一种底部补水、控温的保温试验箱的制作方法
【专利摘要】一种底部补水、控温的保温试验箱，包括箱体、底板、温控器、冷浴、补水桶、钢珠、铜管圈，所述箱体包括箱壁和箱底。箱壁内填入聚乙烯保温材料；是由呈回字形的铜管圈构成；箱底的上方设有底板；底板上设有补水孔；底板下方为水仓；铜管圈置于水仓中，铜管圈通过连接管与冷浴连接；通过与冷浴连接的温控器来控制冷浴中冷液的温度；钢珠平铺在水仓内，使铜管圈里冷液散热均匀。本发明通过补水桶控制试验箱底部水位高度，保证底部水位与底板齐平；通过连接管把冷浴中的冷液输送到试验箱底，来控制试验箱底的温度。本发明用于室内试验研究，有效解决了箱内土样补水不均匀和温度难以控制的难题，具有使用方便、快捷和准确等优点，可以有效模拟土样的自然条件，为模型试验提供一种方法。
【专利说明】
一种底部补水、控温的保温试验箱
技术领域
[0001]本发明涉及室内土工试验领域，尤其涉及一种底部补水、控温的保温试验箱，适合用于室内模型试验，用于研究土体内部在冻结和容融化过程中各物理参数的变化。
[0002]
【背景技术】
[0003]随着我国西部经济的快速发展，大量道路工程和工民建在季节冻土和多年冻土地基上建立。然而目前针对于季节冻土和多年冻土的研究大多集中在室内研究，室内试验由于空间的限制和环境的变化，室内试验结果与实际工程监测结果差距较大，导致室内试验结果的可信度不高。为了让室内试验结果更接近于实际监测结果，需要改变室内模拟条件，
使其更接近自然条件。
[0004]
【发明内容】
[0005]基于上述，本发明的目的在于提供一种底部补水、控温的保温试验箱，通过试验箱的底部补水和底部控温，实现模拟土样的自然条件，为土样的模型实验研究提供新的方法和途径。
[0006]本发明的目的是通过以下措施来实现:
一种底部补水、控温的保温试验箱，包括箱体、底板、温控器、冷浴、补水桶、钢珠、铜管圈。
[0007]箱体包括箱壁和箱底;箱壁内填入聚乙烯保温材料;箱底是由呈回字形的铜管圈构成;铜管圈设有出液口和进液口 ；箱底的上方设有底板;底板上设有补水孔;底板与箱底之间构成水仓。
[0008]水仓设有进水口和排水口；进水口通过进水管与补水桶连接;补水桶上方与自来水管连接;补水桶一侧设有排水管;排水管出口下方设有集水桶14。
[0009]铜管圈的出液口与连接管Π连接;连接管Π与冷浴连接;铜管圈的进液口与连接管I连接;连接管I与冷浴连接;冷浴与温控器连接。
[0010]上述回字形的铜管圈之间的间隙中填充有钢珠。
[0011 ] 上述排水口上部距底板0.6cm，排水口下部距底板0.3cm。
[0012]上述排水管的高度与底板的高度一致。
[0013]上述排水管通过调节补水桶内水位高度来调节箱体内水位高度。
[0014]上述温控器用于控制冷浴内冷液的温度。
[0015]上述回字形的铜管圈和冷浴用于控制箱底温度。
[0016]上述钢珠平铺在水仓内，使铜管圈散热均匀。
[0017]上述聚乙烯保温材料使箱壁周围的土样不受外部温度的影响。
[0018]上述底板用于土样的放置。
[0019]本发明的工作原理是:
本发明通过补水桶控制试验箱底部水位高度，保证底部水位与底板齐平;通过铜管把冷浴中的冷液输送到试验箱底，来控制试验箱底的温度。
[0020]本发明的优点和产生的有益效果是:
1、本发明通过调节补水桶内的水位高度来控制试验箱体底部水位的高度;另一方面通过温控器来控制冷浴内冷液的温度，通过铜管圈进一步控制试验箱体底部的温度;而且，箱壁采用聚乙烯保温材料填充，使箱壁隔热，保证环境条件自上而下的对土样产生影响，完全模拟自然条件下的土样，对研究土体在冻结和融化过程中的物理参数变化具有重要意义，而且试验结果更接近于实际监测结果。
[0021]2、本发明简便易操作，可以长时间模拟土样在冻结和融化过程中的各物理参数的变化。
[0022]3、本发明结构简单，易于维护，费用低廉，有较好的推广前景。
[0023]4、本发明可以将复杂的野外自然条件简化成简单的试验箱自身系统控制，解决了室内模拟野外环境的困难，而且具有操作简单，费用低，易于实现和结果准确可靠等优势。
[0024]
【附图说明】
[0025]图1为本发明的结构示意图。
[0026]图2为本发明中箱体底部的示意图。
[0027]图3为本发明中底板的结构示意图。
[0028]
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图，通过以下实施例对本发明的技术方案予以进一步说明:
如图1、2、3所示，一种底部补水、控温的保温试验箱，包括箱体、底板4、温控器12、冷浴13、补水桶16、钢珠17、铜管圈18。
[0030]所述箱体包括箱壁I和箱底;箱壁I内填入聚乙烯保温材料15;箱底是由呈回字形的铜管圈18构成;铜管圈18设有出液口 2和进液口 3;箱底的上方设有底板4;底板4上设有补水孔401;底板4与箱底之间构成水仓7。
[0031 ]所述水仓7设有进水口和排水口 9 ；进水口通过进水管8与补水桶16连接;补水桶16上方与自来水管1连接;补水桶16—侧设有排水管11;排水管11出口下方设有集水桶14。
[0032]所述铜管圈18的出液口2与连接管Π 6连接;连接管Π 6与冷浴13连接;铜管圈18的进液口 3与连接管15连接;连接管15与冷浴13连接;冷浴13与温控器12连接。
[0033]所述回字形的铜管圈18之间的间隙中填充有钢珠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的高度与底板4的高度一致。
[0036]所述排水管11通过调节补水桶16内水位高度来调节箱体内水位高度。
[0037]所述温控器12用于控制冷浴13内冷液的温度。
[0038]所述回字形的铜管圈18和冷浴13用于控制箱底温度。
[0039]所述钢珠17平铺在水仓7内，使铜管圈18散热均匀。
[0040]所述聚乙烯保温材料15使箱壁I周围的土样不受外部温度的影响。
[0041 ]所述底板4用于土样的放置。
实施例
[0042]当自来水管10打开后，补水桶16内的水位上升，补水桶16内的水在压力作用下通过进水管8流向水仓7，当补水桶16内的水位线达到排水管11高度时，补水桶16内的水位线将维持在这一高度，通过调节补水桶16内水位的高度，使补水桶16内的水位线与试验箱内底板4的高度一致，水仓7内多余水分将通过排水口 9排出，使水仓7内上液面与底板4齐平，并与补水桶16内的水位齐平。
[0043 ]当冷浴13工作时，温控器12控制冷浴13内冷液的温度，冷液通过连接管15流向试验箱底部的铜管圈18，冷液在回字形的铜管圈18流动来控制箱底温度，最后由出液口 2经连接管Π6流回冷浴13，铜管圈18之间的间隙中填充的钢珠17可以使铜管圈18散热均匀。
[0044]试验箱的箱壁I填充聚乙烯保温材料15，使箱壁I周围的土样不受外部温度的影响，试验箱体的上部与设计的环境条件接触，保证环境条件自上而下的对土样产生影响。
[0045]综上所述，在试验过程中，通过调节补水桶16内的水位高度来控制试验箱体底部水位的高度；另一方面通过温控器12来控制冷浴13内冷液的温度，通过回字形的铜管圈18进一步控制试验箱体底部的温度;而且，箱壁I采用聚乙烯保温材料15填充，使箱壁I隔热，保证环境条件自上而下的对土样产生影响。
【主权项】
1.一种底部补水、控温的保温试验箱，包括箱体、底板(4)、温控器(12)、冷浴(13)、补水桶(16)、钢珠(17)、铜管圈(18)，其特征在于: 所述箱体包括箱壁(I)和箱底;箱壁(I)内填入聚乙烯保温材料(15);箱底是由呈回字形的铜管圈(18)构成;铜管圈(18)设有出液口(2)和进液口(3);箱底的上方设有底板(4);底板(4)上设有补水孔(401);底板(4)与箱底之间构成水仓(7); 所述水仓(7)设有进水口和排水口(9);进水口通过进水管(8)与补水桶(16)连接;补水桶(16)上方与自来水管(10)连接;补水桶(16)—侧设有排水管(11);排水管(11)出口下方设有集水桶(14); 所述铜管圈(18 )的出液口( 2 )与连接管Π (6 )连接;连接管Π (6)与冷浴(13)连接;铜管圈(18 )的进液口( 3 )与连接管I (5 )连接;连接管I (5 )与冷浴(13 )连接;冷浴(13 )与温控器(12)连接。2.如权利要求1所述的一种底部补水、控温的保温试验箱，其特征在于:所述回字形的铜管圈(18)之间的间隙中填充有钢珠(17)。3.如权利要求1所述的一种底部补水、控温的保温试验箱，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.如权利要求1所述的一种底部补水、控温的保温试验箱，其特征在于:所述排水管(11)的高度与底板(4)的高度一致。5.如权利要求1或4所述的一种底部补水、控温的保温试验箱，其特征在于:所述排水管(11)通过调节补水桶(16)内水位高度来调节箱体内水位高度。6.如权利要求1所述的一种底部补水、控温的保温试验箱，其特征在于:所述温控器(12)用于控制冷浴(13)内冷液的温度;所述回字形的铜管圈(18)和冷浴(13)用于控制箱底温度。7.如权利要求2所述的一种底部补水、控温的保温试验箱，其特征在于:所述钢珠(17)平铺在水仓(7)内，使铜管圈(18)散热均匀。8.如权利要求1所述的一种底部补水、控温的保温试验箱，其特征在于:所述聚乙烯保温材料(15)使箱壁周围的土样不受外部温度的影响。9.如权利要求1所述的一种底部补水、控温的保温试验箱，其特征在于:所述底板(4)用于土样的放置。
【文档编号】G01N25/02GK106018756SQ201610644915
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月9日
【发明人】肖东辉, 马巍, 赵淑萍, 杜玉霞, 冯文杰
【申请人】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所