一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱的制作方法
【專利摘要】一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，包括箱體、底板、溫控器、冷浴、補(bǔ)水桶、鋼珠、銅管圈，所述箱體包括箱壁和箱底。箱壁內(nèi)填入聚乙烯保溫材料；是由呈回字形的銅管圈構(gòu)成；箱底的上方設(shè)有底板；底板上設(shè)有補(bǔ)水孔；底板下方為水倉；銅管圈置于水倉中，銅管圈通過連接管與冷浴連接；通過與冷浴連接的溫控器來控制冷浴中冷液的溫度；鋼珠平鋪在水倉內(nèi)，使銅管圈里冷液散熱均勻。本發(fā)明通過補(bǔ)水桶控制試驗(yàn)箱底部水位高度，保證底部水位與底板齊平；通過連接管把冷浴中的冷液輸送到試驗(yàn)箱底，來控制試驗(yàn)箱底的溫度。本發(fā)明用于室內(nèi)試驗(yàn)研究，有效解決了箱內(nèi)土樣補(bǔ)水不均勻和溫度難以控制的難題，具有使用方便、快捷和準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，可以有效模擬土樣的自然條件，為模型試驗(yàn)提供一種方法。
【專利說明】
一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及室內(nèi)土工試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，適合用于室內(nèi)模型試驗(yàn)，用于研究土體內(nèi)部在凍結(jié)和容融化過程中各物理參數(shù)的變化。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]隨著我國西部經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量道路工程和工民建在季節(jié)凍土和多年凍土地基上建立。然而目前針對于季節(jié)凍土和多年凍土的研究大多集中在室內(nèi)研究，室內(nèi)試驗(yàn)由于空間的限制和環(huán)境的變化，室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際工程監(jiān)測結(jié)果差距較大，導(dǎo)致室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果的可信度不高。為了讓室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果更接近于實(shí)際監(jiān)測結(jié)果，需要改變室內(nèi)模擬條件，
使其更接近自然條件。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，通過試驗(yàn)箱的底部補(bǔ)水和底部控溫，實(shí)現(xiàn)模擬土樣的自然條件，為土樣的模型實(shí)驗(yàn)研究提供新的方法和途徑。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下措施來實(shí)現(xiàn):
一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，包括箱體、底板、溫控器、冷浴、補(bǔ)水桶、鋼珠、銅管圈。
[0007]箱體包括箱壁和箱底;箱壁內(nèi)填入聚乙烯保溫材料;箱底是由呈回字形的銅管圈構(gòu)成;銅管圈設(shè)有出液口和進(jìn)液口 ；箱底的上方設(shè)有底板;底板上設(shè)有補(bǔ)水孔;底板與箱底之間構(gòu)成水倉。
[0008]水倉設(shè)有進(jìn)水口和排水口；進(jìn)水口通過進(jìn)水管與補(bǔ)水桶連接;補(bǔ)水桶上方與自來水管連接;補(bǔ)水桶一側(cè)設(shè)有排水管;排水管出口下方設(shè)有集水桶14。
[0009]銅管圈的出液口與連接管Π連接;連接管Π與冷浴連接;銅管圈的進(jìn)液口與連接管I連接;連接管I與冷浴連接;冷浴與溫控器連接。
[0010]上述回字形的銅管圈之間的間隙中填充有鋼珠。
[0011 ] 上述排水口上部距底板0.6cm，排水口下部距底板0.3cm。
[0012]上述排水管的高度與底板的高度一致。
[0013]上述排水管通過調(diào)節(jié)補(bǔ)水桶內(nèi)水位高度來調(diào)節(jié)箱體內(nèi)水位高度。
[0014]上述溫控器用于控制冷浴內(nèi)冷液的溫度。
[0015]上述回字形的銅管圈和冷浴用于控制箱底溫度。
[0016]上述鋼珠平鋪在水倉內(nèi)，使銅管圈散熱均勻。
[0017]上述聚乙烯保溫材料使箱壁周圍的土樣不受外部溫度的影響。
[0018]上述底板用于土樣的放置。
[0019]本發(fā)明的工作原理是:
本發(fā)明通過補(bǔ)水桶控制試驗(yàn)箱底部水位高度，保證底部水位與底板齊平;通過銅管把冷浴中的冷液輸送到試驗(yàn)箱底，來控制試驗(yàn)箱底的溫度。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是:
1、本發(fā)明通過調(diào)節(jié)補(bǔ)水桶內(nèi)的水位高度來控制試驗(yàn)箱體底部水位的高度;另一方面通過溫控器來控制冷浴內(nèi)冷液的溫度，通過銅管圈進(jìn)一步控制試驗(yàn)箱體底部的溫度;而且，箱壁采用聚乙烯保溫材料填充，使箱壁隔熱，保證環(huán)境條件自上而下的對土樣產(chǎn)生影響，完全模擬自然條件下的土樣，對研究土體在凍結(jié)和融化過程中的物理參數(shù)變化具有重要意義，而且試驗(yàn)結(jié)果更接近于實(shí)際監(jiān)測結(jié)果。
[0021]2、本發(fā)明簡便易操作，可以長時間模擬土樣在凍結(jié)和融化過程中的各物理參數(shù)的變化。
[0022]3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)，費(fèi)用低廉，有較好的推廣前景。
[0023]4、本發(fā)明可以將復(fù)雜的野外自然條件簡化成簡單的試驗(yàn)箱自身系統(tǒng)控制，解決了室內(nèi)模擬野外環(huán)境的困難，而且具有操作簡單，費(fèi)用低，易于實(shí)現(xiàn)和結(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)勢。
[0024]
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明中箱體底部的示意圖。
[0027]圖3為本發(fā)明中底板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖，通過以下實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案予以進(jìn)一步說明:
如圖1、2、3所示，一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，包括箱體、底板4、溫控器12、冷浴13、補(bǔ)水桶16、鋼珠17、銅管圈18。
[0030]所述箱體包括箱壁I和箱底;箱壁I內(nèi)填入聚乙烯保溫材料15;箱底是由呈回字形的銅管圈18構(gòu)成;銅管圈18設(shè)有出液口 2和進(jìn)液口 3;箱底的上方設(shè)有底板4;底板4上設(shè)有補(bǔ)水孔401;底板4與箱底之間構(gòu)成水倉7。
[0031 ]所述水倉7設(shè)有進(jìn)水口和排水口 9 ；進(jìn)水口通過進(jìn)水管8與補(bǔ)水桶16連接;補(bǔ)水桶16上方與自來水管1連接;補(bǔ)水桶16—側(cè)設(shè)有排水管11;排水管11出口下方設(shè)有集水桶14。
[0032]所述銅管圈18的出液口2與連接管Π 6連接;連接管Π 6與冷浴13連接;銅管圈18的進(jìn)液口 3與連接管15連接;連接管15與冷浴13連接;冷浴13與溫控器12連接。
[0033]所述回字形的銅管圈18之間的間隙中填充有鋼珠17。
[0034]所述排水口 9上部距底板40.6cm，排水口 9下部距底板40.3cm。
[0035]所述排水管11的高度與底板4的高度一致。
[0036]所述排水管11通過調(diào)節(jié)補(bǔ)水桶16內(nèi)水位高度來調(diào)節(jié)箱體內(nèi)水位高度。
[0037]所述溫控器12用于控制冷浴13內(nèi)冷液的溫度。
[0038]所述回字形的銅管圈18和冷浴13用于控制箱底溫度。
[0039]所述鋼珠17平鋪在水倉7內(nèi)，使銅管圈18散熱均勻。
[0040]所述聚乙烯保溫材料15使箱壁I周圍的土樣不受外部溫度的影響。
[0041 ]所述底板4用于土樣的放置。
實(shí)施例
[0042]當(dāng)自來水管10打開后，補(bǔ)水桶16內(nèi)的水位上升，補(bǔ)水桶16內(nèi)的水在壓力作用下通過進(jìn)水管8流向水倉7，當(dāng)補(bǔ)水桶16內(nèi)的水位線達(dá)到排水管11高度時，補(bǔ)水桶16內(nèi)的水位線將維持在這一高度，通過調(diào)節(jié)補(bǔ)水桶16內(nèi)水位的高度，使補(bǔ)水桶16內(nèi)的水位線與試驗(yàn)箱內(nèi)底板4的高度一致，水倉7內(nèi)多余水分將通過排水口 9排出，使水倉7內(nèi)上液面與底板4齊平，并與補(bǔ)水桶16內(nèi)的水位齊平。
[0043 ]當(dāng)冷浴13工作時，溫控器12控制冷浴13內(nèi)冷液的溫度，冷液通過連接管15流向試驗(yàn)箱底部的銅管圈18，冷液在回字形的銅管圈18流動來控制箱底溫度，最后由出液口 2經(jīng)連接管Π6流回冷浴13，銅管圈18之間的間隙中填充的鋼珠17可以使銅管圈18散熱均勻。
[0044]試驗(yàn)箱的箱壁I填充聚乙烯保溫材料15，使箱壁I周圍的土樣不受外部溫度的影響，試驗(yàn)箱體的上部與設(shè)計的環(huán)境條件接觸，保證環(huán)境條件自上而下的對土樣產(chǎn)生影響。
[0045]綜上所述，在試驗(yàn)過程中，通過調(diào)節(jié)補(bǔ)水桶16內(nèi)的水位高度來控制試驗(yàn)箱體底部水位的高度；另一方面通過溫控器12來控制冷浴13內(nèi)冷液的溫度，通過回字形的銅管圈18進(jìn)一步控制試驗(yàn)箱體底部的溫度;而且，箱壁I采用聚乙烯保溫材料15填充，使箱壁I隔熱，保證環(huán)境條件自上而下的對土樣產(chǎn)生影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，包括箱體、底板(4)、溫控器(12)、冷浴(13)、補(bǔ)水桶(16)、鋼珠(17)、銅管圈(18)，其特征在于: 所述箱體包括箱壁(I)和箱底;箱壁(I)內(nèi)填入聚乙烯保溫材料(15);箱底是由呈回字形的銅管圈(18)構(gòu)成;銅管圈(18)設(shè)有出液口(2)和進(jìn)液口(3);箱底的上方設(shè)有底板(4);底板(4)上設(shè)有補(bǔ)水孔(401);底板(4)與箱底之間構(gòu)成水倉(7); 所述水倉(7)設(shè)有進(jìn)水口和排水口(9);進(jìn)水口通過進(jìn)水管(8)與補(bǔ)水桶(16)連接;補(bǔ)水桶(16)上方與自來水管(10)連接;補(bǔ)水桶(16)—側(cè)設(shè)有排水管(11);排水管(11)出口下方設(shè)有集水桶(14); 所述銅管圈(18 )的出液口( 2 )與連接管Π (6 )連接;連接管Π (6)與冷浴(13)連接;銅管圈(18 )的進(jìn)液口( 3 )與連接管I (5 )連接;連接管I (5 )與冷浴(13 )連接;冷浴(13 )與溫控器(12)連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，其特征在于:所述回字形的銅管圈(18)之間的間隙中填充有鋼珠(17)。3.如權(quán)利要求1所述的一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，其特征在于:所述排水口(9)上部距底板(4)0.6cm，排水口(9)下部距底板(4)0.3cm。4.如權(quán)利要求1所述的一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，其特征在于:所述排水管(11)的高度與底板(4)的高度一致。5.如權(quán)利要求1或4所述的一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，其特征在于:所述排水管(11)通過調(diào)節(jié)補(bǔ)水桶(16)內(nèi)水位高度來調(diào)節(jié)箱體內(nèi)水位高度。6.如權(quán)利要求1所述的一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，其特征在于:所述溫控器(12)用于控制冷浴(13)內(nèi)冷液的溫度;所述回字形的銅管圈(18)和冷浴(13)用于控制箱底溫度。7.如權(quán)利要求2所述的一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，其特征在于:所述鋼珠(17)平鋪在水倉(7)內(nèi)，使銅管圈(18)散熱均勻。8.如權(quán)利要求1所述的一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，其特征在于:所述聚乙烯保溫材料(15)使箱壁周圍的土樣不受外部溫度的影響。9.如權(quán)利要求1所述的一種底部補(bǔ)水、控溫的保溫試驗(yàn)箱，其特征在于:所述底板(4)用于土樣的放置。
【文檔編號】G01N25/02GK106018756SQ201610644915
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月9日
【發(fā)明人】肖東輝, 馬巍, 趙淑萍, 杜玉霞, 馮文杰
【申請人】中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所