ПЕНЕТРОМЕТР Советский патент 1968 года по МПК G01N15/08 

Известны пенетрометры, включающие смонтированный на подставке штатив со стойкой, несущей поворотный диск, стакан для испытуемого образца, наконечник, водосливной бачок, уравновешивающий груз и измерительное приспособление, не обеспечивают равномерности погружения наконечника.

В предлагаемом пенетрометре на наконечнике закреплена траверса с тягами, к которым подвешен водоприемный бачок, соединенный гибким патрубком со сливным бачком, имеющим возможность вертикального перемещения с заданной скоростью, что обеспечивает равномерное погружение наконечника.

С целью обеспечения заданного положения наконечника, на траверсе может быть закреплен отвес с указательной шкалой.

На фиг. 1 изображен пенетрометр в трех проекциях; на фиг. 2 - измерительное приспособление в двух проекциях.

Подставку 1 пенетрометра крепят установочными винтами 2, с помощью которых плоскость подставки выравнивают до горизонтального положения по уровню 3. На подставке 1 посредством гайки 4 смонтирован штатив со стойкой 5, в средней части которого расположен предметный столик 6 со стаканом 7 для испытуемого образца. Перемещение предметного столика осуществляют рукояткой 8, вращающей шестерню, находящуюся в зацеплении с зубчатой рейкой 9, закрепленной на стойке 5 слева. Рукоятка 10 связана со стопорным устройством, позволяющим фиксировать предметный столик в необходимом положении на стойке 5.

Справа вдоль стойки 5 смонтированы направляющие 11, в которых перемещается зубчатая рейка 12, жестко связанная с кронштейном 13, на котором установлен водосливной бачок 14.

Патрубок 15, расположенный в нижней части водосливного бачка, соединен гибким патрубком 16 с трубой 17, закрепленной на стойке 5 обоймой 18, одновременно ограничивающей ход предметного столика 6 вниз.

Зубчатая рейка 12 находится также в зацеплении с шестеренкой, получающей вращение от электродвигателя 19.

К направляющим 11 прикреплена масштабная линейка 20, а наконечник 13 кронштейна имеет нониусную шкалу 21. Такая система позволяет регистрировать перемещение водосливного бачка 14 вдоль направляющих 11 при его подъеме с точностью до 0,1 мм.

Опускание бачка в начальное (крайнее нижнее) положение производят с помощью рукоятки 22, которая через храповик соединена с шестеренкой на зубчатой рейке.

Вес кронштейна, бачка и зубчатой рейки уравновешен грузом, помещенным в пустотелой части стойки 5 с помощью шнура и блока 23.

Электродвигатель 19 имеет основной выключатель 24 и два ходовых выключателя: верхний 25 и нижний 26.

В нижней части стойки размещена обойма 27 с шарнирно закрепленным на ней сливным патрубком 28. Подпружиненный патрубок при движении водосливного бачка 14 вниз входит в соприкосновение с толкателем 29 на бачке и отводится в сторону; Когда бачок 14 занимает начальное положение, толкатель 29 возвращает патрубок на прежнее место.

Пенетрометр включает водоприемный бачок 30, две тяги 31, траверсы 32, наконечник 33 и измерительное приспособление 34.

Водоприемный бачок имеет сливной краник 35 и размещенный внутри него легкий конусный щиток для плавного распределения поступающей воды. Регулировочными винтами 36 можно приводить наконечник в строго вертикальное положение. Регулировку осуществляют в двух плоскостях с помощью отвеса 37 и указательных шкал 38 и 39, расположенных в середине измерительного приспособления. Для наблюдения за шкалами и отвесом в приспособлении устроены окна 40 и 41. На внешней поверхности приспособления нанесены миллиметровые деления для определения перемещения наконечника в образце. Отсчет выполняют относительно указателя 42 с нониусной шкалой, что позволяет определять глубину пенетраций с точностью до 0,1 мм.

Вес водоприемного бачка 30, тяг 31, траверсы 32, наконечника 33 и измерительного приспособления уравновешен грузом 43 через диск 44. Достаточно широкая ленточная тяга 45 на диске 44 исключает поворот этих элементов вокруг ее вертикальной оси.

Регулировочные винты 46 на оголовке измерительного приспособления дают возможность регулировать положение наконечника при случайном переносе ленточной тяги 45 во время ее закрепления на диске 44.

Диск 44 снабжен призматической опорой 47. Гнездо опоры с ограничителями поворота 48 расположено на оголовке стойки. Стальные пластины 49 служат боковыми щитками для призматической опоры. Палец 50 является фиксатором диска в нерабочем положении прибора. В прорезь диска, выполненного из двух круговых пластин, входит зубчатая рейка 12 во время подъема водосливного бачка 14 вверх.

Оголовок стойки 5 имеет указатель 51, а диск - несколько рисок, позволяющих легко определять момент равновесия наконечника. Масштабная линейка 20 и указатель 42 снабжены корректорными винтами 52 и 53 для совмещения нулевых делений, что позволяет удобнее выполнять измерения.

Испытание грунта с помощью описываемого пенетрометра выполняют в следующей последовательности.

Установив образец в стакане 7 на предметный столик 6, вынимают из гнезда палец 50. Вращая рукоятку 8, совмещают поверхность образца с острием свободно висящего уравновешенного наконечника 33. В этом положении предметный столик 6 с образцом фиксируют на стойке 5 рукояткой 10. Далее снимают начальные отсчеты по масштабной линейке 20 и делениям на измерительном приспособлении 34.

После включения электродвигателя 19 водосливной бачок 14 с постоянной заданной скоростью начинает перемещаться вдоль направляющих 11 вверх по стойке 5, равномерно сливая воду через гибкий патрубок 16 и трубку 17 в водоприемный бачок 30. В результате обеспечивается равномерное заглубление наконечника 13 и с постоянной скоростью.

Выключая периодически электродвигатель, прерывают движение бачка 14 для выполнения промежуточных отсчетов. При этом глубина пенетраций определяется по делениям измерительного приспособления 34, а вес слитой воды (нагрузка на наконечник) - по масштабной линейке 20. В крайнем верхнем положении бачок 14 может быть остановлен автоматически ходовым выключателем 25.

После окончания опыта бачок 14 рукояткой 22 опускают в крайнее нижнее положение, открывают сливной краник 35 и через патрубок 28 воду из водоприемного бачка 30 сливают обратно в бачок 14. Затем с помощью электродвигателя 19 поднимают кронштейн 13 с бачком 14 до упора в нижний ходовой выключатель 26. Здесь бачок с водой автоматически останавливается и остается в этом положении до начала следующего опыта. Перед новым испытанием ходовой выключатель 26 поворотом на 90° выводят из зацепления с упором на бачке.

Максимальная глубина погружения наконечника 50 мм. Нагрузка на наконечник зависит от емкости водоприемного бачка и может достигать более 2-3 кг.

1. Пенетрометр, включающий смонтированный на подставке штатив со стойкой, несущей поворотный диск, стакан для испытуемого образца, наконечник, водосливной бачок, уравновешивающий груз и измерительное приспособление, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерности погружения наконечника, на последнем закреплена траверса с тягами, к которым подвешен водоприемный бачок, соединенный гибким патрубком со сливным бачком, имеющим возможность вертикального перемещения с заданной скоростью.

2. Пенетрометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения заданного положения наконечника, на траверсе закреплен отвес с указательной шкалой.