一种流速可控的异形土工长颈漏斗的制作方法

本发明属于土工试验领域，涉及一种流速可控的异形土工长颈漏斗。

背景技术：

在室内土工试验中，重塑砂土试样制备常常采用砂雨法，即依靠重力将砂子从模具上方逐渐灌入成型。这种方法制样时仪器经济实惠，操作简便快捷，与振捣法和击实法配合，可制备多种密实度试样，在土工试验中有着广泛的用途。

但是采用该方法制样时，为了控制砂子抛洒速度，只能逐次少量将砂子放入漏斗口中，待本次灌入完毕后，进行振捣或压实，而后再开展下一次的灌入。

砂子从长颈漏斗中抛洒的速度严重依赖于漏斗的构造与尺寸；振捣与压实时机的选取，依赖于试验操作人员的操作与经验，很难均匀而精准地控制试样的密实程度和均匀程度，影响了试验精度。

传统的长颈漏斗构造简单、经济实惠，但在土工试验中操作不便。一方面，漏斗喷嘴的尺寸决定了砂雨灌入的速度，进而在一定程度上影响着试样的纵向均匀程度，在制约了试验结果的可信度。另一方面，在制备试样时，需要观察漏斗出砂口的灌砂速度以及试样成样平面的平整度和均匀性，然而漏斗呈轴对称结构，在观测上很不方便，特别是对于灌入截面较小的空心圆柱试样而言，该问题尤为严重。

而现有的砂雨法自动撒砂器通过带有孔眼的圆片对试样的灌入速度进行控制，但这种圆片需要提前设置好，且所述装置构造太过复杂，灌入装置须配置多种尺寸的圆片，在具体操作中难度较大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种流速可控的异形土工长颈漏斗，可以对单位时间内的漏砂量进行线性的调节，实现灌砂速度的快速、连续控制。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种流速可控的异形土工长颈漏斗，包括壳体、与壳体相连通的长颈、以及设置在壳体与长颈连通处的流速调节装置；所述壳体远离所述长颈的一侧预留用于灌入砂子的漏斗口；所述壳体与所述长颈的连接面为第一平面。

可选的，所述流速调节装置为流速调节插销，其上带有出砂口，所述流速调节插销沿第一平面活动设置，通过调节所述出砂口与所述长颈在第一平面内的投影重合部分的大小调节漏斗的漏砂流量。

可选的，所述出砂口的一侧呈锥形，锥形的尖端方向为第一方向，所述流速调节插销沿第一方向活动设置；所述出砂口呈锥形的一侧为线性出砂口。

可选的，所述出砂口的另一侧呈矩形，所述出砂口呈矩形的一侧为最大出砂口；所述流速调节插销上不设出砂口且朝向线性出砂口的部分为封砂口。

可选的，所述流速调节插销的一端或两端上设有限位器。

可选的，所述壳体沿靠近长颈的方向在第一平面上的投影面积逐渐变小。

可选的，所述壳体呈1/4正球形或1/4椭球形。

可选的，所述壳体包括球壳及平壳，所述球壳与平壳光滑抹圆连接。

可选的，所述与所述长颈的连接处还固定设置有用于固定流速调节装置的固定装置，所述固定装置朝向流速调节装置的一侧上开设有与流速调节装置相匹配的让位口。

可选的，所述长颈远离所述壳体的一端为带有一斜面的漏斗喷嘴。

本发明的有益效果在于：

本发明通过在流速调节插销上设置封砂口、线性出砂口、最大出砂口，实现了对灌砂速度的快速、连续控制；通过对壳体形状的改变减少了灌砂法制样时长颈漏斗对制样操作的遮挡，提高了实验的可操作性；且壳体形状符合人体工学原理，与人体手掌虎口相贴合，易于持握。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为流速调节插销的俯视图；

图4为流速调节插销的主视图；

图5为流速调节插销的侧视图；

图6为传统漏斗的观察视角；

图7为本发明的观察视角。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图7，附图中的元件标号分别表示：壳体1、漏斗口10、球壳11、平壳12、流速调节插销2、最大出砂口21、线性出砂口22、封砂口23、出砂口20、限位器24、固定装置3、长颈4、让位口41、漏斗喷嘴5、模具6、眼睛7、长颈漏斗8、视线9。

本发明涉及一种流速可控的异形土工长颈4漏斗，包括壳体1、与壳体1相连通的长颈4、以及设置在壳体1与长颈4连通处的流速调节装置；所述壳体1远离所述长颈4的一侧预留用于灌入砂子的漏斗口10；所述壳体1与所述长颈4的连接面为第一平面。

作为一种实施例，所述流速调节装置为流速调节插销2，其上带有出砂口20，所述流速调节插销2沿第一平面活动设置，通过调节所述出砂口20与所述长颈4在第一平面内的投影重合部分的大小调节漏斗的漏砂流量；为实现漏砂速度的线性调节，所述出砂口20的一侧呈锥形，锥形的尖端方向为第一方向，所述流速调节插销2沿第一方向活动设置；所述出砂口20呈锥形的一侧为线性出砂口22；为便于实现封砂及快速漏砂，所述出砂口20的另一侧呈矩形，所述出砂口20呈矩形的一侧为最大出砂口21；所述流速调节插销2上不设出砂口20且朝向线性出砂口22的部分为封砂口23。为防止流速调节插销2脱落，所述流速调节插销2的一端或两端上设有限位器24。

作为一种实施例，本发明的所述壳体1沿靠近长颈4的方向在第一平面上的投影面积逐渐变小；所述壳体1呈1/4正球形或1/4椭球形；所述壳体1包括球壳11及平壳12，所述球壳11与平壳12光滑抹圆连接；所述与所述长颈4的连接处还固定设置有用于固定流速调节装置的固定装置3，所述固定装置3朝向流速调节装置的一侧上开设有与流速调节装置相匹配的让位口41，若流速调节装置为流速调节插销2，该让位口41为形状与流速调节插销2相匹配的插销口，可通过人工操作，实现流速调节插销2的插入和抽出；所述长颈4远离所述壳体1的一端为带有一斜面的漏斗喷嘴5。

砂雨法制样时，须经常观察成样平面的均匀程度，以保证制样质量。采用传统的长颈4漏斗将砂土灌入模具6以制备试样时，观察人员眼睛7位于试样上方，由于传统的长颈4漏斗为轴对称结构，其上部壳体1结构将遮挡部分视线9，使得试样内部观测难度较大。

采用本发明制样时，若采用透明材质制造，则观察人员可以透过长颈4漏斗的平壳12一侧观察模具6内部的情况，如采用不透明材质制造，观察人员可以沿平壳12的延伸方向对模具6内情况进行观察，由于减少了遮挡，扩大了试样制作过程中的观察视角，给试样操作带来了便利。

土工试验制样时，用一只手持本发明，虎口与壳体1的球壳11部分贴合，以便持握。另一只手将流速调节插销2完全插入固定装置3中，此时，长颈4的内腔通道被封砂口23堵住，砂土无法落下。用手拉动限位器24，将流速调节插销2缓慢抽出，长颈4的内腔通道逐渐与线性出砂口22重合，砂土可以缓慢落下，随着限位器24的拔出，位于长颈4的内腔通道中线性出砂口22的面积逐渐增大，出砂速度加快。当流速调节插销2被抽到最大位置时，长颈4的内腔通道与最大出砂口21重合，此时砂土的下落速度最快。

本发明通过在流速调节插销2上设置封砂口23、线性出砂口22、最大出砂口21，实现了对灌砂速度的快速、连续控制；通过对壳体1形状的改变减少了灌砂法制样时长颈4漏斗对制样操作的遮挡，提高了实验的可操作性；且壳体1形状符合人体工学原理，与人体手掌虎口相贴合，易于持握。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。