Устройство для определения коэффициента фильтрации дисперсных материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕН КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ДИСПЕРСНЫ . МАТЕРИАЛОВ,. содержащее основание, котором установлена загрузочная емкость с дренирующим диском, сообщенная с сосудом с водой, штамп с уплотняющим кольцом, весовое коромысло и шток, отличающееся тем, что, с целью повьаиения точноспи измерения , .устройство снабжено двумя установленными на основании стойками с подвижными двуплечими рычаггми, одно плечо которых служит для передачи прижимающей нагрузки на штамп, а другое посредством П-образного захвата взаимодействует через ограничительный упор со штоком, верхний конец которого связан с. помощью троса и блока с весовым коромыслом, а нижний имеет ограничительный упор, при этом штамп снабжен жестко связанным с ним стаканом, а нижний упор штока установлен с возможностью взаимодействия с дном стакана. Р йп 0: О О

. 0003 СООЕТСНИХ

IglMOIIH

PKCfll%llHH

Ogl (И), МИ) (а 01 Я 15 08. "» . ГОСУДФРСТВВННМЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОВРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ .ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ--...

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гл

4 (21 ) 341i 035/18-25 22) 22.03,82 (46 ) 23. 11 .83. Бюл. Ю 43 (7 2) М.Е.Воловик, В.Г,Ефремов, В.Я,Калачев, В.С.Соболевский, Т,Г,Жожинова и A.Â.×èæåâñêèé . (71) Спецйалиэированиое отделение по изысканиям и исследованиям института "Союэгипроводщрз" (53) 624.131.274(088,8) (56) 1, Ломтадэе В.Д. Методы лабораторных исслеоваиий Физико-механических свойств горных пород. Л., "Недра", 1972, с. 171, 2, Авторское. свидетельство СССР

В 796741, кл. р 01 N 15/08, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ДИСПЕРСНЫХ

МАТЕРИАЛОВ,. содержащее основание, на

1 котором установлена загрузочная емкость с дренирующим диском, сообщенная с сбсудом с водой, штамп с уплотняющнм кольцом, aecosoe коромысло и шток, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точносэи измерения, .устройство снабжено двумя установленными на основании стойками с подвижными двуплечими рычагами, одно плечо которых служит для первдачи прижимающей нагрузки на штамп, а другое посредством П-образного захвата взаимодействует через ограничительный упор со штоком, верхний конец которого связан с. йомащью троса и блока с весовым коромыслом, а нижний имеет ограничительный упор, при Я этом штамп снабжен жестко связанным с ним стаканом, а нижний упор штока, установлен с воэможностью взаимодействия с дном стакана, 1056

Изобретение относится к изМери,тельной технике, предназначено для измерения коэффициента фильтрации дисперсных материалов, преимущественно глинистых грунтов, и может быть использовано при исследовании физико- 5 химических свойств материалов.

° Известно устройство для определения коэффициента фильтрации грунтов, содержащее загрузочную емкость, расположенную в полом основании и уста- 10 новленную на дренирующем диске, штамп со штоком и рычажное приспособле- ние $1) .

Недостатком списанного устройства является сложность конструкции и"тру-15 доемкость определения коэффициента фильтрации с использованием способа регистрации остаточного напора, а сама конструкция устройства не дает возможности определить .напорный гра диент с помощью адгезионного способа, требующего значительно меньших затрат времени.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения коэффициента фильтрации дисперсных материалов, содержащее основание, йа кото,лром установлена загрузочная емкость .,с .цренирующим диском, сообщенная с сосудом с водой, штамп с уплотняющим кольцом, весовое коромысло и шток.

Прижимающее и отрывающее усилия на штамп, установленный на поверхности исследуемого грунта, передается с помощью коаксиальных стаканов, двух 35 компенсирующих пружин и штока на весо- вое коромысло с помощью рычажного приспособления (2) .

К недостаткам укаэанного устрой- „ ства следует отнести воэможность вы- 4р сокой погрешности измерения, связанной с неравномерностью распределения по поверхности штампа прижимающего усилия, а также наличие большого количества точек сопряжения в рычажном 45 механизме, что также приводит к перекосу штампа и уменьшению точности измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, 50 что устройство для определения коэффициента фильтрации дисперсных материалов, содержащее основание, на котором установлена загрузочная емкость с дренирующим диском, сообщен- 55 над с сосудом с водой, штамп с уплотняющим кольцом, весовое коромысло и шток, снабжено двумя установленными на основании стойками с подвижными двуплечими рычагами, одно плечо ко- 60 торых служит для передачи прижимающей нагрузки на штамп, .а другое посредством П-образного захвата взаимодействует через ограничительный упор со штоком, верхний конец которо-65

001 го связан с помощью троса и блока с весовым коромыслом, а нижний имеет органичительный упор, прн этом штамп снабжен жестко .связанным с ним стаканом, а нижний упор штока установлен с возможностью взаимодействия с дном стакана.

Устройство поясняется чертежам.

Устройство содержит основание 1, на котором установлена загрузочная емкость 2 с дренирующим диском 3, сообщенная: через канал 4, трубку 5 с сосудом б с водой, штам 7 с уплотняющим кольцом 8, две установленные на основании стойки 9 и 10 с подвижными двуплечими рычагами 11 и 12,, одно плечо которых служит для передачи прижимающей нагрузки на штамп 7, а другое посредством П-образного захвата 13 взаимодействует через втулку 14 и ограничительный упор 15 со штоком 16, верхний конец которого связан с помощью втулки 17, троса 18 и блока 19 с весовым коромыслом 20, а нижний имеет ограничительный упор

21, при этом штамп 7 снабжен жестко . связанным с ним стаканом 22 с направляющей втулкой 23, Весовое коромысло 20 имеет уравновешенный груз 24 и рабочий груз 25 и установлено посредством кронштейна

26 и стойки 27 с основанием 1. Исследуемый грунт 28 помещают между штампом 7 и дренирующим диском 3.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый грунт 28 ненарушенного сложения помещают в загрузочную ем-.. кость 2 на дренирующий диск 3.

В сосуд б до заданного уровня наливают воду. При этом вода под некоторым давлением по трубке 5 и каналу 4 поступает в полость емкости

2, обеспечивая смачивание исследуе- . мого грунта 28.

На поверхность грунта устанавливают уплотняющее кольцо 8,. а затем в его седло опускают штамп 7. Двуплечие рычаги 11 и 12 соединяют с П-образным захватом 13.

После этого на штамп 7 передают предварительную прижимающую нагрузку, не превышающую по величине структур ную прочность грунта, При этом нагрузку создают путем передвижения рабочего груза 25 по весовому коромыслу 20 вправо.

При этом шток 16 посредством троса 18, блока 19 и втулки 17 перемещается вверх, причем ограничительный упор 15 воздействует на втулку 14, в результате чего .П-образный захват 13 передает-.воздействие на двуплечие рычаги 11 и 12, которые передают заданное давление на штамп 7. Штамп 7 создает вертикальную прижимающую нагрузку на исследуемый грунт 28, 1056001 ч

ГМЭ напорный градиент, найденный как отношение отрывающего усилия (A),nðèâåäåííoão к единице площади (P),штампа, и длине (8) пути фильтрации, равной толщине об разца где Д

3--—

F.Р

Составитель д. громов

Редактор Н. Лазаренко Техред С.Легеза Корректор А. Тяско

Заказ 9289/33

Тираж 873

Подписное

ВНИИПИ ГосударственноГо комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Затем снимают нагрузку со штампа

7 путем установки рабочего груза 25, на. нулевую отметку, после чего отсоединяют захват 13 от двуплечих рычагов 11 и 12.

После этого создают отрывающее усилие штампа 7 от поверхности исследуюемого грунта 28. В этом случае передвйгают рабочий груз 25 по весовому коромыслу .20 вправо на величину !

I отрывающего усилия по шкале, равного половине величины липкости (адгеэии) исследуемого грунта 28. При этом правая часть весового коромысла 6 перемещается вниз, вследствие чего трос 18 через блок 19 с помощью втул-. ки,17.перемещает шток 5 вверх до воздействия ограничительного упора 21 с Иаправляющей втулкой 23 стакайа 22.

В момент установки заданного отрываю-. щего усилия на штамп 7 включается 20 сигнальная система, которая фиксирует время начала передачи отрываю.щей нагрузки до момента отрыва штампа .7 от исследуемого грунта 28.

По известным параметрам и найденному значению времени отрыва штампа

7 от исследуемого грунта 28 рассчитывают коэффициент фильтрации по фор-, ;муле и — пористость грунта, t. - время отрыва, с;

U - объем жидкости, необходимый для равновесного отрыва.штампа 7 (U - величина постоян-. ная для материала штампа и определяется экспериментально.

Для стального полированного штампа площадью 10 см объем жидкости составляет 0,006 см ), В предложенном устройстве по сравнению с известныа удалось снизить значение разброса значений измеряемого коэффициента фильтрации.для тяжелой глины более, .чем в четыре раза.