一种多联动全自动低温高压固结仪的制作方法

本专利属于固结仪技术领域具体涉及一种多联动全自动低温高压固结仪。

背景技术：

固结仪，用于测定在不同荷载条件下土的压缩性能，可以进行正常慢固结试验和快速固结试验，测定前期固结压力和固结系数。大部分固结仪，只适用于工作人员在常温或融土情况下的固结试验。

原有的低温固结仪采用液氮制冷，由于固结试验持续时间比较长，液氮的消耗大，频繁的充氮造成试验成本提高。而且液氮制冷瞬间降温，损伤仪器的同时，也会影响土样中的水分迁移状态，影响实验结果。此外，现有的低温固结仪只能单试件制冷，不能多台固结仪联动，不能同时检测多种不同温度下的土样固结状况。若要检测不同温度下的土样固结状况只能重复试验，给实验人员带来不便。本专利制冷装置采用半导体制冷，利用半导体材料的泊尔帖效应制成，不需制冷剂、体积小、重量轻等特点且工作可靠，操作简便，易于进行冷量调节。制冷装置与保温装置焊接于一体，使固结仪和试样整体在恒定的低温环境。制冷不会过于集中，更不会对固结仪产生局部伤害。

技术实现要素：

本专利的目的在于提供一种多联动全自动低温高压固结仪，以解决上述背景技术中提出的原有低温固结仪采用液氮制冷，由于固结试验持续时间比较长，液氮的消耗大，频繁的充氮造成试验成本提高。而且液氮制冷瞬间降温，损伤仪器的同时，也会影响土样中的水分迁移状态，影响实验结果。此外，现有的低温固结仪只能单试件制冷，不能多台固结仪联动，不能同时检测多种不同温度下的土样固结状况。若要检测不同温度下的土样固结状况只能重复试验，影响试验精度，同时也给实验人员带来不便。

为实现上述目的，本专利采用以下技术方案来实现：一种多联动全自动低温高压固结仪，由固结仪组件，制冷保温组件，温压控制及数据采集系统组成。所述固结仪组件包括：支架、固结容器、升压杆、升压杆固定槽、传压室、底盘、位移传感器固定杆、夹具、位移传感器、支撑杆、高压气管、气囊、温度传感器；所述制冷保温组件包括：制冷保温箱、制冷保温箱活动门、半导体制冷器。

所述制半导体制冷器包括：风扇、导热铜管、散热铝片、陶瓷层。

所述支架固定在所述传压室上表面；所述升压杆穿过所述升压杆固定槽，且与所述固结容器接触连接；所述升压杆固定槽焊接在传压室上表面；所述底盘焊接在传压室下表面；所述位移传感器固定杆固定在升压杆上表面，且与所述夹具相连接。所述位移传感器固定在夹具上，下部与所述支撑杆接触；所述支撑杆旋紧固定在所述支架上；所述高压气管穿过传压室，与气囊密封相连接，且与温压控制及数据采集系统相连接；所述气囊在所述传压室内部，与高压气管密封连接。所述温度传感器与固结容器相连接，且与所述温压控制及数据采集系统通过数据线相连接。

所述铜管固定在陶瓷层上，且穿过所述散热铝片；所述风扇与所述散热铝片相粘接。所述陶瓷层与所述制冷保温箱间涂抹导热硅脂，且用铝材焊接固定。

所述制冷保温箱的材料在选取时应采用导冷性良好的铝板，外部贴粘铝箔复合保温棉。

所述半导体制冷器原理很简单采用：利用半导体材料的泊尔帖效应制成。所谓泊尔帖效应,是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时,其一端吸热,另一端放热的现象。目前,重掺杂的型和型的蹄化秘主要用作的半导体材料。其冷端与热端分别产生低温区域和高温区域。又称热电致冷器或热电致冷模块,是由许多微小而有效的热泵组成的半导体器件。通过施加一个低压直流电源,热量从的一面转移到另一面,从而产生一面变热另一面变冷的现象。

使用本专利可以达到以下有益效果：本专利是一种多联动全自动低温高压固结仪，能同时检测多种不同温度下的土样固结状况，也能多台固结仪联动，此外本实用专利制冷装置采用半导体制冷，不需制冷剂、体积小、重量轻等特点且工作可靠，操作简便，易于进行冷量调节，制冷不会过于集中，更不会对固结仪产生局部伤害。实用性强，同时造价比传统固结仪低廉。

附图说明

图1为多联动全自动低温高压固结仪整体图。

图2为半导体制冷机结构图。

图3为温压控制及数据采集系统示意图。

图4为固结仪组件结构示意图。

图5为固结仪组件剖面结构示意图。

图6为固结仪串联示意图。

附图标记：支架1、固结容器2、升压杆3、升压杆固定槽4、传压室5、底盘6、位移传感器固定杆7、夹具8、位移传感器9、支撑杆10、高压气管11、气囊12、温度传感器13、风扇101、导热铜管102、散热铝片103、陶瓷层104、制冷保温箱201、制冷保温箱活动门202、半导体制冷器203、固结仪组件204、温压控制及数据采集系统205。

具体实施方式

以下为本专利的实施例，本专利的实际使用并不局限于实施例。如图1所示，一种多联动全自动低温高压固结仪，由制冷保温箱201、制冷保温箱活动门202、半导体制冷器203、固结仪组件204、温压控制及数据采集系统固结仪组件205组成。

使用时，先将温压控制及数据采集系统的制冷打开，将温度调节到试验温度。待制冷保温箱内的温度达到试验温度时，将试验土样放入固结容器内，待到土样与制冷保温箱内温度一致后开始试验，关上制冷保温箱门。将温压控制及数据采集系统的加压系统打开，开始试验，并自动记录数据。

本固结仪可采用一套温压控制及数据采集系统多台联动，如图6，只需将高压气管串联，将数据线连接到温压控制及数据采集系统上即可。

以上内容仅为本发明的较好实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本专利的思想，再具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，在不脱离本专利构思的前提下，本说明书内容不应理解为对本专利的限制。

技术特征：

1.一种多联动全自动低温高压固结仪，包括固结仪组件、制冷保温组件、温压控制及数据采集系统,所述固结仪组件包括支架、固结容器、升压杆、升压杆固定槽、传压室、底盘、位移传感器固定杆、夹具、支撑杆、高压气管、气囊、温度传感器；所述制冷保温组件包括制冷保温箱、制冷保温箱活动门、半导体制冷器；所述制半导体制冷器包括风扇、导热铜管、散热铝片、陶瓷层。

2.如权利要求1所述的多联动全自动低温高压固结仪，其特征在于所述支架固定在所述传压室上表面；所述升压杆穿过所述升压杆固定槽，且与所述固结容器接触连接；所述升压杆固定槽焊接在传压室上表面；所述底盘焊接在传压室下表面；所述位移传感器固定杆固定在升压杆上表面，且与所述夹具相连接；所述位移传感器固定在夹具上，下部与所述支撑杆接触；所述支撑杆旋紧固定在所述支架上。

3.如权利要求2所述的多联动全自动低温高压固结仪，其特征在于所述高压气管穿过传压室，与气囊密封相连接，且与温压控制及数据采集系统相连接；所述气囊在所述传压室内部，与高压气管密封连接；所述温度传感器与固结容器相连接，且与所述温压控制及数据采集系统通过数据线相连接。

4.如权利要求3所述的多联动全自动低温高压固结仪，其特征在于所述制冷保温箱外部全部用铝箔复合保温棉密封粘接；所述制冷保温箱的材料在选取时应采用导冷性良好的铝板。

技术总结
本专利公开了一种多联动全自动低温高压固结仪，由固结仪组件，制冷保温组件，温压控制及数据采集系统组成。本专利制冷装置采用半导体制冷，利用半导体材料的泊尔帖效应制成，不需制冷剂、体积小、重量轻等特点且工作可靠，操作简便，易于进行冷量调节。制冷装置与保温装置焊接于一体，使固结仪和试样整体在恒定的低温环境。制冷不会过于集中，更不会对固结仪产生局部伤害。可通过一套温压控制及数据采集系统串联多组固结仪联动工作，结构简单，设计合理，实用性强。

技术研发人员：郭颖;王双林;刘梦迪;单炜
受保护的技术使用者：东北林业大学;王双林;刘梦迪
技术研发日：2019.01.10
技术公布日：2020.07.17