1.本发明涉及土工试验土样粉碎和筛分技术领域，具体是一种扰动土样碾散及筛分方法及装置。
背景技术：
2.土工试验需要制备土样，重塑土样一般采用人工锤击，即将块状扰动土放在橡皮板上用木碾碾散，然后进行过筛或筛分试验。如果采用粉碎机切碎或磨碎土，将会压碎颗粒破坏土体结构，从而影响土的颗粒组成。所以，现行的土壤粉碎装置不能在土工试验使用。然而，室内试验人工操作效率极低，如果需要大量土样，不但耗费时间较长，人工成本较高，而且人工锤土过程中产生大量的灰尘也会对室内外环境产生污染。因此，土工试验亟需一种机械装置实现扰动土样的碾散，以提高室内试验的操作效率。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种扰动土样碾散及筛分方法及装置，可以将土样快速碾散并过筛，不会破坏土体结构，也不会在室内产生灰尘。
4.实现本发明目的的技术方案是：一种扰动土样碾散及筛分装置，该装置包括进料筒、碾散锤、筛分器和集土筒，进料筒、筛分器和集土筒从上至下依次连接，碾散锤竖直设在进料筒内；所述进料筒的内筒壁上设有电机，电机的输出端穿过筒壁与异形转动块连接；所述碾散锤包括锤头和锤柄，锤柄的顶端伸出进料筒，锤柄顶部的边缘固定设有伸出板，伸出板的下端面与异形转动块的边缘贴合，通过异形转动块转动，带动碾散锤上下振动锤击进料筒内筛分器上的土料。
5.所述的进料筒、筛分器和集土筒，从上至下依次通过螺口可拆卸连接。
6.所述的进料筒顶部设有盖板，盖板上设有进料口和锤柄口，锤柄口的尺寸与锤柄相匹配。
7.所述的异形转动块为椭圆状转动块，其长轴与短轴之差为碾散锤下落的高度，保证碾散锤下落时锤头能碰撞土料。
8.所述的筛分器为凹向集土筒的弧形筛分器。
9.所述的筛分器，包括圆筒、上层筛网和下层筛网，上层筛网和下层筛网设在圆筒内，上层筛网和下层筛网在圆心处通过竖轴转动连接，上层筛网的边缘设有旋转拨片，通过旋转拨片使上层筛网相对下层筛网转动，使筛孔错位或重合；当碾散锤上下振动锤击土料时，转动旋转拨片使上层筛网和下层筛网上的孔洞错位，使土料不掉落至集土筒内；锤击结束后转动旋转拨片，使上层筛网和下层筛网的筛孔完全重合，摇晃进料筒，即可使碾散后的土料掉落至集土筒内。
10.所述的上层筛网和下层筛网，厚度均为5mm，筛网上均匀分布孔洞，相邻孔洞边缘的间距大于孔洞的孔径；根据实际需求，更换不同孔径的筛网，就可获得不同粒径大小的土料。
11.所述的孔洞，为上小下大的孔洞，便于粒径小于孔洞直径的土粒自由落下至集土筒内，避免了土粒堵塞在孔洞内。
12.所述的锤柄，其顶端还设有可拆卸的重量调节块，中部设有限位孔。
13.所述的锤头为橡胶锤头，其端面为弧形面，与弧形筛分器的弧度相同。
14.所述的进料筒外壁上设有用于控制电机启动和关闭的开关。
15.所述的集土筒内设有倾斜板，倾斜板下端的集土筒壁上设置出料口，集土筒的外壁上还设有提手。
16.用上述扰动土样碾散及筛分装置碾散及筛分土样的方法，包括如下步骤：1）将筛分器和集土筒连接，将碾散锤的锤柄的下端对准进料筒盖板上的锤柄口插入进料筒内，将锤头与锤柄的下端连接，然后将进料筒与筛分器连接，并使锤柄顶部的伸出板与异形转动块的边缘贴合；2）调整上层筛网边缘的旋转拨片，使上层筛网相对下层筛网转动，从而使上下两层筛网上的孔洞位置错位，保证土料不掉落至集土筒内；3）将待碾散的土样从进料筒的进料口倒入筒体内，并将进料口密封；4）通过电机的开关启动电机，电机带动异形转动块转动，伸出板始终与异形转动块贴合，从而带动碾散锤上下振动，锤击进料筒内筛分器上的土料；5）锤击一段时间后，通过电机的开关关闭电机，提升碾散锤，将插销插入锤柄上的限位孔内；6）旋转上层筛网边缘的旋转拨片，使上下两层筛网的筛孔完全重合，摇晃进料筒，即可使碾散后的土料掉落至集土筒内；7）集土筒内的土料通过倾斜板从出料口出料，重复步骤2）
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步骤6），直至没有土料从出料口出来；8）将进料筒、碾散锤、筛分器和集土筒拆分，取出筛分器上的剩余土料，即完成扰动土样的碾散和筛分。
17.本发明提供的一种扰动土样碾散及筛分方法及装置，与现有技术相比，具有如下优点：1、采用电动装置代替人工锤击土料，提高了工作效率，也降低了人力资源成本；该装置锤击土料时，土料处于密闭空间内，防止了土尘散出，对室内外环境污染少；2、碾散锤的锤头为橡胶材质的锤头，硬度低质量轻，锤击土料时，不会破坏土体的结构，满足土工试验的规范要求；3、筛分器设为弧形，便于将土料聚拢，提高碾散效率，并且筛网上相邻孔洞边缘的间距大于孔洞的孔径，保证上层筛网沿圆心转动一定角度时遮住下层筛网上的孔洞，避免锤击过程中土粒落入集土筒内；而且筛网上的孔洞为上小下大的孔洞，保证了粒径小于上端孔径的土粒能顺利通过孔洞，不会在孔洞内卡住。
附图说明
18.图1为碾散锤下落状态时的示意图；图2为碾散锤抬升状态时的示意图；图3为碾散锤的正视图；
图4为碾散锤的俯视图；图5为进料筒的俯视图；图6为筛分器的正视图；图7为筛网的俯视图；图中：1.进料筒
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2.碾散锤
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3.筛分器
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4.集土筒
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5.倾斜板
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6.出料口
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7.提手
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8.电机控制开关
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9.电机的输出端
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10.异形转动块
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11.伸出板
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12.电机
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13.盖板
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14.进料口
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15.锤柄口
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1.锤柄
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2.限位孔
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3.锤头
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1.上层筛网
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2.下层筛网
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3.孔洞
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4.旋转拨片
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5圆筒。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本发明内容做进一步阐述，但不是对本发明的限定。
20.实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示：其中图1和图2分别为一种扰动土样碾散及筛分装置下落后和抬升时的两种状态示意图，该装置包括进料筒1、碾散锤2、筛分器3和集土筒4，进料筒1、筛分器3和集土筒4从上至下依次连接，碾散锤2竖直设在进料筒1内；所述进料筒1的内筒壁上设有电机12，电机12的输出端穿过筒壁与异形转动块10连接；所述碾散锤2包括锤头2
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3和锤柄2
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1，锤柄2
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1的顶端伸出进料筒1，锤柄2
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1顶部的边缘固定设有伸出板11，伸出板11的下端面与异形转动块10的边缘贴合，通过异形转动块10转动，带动碾散锤2上下振动锤击进料筒1内筛分器3上的土料。
21.所述的进料筒1、筛分器3和集土筒4，从上至下依次通过螺口可拆卸连接。
22.所述的进料筒1顶部设有盖板13，盖板13上设有进料口14和锤柄口15，锤柄口15的尺寸与锤柄2
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1相匹配。
23.所述的异形转动块10为椭圆状转动块，其长轴与短轴之差为碾散锤2下落的高度，保证碾散锤2下落时锤头2
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3能碰撞土料。
24.所述的筛分器3为凹向集土筒4的弧形筛分器。
25.所述的筛分器3，包括圆筒3
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5、上层筛网3
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1和下层筛网3
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2，上层筛网3
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1和下层筛网3
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2设在圆筒3
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5内，上层筛网3
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1和下层筛网3
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2在圆心处通过竖轴转动连接，上层筛网3
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1的边缘设有旋转拨片3
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4，通过旋转拨片3
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4使上层筛网3
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1相对下层筛网3
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2转动，使筛孔错位或重合；当碾散锤2上下振动锤击土料时，转动旋转拨片3
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4使上层筛网3
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1和下层筛网上3
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2的孔洞3
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3错位，使土料不掉落至集土筒4内；锤击结束后转动旋转拨片3
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4，使上层筛网3
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1和下层筛网3
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2的孔洞3
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3完全重合，摇晃进料筒1，即可使碾散后的土料掉落至集土筒4内。
26.所述的上层筛网3
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1和下层筛网3
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2，厚度均为5mm，筛网上均匀分布孔洞3
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3，相邻孔洞3
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3边缘的间距大于孔洞3
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3的孔径；根据实际需求，更换不同孔径的筛网，就可获得不同粒径大小的土料。
27.所述的孔洞3
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3，为上小下大的孔洞，便于粒径小于孔洞直径的土粒自由落下至集土筒内，避免了土粒堵塞在孔洞内。
28.所述的锤柄3
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1，其顶端还设有可拆卸的重量调节块，通过卸下和安装不同重量的重量调节块，以调节整个振动锤的质量，锤柄的中部设有限位孔2
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2。
29.所述的锤头2
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3为橡胶锤头，其端面为弧形面，与弧形筛分器的弧度相同。
30.所述的进料筒1外壁上设有用于控制电机启动和关闭的开关。
31.所述的集土筒4内设有倾斜板5，倾斜板5下端的集土筒4壁上设置出料口6，集土筒4的外壁上还设有提手，便于移动集土筒4。
32.用上述扰动土样碾散及筛分装置碾散及筛分土样的方法，包括如下步骤：1）将筛分器和集土筒连接，将碾散锤的锤柄的下端对准进料筒盖板上的锤柄口插入进料筒内，将锤头与锤柄的下端连接，然后将进料筒与筛分器连接，并使锤柄顶部的伸出板与异形转动块的边缘贴合；2）调整上层筛网边缘的旋转拨片，使上层筛网相对下层筛网转动，从而使上下两层筛网上的孔洞位置错位，保证土料不掉落至集土筒内；3）将待碾散的土样从进料筒的进料口倒入筒体内，并将进料口密封；4）通过电机的开关启动电机，电机带动异形转动块转动，伸出板始终与异形转动块贴合，从而带动碾散锤上下振动，锤击进料筒内筛分器上的土料；5）锤击一段时间后，通过电机的开关关闭电机，提升碾散锤，将插销插入锤柄上的限位孔内；6）旋转上层筛网边缘的旋转拨片，使上下两层筛网的筛孔完全重合，摇晃进料筒，即可使碾散后的土料掉落至集土筒内；7）集土筒内的土料通过倾斜板从出料口出料，重复步骤2）
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步骤6），直至没有土料从出料口出来；8）将进料筒、碾散锤、筛分器和集土筒拆分，取出筛分器上的剩余土料，即完成扰动土样的碾散和筛分。
33.上述装置的原理是：电机驱动异形转动块转动，异形转动块托住碾散锤上下活动，碾散锤每次自由下落带动橡胶头不断撞击筛分器筛网上的土，通过不断锤击土而碾散土颗粒。筛网分上下两层，通过合理的孔洞直径及间隔设置，旋转上层筛网可使上下筛网孔洞完全重合或完全错开；上下筛网完全错开时，即可锤击土；上下筛网孔洞完全重合时，即可筛分土；土粒粒径小于孔洞，可通过孔洞自由落下，最终沿盛土器斜板从出口出来，筛网上剩余土即为土粒粒径大于孔洞的土。
34.装置使用过程中，注意如下情况：1、振动锤重量和自由下落高度不宜过大，以免锤击力量过大破坏土的结构。
35.2、筛网孔洞分别按不同半径环向均匀设置，孔洞环向净距应稍大于孔洞直径，保证上筛网沿圆心转动一定角度时遮住孔洞，避免锤击过程中土粒落下筛网；3、筛分器的筛网材质采用钢，具有一定的厚度，能承受振动锤的锤击而不变形和损坏。筛网每个孔洞直径上小下大，只要土粒粒径小于孔洞表面直径便可自由落下。技术特征：
1.一种扰动土样碾散及筛分装置，其特征在于，该装置包括进料筒、碾散锤、筛分器和集土筒，进料筒、筛分器和集土筒从上至下依次连接，碾散锤竖直设在进料筒内；所述进料筒的内筒壁上设有电机，电机的输出端穿过筒壁与异形转动块连接；所述碾散锤包括锤头和锤柄，锤柄的顶端伸出进料筒，锤柄顶部的边缘固定设有伸出板，伸出板的下端面与异形转动块的边缘贴合，通过异形转动块转动，带动碾散锤上下振动锤击进料筒内筛分器上的土料。2.根据权利要求1所述的一种扰动土样碾散及筛分装置，其特征在于，所述的进料筒、筛分器和集土筒，从上至下依次通过螺口可拆卸连接。3.根据权利要求1所述的一种扰动土样碾散及筛分装置，其特征在于，所述的进料筒顶部设有盖板，盖板上设有进料口和锤柄口，锤柄口的尺寸与锤柄相匹配。4.根据权利要求1所述的一种扰动土样碾散及筛分装置，其特征在于，所述的异形转动块为椭圆状转动块，其长轴与短轴之差为碾散锤下落的高度。5.根据权利要求1所述的一种扰动土样碾散及筛分装置，其特征在于，所述的筛分器为凹向集土筒的弧形筛分器；所述的筛分器，包括圆筒、上层筛网和下层筛网，上层筛网和下层筛网设在圆筒内，上层筛网和下层筛网在圆心处通过竖轴转动连接，上层筛网的边缘设有旋转拨片，通过旋转拨片使上层筛网相对下层筛网转动，使筛孔错位或重合；当碾散锤上下振动锤击土料时，转动旋转拨片使上层筛网和下层筛网上的孔洞错位，使土料不掉落至集土筒内；锤击结束后转动旋转拨片，使上层筛网和下层筛网的筛孔完全重合，摇晃进料筒，使碾散后的土料掉落至集土筒内。6.根据权利要求5所述的一种扰动土样碾散及筛分装置，其特征在于，所述的上层筛网和下层筛网，厚度均为5mm，筛网上均匀分布孔洞，相邻孔洞边缘的间距大于孔洞的孔径；所述的孔洞，为上小下大的孔洞，便于粒径小于孔洞直径的土粒自由落下至集土筒内，避免了土粒堵塞在孔洞内。7.根据权利要求1所述的一种扰动土样碾散及筛分装置，其特征在于，所述的锤柄，其顶端还设有可拆卸的重量调节块，中部设有限位孔；所述的锤头为橡胶锤头，其端面为弧形面，与弧形筛分器的弧度相同。8.根据权利要求1所述的一种扰动土样碾散及筛分装置，其特征在于，所述的进料筒外壁上设有用于控制电机启动和关闭的开关。9.根据权利要求1所述的一种扰动土样碾散及筛分装置，其特征在于，所述的集土筒内设有倾斜板，倾斜板下端的集土筒壁上设置出料口，集土筒的外壁上还设有提手。10.用权利要求1
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9任一所述的扰动土样碾散及筛分装置碾散及筛分土样的方法，包括如下步骤：1）将筛分器和集土筒连接，将碾散锤的锤柄的下端对准进料筒盖板上的锤柄口插入进料筒内，将锤头与锤柄的下端连接，然后将进料筒与筛分器连接，并使锤柄顶部的伸出板与异形转动块的边缘贴合；2）调整上层筛网边缘的旋转拨片，使上层筛网相对下层筛网转动，从而使上下两层筛网上的孔洞位置错位，保证土料不掉落至集土筒内；3）将待碾散的土样从进料筒的进料口倒入筒体内，并将进料口密封；
4）通过电机的开关启动电机，电机带动异形转动块转动，伸出板始终与异形转动块贴合，从而带动碾散锤上下振动，锤击进料筒内筛分器上的土料；5）锤击一段时间后，通过电机的开关关闭电机，提升碾散锤，将插销插入锤柄上的限位孔内；6）旋转上层筛网边缘的旋转拨片，使上下两层筛网的筛孔完全重合，摇晃进料筒，即可使碾散后的土料掉落至集土筒内；7）集土筒内的土料通过倾斜板从出料口出料，重复步骤2）
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步骤6），直至没有土料从出料口出来；8）将进料筒、碾散锤、筛分器和集土筒拆分，取出筛分器上的剩余土料，即完成扰动土样的碾散和筛分。
技术总结
本发明公开了一种扰动土样碾散及筛分方法及装置，该装置包括进料筒、碾散锤、筛分器和集土筒，进料筒、筛分器和集土筒从上至下依次连接，碾散锤竖直设在进料筒内；所述进料筒的内筒壁上设有电机，电机的输出端穿过筒壁与异形转动块连接；所述碾散锤包括锤头和锤柄，锤柄的顶端伸出进料筒，锤柄顶部的边缘固定设有伸出板，伸出板的下端面与异形转动块的边缘贴合，通过异形转动块转动，带动碾散锤上下振动锤击进料筒内筛分器上的土料。可以将土样快速碾散并过筛，不会破坏土体结构，也不会在室内产生灰尘。产生灰尘。产生灰尘。
技术研发人员：陈爱军 郑伟泽 杨俊芳 杨淦 柳佑铭 陆玉佳 韦学英 李超华 丁传洋 李文涛
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2021/12/16
声明：
“扰动土样碾散及筛分方法及装置” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：桂林电子科技大学
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