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快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置及制样方法

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成果类型:
专利
发明/设计人:
史振宁;龙彪;付宏渊;戚双星;高乾丰
申请/专利权人:
长沙理工大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2020-03-31
申请/专利号:
CN202010245946.X
公开时间:
2020-06-16
公开号:
CN111289331A
主申请人地址:
410114 湖南省长沙市天心区万家丽南路2段960号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置,其特征在于,包括压实养护机(14),下压实盘(14-4)、上压实盘(14-3)、养护盘(14-5)同轴线安装在压实养护机(14)内,下压实盘(14-4)底部连接压实养护机(14)的顶出机构,上压实盘(14-3)固定于下压实盘(14-4)的正上方,圆环形的养护盘(14-5)通过旋转电机实现绕轴线旋转,养护盘(14-5)上沿径向设有多个独立控制的第二传送带(14-5-3),下压实盘(14-4)的直径不大于养护盘(14-5)的中心孔直径;水平设置的第一传送带(18)穿过压实养护机(14),第一传送带(18)的传输末端能够与下压实盘(14-4)的边缘接触,第一传送带(18)与养护盘(14-5)的竖直间距大于模具(16)的高度,第一传送带(18)上放置有多个模具(16),距压实养护机(14)最近的模具(16)正上方安装有传料管道(10),传料管道(10)通过电磁阀(11)与试样搅拌器(3)的出料口相连,距压实养护机(14)最近的模具(16)正下方安装有振动机(19),振动机(19)的振动端与模具(16)底部的第一传送带(18)接触;第一传送带(18)的驱动电机、第二传送带(14-5-3)的驱动电机、振动机(19)、电磁阀(11)、压实养护机(14)的顶出机构、养护盘(14-5)的驱动电机分别与计算机(15)电连接。 2.根据权利要求1所述的一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置,其特征在于,所述下压实盘(14-4)与顶出机构铰接,下压实盘(14-4)底部远离第一传送带(18)的一侧安装有电推杆(14-8),下压实盘(14-4)与第一传送带(18)接触处至下压实盘(14-4)中心之间设有矩形槽(14-4-1)。 3.根据权利要求1或2所述的一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置,其特征在于,每个所述第二传送带(14-5-3)上均安装有第一压力传感器,第一压力传感器的输出端与计算机(15)连接,用于反馈养护盘(14-5)上的空位;计算机(15)与养护盘(14-5)的驱动电机连接,用于根据第一压力传感器的反馈信号控制养护盘(14-5)转动,使得空位对应的第二传送带(14-5-3)与下压实盘(14-4)上的矩形槽(14-4-1)接触;计算机(15)分别与每个第二传送带(14-5-3)的驱动电机连接,用于根据第一压力传感器的反馈信号控制对应的第二传送带(14-5-3)启动或停止。 4.根据权利要求1或2所述的一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置,其特征在于,所述养护盘(14-5)包括多个同轴的环形盘(14-5-1),最内侧环形盘(14-5-1)的宽度大于其它环形盘(14-5-1)的宽度,模具(16)在所有环形盘(14-5-1)上停止点的径向间距相等,且等于模具(16)在最内侧的环形盘(14-5-1)上停止点与模具(16)在第二传送带(14-5-3)上落点之间的距离;最外侧环形盘(14-5-1)的外边缘设置环形挡墙。 5.根据权利要求1所述的一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置,其特征在于,所述每个模具(16)通过第二紧固件(17)与第一传送带(18)连接,模具(16)上端通过第一紧固件(6)与套筒(7)相连,模具(16)上端的咬合凹槽(16-1)与套筒(7)上的咬合凸槽(7-1)相配合;放置不同模具(16)的第一传送带(18)之间通过铁链连接;上压实盘(14-3)的直径不大于模具(16)的内径。 6.根据权利要求1所述的一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置,其特征在于,所述第一传送带(18)穿过压实养护机(14)的位置安装有感应门(14-7),模具(16)上安装有非接触式的感应装置控制开关,感应装置控制开关与感应门(14-7)通过微波或红外线感应。 7.根据权利要求1所述的一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置,其特征在于,所述试样搅拌器(3)包括锥形的筒体(12),固体原料储箱通过固体原料投放管道(2)连接筒体(12),液体原料储箱通过液体原料投放管道(4)连接筒体(12),固体原料投放管道(2)上安装有第一投放泵(1),液体原料投放管道(4)上安装有第二投放泵(5);筒体(12)的中心安装有搅拌轴(3-2),搅拌轴(3-2)与搅拌电机(3-1)的输出轴连接,搅拌轴(3-2)的上端设有二层斜叶圆盘涡轮搅拌叶,搅拌轴(3-2)的下端设有形状大小与试样搅拌器(3)的底部相适应的螺旋搅拌叶,螺旋搅拌叶与竖直方向呈5°夹角;搅拌轴(3-2)下端均匀分布有出气孔(3-3),搅拌轴(3-2)上端均匀分布有吸气孔(3-4),搅拌轴(3-2)为空心结构,出气孔(3-3)与吸气孔(3-4)之间的搅拌轴(3-2)内设有可旋转的管道排风换气扇;试样搅拌器(3)内安装有均匀性测定仪(9),均匀性测定仪(9)、搅拌电机(3-1)、电磁阀(11)分别与计算机(15)连接,计算机(15)用于根据均匀性测定仪(9)反馈的信号分别控制搅拌电机(3-1)、电磁阀(11)的启闭。 8.根据权利要求1所述的一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置,其特征在于,所述压实养护机(14)的顶部安装有旋转电机,旋转电机的输出轴通过空心转轴与上压实盘(14-3)的中心连接,空心转轴内部安装有电动推杆(14-3-2),电动推杆(14-3-2)的伸缩头下端安装有搅拌叶片,搅拌叶片的形状为弧形,搅拌叶片向其旋转方向弯曲。 9.根据权利要求1所述的一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置,其特征在于,所述振动机(19)通过支撑底座(19-2)与模具(16)下端连接,模具(16)下端与支撑底座(19-2)之间安装有第二压力传感器(8),支撑底座(19-2)为向上凸起的齿状结构,支撑底座(19-2)采用十字交叉摆放,振动机(19)的振动频率0-50Hz,振幅0-5mm。 10.一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置的制样方法,其特征在于,采用如权利要求1-2或5-9任意一项权利要求所述的一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置的制样方法,包括以下步骤: S1,组装、并固定模具(16)于第一传送带(18)上,将制样所需材料按比例加入试样搅拌器(3)中; S2,通过计算机(15)控制试样搅拌器(3)的搅拌轴(3-2)旋转,待充分搅拌5min后,由均匀性测定仪(9)测定混合材料均匀性,如若未达到要求的均匀性,则继续搅拌5min,再次反馈均匀性,待均匀性测定仪(9)显示充分搅拌均匀后,计算机(15)控制电磁阀(11)打开,搅拌均匀的混合料通过传料管道(10)进入模具(16),同时控制振动机(19)的振动电机(19-1)打开,当第二压力传感器(8)检测到模具(16)及混合料总重量达到预设值时,通过计算机(15)控制电磁阀(11)关闭,控制第一传送带(18)的驱动电机启动,将装满混合料的模具(16)传送到压实养护机(14)中,同时将下一个空的模具(16)移动到传料管道(10)正下方; S3,通过计算机(15)控制电推杆(14-8)收缩,使得下压实盘(14-4)远离第一传送带(18)的一侧向下倾斜5°,使得模具(16)从第一传送带(18)经矩形槽(14-4-1)运送到下压实盘(14-4)中心,计算机(15)控制电推杆(14-8)伸长,使得下压实盘(14-4)恢复水平位置; S4,计算机(15)控制压实养护机(14)的顶出机构上升,带动下压实盘(14-4)向上移动,与上压实盘(14-3)一起对模具(16)内的土样施加轴向压力,通过轴向压力表(14-9)控制轴向压力,当达到指定压实度后,稳压10s; S5,计算机(15)控制压实养护机(14)的顶出机构下降,带动下压实盘(14-4)向下移动至高出养护盘(14-5)5±0.2mm,计算机(15)根据第一压力传感器的反馈信号控制养护盘(14-5)转动,使得空位对应的第二传送带(14-5-3)与下压实盘(14-4)上的矩形槽(14-4-1)接触,同时开启空位对应的第二传送带(14-5-3);通过计算机(15)控制电推杆(14-8)伸长,使得下压实盘(14-4)远离第一传送带(18)的一侧向上倾斜5°,压实完成的模具(16)经矩形槽(14-4-1)运送到第二传送带(14-5-3)上,通过第二传送带(14-5-3)运送至养护盘(14-5)上对应的停止点,计算机(15)控制养护盘(14-5)转动,旋转养护到龄期。
摘要:
本发明公开了一种快速实现类岩石试样制备的全自动一体化装置及制样方法,包括压实养护机,下压实盘、上压实盘、养护盘同轴线安装在压实养护机内,下压实盘底部连接压实养护机的顶出机构,圆环形的养护盘上沿径向设有多个独立控制的第二传送带,下压实盘的直径不大于养护盘的中心孔直径;水平设置的第一传送带的传输末端能够与下压实盘的边缘接触,第一传送带上放置有多个模具,距压实养护机最近的模具正上方安装有传料管道,正下方安装有振动机,第一传送带的驱动电机、第二传送带、振动机、电磁阀、顶出机构、养护盘分别与计算机电连接。本发明结构简单,集搅拌、制模、养护于一体,搅拌均匀...

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