PL221123B1 - Urządzenie do oznaczania współczynnika filtracji gleby - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do oznaczania współczynnika filtracji gleby.

Znajomość zdolności infiltracyjnych ośrodków gruntowych jest zagadnieniem bardzo ważnym dla wielu dziedzin nauki i techniki takich jak geologia czy hydrologia, dlatego kluczową rolę w badaniach nad wodoprzepuszczalnością prowadzonych w warunkach laboratoryjnych odgrywa pobór materiału badawczego, jego przygotowanie do badań a następnie przeprowadzenie badania w takich warunkach i za pomocą takiego sprzętu, które gwarantują uzyskanie wiarygodnych, powtarzalnych wyników.

Liczne metody badań współczynnika filtracji, zarówno terenowe jak i laboratoryjne są szeroko opisywane w literaturze i wskazują na istnienie najrozmaitszych sposobów i przyrządów wykorzystywanych do tego typu badań.

Z powszechnego stosowania znany jest produkowany w Polsce aparat ZW-K2, który składa się z podwójnego naczynia stalowego z doprowadzeniami i odprowadzeniami wody, układu odpowietrzania bocznego, podziałek milimetrowych, perforowanej podstawy naczynia wewnętrznego z siatką o oczkach 0,2 mm, pierścienia (formy) o średnicy 113 mm i wysokości 60 mm, nasadki górnej z siatką o wymiarze oczka 0,2 mm oraz nadstawki i obciążnika. Urządzenie to posiada oddolny system odpowietrzający, który składa się z kilku przewodów umieszczonych pod próbką, które często ulegają rozłączeniu w czasie montażu pojemnika z próbką. Wyposażone jest w pojemniki z kołnierzem mocującym je w aparacie za pomocą śrub. Uszkodzenie śrub mocujących pojemnik z próbką powoduje zniszczenie całego aparatu. Wysokość pojemników jest stała i wynosi 6 cm, co uniemożliwia badanie poziomów glebowych o miąższości mniejszej niż 6 cm. W urządzeniu tym można osiągnąć maksymalny spadek hydrauliczny wynoszący 2,0, co nie daje możliwości badania wodoprzepuszczalności gruntów słabo przepuszczalnych.

Opisane powyżej wady znanego urządzenia udało się wyeliminować w aparacie według niniejszego wynalazku.

Istotą aparatu jest podstawa wykonana korzystnie ze stali nierdzewnej wyposażona korzystnie w podpory, w której usytuowane jest gniazdo z perforowanym dnem, przy czym średnica gniazda jest korzystnie większa od dolnej przykrywki próbki. W ściankach podstawy aparatu znajdują się poziome kanały odpowietrzające, które dochodzą promieniście do pierwszych bruzd gniazda. Kanały odpowietrzające połączone są rozłącznie za pomocą przewodów z pompą próżniową. Wokół perforowanego gniazda znajduje się gładki pierścień. Z podstawą połączona jest rozłącznie, korzystnie za pomocą śrub motylkowych, kolumna ciśnieniowa, która ma kształt walca, a której dolna krawędź przechodzi w kołnierz posiadający otwory na śruby, odpowiadające otworom wykonanym w podstawie. Kolumna ciśnieniowa wyposażona jest w zewnętrzny wskaźnik poziomu wody oraz zewnętrzną podziałkę wskazującą spadek hydrauliczny. Od góry kolumna ciśnieniowa połączona jest przewodem zasilającym ze zbiornikiem z odpowietrzoną wodą destylowaną i urządzeniem dozującym. Całość umieszczona jest w cylindrze zewnętrznym wykonanym korzystnie ze stali nierdzewnej, którego wysokość wynosi około 1/4 wysokości całego urządzenia, wyposażonym w boczne przelewy pomiarowe. Urządzenie wyposażone jest również w perforowaną nakładkę na gniazdo podstawy aparatu, pozwalające na badanie współczynnika filtracji próbek jednorodnych, pobranych do pojemników o różnej średnicy. Dodatkowym elementem wyposażenia urządzenia jest trójramienny wyciskacz posiadający bolce, które odpowiadają otworom wykonanym w gnieździe podstawy aparatu.

Konstrukcja urządzenia według wynalazku pozwala na uniknięcie przecieków odpływającej z próbki wody przez otwory montażowe. Poza tym umożliwia łatwy montaż i demontaż pojemnika z próbką gleby, co zdecydowanie przyspiesza wykonanie badania, a także daje możliwość badania współczynnika filtracji przy różnych stanach wilgotności początkowej próbki. W czasie, w którym próbka dochodzi do określonego stanu wilgotności początkowej można jednocześnie badać współczynnik odsączalności grawitacyjnej oraz mierzyć wodoprzepuszczalność kolejnych próbek, co jest niemożliwe w przypadku znanych i stosowanych powszechnie aparatów.

Przedmiot wynalazku zilustrowany jest przykładem wykonania przedstawionym na rysunkach, gdzie fig. 1 pokazuje widok z góry podstawy urządzenia, fig. 2 - przekrój poprzeczny urządzenia w płaszczyźnie pionowej, fig. 3 - widok z góry wyciskacza 17 trójramiennego, fig. 4 - przekrój podstawy 1 z zamontowanym w gnieździe 2 pojemnikiem z próbką 20 i włożonym od dołu wyciskaczem 17 trójramiennym, fig. 5 - przekrój poprzeczny podstawy 1 z zamontowaną nakładką perforowaną 16.

PL 221 123 B1

Okrągła podstawa 1 urządzenia, wykonana ze stali nierdzewnej, wyposażona jest w podpory 14 i zawiera gniazdo 2 z perforowanym dnem o średnicy otworów 3,5 mm, przy czym średnica gniazda jest większa od dolnej przykrywki 15 próbki. W ściankach podstawy aparatu znajdują się poziome kanały odpowietrzające 3, które dochodzą promieniście do pierwszych bruzd gniazda 2. Kanały 3 odpowietrzające połączone są rozłącznie za pomocą przewodów z pompą próżniową. Wokół perforowanego gniazda 2 znajduje się gładki pierścień 4. Z podstawą połączona jest rozłącznie, za pomocą śrub 7 motylkowych, kolumna ciśnieniowa 5 o kształcie walca, której dolna krawędź przechodzi w kołnierz 6 posiadający otwory na śruby 7, odpowiadające otworom wykonanym w podstawie 1. Kolumna ciśnieniowa 5 wyposażona jest w zewnętrzny wskaźnik 8 poziomu wody oraz zewnętrzną podziałkę 9 wskazującą spadek hydrauliczny. Od góry kolumna ciśnieniowa 5 połączona jest przewodem 10 zasilającym ze zbiornikiem 11 z odpowietrzoną wodą destylowaną i urządzeniem dozującym. Całość umieszczona jest w cylindrze zewnętrznym 12 wykonanym ze stali nierdzewnej, którego wysokość wynosi około 1/3 wysokości całego urządzenia, wyposażonym w boczne przelewy pomiarowe 13. Urządzenie wyposażone jest również w perforowaną nakładkę 16 redukcyjną na gniazdo 2 podstawy 1 aparatu, pozwalające na badanie współczynnika filtracji próbek jednorodnych, pobranych do pojemników o różnej średnicy. Dodatkowym elementem wyposażenia urządzenia jest trójramienny wyciskacz 17 posiadający bolce, które odpowiadają otworom 19 wykonanym w gnieździe 2 podstawy 1 aparatu, służący do usunięcia próbki z gniazda 2 po zakończonym badaniu.

Claims (9)

1. Urządzenie do oznaczania współczynnika filtracji gleby wyposażone w perforowaną podstawę, do której montowana jest kolumna ciśnieniowa, znamienne tym, że w podstawie (1) usytuowane jest gniazdo (2) z perforowanym dnem, a w jej ściankach znajdują się poziome kanały odpowietrzające (3), dochodzące promieniście do pierwszych bruzd gniazda (2), przy czym kanały te połączone są rozłącznie za pomocą przewodów z pompą próżniową, natomiast wokół gniazda (2) znajduje się gładki pierścień (4), a z podstawą (1) połączona jest rozłącznie mająca kształt walca kolumna ciśnieniowa (5), której dolna krawędź przechodzi w kołnierz (6) posiadający otwory na śruby (7) odpowiadające otworom wykonanym w podstawie (1), przy czym kolumna ciśnieniowa (5) wyposażona jest w zewnętrzny wskaźnik poziomu wody (8) oraz zewnętrzną podziałkę (9) wskazującą spadek hydrauliczny, natomiast od góry kolumna ciśnieniowa połączona jest przewodem zasilającym (10) ze zbiornikiem (11) z odpowietrzoną wodą destylowaną i urządzeniem dozującym, podczas gdy całość umieszczona jest w cylindrze zewnętrznym (12), którego wysokość wynosi około 1/4 wysokości całego urządzenia, wyposażonym w boczne przelewy (13) pomiarowe.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że podstawa (1) wykonana jest ze stali nierdzewnej.

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że podstawa (1) wyposażona jest w podpory (14).

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że dno gniazda (2) jest perforowane.

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że średnica gniazda (2) jest większa od średnicy dolnej przykrywki próbki (15).

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kolumna ciśnieniowa (5) połączona jest z podstawą za pomocą śrub (7) motylkowych.

7. Urządzenie według zastrz. 1, zamienne tym, że cylinder (12) zewnętrzny wykonany jest ze stali nierdzewnej.

8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wyposażone jest w perforowaną nakładkę (16) redukcyjną na gniazdo (2) podstawy (1) aparatu, dostosowaną do pojemników (20) o różnej średnicy.

9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wyposażone jest w wyciskacz (17) trójramienny posiadający bolce (18), które odpowiadają otworom (19) wykonanym w gnieździe (2) podstawy (1) aparatu.