用于颗粒分析实验密度计法搅拌均匀土粒悬液的装置

摘要

本发明公开了一种用于颗粒分析实验密度计法搅拌均匀土粒悬液的装置，包括外壳、气泵、搅拌棒、温度显示器、温度传感器和计时器，其中，气泵设在外壳内，温度显示器和计时器均设在外壳上，搅拌棒与气泵连接，温度传感器与温度显示器电路连接。本发明解决了以前试验中搅拌器人工搅拌的不足。通过电子控制气泡上升带动悬液运动使悬液内土粒，能够更加充分均匀地分布，通过对气泡量的控制能有效地防止悬液在搅拌时的溢出现象，通过对时间的电子测量减小了人工测定时的误差。温度传感器的加入能够使悬液温度的量测更加准确与便捷。与前人的研究相比，该装置的操作更加简单方便，改善了实验效率，且更具有实用性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于颗粒分析实验密度计法搅拌均匀土粒悬液的装置。

背景技术

颗粒分析实验是测定土中各种粒组总质量的百分数的实验方法，可分为筛析法和沉降分 析法，其中沉降分析法又分为密度计法和移液管法。对于粒径小于0.075mm的土粒，需要用 沉降分析法来测定。

随着地下空间工程的不断发展，对岩土的研究已经越发普遍，其中对土体的研究方面， 土的颗粒组成，粒径级配等指标成为了人们密切关注的方向，因此，颗粒分析实验也逐渐在 各地伸入展开。

土的颗粒组成在一定程度上反映了土的某些性质，因此工程上常常依据颗粒组成对土进 行分类，粗粒土主要是依据颗粒组成进行分类，而细粒土由于矿物成分，颗粒形状及胶体含 量等因素，则不能单以颗粒组成进行分类，二要借助与塑性图或塑性指数进行分类。

当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。密度 计法是沉降分析法的一种，只适用于粒径小于0.075mm的试样。密度计法是将一定量的土样 (粒径小于0.075mm)放在量筒中，然后加纯水，经过搅拌，使图的大小颗粒在水中均匀分 布，制成一定量的均匀浓度的土悬液(1000mL)。静止悬液，让土粒沉降，在土粒下沉过程 中，用密度计测出在悬液中对应与不同时间的不同悬液密度，根据密度计读数和土粒的下沉 时间，就可以计算出粒径小于某一粒径的颗粒占土样的百分数。

目前，颗粒分析实验的流程已经基本成熟，但在制作均匀土悬液方面，悬液的搅拌过程 中，采用的搅拌工具有诸多不便，金属质地的搅拌头与量筒之间碰撞极易造成装置损坏，搅 拌器的上下搅拌难以保证土悬液的均匀，一旦搅拌头向上提过高，高出液面时还会造成测试 数据不准确，难以满足整个颗粒分析实验高效完成的需要。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种用于颗粒分析实验密度计法搅拌均匀土粒悬液的 装置，其操作简单，高效便捷。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于颗粒分析实验密度计法搅拌均匀土粒悬液的装置，包括外壳、气泵、搅拌棒、 温度显示器、温度传感器和计时器，其中，气泵设在外壳内，温度显示器和计时器均设在外 壳上，搅拌棒与气泵连接，温度传感器与温度显示器电路连接。

所述用于颗粒分析实验密度计法搅拌均匀土粒悬液的装置还包括电源线，电源线分别与 气泵、温度显示器、温度传感器和计时器连接，电源线上设有总控制开关。

所述气泵上设有气泵开关和调节流量按钮，气泵开关和调节流量按钮位于外壳上。

所述温度显示器上设有控制开关和温度记录开关，控制开关和温度记录开关位于外壳上。

所述搅拌棒的结构为：包括玻璃管、导管和橡胶套，其中，玻璃管的一端套有橡胶套， 另一端与导管连接，导管与气泵连通。工作时，使用玻璃棒对悬液进行搅拌，通过气泵使空 气延导管流动，从橡胶套溢出，促进悬液搅拌使搅拌更加高效均匀。

所述温度传感器为电子温度传感器。

所述计时器为电子计时器。

使用时，操作步骤如下：

A.将颗粒分析实验中已经处理好的土悬液倒入量筒中，布置好本发明的装置，接通电源， 将带有橡胶套的搅拌棒伸入悬液底部，开启气泵，经调节后达到最佳通气量，并用搅拌棒适 当搅拌悬液约1min，直至悬液颗粒分布均匀后，慢慢取出搅拌棒，完全取出后关闭气泵。

B.搅拌完成后，将密度计放入悬液的同时，立即开启计时器，测记0.5，1，2，5，15， 30，60，120和1440min时的密度计读数。

C.每次读数后，取出密度计放入盛有纯水的量筒中，并将温度传感器伸入悬液，通过温 度显示器读出电子屏幕上的温度显示并做好记录，进而完成之后的相关实验。

本发明中，温度显示器通过导线与温度传感器相连，试验中将温度传感器放入悬液中以 便准确测量悬液温度，并清晰地显示在温度显示器的屏幕上，避免了肉眼读数时弯液面的影 响及误差；本发明的计时器用于对试验中悬液密变化测定时的时间统计。

本发明解决了以前试验中搅拌器人工搅拌的不足。通过电子控制气泡上升带动悬液运动 使悬液内土粒，能够更加充分均匀地分布，通过对气泡量的控制能有效地防止悬液在搅拌时 的溢出现象，通过对时间的电子测量减小了人工测定时的误差。温度传感器的加入能够使悬 液温度的量测更加准确与便捷。与前人的研究相比，该装置的操作更加简单方便，改善了实 验效率，且更具有实用性。本发明与现有的测量方法相比，具有以下优点：

1、降低了以往用传统温度计测量悬液温度所带来的误差，如温度计碰触量筒侧壁，读数 时视线不水平等误差。

2、将时间测定的操作优化，电子计时，方便准确，降低了人为操作对时间测定带来的影 响。

3、解决了以往颗粒分析实验在悬液的搅拌过程中，采用的搅拌工具有诸多不便，如金属 质地的搅拌头与量筒之间碰撞极易造成装置损坏，搅拌器的上下搅拌难以保证土悬液的均匀， 一旦搅拌头向上提过高，高出液面时还会造成测试数据不准确等。

4、本发明将温度测量、时间测定与悬液搅拌在同一装置进行，高效方便，尤其在大量多 次的测量试验中，更可体现该装置的实用价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1、总控制开关；2、电源线；3、气泵开关；4、调节流量按钮；5、温度显示器； 6、计时器；7、控制开关；8、温度记录开关；9、温度传感器；10、搅拌棒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

一种用于颗粒分析实验密度计法搅拌均匀土粒悬液的装置，包括外壳、气泵、搅拌棒10、 温度显示器5、温度传感器9和计时器6，如图1所示，其中，气泵设在外壳内，温度显示器 5和计时器6均设在外壳上，搅拌棒10与气泵连接，温度传感器9与温度显示器5电路连接。 还包括电源线2，电源线2分别与气泵、温度显示器5、温度传感器9和计时器6连接，电源 线2上设有总控制开关1。

所述气泵上设有气泵开关3和调节流量按钮4，气泵开关3和调节流量按钮4位于外壳 上。

所述温度显示器5上设有控制开关7和温度记录开关8，控制开关7和温度记录开关8 位于外壳上。

所述搅拌棒10的结构为：包括玻璃管、导管和橡胶套，其中，玻璃管的一端套有橡胶套， 另一端与导管连接，导管与气泵连通。工作时，使用玻璃棒对悬液进行搅拌，通过气泵使空 气延导管流动，从橡胶套溢出，促进悬液搅拌使搅拌更加高效均匀。

所述温度传感器9为电子温度传感器。

所述计时器6为电子计时器。

使用时，操作步骤如下：

A.将颗粒分析实验中已经处理好的土悬液倒入量筒中，布置好本发明的装置，接通电源， 将带有橡胶套的搅拌棒10伸入悬液底部，开启气泵，经调节后达到最佳通气量，并用搅拌棒 10适当搅拌悬液约1min，直至悬液颗粒分布均匀后，慢慢取出搅拌棒10，完全取出后关闭 气泵。

B.搅拌完成后，将密度计放入悬液的同时，立即开启计时器6，测记0.5，1，2，5，15， 30，60，120和1440min时的密度计读数。

C.每次读数后，取出密度计放入盛有纯水的量筒中，并将温度传感器9伸入悬液，按下 温度记录开关8，通过温度显示器5读出电子屏幕上的温度显示并做好记录，进而完成之后 的相关实验。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限 制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付 出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。