SU1158902A1 - Фильтромер - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к исследовани м но гидрогеологии, в частности к приборам дл  определени  в полевых услови х параметров водопроницаемост почвогрунтов, и может быть испольэовино при исследовани х и изыскани х, где необходимо знать фильтрационные свойства почв и грунтов, например в строительстве, горном деле, гидрологии , гидротехнике, мелиорации, сельском хоз йстве и др.

Известно устройство дл  определени  водопроницаемости почв, включающее ограждающие площадь промачивани  воды элементы, выполненные в . виде двух разъемных цилиндров, между которыми размещено кольЦо с нат нутой на него диафрагмой из эластичного водонепроницаемого материала. На диафрагму наливают необходимый слой вода, а затем диафрагму прокаливают. Пленка диафрагмы, сворачива сь к стенкам цилиндра, полностью высвобождает площадь впитывани  и вс  вода одновременно поступает на поверхность почвы. Затем определ ют расход воды на инфильтрацию 40

Однако вода из ограждакщего цилиндра расходуетс  на просачивание, капилл рное всасывание и боковое растекание. Поэтому нельз  принимать поперечное сечение цилиндра за поперечное сечение инфильтрационного потока5 так как будет велика погрешность за счет бокового растекани  воды за пределами нижней кромки ограждающего цилиндра.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  фильтромер, включающий два коаксиальных цилиндра, питатель в виде сосуда Мариотта, гидравлически сообщенный с полост ми цилиндра.

Гидростатический напор воды в каждом из цилиндров известного фильтромера поддерживаетс  посто нным при ПОМОП1И двух сосудов Мариотта С 21,

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность определени  фильтрационных характеристик грунта, поскольку не обеспечивает- с  одновременное и одинаковое пони жение гидростатического напора в обоих цилиндрах при неравномерном его падении во внешнем и внутреннем цилиндрах.

Цель изобретени  - повьш1ение точ ности определени  фильтрационных Характеристик грунта путем выравниьани  изменени  гидростатического напора жидкости в цилиндрах.

Поставленна  цель достигаетс  тем что фильтромер, включающий ограждаю хие коаксиальные цилиндры, питатель в виде сосуда Мариотта, гидравлически сообщенный с полост ми цилиндров, снабжен распределителем жидкости, вьтолненным в виде коромысла с полостью, сообщенной с каждьтм из цилиндров и питаталем, установленного на опоре с возможностью вертикального перемещени , причем плечи коромысла шарнирно укреплены на полых стойках с поплавками, размещенными в цилиндрах.

На чертеже схематически представлен фильтромер, общий вид.

Фильтромер содержит ограждающие площадь впитывани  коаксиальные цилиндры - внутренний цилиндр I и внешний цилиндр 2. На стенке внутреннего цилиндра 1 укреплена вертикальна  опора 3. На вертикальной опоре 3 устайовлена скольз ща  втулка 4, на которой укреплена консольно ось 5. На оси 5 установлено коромысло 6 с полостью 7, заполненной жидкостью дп  промачивани , например водой. Полость 7 снабжена патрубками 8 и 9. Коромысло 6 при помощи шарниров 10 св зано с полыми стойками П и J2, снабженными поплавками J3 и 14, которые размещены соответственно во внутреннем 1 и внешнем 2 цилиндрах. Дл  устойчивости устройства полые стойки и 12 снабжены направл ющими втулками 15, укрепленными на вертикальной опоре 3. Полые стойки 11 и 12 могут быть вьтолнены в виде трубок с воронками 16 в верхней части. Дп  индикации и остановки опыта при падении уровн  воды во внутреннем цилиндре 1 в случае неоднородности грунта или наличи  TpetiyiHbi т1Я(Н   часть трубки 1 может быть снабжена пробкой 17. Питатель 18 в виде сосуда Мариотта установлен на полке 19 и гидравлически св зан гибким щлангом 20 с полостью коромысла 6.

Дл  автоматической записи изменени  гидростатического напора жидкости во внутреннем цилиндре 1 устанавливают автоматическое регистрирующее устройство |не показано), например поплавок со стрелкой самописца и барабаном. 3 Стенки цилиндров 1 и 2 снабжены вертикальной разметкойделений {не/ показана. При этом разметк.-t шкалы делений на стенках цнпиндрсв I и 2 производитс  с точностью до 1 мм в пределах 100 мм короткими насечками через 5 мм и длинными через J О мм. Насечки выполн ютс  с таким расчетом чтобы нулевое деление находилось не далее 25 мм от нижних кромок цилиндров .В качестве шкалы делений могут быт использованы и металлические линейки , устанавливаемые вертикально в цилиндрах I и 2 фильтромера. Высота цилиндров I и 2 должна быть не менее 14 см. Измерени  с помощью предлагаемого фИльтромера производ т следующим образом. Коаксиально устанавливают цилиндры 1 и 2 на ровной и практически горизонтальной поверхности испытываемого грунта и погружают в грунт с таким расчетом, чтобы нулевое делени шкапы совпало с поверхностью грунта Затем на стенке внутреннего цилиндра 1 устанавливают вертикальную опору 3, на которую одевают скольз всую втулку 4. Затем на консольно закрепленную ось 5 втулки 4 устанавливают коромысло 6 с полостью 7. Далее одно временно зацолн ют водой внутренннио и внешнюго полости ограждак дих цилинд ров 1 и 2 до делени  100 мм, а по лость 7 до нижнего уровн  патрубков 8 и 9, устанавливают питатель 18 Мариотта с водой на полку 19 и соеди н ют его с полостью 7 гибким шлангом 20. При этом нижний конец шланга 20 устанавливают ниже нижнего уровн  патрубков 8 и 9 полости 7 дл  автоматического поддержани  посто нным уровн  воды в полости 7 при понов{И питател  18 Мариотта. В момент заполнени  полостей цилиндров t и 2 до наружной отметки включают самописец, регистрирующий падение гидростатического напора во внутреннем цилиндре 1, или секун домер.. При одновременном падении или повьшении гидростатического уровн  в обоих цилиндрах f и 2 сбалансированное водораспредел ющее коромысло 6 с полостью 7 будет вертикально перемещатьс  вниз или вверх по вертикальной скольз щей опоре 3. Сниже2 ние уровн  воды во внутреннем цилиндре 1 продо/1жают до сло  в 5 №. Если уровень во внешнем цилигадре 2 будет падать быстрее, чем во внутреннем 2 (что может быть обусловлено боковым растеканием воды за границей нижней кромки внешнего цилиндра 2),то при опускании поплавка 14 коромысло 6 наклонитс  в сторону этого поплавка и водл из полости 7 коромысла 6 через патрубок 9 потечет через воронку б по трубке 12 в полость внеганего цилиндра 2. Поплавок 14 за счет увеличени  уровн  начнет поднимать и выравнивать коромысло 6 до первоначального сбалансированного положени . Если уровенБ воды во внутреннем цилиндре 1 будет падать быстрее, чем во внешнем (что может быть обус,ловлено неоднородностью испытываемого грунта или наличием трегцины в проса 1иваемом объеме), то поплавок 13 опуститс  и наклонит коромысло 6 с полостью 7 в эту сторону. Вода из полости 7 через патрубок 8 и воронку I6 потечет по трубке 1J. Поскольку трубка 1 закрыта пробкой 7 то по мере заполнени  водой она наклонит коромысло 6 и разбалансирует его. В этом случае самописец отключаетс  или по визуальному наблюдению (наличие воды в трубке 11) опыт останавливают, бракуют и передельфают заново на новом месте. Повышение точности измерений параметров фильтрации грунта путем автоматического выравнивани  изменени  гидростатического напора жидкости в огразвдающих цилиндрах обосновываетс  следующим. В процессе проведени  опыта вследствие бокового растекани  воды за границами нижней кромки внешнего цилиндра уровень воды во внешнем цилиндре будет падать быстрее, в результате чего гидростатический напор во внутреннем цилиндре станет больше, чем во внешнем, А это,в свою очередьJ привецет в боковому растеканию воды уже из внутреннего цииндра , тем самым поперечное сечение нутреннего кольца не будет полностью соответствовать поперечному сечению инфильтрационного потока. Поэтому поддержание одинакового изменени  ровней в обоих цилиндрах имеет большое значение дл  получени  достоверных результатов набгаодений,

Автоматическо.е регулирование уровней воды в цилиндрах с помощью

предлагаемого фильтромера полность исключает ручной труд оператора по наблюдению и доливу воды, повьшает точность результатов наблюдений и измерений,

Claims (1)

1. ФИЛЬТРОМЕР,включающий ограждающие коаксиальные цилиндры, питатель в виде сосуда Мариотта, гидравлически сообщенный с полостями цилиндров , соединенных с регистрирующим устройством, от ли ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения фильтрационных характеристик грунта путем выравнивания изменения гидростатического напора жидкости в цилиндрах, фильтромер снабжен распределителем жидкости, выполненным в вцде-коромысла с полостью, сообщенной с каждым из цилиндров и питателей, установленного на опоре с возможностью вертикального перемещения, причем плечи коромысла шарнирно укреплены на полых стойках с поплавками, размещенными в цилиндрах. ^! “ЖЖ