[发明专利]基于沸石置换反应的可变密度含气土样制备装置及方法

权利要求书

1.一种基于沸石置换反应的可变密度含气土样制备装置，其特征在于：包括沸石反应釜（1）、土样反应釜（2）和土样成型盒（3），所述沸石反应釜（1）底部与土样反应釜（2）中部通过高压导管A（107）相连通，所述沸石反应釜（1）顶部连通设有进气管B（108）和第一真空压力表（101），所述进气管B（108）上设有第一阀门（100）；所述土样反应釜（2）顶部与土样成型盒（3）底部通过高压导管B（215）相连通，所述高压导管B（215）靠近土样反应釜（2）顶部位置处设有第三阀门（201），所述高压导管B（215）靠近土样成型盒（3）底部位置处设有第八阀门（305）；所述土样反应釜（2）中对应安装有搅拌器（204），所述土样反应釜（2）顶部连通设有进气管A（211）和第二真空压力表（209），所述进气管A（211）上设有第五阀门（210），所述土样反应釜（2）中设有温度计（200）；所述土样反应釜（2）底部连通设有进水管（213），所述进水管（213）上对应设有第二流量计（212）和第六阀门（214）；所述土样反应釜（2）底部与土样成型盒（3）顶部之间通过土浆联通管（4）相连通，所述土浆联通管（4）上从上至下依次设有第四阀门（207）、第一流量计（208）和第七阀门（300）；所述土样成型盒（3）底部连通设有第三真空压力表（308），所述土样成型盒（3）包括模顶盖（301）、成型模（302）和模底盖（304），所述模顶盖（301）可拆卸式密封安装于成型模（302）顶部，所述模底盖（304）可拆卸式密封安装于成型模（302）底部，所述模顶盖（301）设有带刻度的推料活塞（307）。

2.按照权利要求1所述的基于沸石置换反应的可变密度含气土样制备装置，其特征在于：所述沸石反应釜（1）包括罐体（105）和密闭盖合于罐体（105）的顶部罐口处的沸石密封盖（102），所述沸石密封盖（102）与罐体（105）顶部之间还通过若干个第一螺栓（103）连接固定；所述罐体（105）底部呈漏斗形状，所述高压导管A（107）靠近罐体（105）底部位置处设有第二阀门（106），所述进气管B（108）、第一真空压力表（101）分别连通设置于沸石密封盖（102）上。

3.按照权利要求1所述的基于沸石置换反应的可变密度含气土样制备装置，其特征在于：所述推料活塞（307）包括推料杆、推料柄和推料活塞板，所述推料杆贯穿安装于模顶盖（301）上，所述推料杆顶端固定有推料柄，所述推料杆底端固定有推料活塞板，所述推料活塞板配合位于成型模（302）内部，所述推料柄位于土样成型盒（3）外部，所述推料杆沿高度方向设有刻度线（306）。

4.按照权利要求1所述的基于沸石置换反应的可变密度含气土样制备装置，其特征在于：所述土样反应釜（2）包括筒体（205）和密闭盖合于筒体（205）的顶部筒口上的土样密封盖（203），所述土样密封盖（203）与筒体（205）顶部之间还通过若干个第二螺栓（202）连接固定；所述进气管A（211）和第二真空压力表（209）分别连通设于土样密封盖（203）上，所述高压导管B（215）端部连通设置于土样密封盖（203）上。

5.按照权利要求1所述的基于沸石置换反应的可变密度含气土样制备装置，其特征在于：还包括真空泵、N₂储存罐和注水箱，所述真空泵具有抽真空管，所述真空泵的抽真空管分别与进气管A（211）、进气管B（108）相对应，所述N₂储存罐具有出气管，所述N₂储存罐的出气管分别与进气管A（211）、进气管B（108）相对应。

6.按照权利要求4所述的基于沸石置换反应的可变密度含气土样制备装置，其特征在于：所述搅拌器（204）包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨，所述搅拌轴转动贯穿安装于土样密封盖（203）上，所述搅拌轴上配合安装有若干个搅拌桨，所有搅拌桨均位于筒体（205）内部，所述搅拌电机安装于土样密封盖（203）上，所述搅拌电机的动力输出轴与搅拌轴动力连接。