1.本發(fā)明涉及土工試驗土樣粉碎和篩分技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種擾動土樣碾散及篩分方法及裝置。

背景技術(shù)：

2.土工試驗需要制備土樣，重塑土樣一般采用人工錘擊，即將塊狀擾動土放在橡皮板上用木碾碾散，然后進行過篩或篩分試驗。如果采用粉碎機切碎或磨碎土，將會壓碎顆粒破壞土體結(jié)構(gòu)，從而影響土的顆粒組成。所以，現(xiàn)行的土壤粉碎裝置不能在土工試驗使用。然而，室內(nèi)試驗人工操作效率極低，如果需要大量土樣，不但耗費時間較長，人工成本較高，而且人工錘土過程中產(chǎn)生大量的灰塵也會對室內(nèi)外環(huán)境產(chǎn)生污染。因此，土工試驗亟需一種機械裝置實現(xiàn)擾動土樣的碾散，以提高室內(nèi)試驗的操作效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

3.本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種擾動土樣碾散及篩分方法及裝置，可以將土樣快速碾散并過篩，不會破壞土體結(jié)構(gòu)，也不會在室內(nèi)產(chǎn)生灰塵。

4.實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種擾動土樣碾散及篩分裝置，該裝置包括進料筒、碾散錘、篩分器和集土筒，進料筒、篩分器和集土筒從上至下依次連接，碾散錘豎直設(shè)在進料筒內(nèi)；所述進料筒的內(nèi)筒壁上設(shè)有電機，電機的輸出端穿過筒壁與異形轉(zhuǎn)動塊連接；所述碾散錘包括錘頭和錘柄，錘柄的頂端伸出進料筒，錘柄頂部的邊緣固定設(shè)有伸出板，伸出板的下端面與異形轉(zhuǎn)動塊的邊緣貼合，通過異形轉(zhuǎn)動塊轉(zhuǎn)動，帶動碾散錘上下振動錘擊進料筒內(nèi)篩分器上的土料。

5.所述的進料筒、篩分器和集土筒，從上至下依次通過螺口可拆卸連接。

6.所述的進料筒頂部設(shè)有蓋板，蓋板上設(shè)有進料口和錘柄口，錘柄口的尺寸與錘柄相匹配。

7.所述的異形轉(zhuǎn)動塊為橢圓狀轉(zhuǎn)動塊，其長軸與短軸之差為碾散錘下落的高度，保證碾散錘下落時錘頭能碰撞土料。

8.所述的篩分器為凹向集土筒的弧形篩分器。

9.所述的篩分器，包括圓筒、上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)，上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)設(shè)在圓筒內(nèi)，上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)在圓心處通過豎軸轉(zhuǎn)動連接，上層篩網(wǎng)的邊緣設(shè)有旋轉(zhuǎn)撥片，通過旋轉(zhuǎn)撥片使上層篩網(wǎng)相對下層篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動，使篩孔錯位或重合；當(dāng)碾散錘上下振動錘擊土料時，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)撥片使上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)上的孔洞錯位，使土料不掉落至集土筒內(nèi)；錘擊結(jié)束后轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)撥片，使上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)的篩孔完全重合，搖晃進料筒，即可使碾散后的土料掉落至集土筒內(nèi)。

10.所述的上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)，厚度均為5mm，篩網(wǎng)上均勻分布孔洞，相鄰孔洞邊緣的間距大于孔洞的孔徑；根據(jù)實際需求，更換不同孔徑的篩網(wǎng)，就可獲得不同粒徑大小的土料。

11.所述的孔洞，為上小下大的孔洞，便于粒徑小于孔洞直徑的土粒自由落下至集土筒內(nèi)，避免了土粒堵塞在孔洞內(nèi)。

12.所述的錘柄，其頂端還設(shè)有可拆卸的重量調(diào)節(jié)塊，中部設(shè)有限位孔。

13.所述的錘頭為橡膠錘頭，其端面為弧形面，與弧形篩分器的弧度相同。

14.所述的進料筒外壁上設(shè)有用于控制電機啟動和關(guān)閉的開關(guān)。

15.所述的集土筒內(nèi)設(shè)有傾斜板，傾斜板下端的集土筒壁上設(shè)置出料口，集土筒的外壁上還設(shè)有提手。

16.用上述擾動土樣碾散及篩分裝置碾散及篩分土樣的方法，包括如下步驟：1）將篩分器和集土筒連接，將碾散錘的錘柄的下端對準(zhǔn)進料筒蓋板上的錘柄口插入進料筒內(nèi)，將錘頭與錘柄的下端連接，然后將進料筒與篩分器連接，并使錘柄頂部的伸出板與異形轉(zhuǎn)動塊的邊緣貼合；2）調(diào)整上層篩網(wǎng)邊緣的旋轉(zhuǎn)撥片，使上層篩網(wǎng)相對下層篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動，從而使上下兩層篩網(wǎng)上的孔洞位置錯位，保證土料不掉落至集土筒內(nèi)；3）將待碾散的土樣從進料筒的進料口倒入筒體內(nèi)，并將進料口密封；4）通過電機的開關(guān)啟動電機，電機帶動異形轉(zhuǎn)動塊轉(zhuǎn)動，伸出板始終與異形轉(zhuǎn)動塊貼合，從而帶動碾散錘上下振動，錘擊進料筒內(nèi)篩分器上的土料；5）錘擊一段時間后，通過電機的開關(guān)關(guān)閉電機，提升碾散錘，將插銷插入錘柄上的限位孔內(nèi)；6）旋轉(zhuǎn)上層篩網(wǎng)邊緣的旋轉(zhuǎn)撥片，使上下兩層篩網(wǎng)的篩孔完全重合，搖晃進料筒，即可使碾散后的土料掉落至集土筒內(nèi)；7）集土筒內(nèi)的土料通過傾斜板從出料口出料，重復(fù)步驟2）

?

步驟6），直至沒有土料從出料口出來；8）將進料筒、碾散錘、篩分器和集土筒拆分，取出篩分器上的剩余土料，即完成擾動土樣的碾散和篩分。

17.本發(fā)明提供的一種擾動土樣碾散及篩分方法及裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：1、采用電動裝置代替人工錘擊土料，提高了工作效率，也降低了人力資源成本；該裝置錘擊土料時，土料處于密閉空間內(nèi)，防止了土塵散出，對室內(nèi)外環(huán)境污染少；2、碾散錘的錘頭為橡膠材質(zhì)的錘頭，硬度低質(zhì)量輕，錘擊土料時，不會破壞土體的結(jié)構(gòu)，滿足土工試驗的規(guī)范要求；3、篩分器設(shè)為弧形，便于將土料聚攏，提高碾散效率，并且篩網(wǎng)上相鄰孔洞邊緣的間距大于孔洞的孔徑，保證上層篩網(wǎng)沿圓心轉(zhuǎn)動一定角度時遮住下層篩網(wǎng)上的孔洞，避免錘擊過程中土粒落入集土筒內(nèi)；而且篩網(wǎng)上的孔洞為上小下大的孔洞，保證了粒徑小于上端孔徑的土粒能順利通過孔洞，不會在孔洞內(nèi)卡住。

附圖說明

18.圖1為碾散錘下落狀態(tài)時的示意圖；圖2為碾散錘抬升狀態(tài)時的示意圖；圖3為碾散錘的正視圖；

圖4為碾散錘的俯視圖；圖5為進料筒的俯視圖；圖6為篩分器的正視圖；圖7為篩網(wǎng)的俯視圖；圖中：1.進料筒

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2.碾散錘

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3.篩分器

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4.集土筒

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5.傾斜板

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6.出料口

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7.提手

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8.電機控制開關(guān)

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9.電機的輸出端

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10.異形轉(zhuǎn)動塊

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11.伸出板

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12.電機

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13.蓋板

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14.進料口

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15.錘柄口

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1.錘柄

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2.限位孔

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3.錘頭

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1.上層篩網(wǎng)

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2.下層篩網(wǎng)

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3.孔洞

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4.旋轉(zhuǎn)撥片

??3?

5圓筒。

具體實施方式

19.下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明內(nèi)容做進一步闡述，但不是對本發(fā)明的限定。

20.實施例：如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示：其中圖1和圖2分別為一種擾動土樣碾散及篩分裝置下落后和抬升時的兩種狀態(tài)示意圖，該裝置包括進料筒1、碾散錘2、篩分器3和集土筒4，進料筒1、篩分器3和集土筒4從上至下依次連接，碾散錘2豎直設(shè)在進料筒1內(nèi)；所述進料筒1的內(nèi)筒壁上設(shè)有電機12，電機12的輸出端穿過筒壁與異形轉(zhuǎn)動塊10連接；所述碾散錘2包括錘頭2

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3和錘柄2

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1，錘柄2

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1的頂端伸出進料筒1，錘柄2

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1頂部的邊緣固定設(shè)有伸出板11，伸出板11的下端面與異形轉(zhuǎn)動塊10的邊緣貼合，通過異形轉(zhuǎn)動塊10轉(zhuǎn)動，帶動碾散錘2上下振動錘擊進料筒1內(nèi)篩分器3上的土料。

21.所述的進料筒1、篩分器3和集土筒4，從上至下依次通過螺口可拆卸連接。

22.所述的進料筒1頂部設(shè)有蓋板13，蓋板13上設(shè)有進料口14和錘柄口15，錘柄口15的尺寸與錘柄2

?

1相匹配。

23.所述的異形轉(zhuǎn)動塊10為橢圓狀轉(zhuǎn)動塊，其長軸與短軸之差為碾散錘2下落的高度，保證碾散錘2下落時錘頭2

?

3能碰撞土料。

24.所述的篩分器3為凹向集土筒4的弧形篩分器。

25.所述的篩分器3，包括圓筒3

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5、上層篩網(wǎng)3

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1和下層篩網(wǎng)3

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2，上層篩網(wǎng)3

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1和下層篩網(wǎng)3

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2設(shè)在圓筒3

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5內(nèi)，上層篩網(wǎng)3

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1和下層篩網(wǎng)3

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2在圓心處通過豎軸轉(zhuǎn)動連接，上層篩網(wǎng)3

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1的邊緣設(shè)有旋轉(zhuǎn)撥片3

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4，通過旋轉(zhuǎn)撥片3

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4使上層篩網(wǎng)3

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1相對下層篩網(wǎng)3

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2轉(zhuǎn)動，使篩孔錯位或重合；當(dāng)碾散錘2上下振動錘擊土料時，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)撥片3

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4使上層篩網(wǎng)3

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1和下層篩網(wǎng)上3

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2的孔洞3

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3錯位，使土料不掉落至集土筒4內(nèi)；錘擊結(jié)束后轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)撥片3

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4，使上層篩網(wǎng)3

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1和下層篩網(wǎng)3

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2的孔洞3

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3完全重合，搖晃進料筒1，即可使碾散后的土料掉落至集土筒4內(nèi)。

26.所述的上層篩網(wǎng)3

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1和下層篩網(wǎng)3

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2，厚度均為5mm，篩網(wǎng)上均勻分布孔洞3

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3，相鄰孔洞3

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3邊緣的間距大于孔洞3

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3的孔徑；根據(jù)實際需求，更換不同孔徑的篩網(wǎng)，就可獲得不同粒徑大小的土料。

27.所述的孔洞3

?

3，為上小下大的孔洞，便于粒徑小于孔洞直徑的土粒自由落下至集土筒內(nèi)，避免了土粒堵塞在孔洞內(nèi)。

28.所述的錘柄3

?

1，其頂端還設(shè)有可拆卸的重量調(diào)節(jié)塊，通過卸下和安裝不同重量的重量調(diào)節(jié)塊，以調(diào)節(jié)整個振動錘的質(zhì)量，錘柄的中部設(shè)有限位孔2

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2。

29.所述的錘頭2

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3為橡膠錘頭，其端面為弧形面，與弧形篩分器的弧度相同。

30.所述的進料筒1外壁上設(shè)有用于控制電機啟動和關(guān)閉的開關(guān)。

31.所述的集土筒4內(nèi)設(shè)有傾斜板5，傾斜板5下端的集土筒4壁上設(shè)置出料口6，集土筒4的外壁上還設(shè)有提手，便于移動集土筒4。

32.用上述擾動土樣碾散及篩分裝置碾散及篩分土樣的方法，包括如下步驟：1）將篩分器和集土筒連接，將碾散錘的錘柄的下端對準(zhǔn)進料筒蓋板上的錘柄口插入進料筒內(nèi)，將錘頭與錘柄的下端連接，然后將進料筒與篩分器連接，并使錘柄頂部的伸出板與異形轉(zhuǎn)動塊的邊緣貼合；2）調(diào)整上層篩網(wǎng)邊緣的旋轉(zhuǎn)撥片，使上層篩網(wǎng)相對下層篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動，從而使上下兩層篩網(wǎng)上的孔洞位置錯位，保證土料不掉落至集土筒內(nèi)；3）將待碾散的土樣從進料筒的進料口倒入筒體內(nèi)，并將進料口密封；4）通過電機的開關(guān)啟動電機，電機帶動異形轉(zhuǎn)動塊轉(zhuǎn)動，伸出板始終與異形轉(zhuǎn)動塊貼合，從而帶動碾散錘上下振動，錘擊進料筒內(nèi)篩分器上的土料；5）錘擊一段時間后，通過電機的開關(guān)關(guān)閉電機，提升碾散錘，將插銷插入錘柄上的限位孔內(nèi)；6）旋轉(zhuǎn)上層篩網(wǎng)邊緣的旋轉(zhuǎn)撥片，使上下兩層篩網(wǎng)的篩孔完全重合，搖晃進料筒，即可使碾散后的土料掉落至集土筒內(nèi)；7）集土筒內(nèi)的土料通過傾斜板從出料口出料，重復(fù)步驟2）

?

步驟6），直至沒有土料從出料口出來；8）將進料筒、碾散錘、篩分器和集土筒拆分，取出篩分器上的剩余土料，即完成擾動土樣的碾散和篩分。

33.上述裝置的原理是：電機驅(qū)動異形轉(zhuǎn)動塊轉(zhuǎn)動，異形轉(zhuǎn)動塊托住碾散錘上下活動，碾散錘每次自由下落帶動橡膠頭不斷撞擊篩分器篩網(wǎng)上的土，通過不斷錘擊土而碾散土顆粒。篩網(wǎng)分上下兩層，通過合理的孔洞直徑及間隔設(shè)置，旋轉(zhuǎn)上層篩網(wǎng)可使上下篩網(wǎng)孔洞完全重合或完全錯開；上下篩網(wǎng)完全錯開時，即可錘擊土；上下篩網(wǎng)孔洞完全重合時，即可篩分土；土粒粒徑小于孔洞，可通過孔洞自由落下，最終沿盛土器斜板從出口出來，篩網(wǎng)上剩余土即為土粒粒徑大于孔洞的土。

34.裝置使用過程中，注意如下情況：1、振動錘重量和自由下落高度不宜過大，以免錘擊力量過大破壞土的結(jié)構(gòu)。

35.2、篩網(wǎng)孔洞分別按不同半徑環(huán)向均勻設(shè)置，孔洞環(huán)向凈距應(yīng)稍大于孔洞直徑，保證上篩網(wǎng)沿圓心轉(zhuǎn)動一定角度時遮住孔洞，避免錘擊過程中土粒落下篩網(wǎng)；3、篩分器的篩網(wǎng)材質(zhì)采用鋼，具有一定的厚度，能承受振動錘的錘擊而不變形和損壞。篩網(wǎng)每個孔洞直徑上小下大，只要土粒粒徑小于孔洞表面直徑便可自由落下。技術(shù)特征：

1.一種擾動土樣碾散及篩分裝置，其特征在于，該裝置包括進料筒、碾散錘、篩分器和集土筒，進料筒、篩分器和集土筒從上至下依次連接，碾散錘豎直設(shè)在進料筒內(nèi)；所述進料筒的內(nèi)筒壁上設(shè)有電機，電機的輸出端穿過筒壁與異形轉(zhuǎn)動塊連接；所述碾散錘包括錘頭和錘柄，錘柄的頂端伸出進料筒，錘柄頂部的邊緣固定設(shè)有伸出板，伸出板的下端面與異形轉(zhuǎn)動塊的邊緣貼合，通過異形轉(zhuǎn)動塊轉(zhuǎn)動，帶動碾散錘上下振動錘擊進料筒內(nèi)篩分器上的土料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擾動土樣碾散及篩分裝置，其特征在于，所述的進料筒、篩分器和集土筒，從上至下依次通過螺口可拆卸連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擾動土樣碾散及篩分裝置，其特征在于，所述的進料筒頂部設(shè)有蓋板，蓋板上設(shè)有進料口和錘柄口，錘柄口的尺寸與錘柄相匹配。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擾動土樣碾散及篩分裝置，其特征在于，所述的異形轉(zhuǎn)動塊為橢圓狀轉(zhuǎn)動塊，其長軸與短軸之差為碾散錘下落的高度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擾動土樣碾散及篩分裝置，其特征在于，所述的篩分器為凹向集土筒的弧形篩分器；所述的篩分器，包括圓筒、上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)，上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)設(shè)在圓筒內(nèi)，上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)在圓心處通過豎軸轉(zhuǎn)動連接，上層篩網(wǎng)的邊緣設(shè)有旋轉(zhuǎn)撥片，通過旋轉(zhuǎn)撥片使上層篩網(wǎng)相對下層篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動，使篩孔錯位或重合；當(dāng)碾散錘上下振動錘擊土料時，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)撥片使上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)上的孔洞錯位，使土料不掉落至集土筒內(nèi)；錘擊結(jié)束后轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)撥片，使上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)的篩孔完全重合，搖晃進料筒，使碾散后的土料掉落至集土筒內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種擾動土樣碾散及篩分裝置，其特征在于，所述的上層篩網(wǎng)和下層篩網(wǎng)，厚度均為5mm，篩網(wǎng)上均勻分布孔洞，相鄰孔洞邊緣的間距大于孔洞的孔徑；所述的孔洞，為上小下大的孔洞，便于粒徑小于孔洞直徑的土粒自由落下至集土筒內(nèi)，避免了土粒堵塞在孔洞內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擾動土樣碾散及篩分裝置，其特征在于，所述的錘柄，其頂端還設(shè)有可拆卸的重量調(diào)節(jié)塊，中部設(shè)有限位孔；所述的錘頭為橡膠錘頭，其端面為弧形面，與弧形篩分器的弧度相同。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擾動土樣碾散及篩分裝置，其特征在于，所述的進料筒外壁上設(shè)有用于控制電機啟動和關(guān)閉的開關(guān)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擾動土樣碾散及篩分裝置，其特征在于，所述的集土筒內(nèi)設(shè)有傾斜板，傾斜板下端的集土筒壁上設(shè)置出料口，集土筒的外壁上還設(shè)有提手。10.用權(quán)利要求1

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9任一所述的擾動土樣碾散及篩分裝置碾散及篩分土樣的方法，包括如下步驟：1）將篩分器和集土筒連接，將碾散錘的錘柄的下端對準(zhǔn)進料筒蓋板上的錘柄口插入進料筒內(nèi)，將錘頭與錘柄的下端連接，然后將進料筒與篩分器連接，并使錘柄頂部的伸出板與異形轉(zhuǎn)動塊的邊緣貼合；2）調(diào)整上層篩網(wǎng)邊緣的旋轉(zhuǎn)撥片，使上層篩網(wǎng)相對下層篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動，從而使上下兩層篩網(wǎng)上的孔洞位置錯位，保證土料不掉落至集土筒內(nèi)；3）將待碾散的土樣從進料筒的進料口倒入筒體內(nèi)，并將進料口密封；

4）通過電機的開關(guān)啟動電機，電機帶動異形轉(zhuǎn)動塊轉(zhuǎn)動，伸出板始終與異形轉(zhuǎn)動塊貼合，從而帶動碾散錘上下振動，錘擊進料筒內(nèi)篩分器上的土料；5）錘擊一段時間后，通過電機的開關(guān)關(guān)閉電機，提升碾散錘，將插銷插入錘柄上的限位孔內(nèi)；6）旋轉(zhuǎn)上層篩網(wǎng)邊緣的旋轉(zhuǎn)撥片，使上下兩層篩網(wǎng)的篩孔完全重合，搖晃進料筒，即可使碾散后的土料掉落至集土筒內(nèi)；7）集土筒內(nèi)的土料通過傾斜板從出料口出料，重復(fù)步驟2）

?

步驟6），直至沒有土料從出料口出來；8）將進料筒、碾散錘、篩分器和集土筒拆分，取出篩分器上的剩余土料，即完成擾動土樣的碾散和篩分。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種擾動土樣碾散及篩分方法及裝置，該裝置包括進料筒、碾散錘、篩分器和集土筒，進料筒、篩分器和集土筒從上至下依次連接，碾散錘豎直設(shè)在進料筒內(nèi)；所述進料筒的內(nèi)筒壁上設(shè)有電機，電機的輸出端穿過筒壁與異形轉(zhuǎn)動塊連接；所述碾散錘包括錘頭和錘柄，錘柄的頂端伸出進料筒，錘柄頂部的邊緣固定設(shè)有伸出板，伸出板的下端面與異形轉(zhuǎn)動塊的邊緣貼合，通過異形轉(zhuǎn)動塊轉(zhuǎn)動，帶動碾散錘上下振動錘擊進料筒內(nèi)篩分器上的土料。可以將土樣快速碾散并過篩，不會破壞土體結(jié)構(gòu)，也不會在室內(nèi)產(chǎn)生灰塵。產(chǎn)生灰塵。產(chǎn)生灰塵。

技術(shù)研發(fā)人員：陳愛軍 鄭偉澤 楊俊芳 楊淦 柳佑銘 陸玉佳 韋學(xué)英 李超華 丁傳洋 李文濤

受保護的技術(shù)使用者：桂林電子科技大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.09.22

技術(shù)公布日：2021/12/16