一种真空筒及水下静力触探装置论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及静力触探技术设备领域，具体而言，涉及一种真空筒及水下静力触探装置。一种真空筒，其包括筒体、盖体及过滤结构。筒体，筒体内设有第一腔室，以及设置在所筒体的两端并连通第一腔室与外界的第一开口及第二开口。盖体，盖体与第一开口连接，并用于封闭第一开口；盖体上设有安装部、第一通孔以及第二通孔；第一通孔用于与真空泵连接，以引出由第二开口流入第一腔室内的水；第二通孔用于与潜水泵连接，以引导第一腔室内的水由第二开口流出；安装部用于与固定装置连接。过滤结构，过滤结构用于滤出由第一通孔流出的水中的沙子。该真空筒结构简单，使用方便，能够在使用的过程中，通过在筒内形成负压，将真空筒吸附于水底。

主设计要求

1.一种真空筒，其特征在于，包括：筒体，所述筒体内设有第一腔室，以及设置在所筒体的两端并连通所述第一腔室与外界的第一开口及第二开口；盖体，所述盖体与所述第一开口连接，并用于封闭所述第一开口；所述盖体上设有安装部、第一通孔以及第二通孔；所述第一通孔用于与真空泵连接，以引出由所述第二开口流入所述第一腔室内的水；所述第二通孔用于与潜水泵连接，以引导所述第一腔室内的水由所述第二开口流出；所述安装部用于与固定装置连接；过滤结构，所述过滤结构用于滤出由第一通孔流出的水中的沙子。

设计方案

1.一种真空筒，其特征在于，包括：

筒体，所述筒体内设有第一腔室，以及设置在所筒体的两端并连通所述第一腔室与外界的第一开口及第二开口；

盖体，所述盖体与所述第一开口连接，并用于封闭所述第一开口；所述盖体上设有安装部、第一通孔以及第二通孔；所述第一通孔用于与真空泵连接，以引出由所述第二开口流入所述第一腔室内的水；所述第二通孔用于与潜水泵连接，以引导所述第一腔室内的水由所述第二开口流出；所述安装部用于与固定装置连接；

过滤结构，所述过滤结构用于滤出由第一通孔流出的水中的沙子。

2.根据权利要求1所述的真空筒，其特征在于：

所述过滤结构包括至少一张过滤板，所述过滤板设置在所述盖体与所述第一开口之间；

并且所述过滤板沿所述第一开口的轮廓设置，在所述过滤板上设有多个滤孔。

3.根据权利要求2所述的真空筒，其特征在于：

所述过滤结构还包括设置在连通所述第一通孔及所述真空泵的管道上的滤网。

4.根据权利要求2所述的真空筒，其特征在于：

在所述过滤板与所述第一开口的之间以及所述过滤板与所述盖体之间均设有密封圈。

5.根据权利要求2所述的真空筒，其特征在于：

所述真空筒包括位于所述过滤板及所述盖体之间的第二腔室；

所述真空筒内还设有注水管道组，所述注水管道组包括第一管道及第二管道；

所述第一管道用于将所述第一腔室与所述第二通孔连通；所述第二管道用于将所述第二腔室与所述第二通孔连通。

6.根据权利要求1所述的真空筒，其特征在于：

所述筒体由多个相同的子体组合而成。

7.根据权利要求6所述的真空筒，其特征在于：

所述筒体包括至少两个所述子体；

所述过滤结构包括设置在相邻两个所述子体之间的过滤板。

8.根据权利要求7所述的真空筒，其特征在于：

在所述过滤板与所述子体之间均设有密封圈。

9.一种真空筒，其特征在于，包括：

筒体，所述筒体内设有第一腔室，以及设置在所筒体的两端并连通所述第一腔室与外界的第一开口及第二开口；

盖体，所述盖体与所述第一开口连接，并用于封闭所述第一开口；所述盖体上设有安装部以及导通孔；所述导通孔用于与水泵连接，以引出由所述第二开口流入所述第一腔室内的水或引导所述第一腔室内的水由所述第二开口流出；所述安装部用于与固定装置连接；

过滤结构，所述过滤结构用于滤出由第一通孔流出的水中的沙子。

10.一种水下静力触探装置，其特征在于：

所述水下静力触探装置包括检测主体以及多个如权利要求1-9中任意一项所述的真空筒；

所述检测主体与所述真空筒的所述安装部连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及静力触探技术设备领域，具体而言，涉及一种真空筒及水下静力触探装置。

背景技术

海洋时代的到来，世界各海域出现了许多建立在海底土体基础上的海洋工程设施，确定海底土体的基本物理力学性质、地基承载力以及判断土体液化可能性等已成为海洋工程勘察的重要测试项目。由于海底土体一般为新近沉积物，厚度大、饱和松散且容易扰动，普通的钻探取样与室内试验都难以真实的反应原状土的性质，为此以静力触探为代表的原位测试方法逐渐进入海洋工程勘察领域。

静力触探，又名锥探，是利用一根安装了若干传感器的圆锥形探头在土体中以准静力匀速贯入时所采集的应力数据来迅速、连续的反映土质变化特征的一项重要的土体原位测试方法；其数据可用于地质工程和岩土工程等诸多领域，如：土层划分、土类划分及测定土体的物理力学性质指标等等。

现有技术中，主要采用水下静力触探设备对浅海(水下)地基基础进行强度原位测试。在进行水下静力触探试验的过程中，水下静力触探试验设备可以在自身重力的作用下附着于海底地基上。但是依靠水下静力触探设备作为附着力进行相关试验，主要存在以下问题：稳定性较差，往往需要通过增加自身重量，来增加在水下的附着力，导致设备过重，不便于设备的制造与运输。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种真空筒，该真空筒结构简单，使用方便，能够在使用的过程中，通过在筒内形成负压，将真空筒吸附于水底。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种真空筒，其包括筒体、盖体及过滤结构；

筒体，筒体内设有第一腔室，以及设置在所筒体的两端并连通第一腔室与外界的第一开口及第二开口；

盖体，盖体与第一开口连接，并用于封闭第一开口；盖体上设有安装部、第一通孔以及第二通孔；第一通孔用于与真空泵连接，以引出由第二开口流入第一腔室内的水；第二通孔用于与潜水泵连接，以引导第一腔室内的水由第二开口流出；安装部用于与固定装置连接；

过滤结构，过滤结构用于滤出由第一通孔流出的水中的沙子。

为提高水下静力触探设备在海底基础上的附着力，提高其使用稳定性，本实用新型提供了一种真空筒，该真空筒包括筒体、盖体及过滤结构，通过将真空筒的第二开口与海底地基接触，并通过真空泵将由第二开口进入到第一腔室内的水吸出，能够使得第一腔室内的压力下降，相对于外界处于负压状态。由此，由于真空筒内的第一腔室内的压力下降形成负压，便可使得真空筒吸附于海底地基上，由此使得采用该真空筒的水面静力触探设备在自身重力及真空筒提供的吸附力的作用下，其在水下的稳定性能够得到有效提升。

在本实用新型的一种实施例中：

过滤结构包括至少一张过滤板，过滤板设置在盖体与第一开口之间；

并且过滤板沿第一开口的轮廓设置，在过滤板上设有多个滤孔。

在本实用新型的一种实施例中：

过滤结构还包括设置在连通第一通孔及真空泵的管道上的滤网。

在本实用新型的一种实施例中：

在过滤板与第一开口的之间以及过滤板与盖体之间均设有密封圈。

在本实用新型的一种实施例中：

真空筒包括位于过滤板及盖体之间的第二腔室；

真空筒内还设有注水管道组，注水管道组包括第一管道及第二管道；

第一管道用于将第一腔室与第二通孔连通；第二管道用于将第二腔室与第二通孔连通。

在本实用新型的一种实施例中：

筒体由多个相同的子体组合而成。

在本实用新型的一种实施例中：

筒体包括至少两个子体；

过滤结构包括设置在相邻两个子体之间的过滤板。

在本实用新型的一种实施例中：

在过滤板与子体之间均设有密封圈。

一种真空筒，其包括筒体、盖体及过滤结构；

筒体内设有第一腔室，以及设置在所筒体的两端并连通第一腔室与外界的第一开口及第二开口；

盖体与第一开口连接，并用于封闭第一开口；盖体上设有安装部以及导通孔；导通孔用于与水泵连接，以引出由第二开口流入第一腔室内的水或引导第一腔室内的水由第二开口流出；安装部用于与固定装置连接；

过滤结构用于滤出由第一通孔流出的水中的沙子。

一种水下静力触探装置，其包括检测主体以及多个上述的真空筒；

检测主体与真空筒的安装部连接。

为提高水下静力触探设备在海底基础上的附着力，提高其使用稳定性，本实用新型提供的水下静力触探装置采用了上述的真空筒。由于真空筒内的第一腔室内的压力下降形成负压，便可使得真空筒吸附于海底地基上，故该水面静力触探设备在自身重力及真空筒提供的吸附力的作用下，其在水下的稳定性能够得到有效提升。

本实用新型的技术方案至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的真空筒，其结构简单，使用方便，能够在使用的过程中，通过在筒内形成负压，将真空筒吸附于水底。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例中真空筒的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中真空筒的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中筒体的结构示意图；

图4为图1中Ⅳ处的放大示意图；

图5为本实用新型实施例中过滤板的结构示意图。

图标：200-真空筒；210-筒体；211-第一腔室；212-第一开口；213-第二开口；220-盖体；221-安装部；222-第一通孔；223-第二通孔；230-过滤结构；231-过滤板；2311-滤孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

为提高水下静力触探设备在海底基础上的附着力，提高其使用稳定性，本实用新型提供了一种真空筒200。

请参考图1及图2，图1及图2示出了实施例中提供的真空筒200的具体结构。

从图1及图2中可以看出，该真空筒200包括筒体210、盖体220及过滤结构230。

请参照图3，筒体210为中空式结构，在筒体210内设有第一腔室211，以及设置在所筒体210的两端并连通第一腔室211与外界的第一开口212及第二开口213。

盖体220与第一开口212连接，并用于封闭第一开口212；盖体220上设有安装部221、第一通孔222以及第二通孔223；第一通孔222用于与真空泵(图中未示出)连接，以引出由第二开口213流入第一腔室211内的水；第二通孔223用于与潜水泵(图中未示出)连接，以引导第一腔室211内的水由第二开口213流出；安装部221用于与固定装置连接。需要说明的是，在第一通孔222以及第二通孔223处，为便于第一通孔222以及第二通孔223分别与真空泵和潜水泵的连接，在第一通孔222以及第二通孔223处分别设有连接法兰。

请参照图2及图4，过滤结构230用于滤出由第一通孔222流出的水中的沙子。

该真空筒200包括筒体210、盖体220及过滤结构230，通过将真空筒200的第二开口213与海底地基接触，并通过真空泵将由第二开口213进入到第一腔室211内的水吸出，能够使得第一腔室211内的压力下降，相对于外界处于负压状态。由此，由于真空筒200内的第一腔室211内的压力下降形成负压，便可使得真空筒200吸附于海底地基上，由此使得采用该真空筒200的水面静力触探设备在自身重力及真空筒200提供的吸附力的作用下，其在水下的稳定性能够得到有效提升。

需要说明的是，在使用的过程中，由于水底存在沙子等杂物，未将沙子等杂物滤掉，避免沙子进入到真空泵中影响到真空泵的正常使用，故该真空筒200内设有过滤结构230，并且在设置过滤结构230时，其目的是保证通过真空泵内的水内不含有沙子，故在设置过滤结构230的过程中，在水的流动方向上，过滤结构230可以设置在进入真空泵之前的所流经的通道，故过滤结构230可以设置在桶体内，可以设置在盖体220上，也可以设置在连通盖体220与真空泵的管路上。

在本实施例中，采用的是将过滤结构230设置在筒体210上的实施方式。具体的，请参照图5，过滤结构230包括至少一张过滤板231，过滤板231设置在盖体220与第一开口212之间，为进一步保证过滤的效果，保证由第二开口213进入到第一腔室211内的水在穿过第一开口212后能够完成沙子的过滤工作，故过滤板231可以沿第一开口212的轮廓设置，保证设置在第一开口212与盖体220之间的滤板能够覆盖于第一开口212的轮廓上。其外，在过滤板231上设有多个滤孔2311，通过滤孔2311完成沙子的过滤工作。

另外，在设置过滤结构230的过程中，由于过滤板231设置在盖体220与第一开口212之间，并且过滤板231为可拆卸地设置在盖体220与第一开口212之间，其目的是便于该真空筒200的维护与保养，另外，为在不同的使用条件下，对过滤板231进行更换，以使得过滤板231能够过滤不同粒度的沙子或是不同大小的杂物。其次，在设置上述内容中的过滤板231时，过滤板231可以为多个，并且多个过滤板231之间所能够过滤的沙子的粒度不同，由此通过多级过滤能够进一步提高过滤的效果。

进一步地，在本实用新型实施例中，在过滤板231与第一开口212的之间以及过滤板231与盖体220之间均设有密封圈(图中未示出)。通过密封圈能够增加连接处的密封性，防止在连接处出现漏水的情况，避免由于漏水导致真空筒200内的压力不稳定，从而吸附力出现较大波动的情况发生。

在本实用新型的其他实施例中，过滤结构230还可以包括设置在连通第一通孔222及真空泵的管道上的滤网(图中未示出)。通过在第一通孔222及真空泵的管道上设置滤网，同样能够起到过滤沙子的作用，避免出现沙子进入真空泵中，影响真空泵的正常使用。其外，需要说明的是，采用在第一开口212与盖体220之间设置过滤板231的实施方式时，同样还可以在连通第一通孔222及真空泵的管道上设置滤网，并且滤网及过滤板231的过滤沙子的粒度不同，由此形成多级过滤，进一步提高过滤的效果。

进一步地，在本实施例中，盖体220采用的是球形盖体220，当盖体220与筒体210配合时，在过滤板231及盖体220之间可以形成第二腔室(图中未示出)，并且在由第二开口213进入第一腔室211的水在经第一开口212进入到真空泵前需要通过第二腔室。相反地，在通过潜水泵向真空泵内注水时，由于第二通孔223设置在盖体220上，故通过潜水泵向该真空筒200内注入的水会首先经过第二腔室，随后进入到第一腔室211并从第二开口213中排出，起到释放真空筒200的附着力的作用。在该过程中，由于过滤板231的作用是过滤沙子，故其在过滤的过程中，会对水的流量有影响，基于在释放附着力的过程中降低过滤板231影响的目的，在真空筒200内还设有注水管道组(图中未示出)，注水管道组包括第一管道(图中未示出)及第二管道(图中未示出)。其中，第一管道用于将第一腔室211与第二通孔223连通；第二管道用于将第二腔室与第二通孔223连通。通过上述的注水管道组能够有效地保证潜水泵的正常工作，同时通过降低过滤板231对通过潜水泵向真空筒200内注水时其对水的流量的影响，能够有效保证该真空筒200能够及时的释放附着力，提高反应的速度。

进一步地，在本实用新型的其他实施例中，筒体210还可由多个相同的子体(图中未示出)组合而成。通过选择组成筒体210的子体个数，能够对筒体210的高度进行调整，以使得该真空筒200能够适应不同的水深条件的应用需求。

需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，当筒体210包括至少两个子体时，过滤结构230可以包括设置在相邻两个子体之间的过滤板231。通过在相邻的子体间设置过滤板231，能够进一步提高过滤的效果。其外，在过滤板231与子体之间均设有密封圈。

进一步地，在本实用新型的其他实施例中，还提供了一种真空筒200，其与上述的真空筒200的结构大体相同，其不同之处在于：盖体220上设有安装部221以及导通孔(图中未示出)；导通孔用于与水泵(图中未示出)连接，以引出由第二开口213流入第一腔室211内的水或引导第一腔室211内的水由第二开口213流出。通过设置在盖体220上的导通孔与水泵连接，使得水在水泵的作用下由第二开口213向导通孔方向流动，或由导通孔向第二开口213方向流动。

基于上述的真空筒200，为提高水下静力触探设备在海底基础上的附着力，提高其使用稳定性，本实用新型还公开了一种水下静力触探装置，本实用新型提供的水下静力触探装置采用了上述的真空筒200，其包括检测主体以及多个上述的真空筒200，检测主体与真空筒200的安装部221连接。其中，检测主体的作用是完成静力触探；由于多个真空筒200与检测主体连接，在真空筒200内的第一腔室211内的压力下降形成负压时，便可使得真空筒200吸附于海底地基上，为检测主体提供触探反力，故该水面静力触探设备在自身重力及真空筒200提供的吸附力的作用下，其在水下的稳定性能够得到有效提升。故在该水下静力触探装置在进行检测的过程中，能够以保证触探工作的平稳进行。

需要说明的是，由于该水下静力触探设备在使用的过程中部分或是全部结构均需要位于水下，故为提高该水下静力触探设备的抗腐蚀行以及力学性能，故在制作检测主体以及真空筒200的盖体220、筒体210和过滤板231结构时，可以采用强度高，并且抗腐蚀行好的材料制成。

该真空筒200的工作原理是：

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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