專利名稱：一種活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械壓榨儀，具體涉及一種用于測試孔隙水成分和含量的活 塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀。
背景技術：
壓榨法是提取粘性土孔隙水的有效的非原位測試方法。目前傳統(tǒng)的壓榨機主要由 壓濾裝置和油壓(空壓)壓力源組成，電機帶動油泵(空壓機)工作，將壓力通過活塞傳遞 到土樣，擠壓收集孔隙水。壓力范圍為5MPa 36. 6MPa，壓力達到預定高值電機停止工作， 高壓慢慢釋放，降到預定低值電機重新啟動加壓。其缺點是電機損耗大，高壓不能持續(xù)，對 于低含水量粘性土，壓力釋放后，孔隙水流動停止或回彈，造成孔隙水壓榨不出或水量不能 滿足測試需求。壓濾裝置通常由土樣容器及濾紙、透水石組成，但濾紙易損容易造成孔隙水 污染。因此，如何使壓力持續(xù)及避免孔隙水污染，對有效提取孔隙水具有重要意義；其 次，降低成本，減少損耗是儀器可推廣使用的重要方面。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是彌補現(xiàn)有粘性土孔隙水壓榨儀器成本高，損耗大，高壓不能 持續(xù)及水樣易受污染的缺陷，提供一種操作簡單、成本低、可以持續(xù)施壓且無污染的活塞式 粘性土孔隙水機械壓榨儀。實現(xiàn)本實用新型目的所采用的技術方案是一種活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀，至少包括支座、壓濾裝置和水樣收集瓶，還 包括施壓裝置，所述壓濾裝置至少包括一個盛裝土樣的中空柱，中空柱的上部通過螺釘與 活塞連接，中空柱的下部與底座固定連接，底座的中心設有導水孔，其上還設有若干與導水 孔連通的導水槽，導水孔通過導水管與水樣收集瓶連通，底座和水樣收集瓶置于支座上，底 座與土樣之間設有過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)上設有過濾膜；所述施壓裝置至少包括杠桿機構和雙桿 支架，雙桿支架的兩桿之間設有橫梁，橫梁通過螺釘與活塞連接，杠桿機構中杠桿的一端通 過軸承A與支座連接，還通過軸承B與雙桿支架的兩桿連接，杠桿的另一端設有配重裝置。而且，導水槽以導水孔為圓心呈放射狀分布。而且，導水槽以導水孔為圓心呈放射狀分布，還設有以導水孔為圓心呈環(huán)形分布 的導水槽。而且，活塞上設有密封圈。而且，底座上設有密封圈。而且，杠桿與雙桿支架連接的一端設有平衡塊。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點如下本實用新型提供的活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀不僅操作簡單，成本低，且可 以實現(xiàn)持續(xù)施壓，從高含水量到低含水量粘性土孔隙水的收集均可適用，收集水量大，無污染，可滿足不同測試需求。該儀器改造方便，可推廣使用，具有廣闊的應用前景。
圖1是本實用新型的活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀的結構示意圖；圖2是活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀中壓濾裝置的結構示意圖；圖中，1 活塞；2 密封圈；3 中空柱；4 過濾網(wǎng)；5 過濾膜；6 底座；7 導水孔； 8 導水槽；9 導水管；10 橫梁；11 雙桿支架；12 杠桿；13 水樣收集瓶；14 軸承A ；15 軸承B ；16 支座；17 配重裝置；18 平衡塊。
具體實施方式
下面通過附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖1、圖2，本實用新型的活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀主要由支座16、壓濾 裝置、水樣收集瓶13和施壓裝置構成。壓濾裝置主要包括一個盛裝土樣的中空柱3，中空柱3的上部通過螺釘與活塞1連 接，活塞1上設有密封圈2，中空柱3的下部與底座6用螺釘固定連接，底座6上設有密封 圈，底座6的中心設有導水孔7，本實施例中的密封圈為0型圈，導水孔的直徑為2mm。導水 孔7通過導水管9與水樣收集瓶13連通，底座6上設有若干與導水孔7連通的導水槽8，本 實施例中導水槽8以導水孔7為圓心呈放射狀分布，還設有以導水孔7為圓心呈環(huán)形分布 的導水槽，也可以使導水槽以導水孔為圓心呈螺旋狀分布。底座6和水樣收集瓶13置于支 座16上，底座6與土樣之間設有過濾網(wǎng)4，過濾網(wǎng)4上設有過濾膜5。本實施例中過濾網(wǎng)和 過濾膜的孔徑分別為Imm和15μπι，采用的材料均為聚四氟乙烯。施壓裝置主要由杠桿傳動機構和雙桿支架11構成，雙桿支架11的兩桿之間設有 橫梁10，橫梁10通過螺釘與活塞1連接，杠桿機構中杠桿12的一端通過軸承Α14與支座16 連接，該端還通過軸承Β15與雙桿支架11的兩桿連接，杠桿12的另一端設有配重裝置17。 當配重裝置17對杠桿12施加壓力時，杠桿12通過軸承Bl5帶動雙桿支架11向下運動，雙 桿支架11帶動活塞1向下運動對土樣施加壓力。本實施例中采用砝碼作為配重裝置，杠桿 12的長度軸承Β15到支點(即軸承Α14)的距離為12 1。為了避免加壓過大時，支架16 向設有配重裝置17的一端傾倒，本實施例在杠桿12與雙桿支架11連接的一端設置了一個 平衡塊18。本實用新型的活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀的操作過程如下(1)將中空柱3與底座6用螺釘固定連接，在底座6上依次放置過濾網(wǎng)4和過濾膜 5。打開原狀土樣，刮去四周被氧化部分，切一段土柱放進中空柱3內(nèi)，連接活塞1、導水管9 及水樣收集瓶13，然后置于支座16上。(2)使杠桿12水平，雙桿支架11與杠桿12垂直，用螺釘將橫梁10與活塞1固定 連接。分級施加重力砝碼，每級壓力穩(wěn)定一段時間，觀察出水量沒有明顯變化后，進入下一 級壓力。隨著活塞1的下移，當杠桿12下移到最大位移時，需將砝碼卸下，使杠桿12持平， 再加砝碼施壓。(3)收集水樣收集瓶13中的孔隙水，收集完畢后撤去土樣。撤去土樣時可借助于 空壓機，用高壓輸氣管從導水孔7進氣由下往上將土樣頂出。[0025] 本實用新型的壓榨儀是依據(jù)杠桿原理對土樣中的孔隙水進行壓榨。以軸承A作為 支點，在杠桿的左端施加的壓力越大，則土體承受的反作用力就越大。因此使用該壓榨儀時 可分級施壓，當粘性土在第一級壓力下變形穩(wěn)定后再施加下一級壓力，壓力持續(xù)增加，孔隙 水可從大空隙到小空隙被均勻排擠，透過過濾膜從底座的導水孔排出，避免了直接施加高 壓再釋放造成部分孔隙水被封閉在土體中的情況。
權利要求1.一種活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀，至少包括支座、壓濾裝置和水樣收集瓶，其特 征在于還包括施壓裝置，所述壓濾裝置至少包括一個盛裝土樣的中空柱，中空柱的上部通 過螺釘與活塞連接，中空柱的下部與底座固定連接，底座的中心設有導水孔，其上還設有若 干與導水孔連通的導水槽，導水孔通過導水管與水樣收集瓶連通，底座和水樣收集瓶置于 支座上，底座與土樣之間設有過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)上設有過濾膜；所述施壓裝置至少包括杠桿機 構和雙桿支架，雙桿支架的兩桿之間設有橫梁，橫梁通過螺釘與活塞連接，杠桿機構中杠桿 的一端通過軸承A與支座連接，還通過軸承B與雙桿支架的兩桿連接，杠桿的另一端設有配 重裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀，其特征在于導水槽以導 水孔為圓心呈放射狀分布。
3.根據(jù)權利要求2所述的活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀，其特征在于導水槽以導 水孔為圓心呈放射狀分布，還設有以導水孔為圓心呈環(huán)形分布的導水槽。
4.根據(jù)權利要求1所述的活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀，其特征在于導水槽以導 水孔為圓心呈螺旋狀分布。
5.根據(jù)權利要求1所述的活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀，其特征在于活塞上設有 密封圈。
6.根據(jù)權利要求1所述的活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀，其特征在于底座上設有 密封圈。
7.根據(jù)權利要求1所述的活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀，其特征在于杠桿與雙桿 支架連接的一端設有平衡塊。
專利摘要本實用新型公開了一種活塞式粘性土孔隙水機械壓榨儀。該壓榨儀包括支座、壓濾裝置、水樣收集瓶和施壓裝置，壓濾裝置至少包括一個盛裝土樣的中空柱，中空柱的上部和下部分別與活塞和底座連接，底座上設有導水孔和導水槽，導水孔通過導水管與水樣收集瓶連通，底座與土樣之間設有過濾網(wǎng)和過濾膜；施壓裝置至少包括杠桿機構和雙桿支架，雙桿支架的橫梁通過螺釘與活塞連接，杠桿機構中杠桿的一端通過軸承A與支座連接，還通過軸承B與雙桿支架的兩桿連接，杠桿的另一端設有配重裝置。該壓榨儀操作簡單，成本低，且可以實現(xiàn)持續(xù)施壓，對水樣無污染。
文檔編號G01N1/28GK201859082SQ20102060773
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權日2010年11月16日
發(fā)明者張亞年, 李靜, 梁杏, 毛緒美, 沈仲智, 王聰 申請人:中國地質(zhì)大學(武漢)