CN102535860A - 一种混凝土多频振捣器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土多频振捣器，包括振捣器壳体，所述振捣器壳体内部设置有多组振动频率不同的双向振动电磁铁组，每组双向振动电磁铁组包括两端分别与振捣器壳体体壁垂直设置的两个双向振动电磁铁，两个双向振动电磁铁相互垂直且不在同一水平面内，所述双向振动电磁铁均通过用于产生不同脉冲信号的控制电路与电源连接。本发明可以使振捣器按照高频、中频或低频的模式持续单频工作，又可以使振捣器按照多种频率混合的模式进行混频工作，并且可以使振捣器在一定范围内进行频率变化，使双向振动电磁铁工作频率接近或与混凝土骨料自振频率相同，通过振捣器产生不同频率振捣组合、不同力度及不同方向上的振捣力，增强振捣效果，提高混凝土密实度。

Description

一种混凝土多频振捣器
技术领域
本发明涉及一种振捣器，尤其涉及一种混凝土多频振捣器。
背景技术
混凝土是建筑行业广泛使用的一种建筑材料，由于混凝土搅拌后含有大量的气体和水分，为了使混凝土达到其设计强度，必须保证它的密实度，混凝土振捣器就是一种在混凝土施工中用于提高混凝土密实度的设备。目前建筑行业普遍使用的是由电动机驱动的振捣器，它是利用交流电源驱动电动机进行周期性旋转，使混凝土振动棒产生周期性振捣力进行工作，其做功形式为一个稳定的旋转力矩，而振动需要的是一个非匀速的周期运动，所以现有的振捣器无法高效的将电能转换成振捣力，因此工作效率较低。此外，现有的振捣器大多是以行星式和偏心式的原理工作的，这两种工作方式都会使电动机的转动部件产生较大的偏心负荷，降低设备的使用寿命。
由于混凝土的骨料是由不同粒径的石子组成的，而且有一定的级配要求，每块骨料都有其自振频率，当振捣器的振动频率与骨料的自振频率接近时混凝土的振捣效果最好，因此可以通过利用不同的混凝土振捣器振动频率来提高混凝土密实度的。公开号为CN2353829的发明专利《一种插入式电磁振捣器》和公开号为CN2570378的发明专利《一种电磁振动机》分别提出了一种采用电磁原理工作的振捣器和振动机，但由于上述两个专利也均采用交流电周期性原理驱动电磁铁工作的，无法使混凝土振捣器的振捣频率接近于混凝土骨料不同的自振频率，因此无法提高混凝土密实度。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土多频振捣器，能够使振捣器的振捣频率接近于混凝土骨料不同的自振频率，使振捣器产生不同频率振捣组合、不同力度及不同方向上的振捣力，增强振捣效果，提高混凝土密实度。
本发明采用下述技术方案：
一种混凝土多频振捣器，包括振捣器壳体，所述振捣器壳体内部设置有多组振动频率不同的双向振动电磁铁组，每组双向振动电磁铁组包括两端分别与振捣器壳体体壁垂直设置的两个双向振动电磁铁，两个双向振动电磁铁相互垂直且不在同一水平面内，所述双向振动电磁铁均通过用于产生不同脉冲信号的控制电路与电源连接。
所述的双向振动电磁铁包括左右对称且留有间隙的两个E字形定磁铁芯，两个E字形定磁铁芯中部分别为第一磁芯柱和第二磁芯柱，第一磁芯柱和第二磁芯柱分别缠绕第一线圈和第二线圈，第一磁芯柱和第二磁芯柱之间设置有密封腔体，密封腔体内设置有动磁铁，两个E字形定磁铁芯上下两端分别纵向延伸紧贴密封腔体。
所述的动磁铁、第一磁芯柱和第二磁芯柱的截面大小相同。
所述的密封腔体为真空腔体，密封腔体内部填充有润滑材料。
所述的密封腔体内部两端和/或动磁铁两端设置有抗冲击材料保护层。
所述的控制电路包括电源整流电路，电源整流电路的输出端连接绝缘隔离与安全电压变换电路的输入端，绝缘隔离与安全电压变换电路的输出端分别连接多个脉冲信号输出电路的输入端，中央处理单元的信号输出端分别连接多个脉冲信号输出电路的控制信号输入端，中央处理单元的信号输入端连接输入单元的信号输出端，多个脉冲信号输出电路的信号输出端分别连接各个双向振动电磁铁的第一线圈和第二线圈。
所述的捣器壳体由上下两端的锥形壳体和中间的筒状壳体组成，上下两端的锥形壳体与筒状壳体可拆卸连接，上端锥形壳体还设置有进线孔。
所述的双向振动电磁铁与筒状壳体可拆卸连接。
本发明在振捣器壳体内部设置多组振动频率不同的双向振动电磁铁组，每组双向振动电磁铁组包括两端分别与振捣器壳体体壁垂直设置的两个双向振动电磁铁，两个双向振动电磁铁相互垂直且不在同一水平面内，工作人员可以通过中央处理单元来控制向振捣器壳体内部设置的双向振动电磁铁线圈输入不同频率和大小的脉冲电压驱动不同频率组内的双向振动电磁铁工作，既可以使振捣器按照高频、中频或低频的模式持续单频工作，又可以使振捣器按照多种频率混合的模式进行混频工作，并且可以使振捣器在一定范围内进行频率变化，使双向振动电磁铁工作频率接近或与混凝土骨料自振频率相同，达到更好的振捣效果，使振捣器产生不同频率振捣组合、不同力度及不同方向上的振捣力，增强振捣效果，提高混凝土密实度，显著地提高工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的AA面剖视图；
图3为图1的BB面剖视图；
图4为双向振动电磁铁的结构示意图；
图5为图4的AA面剖视图；
图6为本发明控制电路的原理框图。
具体实施方式
如图1至图6所示，本发明包括振捣器壳体，捣器壳体由上端锥形壳体1、下端锥形壳体2和中间的筒状壳体3组成，上端锥形壳体1和下端锥形壳体2与中间的筒状壳体3之间可拆卸连接，例如采用螺栓、丝扣等进行连接，便于进行设备维修。上端锥形壳体1还设置有进线孔10，用于控制电缆通过。振捣器壳体内部设置有多组振动频率不同的双向振动电磁铁组，每组双向振动电磁铁组包括两端分别与筒状壳体3体壁垂直设置的两个双向振动电磁铁，两个双向振动电磁铁相互垂直且不在同一水平面内。双向振动电磁铁与筒状壳体可拆卸连接，如采用内置骨架或螺丝固定方式，便于设备安装与维护。
本实施例中，振捣器壳体内部设置有三组双向振动电磁铁组，分别为高频双向振动电磁铁组，包括双向振动电磁铁4A和5A；中频双向振动电磁铁组，包括双向振动电磁铁6A和7A；低频双向振动电磁铁组，包括双向振动电磁铁8A和9A，每组双向振动电磁铁组包含的两个双向振动电磁铁完全相同。
每个双向振动电磁铁包括左右对称且留有间隙17的两个E字形定磁铁芯11，两个E字形定磁铁芯11中部分别为第一磁芯柱18和第二磁芯柱19，第一磁芯柱18和第二磁芯柱19分别缠绕第一线圈12和第二线圈13，第一磁芯柱18和第二磁芯柱19之间设置有密封腔体14，密封腔体14内设置有动磁铁15，两个E字形定磁铁芯11上端20和下端21分别纵向延伸紧贴密封腔体14，动磁铁15、第一磁芯柱18和第二磁芯柱19的截面大小相同。密封腔体14为真空腔体，可减少动磁铁15在运动时的空气阻力，提高工作效率。密封腔体14内部填充有润滑材料，如石墨，进一步利于动磁铁15在密封腔体14内运动，密封腔体14内部两端和/或动磁铁15两端设置有抗冲击材料保护层16，抗冲击材料保护层16可采用硬度较大的钢材制作。
由于左右对称且留有间隙17的两个E字形定磁铁芯11组成两个独立的电磁回路，降低了相互磁耦合的影响，能够使两边的第一线圈12和第二线圈13在单独通电的情况下产生电磁效应，将动磁铁15吸附至对应位置。在使用时，将第一线圈12和第二线圈13交替通电可使动磁铁15在密封腔体14内往复运动，产生定向振动能量。为达到最好的使用效果，第一线圈12和第二线圈13不宜同时通电。工作时，当需要使动磁铁15运动至第一磁芯柱18时，应先将第二线圈13加一个小电流，利用电磁效应将动磁铁15吸到第二磁芯柱19，然后再将第二线圈13断电，第一线圈12加电，使动磁铁15运动至第一磁芯柱18。
捣器壳体内部设置的每一个双向振动电磁铁均通过用于产生不同脉冲信号的控制电路与电源连接。控制电路包括电源整流电路，电源整流电路的输出端连接绝缘隔离与安全电压变换电路的输入端，绝缘隔离与安全电压变换电路的输出端分别连接多个脉冲信号输出电路的输入端，中央处理单元的信号输出端分别连接多个脉冲信号输出电路的控制信号输入端，中央处理单元的信号输入端连接输入单元的信号输出端，多个脉冲信号输出电路的信号输出端分别连接各个双向振动电磁铁两端线圈。所述电源整流电路用于将输入端交流电转化为直流电，电源输入端可为单相220V或三相380V电源；绝缘隔离与安全电压变换电路用于将市电与施工用电进行安全隔离、变换成安全电压，确保施工用电安全；脉冲信号输出电路可以在中央处理单元的控制下，将安全电压转换成功率脉冲电压，通过向指定的双向振动电磁铁的第一线圈12或是第二线圈13通电以驱动电磁铁完成指定动作；工作人员可利用输入单元输入相关指令，以达到控制振动频率、振捣力大小与方向的作用。由于电源整流电路、绝缘隔离与安全电压变换电路和脉冲信号输出电路均为成熟的现有技术，在此不再赘述。
双向振动电磁铁的定磁铁芯11和动磁铁15均由硅钢片制成，可以根据设备用途需要的电磁参数，确定硅钢片尺寸、厚度，进行切割加工；动磁铁15的质量可以决定双向振动电磁铁的工作频率范围，在第一线圈12和第二线圈13通电后产生磁力一定的情况下，动磁铁15的质量越大，双向振动电磁铁的工作频率越低，工作人员可根据混凝土骨料自振频率来确定动磁铁15的质量，使双向振动电磁铁工作频率接近或与混凝土骨料自振频率相同，达到更好的振捣效果，提高混凝土密实度；第一线圈12和第二线圈13参数相同，可根据磁芯材料截面积、磁性参数、电源参数、负载功率等参数确定线圈匝数和导线线径，以达到使用需求。
本发明在使用时，工作人员可以通过中央处理单元来控制向振捣器壳体内部设置的双向振动电磁铁线圈输入不同频率和大小的脉冲电压驱动双向振动电磁铁工作，既可以使振捣器按照高频、中频或低频的模式持续单频工作，又可以使振捣器按照多种频率混合的模式进行混频工作，并且可以使振捣器在一定范围内进行频率变化，使双向振动电磁铁工作频率接近或与混凝土骨料自振频率相同，达到更好的振捣效果，提高混凝土密实度，提高工作效率。

Claims (8)

1.一种混凝土多频振捣器，包括振捣器壳体，其特征在于：所述振捣器壳体内部设置有多组振动频率不同的双向振动电磁铁组，每组双向振动电磁铁组包括两端分别与振捣器壳体体壁垂直设置的两个双向振动电磁铁，两个双向振动电磁铁相互垂直且不在同一水平面内，所述双向振动电磁铁均通过用于产生不同脉冲信号的控制电路与电源连接。
2.根据权利要求1所述的混凝土多频振捣器，其特征在于：所述的双向振动电磁铁包括左右对称且留有间隙的两个E字形定磁铁芯，两个E字形定磁铁芯中部分别为第一磁芯柱和第二磁芯柱，第一磁芯柱和第二磁芯柱分别缠绕第一线圈和第二线圈，第一磁芯柱和第二磁芯柱之间设置有密封腔体，密封腔体内设置有动磁铁，两个E字形定磁铁芯上下两端分别纵向延伸紧贴密封腔体。
3.根据权利要求2所述的混凝土多频振捣器，其特征在于：所述的动磁铁、第一磁芯柱和第二磁芯柱的截面大小相同。
4.根据权利要求3所述的混凝土多频振捣器，其特征在于：所述的密封腔体为真空腔体，密封腔体内部填充有润滑材料。
5.根据权利要求4所述的混凝土多频振捣器，其特征在于：所述的密封腔体内部两端和/或动磁铁两端设置有抗冲击材料保护层。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的混凝土多频振捣器，其特征在于：所述的控制电路包括电源整流电路，电源整流电路的输出端连接绝缘隔离与安全电压变换电路的输入端，绝缘隔离与安全电压变换电路的输出端分别连接多个脉冲信号输出电路的输入端，中央处理单元的信号输出端分别连接多个脉冲信号输出电路的控制信号输入端，中央处理单元的信号输入端连接输入单元的信号输出端，多个脉冲信号输出电路的信号输出端分别连接各个双向振动电磁铁的第一线圈和第二线圈。
7.根据权利要求6所述的混凝土多频振捣器，其特征在于：所述的捣器壳体由上下两端的锥形壳体和中间的筒状壳体组成，上下两端的锥形壳体与筒状壳体可拆卸连接，上端锥形壳体还设置有进线孔。
8.根据权利要求7所述的混凝土多频振捣器，其特征在于：所述的双向振动电磁铁与筒状壳体可拆卸连接。
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