拌按钮与电机连接并控制电机的开关。7.基于权利要求1所述制样装置的饱和砂土试样的制样方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)、称取干燥的砂土颗粒，然后将砂土颗粒放入至盛料斗中，将制样模具放置在支撑座上并用模具夹固定，关闭箱门，开启电源；(2)、启动电机进行搅拌，同时开启恒温控制模块对箱体内进行升温加热，设定温度80～90℃，启动抽真空模块对箱体内抽真空；(3)、待箱体内温度和真空度达到设定要求后，启动进气电磁阀，向箱体内通过乙醇气体，氧气检测模块实时监测箱体内的氧气含量，直至箱体内的氧气含量低于设定值，关闭进气电磁阀和抽真空模块，停止通入乙醇气体；(4)、开启装料电磁阀，盛料斗中的砂土颗粒在搅拌器的搅动下逐渐落至制样模具中，2CN115901407A权利要求书2/2页待所有的砂土颗粒全部进入制样模具后，关闭装料电磁阀和电机搅拌；(5)、开启进水电磁阀，从制样模具的底部接口处通入纯净水，通过箱门处的透明观察窗观察到纯净水已经注满至制样模具的顶部时，关闭进水电磁阀；(6)、关闭恒温控制模块，同时开启密封箱门上的进气阀，