一种实时监测含水率的快速干燥破碎土壤的激光装置及使用方法与流程

1.本发明涉及一种实时监测含水率的快速干燥破碎土壤的激光装置及使用方法，属于土建施工装置领域。


背景技术：

2.现有的土壤干燥工作大多是自然干燥或者人工烘烤完成，且普通的干燥装置只能进行纯粹的干燥工作，其缺点是：人工烘烤干燥费时费力，又不方便，自然干燥太过耗费时间，效果不佳，普通干燥装置只有干燥功能，不能满足实验需要适宜湿度土壤的要求。比如在实验中若需要含水率为8%的土壤，干燥机并不能直接满足，此外，目前干燥装置功能单一，并没有能够在土壤干燥中满足实验者的需要。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种实时监测含水率的快速干燥破碎土壤的激光装置及使用方法，此装置在有控制含水率需求的前提下进行土壤的搅拌、干燥、破碎，并筛分得出满足级配比要求的土壤，满足在短时间内得到可用湿度及级配比的土壤，以及其它多种不同需求的土壤需求。
4.为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种实时监测含水率的快速干燥破碎土壤的激光装置，它包括底部支撑箱体，所述底部支撑箱体的内部设置有用于筛分的多级筛分装置，所述底部支撑箱体的顶部固定有顶部箱体，所述顶部箱体顶部设置有自动上料装置；所述顶部箱体的内部，并位于自动上料装置的内部设置有用于真空干燥装置；所述真空干燥装置的正下方设置有用于对土壤进行破碎的激光装置；所述底部支撑箱体整体支撑安装在履带的顶部。
5.所述多级筛分装置包括设置在底部支撑箱体内部的多个筛分支架，每组所述筛分支架之间分别对应安装有震动筛分盘，每个震动筛分盘的正下方都设置有用于出料的出料口。
6.所述多级筛分装置上配备有称重装置，并自动计算出土壤的级配比。
7.所述自动上料装置包括设置在顶部箱体顶部的进料口，所述进料口的两侧对称设置有用于上料的传送带。
8.所述进料口的底部设置有控制土壤下料的开关底座，所述开关底座的内部设置有对土壤进行称重和湿度检测的检测仪。
9.所述真空干燥装置包括真空箱体，所述真空箱体的内侧壁上设置有用于干燥的光热源，所述真空箱体的侧壁上安装有用于排出水蒸气的抽气冷凝装置。
10.所述抽气冷凝装置包括与真空箱体侧壁相连的抽气阀，所述抽气阀的出气口安装有换挡开关，所述换挡开关的两侧分别连通第一通道和第二通道，所述第一通道的末端设置有用于和大气相连通的外部通气阀；所述第二通道的另一端连接有冷凝管，所述冷凝管
的另一端通过单向导液膜与液体收集容器相连；所述液体收集容器的内部设置有用于称量所收集水分重量的传感器。
11.所述真空箱体的内部底部设置有旋转底座，所述旋转底座上安装有搅拌叶片，所述旋转底座上设置有用于容纳搅拌叶片的叶片回收凹槽。
12.所述激光装置包括设置在真空干燥装置的真空箱体下方的激光破碎仪，所述激光破碎仪的箱体底部设置有用于下料的激光破碎底座开关，所述激光破碎底座开关设置在多级筛分装置的正上方；所述多级筛分装置、自动上料装置、真空干燥装置和激光装置与工控计算机相连。
13.实时监测含水率的快速干燥破碎土壤的激光装置的使用方法，包括以下步骤：step1：根据所需要制备的土壤粒径，将所需粒径的震动筛分盘放入筛分室的筛分支架上，并接入电源，打开总开关；step2：通过工控计算机输入所需要的土壤湿度以及激光的间隔，随后启动传送带，将湿土壤放上传送带送入进料口中，进入开关底座上；step3：通过开关底座确定湿土的质量及湿度，并自动计算出所需要处理掉的水分质量，测定完成后，开关底座底部开启，将湿土倒入位于下部的真空干燥装置，随后关闭开关底座；step4：抽气冷凝装置开始工作，将内部迅速抽成真空状态，此时光热源开启，底部搅拌叶片伸出，在旋转底座的带动下进行旋转，对湿土进行翻转，抽气阀切换到第二通道，继续工作，将蒸发出的水蒸气抽出到冷凝管，在冷凝管液化后通过单向导液膜流入液体收集容器，此处连接着光热源和抽气阀开关，当液体收集容器中水分质量达到设定值后，光热源和抽气阀自动关闭，此时抽气阀外部切换到第一通道，向真空干燥装置中通入空气使内外气压达到平衡；step5：回收搅拌叶片，旋转底座打开，土块落入激光装置的激光破碎室，完成破碎后，激光破碎底座开关开启，破碎完成的土壤落入多级筛分装置第一层，开启震动筛分，待完成后，多级筛分装置根据各类粒径的质量计算出土壤的级配比，随后按照各自粒径的通道倒出，制作过程完毕。
14.本发明有如下有益效果：1.本发明针对需要急需不同含水率土壤的各种工程或科研实验室的情况，通过借助真空环境下可以使其达到快速干燥的使用目的。
15.2.本装置可实时得出待干燥土壤的含水率，降低过度干燥或未达到所需含水率时暂停机器造成的人工、耗电和时间的浪费，达到可控制土壤湿度的目的。
16.3.真空装置底部的搅拌叶片可在干燥过程中对土壤进行适当的翻转，进一步加快干燥的速度，同时防止土块干结在装置底部。
17.4.本发明通过在真空中进行光照，提高热效率，减少热量的浪费。
18.5.本发明通过激光破碎仪进行激光切割破碎，利用激光可调节的特性，可以对土壤破碎到任意细度。
19.6.利用蒸发出的水分质量去控制光热源和抽气阀的关闭，可以精准的控制土壤的湿度，防止土壤过度干燥或者干燥不足的情况发生。
20.7.单向导液膜是一种可以单方向导通液体的薄膜，让冷凝液化的水分只能从冷凝
管流入液体收集容器，防止水分散失，从而确保干燥的精准度。
21.8.本装置既实现了快速干燥土壤的功能，又能对土壤含水率进行精准控制，而且实现了土壤干燥，破碎，测定湿度，级配比于一体化，大大提高了工作效率。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
23.图1为本发明整体结构图。
24.图2为本发明图1中i局部俯视放大图。
25.图3为本发明图1中ii局部俯视放大图。
26.图中：传送带1、进料口2、光热源3、抽气冷凝装置4、搅拌叶片5、叶片回收凹槽6、开关底座7、旋转底座8、激光破碎仪9、激光破碎底座开关10、震动筛分盘11、筛分支架12、出料口13、履带14、顶部箱体15、底部支撑箱体16、真空箱体17；液体收集容器401、换挡开关402、冷凝管403、外部通气阀404、单向导液膜405、抽气阀406、第二通道407、第一通道408；检测仪701。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
28.实施例1：参见图1
‑
3，一种实时监测含水率的快速干燥破碎土壤的激光装置，它包括底部支撑箱体16，所述底部支撑箱体16的内部设置有用于筛分的多级筛分装置，所述底部支撑箱体16的顶部固定有顶部箱体15，所述顶部箱体15顶部设置有自动上料装置；所述顶部箱体15的内部，并位于自动上料装置的内部设置有用于真空干燥装置；所述真空干燥装置的正下方设置有用于对土壤进行破碎的激光装置；所述底部支撑箱体16整体支撑安装在履带14的顶部。通过采用本发明的激光装置，能够用于含水土壤的真空快速干燥，而且能够根据要求制备所需要含水率的土壤。而且在干燥之后，能够快速的实现土壤的激光破碎，并通过筛分之后制备出所需要级配的土样。
29.进一步的，所述多级筛分装置包括设置在底部支撑箱体16内部的多个筛分支架12，每组所述筛分支架12之间分别对应安装有震动筛分盘11，每个震动筛分盘11的正下方都设置有用于出料的出料口13。通过多级筛分装置能够根据具体使用需要，制备出所需要级配的土样，进而满足生产的需要。
30.进一步的，所述多级筛分装置上配备有称重装置，并自动计算出土壤的级配比。通过上述的称重装置，能够实现自动称重，进而提高了制备精度。
31.进一步的，所述自动上料装置包括设置在顶部箱体15顶部的进料口2，所述进料口2的两侧对称设置有用于上料的传送带1。通过上述的自动上料装置能够实现土壤的自动上料，进而提高了上料效率。工作过程中，通过传送带1将土壤自动送入到进料口2的内部。
32.进一步的，所述进料口2的底部设置有控制土壤下料的开关底座7，所述开关底座7的内部设置有对土壤进行称重和湿度检测的检测仪701。通过上述的检测仪701能够对原料土壤进行快速的湿度和重量检测，以满足后续的具体制备需求。
33.进一步的，所述真空干燥装置包括真空箱体17，所述真空箱体17的内侧壁上设置有用于干燥的光热源3，所述真空箱体17的侧壁上安装有用于排出水蒸气的抽气冷凝装置4。通过上述的真空干燥装置能够用于对土壤进行快速的真空干燥，提高了干燥效率。而且干燥过程中，通过抽气冷凝装置4能够快速的收集并抽取加热过程中的水分。
34.进一步的，所述抽气冷凝装置4包括与真空箱体17侧壁相连的抽气阀406，所述抽气阀406的出气口安装有换挡开关402，所述换挡开关402的两侧分别连通第一通道408和第二通道407，所述第一通道408的末端设置有用于和大气相连通的外部通气阀404；所述第二通道407的另一端连接有冷凝管403，所述冷凝管403的另一端通过单向导液膜405与液体收集容器401相连；所述液体收集容器401的内部设置有用于称量所收集水分重量的传感器。通过上述的抽气冷凝装置4能够用于对干燥过程中的水蒸汽进行冷凝收集，进而用于计算干燥过程中水分蒸发量，最终达到所需要含水率的土壤。
35.进一步的，所述真空箱体17的内部底部设置有旋转底座8，所述旋转底座8上安装有搅拌叶片5，所述旋转底座8上设置有用于容纳搅拌叶片5的叶片回收凹槽6。通过上述的搅拌叶片5用于对干燥过程中土壤进行翻动，提高干燥效率。
36.进一步的，所述激光装置包括设置在真空干燥装置的真空箱体17下方的激光破碎仪9，所述激光破碎仪9的箱体底部设置有用于下料的激光破碎底座开关10，所述激光破碎底座开关10设置在多级筛分装置的正上方。通过上述的激光装置能够借助激光实现干燥之后土块的切割。
37.进一步的，所述多级筛分装置、自动上料装置、真空干燥装置和激光装置与工控计算机相连。通过上述的控制方式，提高了控制效率。
38.实施例2：实时监测含水率的快速干燥破碎土壤的激光装置的使用方法，包括以下步骤：step1：根据所需要制备的土壤粒径，将所需粒径的震动筛分盘11放入筛分室的筛分支架12上，并接入电源，打开总开关；step2：通过工控计算机输入所需要的土壤湿度以及激光的间隔，随后启动传送带1，将湿土壤放上传送带1送入进料口2中，进入开关底座7上；step3：通过开关底座7确定湿土的质量及湿度，并自动计算出所需要处理掉的水分质量，测定完成后，开关底座7底部开启，将湿土倒入位于下部的真空干燥装置，随后关闭开关底座7；step4：抽气冷凝装置4开始工作，将内部迅速抽成真空状态，此时光热源3开启，底部搅拌叶片5伸出，在旋转底座8的带动下进行旋转，对湿土进行翻转，抽气阀406切换到第二通道407，继续工作，将蒸发出的水蒸气抽出到冷凝管403，在冷凝管403液化后通过单向导液膜405流入液体收集容器401，此处连接着光热源3和抽气阀406开关，当液体收集容器401中水分质量达到设定值后，光热源3和抽气阀406自动关闭，此时抽气阀406外部切换到第一通道408，向真空干燥装置中通入空气使内外气压达到平衡；step5：回收搅拌叶片5，旋转底座8打开，土块落入激光装置的激光破碎室，完成破碎后，激光破碎底座开关10开启，破碎完成的土壤落入多级筛分装置第一层，开启震动筛分，待完成后，多级筛分装置根据各类粒径的质量计算出土壤的级配比，随后按照各自粒径的通道倒出，制作过程完毕。
39.本发明的原理为：真空环境下热辐射能够快速让物体达到高温，而且在真空条件下水的沸点较低，可以在热辐射下快速蒸发，达到快速干燥的目的，通过下层的激光破碎仪9对干燥结块的土壤进行破碎；一定质量的土壤，知道含水率，只要知道蒸发去除的水分质量，就能够控制得到预定湿度的土壤；震动筛分即可得到级配比。