CN103674655B - 一种沥青样品制备装置及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沥青样品制备技术领域，公开了一种沥青样品制备装置及制备方法。该装置包括主机架，安装于主机架内的制样盂和砂浴箱，安装于制样盂内可上下移动的搅拌杆，安装于制样盂内的温度和湿度传感器，驱动搅拌杆搅拌的第一驱动机构和驱动搅拌杆上下移动的第二驱动机构，以及分别与砂浴箱、温度和湿度传感器、第一驱动机构和第二驱动机构连接的控制装置，砂浴箱包裹住制样盂，制样盂的底部还设有与搅拌杆对应的融溶沥青出料口，该融溶沥青出料口处还安装有开闭机构，搅拌杆的上下移动带动开闭机构使融溶沥青出料口处于闭合或开启状态。本发明可实现沥青样品制备的全自动化生产。

Description

一种沥青样品制备装置及制备方法

技术领域

本发明涉及沥青样品制备技术领域，更具体地说，特别涉及一种沥青样品制备装置及制备方法。

背景技术

沥青样品的制备是对沥青进行各种性能研究的基础，现有的沥青制备中存在的问题是：没有专门的制备装置，手动操作，不能实现自动加热、自动搅拌和自动出料等功能，需要工人实时值班以监控沥青样品的制备状况，并且在制备过程中，仅凭试验人员观察融溶沥青表面是否有气泡，来判断沥青是否已去除水分，容易出现判断失误，这些问题最终使制备出的沥青样品在试验时的精度受到严重影响。与此同时，现有技术中进一步还存在排烟性能差没有排烟装置，极大的影响了实验人员的身体健康。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化程度高的沥青样品制备装置及制备方法。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

一种沥青样品制备装置，包括主机架，还包括安装于主机架内的制样盂和砂浴箱，安装于制样盂内可上下移动的搅拌杆，安装于制样盂内的温度和湿度传感器，驱动搅拌杆搅拌的第一驱动机构和驱动搅拌杆上下移动的第二驱动机构，以及分别与砂浴箱、温度和湿度传感器、第一驱动机构和第二驱动机构连接的控制装置，所述砂浴箱包裹住制样盂，所述制样盂的底部还设有与搅拌杆对应的融溶沥青出料口，该融溶沥青出料口处还安装有开闭机构，所述搅拌杆的上下移动带动开闭机构使融溶沥青出料口处于闭合或开启状态。

根据本发明的一优选实施例：所述控制装置包括，

比较器，该比较器用于将温度和湿度传感器检测的温度和湿度值与标准值进行比较；

计时器，该计时器用于设定制备时间和出料时间；

以及控制器，该控制器用于控制第一驱动装置动作，用于根据比较器的比较结果控制砂浴箱的温度，用于根据设定的制备时间启动或关闭砂浴箱，以及用于根据设定的出料时间控制第二驱动装置动作；

所述比较器和计时器均与控制器连接。

根据本发明的一优选实施例：所述第一驱动机构包括马达和同步皮带，所述马达安装于主机架上，所述同步皮带分别连接马达的输出轴和搅拌杆的上部，且所述马达还与控制装置的控制器连接。

根据本发明的一优选实施例：所述第二驱动机构包括安装于主机架上并与搅拌杆的上部对应的电磁铁，所述电磁铁还与控制装置的控制器连接。

根据本发明的一优选实施例：所述开闭机构包括安装于融溶沥青出料口内的活塞，安装于融溶沥青出料口下端部的弹性部件，以及安装于弹性部件内侧的用于限制活塞下滑位移的固定限位块。

根据本发明的一优选实施例：所述制样盂的上方还安装有制样盂密封盖，该制样盂密封盖上还安装有与制样盂连通的排烟接口。

根据本发明的一优选实施例：所述制样盂通过一支撑架安装于砂浴箱内。

根据本发明的一优选实施例：所述制样盂为圆筒形，其内壁涂有耐高温涂层，且制样盂的底部向下具有一倾斜角。

本发明还提供一种基于上述的沥青样品制备装置制备沥青样品的方法，包括以下步骤，

S1.将取样沥青放置于制样盂内；

S2.控制装置控制砂浴箱对制样盂进行加热；

S3.控制装置控制第一驱动机构带动搅拌杆进行试搅拌，并实时监控搅拌杆的扭力数值，当搅拌杆的扭力数值超过设定的标准值时，控制装置控制第一驱动机构停止工作，否则执行步骤S4；

S4.控制装置控制第一驱动机构带动搅拌杆进行正常搅拌；

S5.搅拌完成后，控制装置控制第二驱动机构带动搅拌杆向下移动，以带动开闭机构使融溶沥青出料口处于开启状态。

根据本发明的一优选实施例：在所述步骤S2中，当加热时间超过5分钟或温度和湿度传感器显示的温度值超过50°时，执行步骤S3；以及在所述步骤S4中，控制装置控制第一驱动机构停止工作后，所述控制装置控制砂浴箱对制样盂继续加热1分钟或温度和湿度传感器监控到温度升高5°，继续进行试搅拌。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明一方面设置了砂浴箱、温度和湿度传感器，实现了自动搅拌功能，也可实时准确的判断沥青是否已去除水分，同时设置了第一驱动机构，实现了自动搅拌功能，另一方面设置了第二驱动机构和开闭机构实现了自动出料功能，并且采用控制装置进行控制，使得本发明的制备装置可实现完全自动化生产。

附图说明

图1.为本发明的沥青样品制备装置的结构示意图。

图2.为本发明的沥青样品制备装置中控制装置的结构示意图。

图3.为本发明的沥青样品制备装置中开闭机构的结构示意图。

图4.为本发明的沥青样品制备方法的流程图。

附图标记说明：1、马达，2、同步皮带，3、电磁铁，4、搅拌杆，5、承载搁板，6、排烟接口，7、制样盂密封盖，8、制样盂，9、支撑架，10、砂浴箱，11、主机架，12、融溶沥青出料口，13、温度和湿度传感器，14、活塞，15、弹性部件，16、固定限位块，17、比较器，18、计时器，19、控制器，21、带过滤网的漏斗，22、实验桌柜。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参阅图1所示，本发明提供一种沥青样品制备装置，包括主机架11，还包括安装于主机架11内的制样盂8和砂浴箱10，安装于制样盂8内可上下移动的搅拌杆4，安装于制样盂8内的温度和湿度传感器13，驱动搅拌杆4搅拌的第一驱动机构和驱动搅拌杆4上下移动的第二驱动机构，以及分别与砂浴箱10、温度和湿度传感器13、第一驱动机构和第二驱动机构连接的控制装置，其中，砂浴箱10包裹住制样盂8，制样盂8的底部还设有与搅拌杆4对应的融溶沥青出料口12，该融溶沥青出料口12处还安装有开闭机构，并且，搅拌杆4的上下移动带动开闭机构使融溶沥青出料口12处于闭合或开启状态。

在本发明中，主机架11是安装在一个实验桌柜22上，并且在融溶沥青出料口12处还设置有带过滤网的漏斗21。

本发明通过上述的结构设计，一方面砂浴箱10、温度和湿度传感器13，实现了搅拌杆4对制样盂8内的取样沥青进行自动加热的功能，也可通过温度和湿度传感器13实时准确的判断沥青是否已去除水分，避免了现有技术中仅凭试验人员观察融溶沥青表面是否有气泡而容易出现判断失误的现象；同时设置了第一驱动机构，在使用时以驱动搅拌杆4实现自动搅拌功能，另一方面，在沥青样品制备好后，通过设置的第二驱动机构带动驱动搅拌杆4下移，以带动开闭机构使融溶沥青出料口12处于开启状态，实现了自动出料功能，并且本发明还采用了控制装置对上述的自动加热、自动搅拌和自动出料进行控制，从而使得本发明的制备装置可实现完全自动化生产。

参阅图2所示，在本发明中，上述的控制装置包括：比较器17，该比较器17用于将温度和湿度传感器13检测的温度和湿度值与标准值进行比较；计时器18，该计时器18用于设定制备时间和出料时间；以及控制器19，该控制器19用于控制第一驱动装置动作，用于根据比较器17的比较结果控制砂浴箱10的温度，用于根据设定的制备时间启动或关闭砂浴箱10，和用于根据设定的出料时间控制第二驱动装置动作；并且，比较器17和计时器18均与控制器19连接。

具体的，在本实施例中，上述的第一驱动机构包括马达1和同步皮带2，并且，马达1安装于主机架11上，同步皮带2分别连接马达1的输出轴和搅拌杆4的上部，且马达1还与控制装置连接，具体是与控制器19连接的；使用时，控制装置的控制器19可控制马达1动作，并通过同步皮带2将达1的扭矩转化为搅拌杆4的转动扭矩，以实现搅拌功能。

具体的，在本实施例中，上述的第二驱动机构包括安装于主机架11上并与搅拌杆4的上部对应的电磁铁3，并且电磁铁3还与控制装置连接，具体是与控制器19连接的；在制备完成后，控制装置的控制器19控制电磁铁3动作，而电磁铁3带动搅拌杆4向下移动，以带动开闭机构使融溶沥青出料口12处于开启状态，实现了自动出料的功能。

具体的，在本实施例中，参阅图3所示，上述的开闭机构包括安装于融溶沥青出料口12内的活塞14，安装于融溶沥青出料口12下端部的弹性部件15，以及安装于弹性部件15内侧的用于限制活塞14下滑位移的固定限位块16；这样，在电磁铁3带动搅拌杆4向下移动时，搅拌杆4的下端部与活塞14抵触，将下压活塞14使其向下移动，直至移动出融溶沥青出料口12的位置，即位于制样盂8内沥青样品顺着融溶沥青出料口12流出，此时，由于固定限位块16的作用，活塞14不会出现掉落现象；并且在出料后，控制装置的控制器19控制电磁铁3停止动作，在弹性部件15的带动下，活塞14恢复至融溶沥青出料口12内。

本实施例中的活塞14下端为倒梯形，其有利于活塞14的移动。

本实施例中，弹性部件15优选采用弹簧，其数量为两个，分别安装在融溶沥青出料口12下端部的两侧。

为了进一步提高排烟性能，以降低对工人身体健康的影响，在制样盂8的上方还安装有制样盂密封盖7，该制样盂密封盖7上还安装有与制样盂8连通的排烟接口6，排烟接口6可以与外部的排烟管道连接，通过排烟接口6可随时的将在制样盂8制备样品过程中产生的烟气排出。

本实施例中的制样盂8通过一支撑架9安装于砂浴箱10内。

本实施例中的制样盂8为圆筒形，其内壁涂有耐高温涂层，增加了制样盂8的耐高温性，并且可使沥青样品不粘附在制样盂8的内壁上，使其清理更加方便，而制样盂8的底部向下具有一倾斜角，其有利于融溶的沥青向融溶沥青出料口12流动。

以下再结合附图1～图4对采用本发明的沥青样品制备装置制备沥青样品的方法的流程作进一步介绍：

步骤S1.将取样沥青放置于制样盂8内；

步骤S2.控制装置的控制器19控制砂浴箱10对制样盂8进行加热；

步骤S3.控制装置的控制器19控制第一驱动机构带动搅拌杆4进行试搅拌，并实时监控搅拌杆4(也就是马达1)的扭力数值，当搅拌杆4的扭力数值超过设定的标准值(该标准值可以根据制样盂8内的取样沥青的量进行设定)时，控制装置的控制器19控制第一驱动机构停止工作，否则执行步骤S4；

步骤S4.控制装置的控制器19控制第一驱动机构带动搅拌杆4进行正常搅拌；

步骤S5.搅拌完成后，控制装置的控制器19控制第二驱动机构带动搅拌杆4向下移动，以带动开闭机构使融溶沥青出料口12处于开启状态。

本实施例在步骤S2中，当加热时间超过5分钟或温度和湿度传感器13显示的温度值超过50°时，执行步骤S3；而在步骤S4中，控制装置控制第一驱动机构停止工作后，控制装置控制砂浴箱10对制样盂8继续加热1分钟或温度和湿度传感器13监控到温度升高5°，继续进行试搅拌。

一般的，在连续试搅拌3次后，即可进入正常搅拌模式。

本实施例在制备过程超过一个小时后，控制装置会发出提示，提醒试验人员避免长时间加热，破坏沥青的性能。

本发明中采用了试搅拌和正常搅拌的模式，这是因为沥青是不易导热材料，当砂浴箱10加热时，制样盂8的外侧壁会最先升温，即与之接触的外围沥青最先加热。这样，为了避免先加热的沥青过热，同时尽量促进制样盂8内的沥青流动进行热交换，同时因为沥青未全部完全融化，沥青比较粘滞，故而采用了先低速转动的试搅拌，避免受到沥青粘滞而使得马达1的扭矩不足，进一步避免马达1的过载。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种沥青样品制备装置，包括主机架(11)，其特征在于：还包括安装于主机架(11)内的制样盂(8)和砂浴箱(10)，安装于制样盂(8)内可上下移动的搅拌杆(4)，安装于制样盂(8)内的温度和湿度传感器(13)，驱动搅拌杆(4)搅拌的第一驱动机构和驱动搅拌杆(4)上下移动的第二驱动机构，以及分别与砂浴箱(10)、温度和湿度传感器(13)、第一驱动机构和第二驱动机构连接的控制装置，所述砂浴箱(10)包裹住制样盂(8)，所述制样盂(8)的底部还设有与搅拌杆(4)对应的融溶沥青出料口(12)，该融溶沥青出料口(12)处还安装有开闭机构，所述搅拌杆(4)的上下移动带动开闭机构使融溶沥青出料口(12)处于闭合或开启状态；

所述控制装置包括，

比较器(17)，该比较器(17)用于将温度和湿度传感器(13)检测的温度和湿度值与标准值进行比较；

计时器(18)，该计时器(18)用于设定制备时间和出料时间；

以及控制器(19)，该控制器(19)用于控制第一驱动装置动作，用于根据比较器(17)的比较结果控制砂浴箱(10)的温度，用于根据设定的制备时间启动或关闭砂浴箱(10)，以及用于根据设定的出料时间控制第二驱动装置动作；

所述比较器(17)和计时器(18)均与控制器(19)连接；

所述开闭机构包括安装于融溶沥青出料口(12)内的活塞(14)，安装于融溶沥青出料口(12)下端部的弹性部件(15)，以及安装于弹性部件(15)内侧的用于限制活塞(14)下滑位移的固定限位块(16)。

2.根据权利要求1所述的沥青样品制备装置，其特征在于：所述第一驱动机构包括马达(1)和同步皮带(2)，所述马达(1)安装于主机架(11)上，所述同步皮带(2)分别连接马达(1)的输出轴和搅拌杆(4)的上部，且所述马达(1)还与控制装置的控制器(19)连接。

3.根据权利要求1所述的沥青样品制备装置，其特征在于：所述第二驱动机构包括安装于主机架(11)上并与搅拌杆(4)的上部对应的电磁铁(3)，所述电磁铁(3)还与控制装置的控制器(19)连接。

4.根据权利要求2或3所述的沥青样品制备装置，其特征在于：所述制样盂(8)的上方还安装有制样盂密封盖(7)，该制样盂密封盖(7)上还安装有与制样盂(8)连通的排烟接口(6)。

5.根据权利要求2或3所述的沥青样品制备装置，其特征在于：所述制样盂(8)通过一支撑架(9)安装于砂浴箱(10)内。

6.根据权利要求2或3所述的沥青样品制备装置，其特征在于：所述制样盂(8)为圆筒形，其内壁涂有耐高温涂层，且制样盂(8)的底部向下具有一倾斜角。

7.一种基于权利要求1所述的沥青样品制备装置制备沥青样品的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，

S1.将取样沥青放置于制样盂(8)内；

S2.控制装置控制砂浴箱(10)对制样盂(8)进行加热；

S3.控制装置控制第一驱动机构带动搅拌杆(4)进行试搅拌，并实时监控搅拌杆(4)的扭力数值，当搅拌杆(4)的扭力数值超过设定的标准值时，控制装置控制第一驱动机构停止工作，否则执行步骤S4；

S4.控制装置控制第一驱动机构带动搅拌杆(4)进行正常搅拌；

S5.搅拌完成后，控制装置控制第二驱动机构带动搅拌杆(4)向下移动，以带动开闭机构使融溶沥青出料口(12)处于开启状态；

在所述步骤S2中，当加热时间超过5分钟或温度和湿度传感器(13)显示的温度值超过50°时，执行步骤S3；

以及在所述步骤S4中，控制装置控制第一驱动机构停止工作后，所述控制装置控制砂浴箱(10)对制样盂(8)继续加热1分钟或温度和湿度传感器(13)监控到温度升高5°，继续进行试搅拌。