一種自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，包括干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)、試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)、加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)和檢測控制與處理模塊。本儀器由干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)中的同步帶輪及同步帶傳遞步進(jìn)電機(jī)輸入的動(dòng)力，帶動(dòng)安裝于兩側(cè)的螺紋傳動(dòng)柱轉(zhuǎn)動(dòng)；橫梁通過螺紋和兩螺紋傳動(dòng)柱配合，螺紋傳動(dòng)柱的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)橫梁上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)將試樣循環(huán)浸入水槽中浸水和提升到風(fēng)干區(qū)風(fēng)干。巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)過程由設(shè)在外部的配套檢測控制與處理模塊按程序進(jìn)行自動(dòng)控制。本試驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，實(shí)用性強(qiáng)，能夠全自動(dòng)化操作提高試驗(yàn)效率和試驗(yàn)精度，具有很強(qiáng)的推廣應(yīng)用前景。
【專利說明】一種自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，具體地說是一種與巖土性質(zhì)試驗(yàn)中干濕循環(huán)控制相關(guān)的儀器，特別是一種能夠自動(dòng)檢測試樣在試驗(yàn)過程中的干濕狀態(tài)并實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)過程自動(dòng)控制的試驗(yàn)儀器，屬于地質(zhì)工程巖土性質(zhì)的動(dòng)平衡測試領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，干濕循環(huán)對(duì)巖土體強(qiáng)度影響的研究引起了人們的重視。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國興建了許多大型水利水電工程。長江三峽工程及西南三江水電群等重大工程分布區(qū)，存在大量的庫岸邊坡。在水庫運(yùn)行條件下，引起庫岸邊坡滲流場的動(dòng)態(tài)變化，處于低水位和高水位浸潤線之間的巖土體受到周期性的干濕循環(huán)作用，巖土材料的力學(xué)性能逐漸弱化，從而影響庫岸邊坡的穩(wěn)定性。
[0003]對(duì)典型庫岸滑坡滑帶土和對(duì)應(yīng)基巖有必要進(jìn)行室內(nèi)水巖作用機(jī)制試驗(yàn)，用以揭示庫岸水位變動(dòng)帶巖土體在干濕循環(huán)作用強(qiáng)度參數(shù)的折減規(guī)律，為進(jìn)一步研究庫岸邊坡的穩(wěn)定性和演化提供科學(xué)依據(jù)。但要研究巖土體強(qiáng)度參數(shù)隨干濕循環(huán)次數(shù)的衰減規(guī)律，首先要制備試驗(yàn)樣品，對(duì)試樣樣品進(jìn)行相應(yīng)次數(shù)的干濕循環(huán)操作。這一過程，工作量大，操作繁瑣，耗時(shí)長，精度控制差。在本發(fā)明之前，中國公開了專利申請?zhí)枮?01210542086.1的“有荷作用下土工試件干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器”技術(shù)，該干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器包括試驗(yàn)臺(tái)、設(shè)置于試驗(yàn)臺(tái)上的土工試件三瓣模、向土工試件三瓣模中試件施加豎向壓力的加載裝置和對(duì)土工試件三瓣模中試件加熱的加熱裝置。其通過加載裝置、水缸和加熱裝置，實(shí)現(xiàn)在加載狀態(tài)下模擬土體的干濕循環(huán)變化，對(duì)土工試件的強(qiáng)度衰減規(guī)律進(jìn)行試驗(yàn)研究。該技術(shù)不足之處在于該儀器需要人工操作，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地進(jìn)行巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)。因此，需要?jiǎng)?chuàng)新一種能自動(dòng)、高效、精確地進(jìn)行巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)的自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服上述技術(shù)不足，解決現(xiàn)有技術(shù)急需要一種自動(dòng)化的巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器的問題，而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)、高效、精確地進(jìn)行巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)的自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)措施是:提供一種自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，包括干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)、試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)、加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)和檢測控制與處理模塊；
[0006]所述的干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)設(shè)有支架、螺紋傳動(dòng)柱、傳動(dòng)箱體、傳動(dòng)箱蓋、步進(jìn)電機(jī)、同步帶輪、同步帶、橫梁和水槽；所述支架的上、下邊框中安裝有兩根對(duì)稱的螺紋傳動(dòng)柱，支架底部安裝有傳動(dòng)箱體，傳動(dòng)箱體中安裝有步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)箱體頂部設(shè)有傳動(dòng)箱蓋，支架、螺紋傳動(dòng)柱和傳動(dòng)箱體構(gòu)成試驗(yàn)儀器的整體支撐框架；所述螺紋傳動(dòng)柱上的動(dòng)力傳動(dòng)器件安裝在傳動(dòng)箱體內(nèi)部，即在傳動(dòng)箱體中，螺紋傳動(dòng)柱上對(duì)稱地安裝有一對(duì)同步帶輪，所述一對(duì)同步帶輪與步進(jìn)電機(jī)輸出軸上安裝的同步帶輪通過同步帶連接；橫梁通過兩端的螺紋孔安裝在左右兩螺紋傳動(dòng)柱中，橫梁通過兩螺紋傳動(dòng)柱的轉(zhuǎn)動(dòng)在兩螺紋傳動(dòng)柱上作升降運(yùn)動(dòng)，螺紋傳動(dòng)柱內(nèi)側(cè)的傳動(dòng)箱蓋上安裝有水槽；
[0007]所述的試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝在橫梁下方，試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)有拉力傳感器、托架、輔助托架、防水電機(jī)和試樣轉(zhuǎn)盤；所述的拉力傳感器與橫梁連接，兩個(gè)拉力傳感器左右對(duì)稱布置并分別連接托架的兩邊，托架底邊中心開有安放輔助托架的槽，槽內(nèi)還開有一個(gè)安裝孔，架托與輔助托架呈十字交叉設(shè)置，輔助托架兩端向試樣轉(zhuǎn)盤邊翹起，且中心也開有一個(gè)安裝孔，輔助托架用于輔助試樣轉(zhuǎn)盤在托架中的定位；安裝在托架下的防水電機(jī)的輸出軸從架托和輔助托架底面穿過所述的安裝孔，并在防水電機(jī)的輸出軸上安裝試樣轉(zhuǎn)盤，防水電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)試樣轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，用于確保試樣在試驗(yàn)過程中各方位能夠均勻浸水和風(fēng)干；
[0008]所述的加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)安裝在支架的上部，加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)設(shè)有風(fēng)扇電機(jī)、防護(hù)架、風(fēng)扇、防護(hù)罩和電熱管；所述的風(fēng)扇電機(jī)、防護(hù)架安裝在支架上，防護(hù)架起到安全防護(hù)的作用，防護(hù)架內(nèi)安裝有風(fēng)扇、防護(hù)罩和電熱管；
[0009]所述的檢測控制與處理模塊為一個(gè)設(shè)在外部的配套模塊，用于采集拉力傳感器的輸出信號(hào)，記錄試驗(yàn)過程中試樣的實(shí)時(shí)重力變化，并按程序和試樣的重力變化控制三個(gè)電機(jī)的工作狀態(tài)，完成整個(gè)試驗(yàn)過程的自動(dòng)檢測、控制、處理和保存。
[0010]所述的干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)中對(duì)稱的左右兩螺紋傳動(dòng)柱通過步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)同步帶、同步帶輪傳動(dòng)，使安裝于兩側(cè)螺紋傳動(dòng)柱的橫梁上下移動(dòng)時(shí)左右兩端保持同步，從而帶動(dòng)與橫梁連接的整個(gè)試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)能作將試樣浸入水槽和提升至加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)區(qū)進(jìn)行風(fēng)干的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。
[0011]所述的水槽通過卡槽直接卡在傳動(dòng)箱蓋上，方便拆卸和安裝。
[0012]所述的拉力傳感器承受并感應(yīng)整個(gè)試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)連同試樣的重力變化。
[0013]所述的防水電機(jī)外部經(jīng)過防腐蝕及防水處理，具有防腐防水性能；安裝防水電機(jī)時(shí)將連接的電線順沿托架布置，并穿過拉力傳感器的安裝孔連同拉力傳感器的連接線一同引出，把防水電機(jī)的引線對(duì)重力感應(yīng)的干擾降到最低程度。
[0014]所述的試樣轉(zhuǎn)盤為耐酸堿腐蝕的材料制成，試樣轉(zhuǎn)盤上開有篩孔，能夠在試驗(yàn)過程中試樣出水后及時(shí)濾除試樣轉(zhuǎn)盤上的殘留水。
[0015]所述的加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)通過風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生可調(diào)節(jié)的風(fēng)速，風(fēng)扇的風(fēng)經(jīng)過功率可調(diào)的電熱管加熱后吹向試樣，加速試樣風(fēng)干，以縮短試驗(yàn)時(shí)間。
[0016]本發(fā)明的自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果在于:
[0017]1.本發(fā)明的試驗(yàn)儀器充分考慮了巖土自然環(huán)境下干濕循環(huán)的真實(shí)條件，能夠根據(jù)設(shè)定試驗(yàn)過程和參數(shù)自動(dòng)完成巖土體干濕循環(huán)性質(zhì)的試驗(yàn)，并記錄試驗(yàn)全過程中的數(shù)據(jù)。
[0018]2.本發(fā)明采用風(fēng)速可調(diào)的風(fēng)扇和功率可調(diào)的電熱管構(gòu)成加熱與風(fēng)干機(jī)構(gòu)，能夠滿足不同巖土體干濕循環(huán)條件的試驗(yàn)。
[0019]3.本發(fā)明的干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)和加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)布置在同一對(duì)螺紋傳動(dòng)柱上，干、濕狀態(tài)轉(zhuǎn)換效率高，且兩種狀態(tài)下界線明顯，能夠較好排除狀態(tài)之間的干擾。
[0020]4.本發(fā)明的試樣轉(zhuǎn)盤安裝在拉力傳感器之下，拉力傳感器實(shí)時(shí)感應(yīng)試樣的干濕狀態(tài)，保證了試驗(yàn)的實(shí)時(shí)性和精度。
[0021 ] 5.本發(fā)明的試樣轉(zhuǎn)盤在加熱風(fēng)干過程中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使試樣各個(gè)風(fēng)干面的風(fēng)干速度趨于一致，最大限度地接近于自然真實(shí)情況，所進(jìn)行的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可為進(jìn)一步研究庫岸邊坡的穩(wěn)定性和演化提供科學(xué)依據(jù)。
[0022]6.本發(fā)明的試驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，使用方便，實(shí)用性強(qiáng)，能夠全自動(dòng)化操作，提高試驗(yàn)效率，試驗(yàn)精度好，應(yīng)用市場廣大，具有很強(qiáng)的推廣應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)正視示意圖。
[0024]圖2為圖1的左視圖。
[0025]圖3本發(fā)明的試驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0026]圖4本發(fā)明的試驗(yàn)儀器工作原理運(yùn)動(dòng)簡圖。
[0027]上述圖中:I一支架，2—防護(hù)架，3—防護(hù)罩，4一風(fēng)扇，5—電熱管，6—螺紋傳動(dòng)柱，
7—橫梁,8—拉力傳感器，9 一托架，10 一試樣轉(zhuǎn)盤,11 一輔助托架，12 一同步帶，13—傳動(dòng)箱體，14一步進(jìn)電機(jī)，15一同步帶輪，16一傳動(dòng)箱蓋，17一防水電機(jī)，18一7_K槽，19一風(fēng)扇電機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實(shí)施不限于此。
[0029]實(shí)施例1:本發(fā)明提供一種自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖1、2、3所示。本發(fā)明是一種在巖土性質(zhì)試驗(yàn)中與干濕循環(huán)控制相關(guān)的自動(dòng)化試驗(yàn)儀器。試驗(yàn)儀器包括干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)、試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)、加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)和檢測控制與處理模塊。
[0030]所述的干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)設(shè)有支架1、螺紋傳動(dòng)柱6、傳動(dòng)箱體13、傳動(dòng)箱蓋16、步進(jìn)電機(jī)14、同步帶輪15、同步帶12、橫梁7和水槽18 ;所述的支架I的上、下邊框中安裝有兩根對(duì)稱的螺紋傳動(dòng)柱6，支架的底部安裝有傳動(dòng)箱體13，傳動(dòng)箱體中安裝有步進(jìn)電機(jī)14，傳動(dòng)箱體頂部設(shè)有傳動(dòng)箱蓋16，支架、螺紋傳動(dòng)柱和傳動(dòng)箱體構(gòu)成試驗(yàn)儀器的整體支撐框架。所述的螺紋傳動(dòng)柱6上的動(dòng)力傳動(dòng)器件安裝在傳動(dòng)箱體13內(nèi)部，即在傳動(dòng)箱體13中，螺紋傳動(dòng)柱6上對(duì)稱地安裝有一對(duì)同步帶輪15，所述一對(duì)同步帶輪與步進(jìn)電機(jī)14輸出軸上安裝的同步帶輪通過同步帶12連接；橫梁7通過兩端的螺紋孔安裝在左右兩螺紋傳動(dòng)柱中，通過兩螺紋傳動(dòng)柱的轉(zhuǎn)動(dòng)使橫梁在兩螺紋傳動(dòng)柱中作升降運(yùn)動(dòng)，螺紋傳動(dòng)柱內(nèi)側(cè)的傳動(dòng)箱蓋16上安裝有水槽18 ;水槽通過卡槽直接卡在傳動(dòng)箱蓋上，方便拆卸和安裝。
[0031]所述的試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝在橫梁7下方，試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)有拉力傳感器8、托架9、輔助托架11、防水電機(jī)17和試樣轉(zhuǎn)盤10 ;所述的拉力傳感器8與橫梁7連接，兩個(gè)拉力傳感器左右對(duì)稱布置并分別連接托架9的兩邊，托架底邊中心開有安放輔助托架11的槽，槽內(nèi)還開有一個(gè)安裝孔，架托與輔助托架呈十字交叉設(shè)置，輔助托架兩端向試樣轉(zhuǎn)盤10邊翹起，且中心也開有一個(gè)安裝孔，輔助托架用于輔助試樣轉(zhuǎn)盤10在托架中的定位；安裝在托架下的防水電機(jī)17的輸出軸從架托和輔助托架底面穿過所述的安裝孔，并在防水電機(jī)的輸出軸上安裝試樣轉(zhuǎn)盤10,防水電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)試樣轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng),用于確保試樣在試驗(yàn)過程中各方位能夠均勻浸水和風(fēng)干。
[0032]所述的防水電機(jī)17外部經(jīng)過防腐蝕及防水處理，具有防腐防水性能；安裝防水電機(jī)時(shí)將連接的電線順沿托架9布置，并穿過拉力傳感器8的安裝孔連同拉力傳感器的連接線一同引出，把防水電機(jī)的引線對(duì)重力感應(yīng)的干擾降到最低程度。所述的試樣轉(zhuǎn)盤10為耐酸堿腐蝕的材料制成，試樣轉(zhuǎn)盤上開有篩孔，能夠在試驗(yàn)過程中試樣出水后及時(shí)濾除試樣轉(zhuǎn)盤上的殘留水。
[0033]所述的加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)安裝在支架I的上部，加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)設(shè)有風(fēng)扇電機(jī)19、防護(hù)架2、風(fēng)扇4、防護(hù)罩3和電熱管5 ;所述的風(fēng)扇電機(jī)19、防護(hù)架2安裝在支架I上，防護(hù)架起到安全防護(hù)的作用，防護(hù)架內(nèi)安裝有風(fēng)扇4、防護(hù)罩3和電熱管5。
[0034]所述的檢測控制與處理模塊為一個(gè)設(shè)在外部的配套模塊，用于采集拉力傳感器的輸出信號(hào)，記錄試驗(yàn)過程中試樣的實(shí)時(shí)重力變化，并按程序和試樣的重力變化控制三個(gè)電機(jī)的工作狀態(tài)，完成整個(gè)試驗(yàn)過程的自動(dòng)檢測、控制、處理和保存。
[0035]所述的干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)中對(duì)稱的左右兩螺紋傳動(dòng)柱通過步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)同步帶、同步帶輪傳動(dòng)，使安裝于兩側(cè)螺紋傳動(dòng)柱的橫梁上下移動(dòng)時(shí)左右兩端保持同步，從而帶動(dòng)與橫梁連接的整個(gè)試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)能作將試樣浸入水槽和提升至加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)區(qū)進(jìn)行風(fēng)干的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。
[0036]圖4所示為儀器工作原理的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡圖，螺紋傳動(dòng)柱6的動(dòng)力傳動(dòng)器件安裝在傳動(dòng)箱體13內(nèi)部，安裝同步帶輪15和同步帶12是為了使對(duì)稱安裝的兩根螺紋傳動(dòng)柱6同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使橫梁7兩端同步升降，也使兩個(gè)拉力傳感器同步承受并感應(yīng)整個(gè)試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)連同試樣的重力變化。步進(jìn)電機(jī)14輸出軸的正反轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺紋傳動(dòng)柱6的正反轉(zhuǎn)動(dòng),相應(yīng)帶動(dòng)橫梁7上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)放置在試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)試樣轉(zhuǎn)盤中的試樣上下運(yùn)動(dòng)，循環(huán)進(jìn)入水箱18和進(jìn)入加熱風(fēng)干區(qū)進(jìn)行巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)。
[0037]本發(fā)明的自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器進(jìn)行巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)的工作過程為:
[0038]⑴、確定及設(shè)置試驗(yàn)參數(shù):先確定試驗(yàn)所需的試驗(yàn)參數(shù)，包括試驗(yàn)中每個(gè)干濕循環(huán)中試樣所需達(dá)到的失水率和浸泡時(shí)間，三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速等，通過外部的檢測控制與處理模塊設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)。
[0039]⑵、試樣裝載:把干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)的橫梁7提升至支架的上部，在試樣轉(zhuǎn)盤10上裝載所要試驗(yàn)的試樣；若是第一次試驗(yàn),需要把水槽18加入適量水后通過卡槽直接卡在傳動(dòng)箱蓋16上，若非第一次試驗(yàn)，亦需檢查水槽18中的水位，以試樣剛好能夠完全浸入且不會(huì)使水溢出為宜。
[0040]⑶、開啟自動(dòng)干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器:儀器進(jìn)行自動(dòng)試驗(yàn)，由檢測控制與處理模塊控制干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)14轉(zhuǎn)動(dòng)，橫梁7下降，使試樣浸入水槽18中，浸入時(shí)間達(dá)到設(shè)定值后橫梁7提升至加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)的風(fēng)口處，然后按照設(shè)定的風(fēng)速和加熱功率啟動(dòng)風(fēng)扇4和電熱管5，對(duì)試樣進(jìn)行風(fēng)干；風(fēng)干過程中，拉力傳感器8實(shí)時(shí)感應(yīng)試樣的重力變化，當(dāng)試樣的失水率達(dá)到設(shè)定值后加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)停止工作，干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)的橫梁7下降，試驗(yàn)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。循環(huán)次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)后，儀器停止工作。
[0041]⑷、關(guān)閉自動(dòng)干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，取回試樣以備后續(xù)試驗(yàn)；卸樣并清洗水槽18。
[0042]本發(fā)明的試驗(yàn)儀器結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，使用方便，實(shí)用性強(qiáng)，能夠全自動(dòng)化操作，提高試驗(yàn)效率，試驗(yàn)精度好，應(yīng)用市場廣大，具有很強(qiáng)的推廣應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，包括干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)、試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)、加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)和檢測控制與處理模塊；其特征在于: 所述的干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)設(shè)有支架、螺紋傳動(dòng)柱、傳動(dòng)箱體、傳動(dòng)箱蓋、步進(jìn)電機(jī)、同步帶輪、同步帶、橫梁和水槽；所述支架的上、下邊框中安裝有兩根對(duì)稱的螺紋傳動(dòng)柱，支架底部安裝有傳動(dòng)箱體，傳動(dòng)箱體中安裝有步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)箱體頂部設(shè)有傳動(dòng)箱蓋，支架、螺紋傳動(dòng)柱和傳動(dòng)箱體構(gòu)成試驗(yàn)儀器的整體支撐框架；所述螺紋傳動(dòng)柱上的動(dòng)力傳動(dòng)器件安裝在傳動(dòng)箱體內(nèi)部，即在傳動(dòng)箱體中，螺紋傳動(dòng)柱上對(duì)稱地安裝有一對(duì)同步帶輪，所述一對(duì)同步帶輪與步進(jìn)電機(jī)輸出軸上安裝的同步帶輪通過同步帶連接；橫梁通過兩端的螺紋孔安裝在左右兩螺紋傳動(dòng)柱中，橫梁通過兩螺紋傳動(dòng)柱的轉(zhuǎn)動(dòng)在兩螺紋傳動(dòng)柱上作升降運(yùn)動(dòng)，螺紋傳動(dòng)柱內(nèi)側(cè)的傳動(dòng)箱蓋上安裝有水槽； 所述的試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝在橫梁下方，試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)有拉力傳感器、托架、輔助托架、防水電機(jī)和試樣轉(zhuǎn)盤；所述的拉力傳感器與橫梁連接，兩個(gè)拉力傳感器左右對(duì)稱布置并分別連接托架的兩邊，托架底邊中心開有安放輔助托架的槽，槽內(nèi)還開有一個(gè)安裝孔，架托與輔助托架呈十字交叉設(shè)置，輔助托架兩端向試樣轉(zhuǎn)盤邊翹起，且中心也開有一個(gè)安裝孔，輔助托架用于輔助試樣轉(zhuǎn)盤在托架中的定位；安裝在托架下的防水電機(jī)的輸出軸從架托和輔助托架底面穿過所述的安裝孔，并在防水電機(jī)的輸出軸上安裝試樣轉(zhuǎn)盤，防水電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)試樣轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，用于確保試樣在試驗(yàn)過程中各方位能夠均勻浸水和風(fēng)干； 所述的加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)安裝在支架的上部，加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)設(shè)有風(fēng)扇電機(jī)、防護(hù)架、風(fēng)扇、防護(hù)罩和電熱管；所述的風(fēng)扇電機(jī)、防護(hù)架安裝在支架上，防護(hù)架起到安全防護(hù)的作用，防護(hù)架內(nèi)安裝有風(fēng)扇、防護(hù)罩和電熱管； 所述的檢測控制與處理模塊為一個(gè)設(shè)在外部的配套模塊，用于采集拉力傳感器的輸出信號(hào)，記錄試驗(yàn)過程中試樣的實(shí)時(shí)重力變化，并按程序和試樣的重力變化控制三個(gè)電機(jī)的工作狀態(tài)，完成整個(gè)試驗(yàn)過程的自動(dòng)檢測、控制、處理和保存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，其特征在于:所述的干濕循環(huán)機(jī)構(gòu)中對(duì)稱的左右兩螺紋傳動(dòng)柱通過步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)同步帶、同步帶輪傳動(dòng)，使安裝于兩側(cè)螺紋傳動(dòng)柱的橫梁上下移動(dòng)時(shí)左右兩端保持同步，從而帶動(dòng)與橫梁連接的整個(gè)試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)能作將試樣浸入水槽和提升至加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)區(qū)進(jìn)行風(fēng)干的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，其特征在于:所述的水槽通過卡槽直接卡在傳動(dòng)箱蓋上，方便拆卸和安裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，其特征在于:所述的拉力傳感器承受并感應(yīng)整個(gè)試樣調(diào)整機(jī)構(gòu)連同試樣的重力變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，其特征在于:所述的防水電機(jī)外部經(jīng)過防腐蝕及防水處理，具有防腐防水性能；安裝防水電機(jī)時(shí)將連接的電線順沿托架布置，并穿過拉力傳感器的安裝孔連同拉力傳感器的連接線一同引出，把防水電機(jī)的引線對(duì)重力感應(yīng)的干擾降到最低程度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，其特征在于:所述的試樣轉(zhuǎn)盤為耐酸堿腐蝕的材料制成，試樣轉(zhuǎn)盤上開有篩孔，能夠在試驗(yàn)過程中試樣出水后及時(shí)濾除試樣轉(zhuǎn)盤上的殘留水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)化巖樣干濕循環(huán)試驗(yàn)儀器，其特征在于:所述的加熱風(fēng)干機(jī)構(gòu)通過風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生可調(diào)節(jié)的風(fēng)速，風(fēng)扇的風(fēng)經(jīng)過功率可調(diào)的電熱管加熱后吹向試樣，加速試樣風(fēng)干，以縮短試驗(yàn)時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK104297453SQ201410610585
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】唐輝明, 王君鷺, 張永權(quán), 李純, 魯莎 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）