Устройство для определения пористости твердых тел Советский патент 1981 года по МПК G01N9/00 

Изобретение относится к области . измерения физических характеристик твердых тел, например горных пород. Известен прибор для определения плотности и весовых характеристик твердых тел, содержащий отсчетное устройство, теплопроводящий с внутренней полостью и продольным смотровым пазом стержень с теплоизоляцией, и термостатируюн5ие камеры, вы полненные в виде двух отделений, ра деленных перегородкой со сквозным отверстием fl 3. Известен также прибор для определения весовых характеристик твер члx тел, содержащий корпус с цилиндрической полостью, в которой разме щен поршень со штоком, связанным с накидным стаканом, снабженным нониу ной шкалой и сообщающейся полостью с уплотнителем, в котором установле грунтовый стаканчик и элементы сигнальной систеь L2J. I Недостатком данного прибора является сложность конструкции и низкая точность измерений за счет несовершенства конструкции открытого грунтового стаканчика. Цель изобретения - введение в устройство для определения пористости твердых тел, содержащем корпус с цилиндрической полостью, в которой размещ1ен поршень со штоком, связанным с накидным стаканом, снабженгалм нониусной шкалой и сообщающейся полостью с уплотнителем, в котором установлен грунтовой стаканчик и менты сигнальной cиcтe « I, введены электромагнитный клапан и мембрана. Причем электромагнитный клапан смонтирован ша уплотнителе, выполненном из немагнитного материала с возможностью перекрытия горловины грунтового стаканчика, а мембрана смонти-, рована между внутренней полостью корпуса и аткюсферой и связана с сигнальной системой, а накидной стакан снаб,жен механизмом его ускоренного вращения, выполненным в виде планетарного редуктора, состоящего из центрального конического колеса, конических сателлитов и водила, причем конические сателлиты установлены между внутренней поверхностью накидного стакана и центральным коническим колесом, жестко связанным с приводомвращения, а водило связывает сателлиты по,осям вращения. На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор для определения весовых характеристик TBepw ix тел, вид сбоку (в разрезе) ; на . 2 - сечение А-А на фиг. . Прибор для определения весовых характеристик твердых тел состоит из корпуса 1 с цилиндрической полостью 2, в которой размещен поршень 3 со щтоком 4, связаннь1м с накиднцц стаканом 5, снабженным нониусной шкалой и сообщающейся полостью 6 с уплотнителем 7, в котором установлен грунтовы стаканчик 8, и элементы сигнальной системы. Корпус 1 выполнен в виде смонтиро ванного на опорной плите 9 горизонтально расположенного силового цилиндра, шток 4 порщня 3 которого сое динен с ним резьбовым соединением 10 и жестко связан с никидным стакан 5, снабженным механизмом ускоренного его вращения, Подпоршневая полость 1} силового цилиндра соединена боковым отверсти 12 с полостью 6 уплотнителя грунтово го стаканчика 8, выполненного с горл виной 13, перекрываемой смонтированным на уплотнитапе 7 электромагнитны клапаном 14, Подпоршневая полость I1 силового цилиндра соединена также осевыт. отве стием 15 с мембраной 16, взаимодействзпощей со штоком 17 механотрона 18 сигнальной системы, Накидной стакан 5 снабжен дополнительной воронкообразной полостью 19, в которой смонтирован механизм ускоренного его вращения, выполненный в виде планетарного редуктора,, солнечное коническое колесо 2б кото роге связано с приводом вращения, а объединенные между собой водилом 21 ;ко1шчес.кие сателлиты 22 взаимодейств ют с внутренней понерхностью воронко образной полости 19. Уплотнитель выполнен из немагнитного материала, 4 , Электромагнитный клапан 14 подпру жинен пружиной 23 и приводится в действие электромагнитом 24, установенным на уплотнителе 7. Шток 25 клапана 14 размещен в от верстии перегородки 26 уплотнителя 7, Сигнальная система включает также микроамперметр 27, Мембрана 16 снабжена иглой 28, взаимодействующей со штоком 17 механотрона J8 сигнальной системы. Привод вращения солнечного конического колеса 20 выполнен в виде маховичка 29, закрепленного на оси 30 ко1гаческого колеса 20. Прибор для определения весовых характеристик твердых тел работает следз ющим образом. Для определения весовых характерис тик образца грунта, последний закла-дывают в грунтовый стаканчик 8 и устанавливают его в полость 6, котО рую герметически закрывают уплотнителем 7. При этом горловину 13 грунтового стаканчика 8 плотно герметически закрывают электромагнитным клапаном 14. Вращая за маховичок 29 механизма ускоренного вращения накидного стакана 5, бцстро подают 3 вперед, нагнетая воздух в полость 6 через отверстие 12 и в полость мембраны 16 через отверстие 15 до тех пор, пока игла 28 мембраны 16 ие коснётся штока 17 механотрона 18, который выдаст сигнал микроампернетру 27. Оказания микроамперметра 27 и шкалм нониуса накидного стакана 5 иссируют. Затем включают электромагнит 24, который подтянет клапан 14 и откроет (разгерметизирует) горловину 13 грунтового стаканчика 8 с исследуемым грунтом, В этом случае воздух, находящийся под давлением в полости 6 и под-i поршневой полости 11, заполнит поры исследуемого грунта, поэтому давление в системе снизится. Вновь вращают маховичок 29 механизма ускорейиого вращения накидного стакана 5. При этом порщень 3 подается вперед, нагнетая воэдух в полость 6 через отверстие 12, откуда воздух по ступает под давлением в грунт грунтов вого стаканчика 8 и в полость мембраны 16 через отверстие 15 до тех пор, по-ка игда 28 мембраны 16 не коснется штока 17 механотрона 18, который вы даст сигнал микроамперметру 27. Весовые характеристики грунта на ходят вычислением по разности резул татов измерений циклов, . При предлагаемом конструктивном построении прибора можно проводить ускоренное определение характеристик грунта в полевых условиях, вследстви его портативности, с обеспечею1ем значительной точности и надежности работы. Формула изобретения 1. Устройство для определения пористости твердых тел, содержащее корпус с цилиндрической полостью, в которой размещен поршень со штоком, связанным с накидным стаканом, снабженным нониусной шкалой и сообщающей ся полостью с уплотнителем, в котором установлен грунтовой стаканчик и элементы сигнальной системы, о т личающееся тем, что, с целью повышения точности измере№1Я, в устройство введены электромагнит 4« клапан и мембрана, причем электромагнитный клапан смонтирован нА уплотнителе, выполненным из немагнитного материала с возможностью перекрытия горловины грунтового стаканчика, а мембрана смонтирована между внутренней полостью корпуса и атмосферой и связана с сигнальной системой, 2. Устройство по п. J, о т л и ч а ю щ е е С Я тем, что.накидной стакан снабжен механизмом его ускоренного вращения, вьтолненнь м в виде гщанетарного редуктора, состоящего из центрального конического колеса, конических сателлитов и водила, причем конические сателлиты установлены между- внутренней поверхностью накидного и центральнь М коническим колесом, Жестко связанным с приводом вращения, а водило связывает сателлиты по осям вргш1ения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 296026, кл, Q OJ N 9/00, 1971. 2,Авторское свидетельство СССР № 438901 кл, G 01 N 9/00, 1973 (прототип) ,

.-

«v

,;-s

Ф ff

,