Фильтромер

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН, 1)9) (1) ) 4рц . G .01 и 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБР1.:.ТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

QnHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСЯОМЪ| СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3682935/24-25 .(22) 30.12.83 (46) 30.05.aS. Зюл. 11 20 (72) В.М. Апраксин (53) 626. 212 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 898323, кл.G 01 Й 15/08 ° 1982.

4.Богомолов Г.В. и др. Специальная гидрогеология. и., Госгеолтехиздат, 1955, с.125»126 (прототип). .(54)(57) ФИЛЬТРОИЕР,включающий.ограждающие коаксиальные -цилиндры, итатель в виде сосуда Иариотта, гидравлически сообщенный с полостями цилиндров, соединенных с регистрирующим устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения фильтрационных характеристик грунта путем выравнивания измеиейия гидростатнческого напора жидкости в цилиндрах, фильтромер снабжен распределителем жидкости, вы». полненнцм в виде коромысла с полостью, сообщенной с каждым из цилиндров и питателем, установленного на опоре с возможностью вертикального перемещения, причем плечи коромысла шарнирно укреплены на полых стойках с поплавками, размещенными в цилиндрах °

1158902

Изобретение относится к исследованиям по гидрогеологии, в частности к приборам для определения в полевых условиях параметров водопроницаемости почвогрунтов, и может быть использо- 5 вано при исследованиях и изысканиях, где необходимо знать фильтрационные свойства почв и грунтов,. например в строительстве, горном деле, гидрологии, гидротехнике, мелиорации, сель- 10 ском хозяйстве и др.

Известно устройство для определения водопроницаемости почв, включающее ограждающие площадь промачивания воды элементы, выполненные в виде двух разъемных цилиндров, между которыми размещено кольцо с натянутой на него диафрагмой иэ эластично- го водонепроницаемого материала. На диафрагму наливают необходимый слой 20 воды, а затем диафрагму прокаливают.

Пленка диафрагмы, сворачиваяеь к стенкам цилиндра, полностью высвобождает площадь впитывания и вся вода одновременно поступает на поверхность почвы. Затем определяют расход воды на инфильтрацию,(1) .

Однако вода из ограждающего цилиндра расходуется на просачивание, капиллярное всасывание и боковое ЗО растекание, Поэтому нельзя принимать поперечное сечение цилиндра за поперечное сечение инфильтрационного потока, так как будет велика погрешность за счет бокового растека- 35 ния воды за пределами нижней кромки ограждающего цилиндра.

Наиболее близким к предлагаемому является фильтромер, включаюпу4й два коаксиальных цилиндра, питатель 10, в виде сосуда Мариотта, гидравлически сообщенный с полостями цилиндра.

Гидростатический напор воды в каждом из цилиндров известного фильтромера поддерживается постоянным при помощи двух сосудов Иариотта 1.21.

Недостатком известного устройства является низкая точность опреде- . ления фильтрационных характеристик грунта, поскольку не обеспечивает- у> ся одновременное и одинаковое пони жение гидростатического напора в обоих цилиндрах при неравномерном его падении во внешнем и внутреннем цилиндрах, 55

Цель изобретения — повышение точности определения фильтрационных характеристик грунта путем выравниьания изменения гидростатического напора жидкости в цилиндрах. . Поставленная цель достигается тем, что фильтромер, включающий ограждающие коаксияльные цилиндры, питатель в виде сосуда Мариотта, гидравлически сообщенный с полостями цилиндров, снабжен распрегелителем жидкости, выполненным в виде коромысла с полостью, сообщенной с каждым иэ цилиндров и питаталем, установленного на опоре с возможностью вертикального перемещения, причем плечи коромысла шарнирно укреплены на полых стойках с поплавками, размещенными в цилиндрах °

На чертеже схематически представлен фильтромер, общий .вид. фильтромер содержит ограждающие площадь впитывания коаксиальные цилиндры - внутренний цилиндр I u внешний цилиндр 2. На стенке внутреннего цилиндра 1 укреплена вертикальная опора 3. На вертикапьной опоре 3 установлена скользящая втулка 4, на которой укреплена консольно ось 5. На оси 5 установлено коромысло 6 с полостью 7, заполненной жидкостью для промачивания, например водой. Полость 7 снабжена патрубками 8 и 9. Коромысло 6 при помощи шарниров 10 связано с полыми стойхами 11 и 12, снабженными поплавками 13 и 14, которые размещены соответственно во внутреннем 1 и внешнем

2 цилиндрах. Для устойчивости устройства полые стойки 11 и 1.2 снабжены направляющими втулками 15, укрепленными на вертикальной опоре

3. Полые стойки 1! и 12 могут быть выполнены в виде трубок с воронками 16 в верхней части. Для индикации и остановки опыта при падении уровня воды во внутреннем цилиндре 1 -в случае неоднородности грунта или наличия трещины нижняя часть трубки 11 может быть снабжена пробкой 1?. Питатель 18 s виде сосуда Мариотта установлен на полке 19 и гидравлически связан гибким шлангом 20 с полостью коромысла 6.

Для автоматической записи изменения гидростатического напора жидкости во внутреннем цилиндре 1 устанавливают автоматическое регистрирующее устройство (не показано), например поплавок со стрелкой самописца и барабаном.

1158902

4 ние уровня воды во внутреннем цилиндре продолжают до слоя в 5 ю..

Если уровень во внешнем цилиндре

2 будет падать быстрее, чем во внут1

5 реннем 2 (что может быть обусловлено боковым растеканием воды эа границей нижней кромки внешнего циликцра 2х,то при опускании tiollJIaBKa 14 коромысло 6 наклонится в стороку этого поплавка и вода кз полости 7 коромысла 6 через патрубок 9 потечет через воронку 16 по трубке !2 в полость внешнего циликдра 2. Поплавок 14 за счет увеличения уровня начнет поднимать и выравнивать коромысло 6 до первоначального сбалансированного положения.

Если уровень воды во внутреннем цилиндре 1 будет падать быстрее, чем во внешнем (что может быть обус.ловлено неоднородностью испытываемого грунта или наличием трещины в просачиваемом объеме), то поплавок 13 опустится и наклонит коромысххо б с полостью 7 в эту сторону.

Вода нз полости 7 через патрубок 8 и воронку 16 потечет по трубке 11.

Поскольку трубка !1 закрыта пробкой

17, то по мере заполнения водой она наклонит коромысло 6 и разбалансирует его. В этом случае сайопксец отключается кли по визуальному наблюдению (наличие воды в трубке l!) опыт останавливают, " бракуют" и переделыЬахот заново на иовом месте.

Стенки цилиндров н 2 снабжены вертикальной разметкой делений (ке показана!. При этом разметк".. шкалы делений на стенках цилиндров и 2 кронзводится с точностью до 1 мм в пределах !00 мм короткими касечкаик через 5 мм и длинными через 10 мм.

Насечки выполняются с таким расчетом, чтобы нулевое деление находилось не далее 25 мм от нижних кромок цилинд- !О

pos. В качестве шкалы делений могут быть использованы и металлические линейки, устанавливаемые вертикально в цилиндрах l и 2 фильтромера. Высота цилиндров l и 2 должна быть не ме- !5 кее !4 см.

Измерения с помощью предлагаемого ф1хльтромера производят следующим образом.

Коаксиально устанавливают цилинд- 20 ры 1 и 2 ка ровной и практически горизонтальной поверхности испытываемого грунта и погружают в грунт с таким расчетом, чтобы нулевое деление шкалы совпало с поверхностью грунта. 25

Затем на стенке вкутреннего1 цилиндра 1 устанавливают вертикальную опору 3, ка которую одевают скользящую втух!ку 4. Затем на консольно закрепленную ось 5 втулки 4 устанавливают 5!! коромысло 6 с полостью 7. Далее одновременно заполняют водой внутреннюю и внешнюю полости ограждающих цилиндров 1 и 2 до деления 100 мм, а по лость 7 до нижнего уровня патрубков

8 к 9, устанавливают питатель 18

Мариотта с водой на полку 19 и соединяют его с полостью 7 гибким шлангом 20.

При этом нижний конец шланга 20 устанавливают ниже нижнего уровня патрубков 8 и 9 полости 7 для автоматического поддержания постоянным уровня веды в полости 7 при помощи питателя 18 Мариотта.

В момент заполнения полостей цилиндров 1 и 2 до наружной отметки включают самописец, регистрирующий падение гкдростатического напора во внутреннем цилиндре 1, илй секун- .5 домер.

При одновременном наденкн или повышении гидростатического уровня в обоих цилиндрах и 2 сбалансированное водораспределяющее коромыс- 55 ло 6 с полостью 7 будет вертикально перемещаться вниз кли вверх по вертикальной скользящей опоре 3. СнкжеПовышение точности измерений параметров фильтрации грунта путем автоматического выравнивания изменения гидростатического налора жидкости в ограждающих цилиндрах обосновывается следующим.

В процессе проведения опыта вслед ствне бокового растекания воды sa границами нижней кромки внешнего цилиндра уровень воды во внешнем цилиндре будет падать быстрее, в результате чего гидростатический напор во внутреннем цилиндре станет больше, чем во внешнем, А это,в свою очередь, привечает в боковому растеканию воды уже иэ внутреннего цилиндра, тем самым поперечное сечение внутреннего кольца не будет полностью соответствовать поперечному сечению инфильтрационного потока. Поэтому поддержание одинакового изменени» уровней в обоих цилиндрах имеет боль158902

Составитель Е.Карманова

Техред Т.Иаточка Корректор И.Самборская

Редактор Ю..Ковач

Заказ 3578/43 Тираж 897 Подписное

ВНЫШИ 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

5 1 шое значение для получения достоверных результатов наблюдений.

Автоматическое регулирование уровней воды в цилиндрах с помощью предлагаемого фильтромера полностью . исключает ручной труд оператора по наблюдению и доливу воды, повышает точность результатов наблюдений и измерений.