Устройство для уплотнения проб грунтов Советский патент 1990 года по МПК E02D1/04 G01N3/00 

ел

Ј

ОЭ

сл

05 О2

Изобретение относится к области исследования физико-механических свойств грунтов и может быть использовано для подготовки проб грунта при инженерно-строительных изысканиях. Позволяет повысить производительность. Устройство содержит основание 1, стакан 2 для проб, поршень 3, ударник 4, механизм 5 подъема ударника, платформу 6 механизма подъема ударника, датчик 7 положения платформы, электропривод 8 платформы, стойку 9 платформы, конечный выключатель 10 верхнего положения, конечный выключатель 11 нижнего положения, счетчик 12 ударов, блок 13 управления, компаратор 14, задатчик 15 основных ударов, сумматор 16, счетчик 17, датчик 18 уровня грунта, который выполнен в виде стержня, связанного передаточным механизмом с диском, имеющим отверстия по окружности, расположенным между излучателем и приемником. 4 ил.

и is ,/ ;,

ЯФиг.1П

ника, датчик 7 положения платформы, электропривод 8 платформы, стойку 9 платформы, конечный выключатель 10 верхнего положения, конечный выключатель 11 нижнего положения, счетчик 12 ударов, блок 13 управления, компаратор 14, задатчик 15 основИзобретение относится к области исследования физико-механических свойств грунтов и может быть использовано для подготовки проб грунта при инженерно-строительных изысканиях.

Целью изобретения является повышение производительности.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - конструкция датчика уровня грунта; на фиг. 3 - блок- схема устройства; на фиг. 4 - функциональная схема блока управления.

Устройство содержит основание 1, стакан 2 для проб, поршень 3, ударник 4, механизм 5 подъема ударника (в виде соленоида), платформу 6 механизма подъема ударника, датчик 7 положения платформы, электропривод 8 платформы, стойку 9 платформы, конечный выключатель 10 верхнего положения и конечный выключатель 11 нижнего положения, счетчик 12 ударов, блок 13 управления, компаратор 14, задатчик 15 основных ударов, сумматор 16, счетчик 17, датчик 18 уровня грунта, ходовой винт 19, гайку 20, кронштейн 21, прижим 22, центрирующее полукольцо 23 и направляющий паз 24 стойки платформы. Датчик 18 уровня грунта выполнен в виде измерительного стержня 25, передаточного механизма 26 с выходным валом 27, диска 28 с просветами 29, излучателя 30 и приемника 31. Датчик заключен в корпус 32.

Блок 13 управления содержит логические элементы ИЛИ 33-36, RS-триггеры 37 и 38, формирователи 39 и 40, логические элементы И 41 и 42, одновибраторы 43 и 44 и D-триггеры 45 и 46.

Устройство работает следующим образом. Стакан 2 для проб грунтов с пробой испытываемого грунта устанавливают на основании 1 до упора в полукольцо 23 и закрепляют прижимом 22 при исходном крайнем верхнем положении платформы 6.

С помощью задатчика 15 основных ударов задают необходимое число основной серии уплотняющих ударов, принимаемое в зависимости от типа испытываемого грунта, и кнопкой «Пуск включают устройство в работу.

При этом на вход логического элемента ИЛИ 34 поступает «единица, которая устанавливает триггер 37 направления двиных ударов, сумматор 16, счетчик 17, датчик 18 уровня грунта, который выполнен в виде стержня, связанного передаточным механизмом с диском, имеющим от- верстия по окружности, расположенным между излучателем и приемником. 4 ил.

жения платформы 6 в направлении ее спуска и тот через формирователь 39 задает направление вращения электропривода 8 платформы.

Одновременно сигнал с логического элемента ИЛИ 34 через логический элемент ИЛИ 36 устанавливает триггер 38 включения электропривода платформы и тот через фор0 мирователь 40 включает электропривод 8. При этом электропривод 8 приводит во вращение ходовой винт 10, которое гайкой 20 преобразуется в поступательное перемещение платформы 6, ориентируемое продольным направляющим пазом 24 стойки 9.

5 Опускание платформы 6 продолжается до тех пор, пока поршень 3 не ляжет на грунт и не сработает датчик 7 положения платформы. При этом соответствующий сигнал с датчика 7 положения платформы через логический элемент ИЛИ 35 изменяет состояние триггера 38 и тот сигналом со своего выхода через формирователь 40 отключает электропривод 8 и останавливает платформу 6 на заданном расстоянии от поршня 3.

Одновременно с этим сигнал с датчика 7 положения платформы через одновибра- тор 43 поступает на соленоид 5 и счетчик 17 ударов. При этом соленоид 5 включается и втягивает ударник 4, затем по окончании импульса с одновибратора 43 отключа0 ется и сбрасывает ударник 4 на поршень 3, а счетчик 17 ударов по заднему фронту импульса учитывает произведенный удар. Ударник 4, падая на поршень 3, производит уплотнение грунта, при котором поршень 3

- оседает, а вслед за ним перемещается механизм 5 подъема ударника.

Сигнал со счетчика 17 ударов поступает на первый вход компаратора 14, который сравняет число произведенных ударов (А) с заданным числом ударов (В). Когда ,

0 импульс с одновибратора 43 через логический элемент И 41 и через логический элемент ИЛИ 34 запускает устройство в работу в режим опускания платформы и очередного удара.

5 Аналогичным образом производится уплотнение грунта заданной серией ударов с постоянной высотой сброса ударника 4 при опускании платформы 6.

В момент, когда платформа 6 опустится на высоту, при которой уровень грунта в стакане 2 для проб будет несколько выше (на 1-2 мм) максимально допустимого уровня над торцом рабочего цилиндра стакана, измерительный стержень 25 датчика 18 уровня грунта вступит в контакт с платформой 6 и датчик 18 начнет измерение высоты превышения грунта в стакане 2 для проб, выдавая сигналы на счетчик 12, в котором они преобразуются в двоичный ход.

Как только число выполненных ударов становится равным заданному (), на вход «С триггера 45 цепи опроса дополнительных ударов поступает логическая «1 и устанавливает его в положение «1, при этом одновибратор 44 вырабатывает импульс, по которому будет произведен опрос счетчика 12. Тот выдает на сумматор 16 код дополнительного числа ударов, если уровень грунта в стакане 2 для проб находится выше торца рабочего цилиндра стакана. Вновь число произведенных ударов становится меньше общего числа заданных ударов (основных и дополнительных), т. е. , и работа устройства продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто равенство .

При этом высокий уровень поступает на триггер 45 и устанавливает его в «О.

Задний фронт импульса с триггера 45 устанавливает триггер 46 в положение «1 и этот уровень поступает на логический элемент ИЛИ 33, который включает электропривод 8 в направлении, обеспечивающем подъем платформы 6, а вместе с ней механизма 5 подъема ударника и поршня 3. После полного выхода поршня 3 из стакана 2 для проб платформа 6 занимает крайнее верхнее положение, при котором сработает конечный выключатель 10 и электропривод 8 отключается.Если после выполнения основной серии ударов поршень 3 находится на уровне верхнего торца рабочего цилиндра стакана 2 для проб, дополнительной серии ударов счетчик 12 не задаст, платформа 6 поднимается и электропривод 8 отключается.

Кнопкой «Подготовка триггеры 45 и 46 обнуляют, стакан 2 для проб загружают очередной пробой грунта и устройство вновь включают в работу.

Если при выполнении основной серии ударов поршень 3 опускается ниже уровня верхнего торца рабочего цилиндра стакана 2

для проб, срабатывает конечный выключатель 11 и электропривод 8 отключается без подъема платформы 6, что свидетельствует о необходимости переделки опыта. Подъем

платформы 6 производят кнопкой «Подъем. Если при работе устройства возникает случай, когда , устройство останавливается в том положении, в котором произошло нарушение программы работы, из кото0 рого оно выводится кнопкой «Подъем. Использование данного устройства для уплотнения проб грунтов позволяет повысить производительность испытаний, что даст годовой экономический эффект около 5 тыс. руб. на одно устройство.

Формула изобретения

Устройство для уплотнения проб грунтов, содержащее основание, стакан для

Q проб, поршень, ударник, платформу, установленную на стойке с электроприводом, ме- v ханизм подъема ударника, выполненный в виде соленоида, датчик положения платформы, конечные выключатели верхнего и нижнего положения платформы и первый счет5 чик, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено блоком управления, компаратором,задат- чиком основных ударов, сумматором, вторым счетчиком и датчиком уровня грунта, закрепленным на стойке платформы и выполненным в виде стержня, контактирующего с платформой и кинематически связанного с диском, имеющим отверстия по окружности, расположенным между излучателем и приемником, причем датчик уровня грунта подключен к первому входу первого счетчика, к второму входу которого подключен первый выход блока управления, выход первого счетчика соединен с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к задатчику основных ударов,

0 выход сумматора подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, второй выход блока управления соединен с входом второго счетчика и с механизмом подъема ударника, третий выход блока управления

5 соединен с электроприводом платформы, датчик положения платформы соединен с первым входом блока управления, второй и третий входы которого подключены к соот- . ветствующему конечному выключателю, выходы компаратора соединены соответственно

0

5

0

с остальными входами блока управления.