CN105004637B - 一种水泥凝结时间测定仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水泥凝结时间测定仪，它包括一底部壳体、一顶部壳体、一支架体、两测定仓和一机头体；底部壳体和顶部壳体之间设置支架体，支架体顶部和顶部壳体固定连接，支架体底部和底部壳体活动连接，支架体两侧的底部壳体上分别固定设置两测定仓，顶部壳体底部设置机头体。本发明不但能够有效提高测试结果的准确性，而且能够有效降低实验人员的工作量，提高工作效率。

Description

一种水泥凝结时间测定仪

技术领域

本发明涉及一种土工试验仪器，特别是关于一种水泥凝结时间测定仪。

背景技术

水泥凝结时间测定包括初凝时间测定和终凝时间测定，其中，初凝时间测定是试件在湿气养护箱中养护加水后30min时进行第一次测定，具体测定过程为：取出试模放到试针下，试针与水泥净浆表面接触后，使得试针垂直自由地沉入水泥净浆，不断重复该测定过程直至试针停止下沉或释放试针30s，试针与底板之间的距离为4mm±1mm时，记为水泥达到初凝状态的时间，其中，水泥达到初凝状态的起始时间为水泥全部加入水中的时间；终凝时间测定是在完成初凝时间测定后，试件放入湿气养护箱中养护，临近规定的终凝时间时每隔15min测定一次，当试针停止下沉的位置为沉入试体0.5mm时，记为水泥达到终凝状态的时间，其中，水泥达到终凝状态的起始时间为水泥全部加入水中的时间。

在整个水泥凝结时间测定的过程中，每次测定前均需要保证试针不能落入已有的针孔中，每次测定中均需要人工读取标尺刻度，来确定试针下沉深度，每次测定后均需要将试针擦净并将试模放回湿气养护箱内进行养护，显而易见地，现有技术当中的水泥凝结时间测定过程，既存在实验人员工作量大的缺陷，又存在因过多人为参与而导致测试结果准确性低的缺陷。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种水泥凝结时间测定仪，不但能够有效提高测试结果的准确性，而且能够有效降低实验人员的工作量，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种水泥凝结时间测定仪，它包括一底部壳体、一顶部壳体、一支架体、两测定仓和一机头体；所述底部壳体和顶部壳体之间设置所述支架体，所述支架体顶部和所述顶部壳体固定连接，所述顶部壳体底部设置所述机头体，所述支架体底部和所述底部壳体活动连接，所述支架体两侧的所述底部壳体上分别固定设置两所述测定仓；所述底部壳体内设置一Y向组件底座、一Y向步进电机、一Y向支撑光轴、一Y向限位开关、一Y向滚珠丝杠、一Y向滑动单元、一水盒、一水泵、一热敏打印机、一显示器和键盘；所述Y向组件底座固定设置在所述底部壳体底部，所述Y向组件底座的一端固定设置所述Y向步进电机和Y向支撑光轴，所述Y向组件底座的另一端固定设置所述Y向限位开关和Y向滚珠丝杠的一端，所述Y向滚珠丝杠的另一端与所述Y向步进电机的输出轴连接，所述Y向滚珠丝杠上固定设置一Y向导向块，所述Y向导向块与滑动设置在所述Y向支撑光轴上的所述Y向滑动单元固定连接，所述Y向滑动单元与所述支架体底部固定连接；所述Y向组件底座上还设置一用于盛放水的所述水盒，所述水盒内放置所述水泵，所述水泵的进水口与所述水盒内的水连通，所述水泵的出水口与所述测定仓进水口连接，所述测定仓出水口与所述水盒的回水口连接；所述底部壳体一侧固定设置所述热敏打印机、显示器和键盘；所述顶部壳体内设置一X向组件底座、一X向步进电机、一X向支撑光轴、一X向限位开关、一X向滚珠丝杠、一X向滑动单元、一Z向组件底座和一Z向步进电机；所述X向组件底座固定设置在所述支架体顶部，所述X向组件底座的一侧上固定设置所述X向步进电机、X向支撑光轴和X向限位开关，所述X向组件底座的另一侧固定设置所述X向滚珠丝杠的一端，所述X向滚珠丝杠的另一端与所述X向步进电机的输出轴连接，所述X向滚珠丝杠上固定设置一X向导向块，所述X向导向块与滑动设置在所述X向支撑光轴上的所述X向滑动单元连接，所述X向滑动单元与所述Z向组件底座固定连接，所述Z向组件底座上固定设置所述Z向步进电机；所述机头体包括一Z向底座下固定板、三个支撑杆、一Z向限位开关、一Z向滚珠丝杠、一提升电磁铁、一测杆和一测针；所述Z向底座下固定板上间隔固定设置三个所述支撑杆，三个所述支撑杆的顶部与所述Z向组件底座底部固定连接，所述Z向底座下固定板上还固定设置所述Z向限位开关，所述Z向底座下固定板与所述Z向组件底座之间设置所述Z向滚珠丝杠，所述Z向滚珠丝杠的一端与所述Z向步进电机的输出轴连接，另一端与所述提升电磁铁连接，所述提升电磁铁与穿过所述Z向底座下固定板的所述测杆通过电磁作用进行提升或下降，所述测杆的底部固定连接所述测针；每一所述测试仓均包括一试模支架、若干金属底板、一湿帘、一喷淋器、一防尘带、一防尘带固定板、四支撑导轮、一洗针电机和一洗针毛刷；所述测试仓内放置所述试模支架，所述试模支架内设置若干用于放置试模的限位槽；所述限位槽内底部放置所述金属底板，所述试模支架的内侧设置所述湿帘，所述湿帘顶部设置与所述测定仓进水口连接的所述喷淋器，所述喷淋器顶部设置所述防尘带，所述防尘带通过与所述支架体固定连接的所述防尘带固定板固定，所述防尘带两侧的所述测试仓上分别纵向间隔设置两所述支撑导轮，两所述支撑导轮与所述测试仓轴连接固定设置，使得所述防尘带能够沿Y向做往复运动；所述测定仓内一侧设置所述洗针电机，所述洗针电机的输出轴固定连接用于给所述测针清除残留物的所述洗针毛刷。

所述防尘带固定板和支架体之间还设置有一转轴、两开合片和一翻盖电磁铁固定板；所述转轴转动设置在两所述测定仓的顶部，所述转轴的两端分别固定设置有用于打开或关闭相应所述测试仓的开合片，每一所述开合片的一面均设置有毛毡，所述翻盖电磁铁固定板的一端固定连接所述防尘带固定板的一侧，所述翻盖电磁铁固定板的另一端固定连接所述支架体，所述翻盖电磁铁固定板上设置有所述导向片、斜向器和翻盖电磁铁，所述导向片的一端固定连接所述转轴中部，所述导向片的另一端衔接所述斜器的一端，所述斜器的另一端固定连接所述翻盖电磁铁的一端，所述翻盖电磁铁的另一端与所述翻盖电磁铁固定板固定。

所述X向组件底座包括一横向底座和两纵向底座，两所述纵向底座间隔固定设置在所述横向底座上，且两所述纵向底座和横向底座之间设置有调节垫片。

所述水盒内设置一加热管、一温度传感器和一水位传感器，所述温度传感器和水位传感器分别与一报警装置连接。

所述底部壳体底部还间隔设置三个以上的调节地脚，所述底部壳体外侧还设置一水泵开关、一电源开关和一电源插头。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设置底部壳体、顶部壳体、支架体、两测定仓和机头体，并分别在顶部壳体和底部壳体内设置X、Z以及Y向步进电机，且通过X、Z和Y三个限位开关确定测针下落的位置，使得在提高测试结果的准确性的基础上，能够自动测定多个试模，且有效降低了实验人员的工作量。2、本发明由于设置翻盖电磁铁，不但有效保证了测定仓内的温度以及测试环境，而且便于实验操作。3、本发明由于设置调节垫片，使得能够调整测针与金属底板之间的距离，便于实验在各种情况下，顺利进行。4、本发明由于在水盒内设置温度传感器、加热管和水位传感器，且温度传感器和水位传感器均与报警装置连接，使得便于监测水盒内的温度以及水位状况，并进行相应的加湿或者加温控制，进而有效提高了实验的自动化程度。本发明设计结构简单、操作方便、成本低可以广泛应用于水泥凝结时间测定中。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的左视结构示意图；

图3是本发明的防尘带固定板翻盖装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1～3所示，本发明的水泥凝结时间测定仪，包括一底部壳体1、一顶部壳体2、一支架体3、两测定仓4和一机头体5；底部壳体1和顶部壳体2之间设置支架体3，支架体3顶部和顶部壳体2固定连接，顶部壳体2底部设置机头体5，支架体3底部和底部壳体1活动连接，支架体3两侧的底部壳体1上分别固定设置两测定仓4；

底部壳体1内设置一Y向组件底座101、一Y向步进电机102、一Y向支撑光轴103、一Y向限位开关104、一Y向滚珠丝杠105、一Y向滑动单元106、一水盒107、一水泵108、一热敏打印机109、一显示器110和键盘111；

Y向组件底座101固定设置在底部壳体1底部，Y向组件底座101的一端固定设置Y向步进电机102和Y向支撑光轴103，Y向组件底座的另一端固定设置Y向限位开关104和Y向滚珠丝杠105的一端，Y向滚珠丝杠105的另一端与Y向步进电机102的输出轴连接，Y向滚珠丝杠上固定设置一Y向导向块，Y向导向块与滑动设置在Y向支撑光轴103上的Y向滑动单元106固定连接，Y向滑动单元106与支架体3底部固定连接；Y向组件底座101上还设置一用于盛放水的水盒107，水盒107内放置水泵108，水泵108的进水口与水盒107内的水连通，水泵108的出水口与测定仓4进水口连接，测定仓4出水口与水盒107的回水口连接；底部壳体1一侧固定设置热敏打印机109、显示器110和键盘111；

顶部壳体2内设置一X向组件底座201、一X向步进电机202、一X向支撑光轴203、一X向限位开关204、一X向滚珠丝杠205、一X向滑动单元206、一Z向组件底座207和一Z向步进电机208；

X向组件底座201固定设置在支架体3顶部，X向组件底座201的一侧固定设置X向步进电机202、X向支撑光轴203和X向限位开关204，X向组件底座201的另一侧固定设置X向滚珠丝杠205的一端，X向滚珠丝杠205的另一端与X向步进电机202的输出轴连接，X向滚珠丝杠205上固定设置一X向导向块，X向导向块与滑动设置在X向支撑光轴203上的X向滑动单元206连接，X向滑动单元206与Z向组件底座207固定连接，Z向组件底座207上固定设置Z向步进电机208；

机头体5包括一Z向底座下固定板501、三个支撑杆502、一Z向限位开关503、一Z向滚珠丝杠504、一提升电磁铁505、一测杆506和一测针507；

Z向底座下固定板501上间隔固定设置三个支撑杆502，三个支撑杆502的顶部与Z向组件底座207底部固定连接，Z向底座下固定板501上还固定设置Z向限位开关503，Z向底座下固定板501与Z向组件底座207之间设置Z向滚珠丝杠504，Z向滚珠丝杠504的一端与Z向步进电机208的输出轴连接，另一端与提升电磁铁505连接，提升电磁铁505与穿过Z向底座下固定板501的测杆506通过电磁作用进行提升或下降，测杆506的底部固定连接测针507；

每一测试仓4均包括一试模支架401、若干金属底板402、一湿帘403、一喷淋器404、一防尘带405、一防尘带固定板406、四支撑导轮407、一洗针电机408和一洗针毛刷409；测试仓4内放置试模支架401，试模支架401内设置若干用于放置试模6的限位槽，其中，限位槽的个数可以根据需要进行确定，本实施例中，限位槽的个数为四个，但是不限于此；限位槽内底部放置金属底板402，试模支架401的内侧设置湿帘403，湿帘403顶部设置与测定仓4进水口连接的喷淋器404，喷淋器404顶部设置防尘带405，防尘带405通过与支架体3固定连接的防尘带固定板406固定，防尘带405两侧的测试仓4上分别纵向间隔设置两支撑导轮407，两支撑导轮407与测试仓4轴连接固定设置，使得防尘带405能够沿Y向做往复运动；测定仓4内一侧设置洗针电机408，洗针电机408的输出轴固定连接用于给测针507清除残留物的洗针毛刷409。

在一个优选的实施例中，防尘带固定板406和支架体3之间还设置有一转轴410、两开合片411、一翻盖电磁铁固定板412；

转轴410转动设置在两个测定仓4的顶部，转轴410的两端分别固定设置有用于打开或关闭相应测试仓4的开合片411，每一开合片411的一面均设置有毛毡413，翻盖电磁铁固定板412的一端固定连接防尘带固定板406的一侧，翻盖电磁铁固定板412的另一端固定连接支架体3，翻盖电磁铁固定板412上设置有导向片414、斜向器415和翻盖电磁铁416，导向片414的一端固定连接转轴410中部，导向片414的另一端衔接斜器415的一端，斜器415的另一端固定连接翻盖电磁铁416的一端，翻盖电磁铁416的另一端与翻盖电磁铁固定板412固定。

在一个优选的实施例中，X向组件底座201包括一横向底座2011和两纵向底座2012，两纵向底座2012间隔固定设置在横向底座2011上，且两纵向底座2012与横向底座2011之间可以设置有调节垫片209，用于调节测针507与金属底板402之间的距离。

在一个优选的实施例中，水盒107内可以设置一加热管、一温度传感器和一水位传感器，温度传感器和水位传感器分别与一报警装置连接，其中，报警装置的位置不受限定，可以根据实际情况进行确定。

在一个优选的实施例中，底部壳体1底部还可以间隔设置三个以上的调节地脚112，底部壳体1外侧还可以设置一水泵开关113、一电源开关114和一电源插头115。

下面通过具体实施例详细说明采用本发明的水泥凝结时间测定仪的使用过程：

1、将电源插头115插到220V安全插排上，按下电源开关114，并通过显示器110设置实验参数；在接通电源的同时提升电磁铁505的衔铁吸入，使得测杆506做自由落体运动，这是开机后的第一次落针，目的是为了检测测杆506是否处于初始位置：

2、如果测杆506没有处于初始位置时，需通过以下过程进行调整，具体为：

2.1)驱动Z向步进电机208，Z向步进电机208通过Z向滚珠丝杠504带动提升电磁铁505向下移动至触碰到Z向限位开关503时，提升电磁铁505将衔铁弹出，与此同时，Z向步进电机208通过Z向滚珠丝杠504带动提升电磁铁505向上移动，提升电磁铁505向上移动的同时拖动测杆506向上移动，当测杆506上移动到初始位置时，使得Z向步进电机208停止运行；

2.2)驱动X向步进电机202,X向步进电机202驱动X向滚珠丝杠205，X向滚珠丝杠205通过X向滑动单元206带动机头体5运行至X向限位开关204处停止运行；

2.3)驱动Y向步进电机102，Y向步进电机102驱动Y向滚珠丝杠105，Y向滚珠丝杠105通过Y向滑动单元106带动机头体5运行至Y向限位开关104处停止运行；通过上述的三个步骤使得测杆506处于初始位置，进入步骤3；

3、如果测杆506处于初始位置时则进行水泥凝结时间测定实验，具体为：

3.1)按下水泵开关113，使得水泵108将水盒107中的恒温洁净水泵送至喷淋器404，其中，水盒107中水的温度20℃±2℃与实验室内的温度相同，实验室内的温度与测定仓4温度相同，喷淋器404将水均匀的喷淋到湿帘403上，通过该方式满足测试仓4对温度和湿度的要求，湿帘403流下来的水通过测定仓4出水口回流到水盒107中；

3.2)取出养护箱中已经养护好的试模6，并放置在试模支架401限位槽内的金属底板402上，进入水泥凝结时间测定，具体过程为：

3.21)驱动Y向步进电机102，Y向步进电机102驱动Y向滚珠丝杠105，Y向滚珠丝杠105通过Y向滑动单元106带动机头体5运行至第一个测试工位；

3.22)驱动X向步进电机203，X向步进电机202驱动X向滚珠丝杠205，X向滚珠丝杠205通过X向滑动单元206带动机头体5运行第一个测试工位；

3.23)驱动Z向步进电机208，Z向步进电机208通过Z向滚珠丝杠504带动提升电磁铁505向下移动直至触碰到试模6的泥面时，提升电磁铁505得电并将衔铁吸入，使得测杆506做自由落体运动，测针507扎入到试模6内，并将测试结果自动保存；

3.3)每一测试工位的具体测定过程均与上述的3.21)、3.22)和3.23)步骤相同，故不再赘述；当每一测试工位均测试完毕后，使得测针507运行至洗针毛刷409处，并下降至合适位置后驱动洗针电机408，在洗针电机408的作用下使得洗针毛刷409旋转清除测针507上的水泥残留物；当对测针507上的水泥残留物清除干净时，使得测杆506回到处于初始位置；进行另外一个试模6的测试当每一个试模6均测试结束后，按下键盘111的打印键，打印出测试结果。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和方法步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种水泥凝结时间测定仪，其特征在于：它包括一底部壳体、一顶部壳体、一支架体、两测定仓和一机头体；所述底部壳体和顶部壳体之间设置所述支架体，所述支架体顶部和所述顶部壳体固定连接，所述顶部壳体底部设置所述机头体，所述支架体底部和所述底部壳体活动连接，所述支架体两侧的所述底部壳体上分别固定设置两所述测定仓；

所述底部壳体内设置一Y向组件底座、一Y向步进电机、一Y向支撑光轴、一Y向限位开关、一Y向滚珠丝杠、一Y向滑动单元、一水盒、一水泵、一热敏打印机、一显示器和键盘；所述Y向组件底座固定设置在所述底部壳体底部，所述Y向组件底座的一端固定设置所述Y向步进电机和Y向支撑光轴，所述Y向组件底座的另一端固定设置所述Y向限位开关和Y向滚珠丝杠的一端，所述Y向滚珠丝杠的另一端与所述Y向步进电机的输出轴连接，所述Y向滚珠丝杠上固定设置一Y向导向块，所述Y向导向块与滑动设置在所述Y向支撑光轴上的所述Y向滑动单元固定连接，所述Y向滑动单元与所述支架体底部固定连接；所述Y向组件底座上还设置一用于盛放水的所述水盒，所述水盒内放置所述水泵，所述水泵的进水口与所述水盒内的水连通，所述水泵的出水口与所述测定仓进水口连接，所述测定仓出水口与所述水盒的回水口连接；所述底部壳体一侧固定设置所述热敏打印机、显示器和键盘；

所述顶部壳体内设置一X向组件底座、一X向步进电机、一X向支撑光轴、一X向限位开关、一X向滚珠丝杠、一X向滑动单元、一Z向组件底座和一Z向步进电机；所述X向组件底座固定设置在所述支架体顶部，所述X向组件底座的一侧上固定设置所述X向步进电机、X向支撑光轴和X向限位开关，所述X向组件底座的另一侧固定设置所述X向滚珠丝杠的一端，所述X向滚珠丝杠的另一端与所述X向步进电机的输出轴连接，所述X向滚珠丝杠上固定设置一X向导向块，所述X向导向块与滑动设置在所述X向支撑光轴上的所述X向滑动单元连接，所述X向滑动单元与所述Z向组件底座固定连接，所述Z向组件底座上固定设置所述Z向步进电机；

所述机头体包括一Z向底座下固定板、三个支撑杆、一Z向限位开关、一Z向滚珠丝杠、一提升电磁铁、一测杆和一测针；所述Z向底座下固定板上间隔固定设置三个所述支撑杆，三个所述支撑杆的顶部与所述Z向组件底座底部固定连接，所述Z向底座下固定板上还固定设置所述Z向限位开关，所述Z向底座下固定板与所述Z向组件底座之间设置所述Z向滚珠丝杠，所述Z向滚珠丝杠的一端与所述Z向步进电机的输出轴连接，另一端与所述提升电磁铁连接，所述提升电磁铁与穿过所述Z向底座下固定板的所述测杆通过电磁作用进行提升或下降，所述测杆的底部固定连接所述测针；

每一所述测定仓均包括一试模支架、若干金属底板、一湿帘、一喷淋器、一防尘带、一防尘带固定板、四支撑导轮、一洗针电机和一洗针毛刷；所述测定仓内放置所述试模支架，所述试模支架内设置若干用于放置试模的限位槽；所述限位槽内底部放置所述金属底板，所述试模支架的内侧设置所述湿帘，所述湿帘顶部设置与所述测定仓进水口连接的所述喷淋器，所述喷淋器顶部设置所述防尘带，所述防尘带通过与所述支架体固定连接的所述防尘带固定板固定，所述防尘带两侧的所述测定仓上分别纵向间隔设置两所述支撑导轮，两所述支撑导轮与所述测定仓轴连接固定设置，使得所述防尘带能够沿Y向做往复运动；所述测定仓内一侧设置所述洗针电机，所述洗针电机的输出轴固定连接用于给所述测针清除残留物的所述洗针毛刷。

2.如权利要求1所述一种水泥凝结时间测定仪，其特征在于：所述防尘带固定板和支架体之间还设置有一转轴、两开合片和一翻盖电磁铁固定板；所述转轴转动设置在两所述测定仓的顶部，所述转轴的两端分别固定设置有用于打开或关闭相应所述测定仓的开合片，每一所述开合片的一面均设置有毛毡，所述翻盖电磁铁固定板的一端固定连接所述防尘带固定板的一侧，所述翻盖电磁铁固定板的另一端固定连接所述支架体，所述翻盖电磁铁固定板上设置有导向片、斜向器和翻盖电磁铁，所述导向片的一端固定连接所述转轴中部，所述导向片的另一端衔接所述斜向器的一端，所述斜向器的另一端固定连接所述翻盖电磁铁的一端，所述翻盖电磁铁的另一端与所述翻盖电磁铁固定板固定。

3.如权利要求1所述一种水泥凝结时间测定仪，其特征在于：所述X向组件底座包括一横向底座和两纵向底座，两所述纵向底座间隔固定设置在所述横向底座上，且两所述纵向底座和横向底座之间设置有调节垫片。

4.如权利要求2所述一种水泥凝结时间测定仪，其特征在于：所述X向组件底座包括一横向底座和两纵向底座，两所述纵向底座间隔固定设置在所述横向底座上，且两所述纵向底座和横向底座之间设置有调节垫片。

5.如权利要求1或2或3或4所述一种水泥凝结时间测定仪，其特征在于：所述水盒内设置一加热管、一温度传感器和一水位传感器，所述温度传感器和水位传感器分别与一报警装置连接。

6.如权利要求1或2或3或4所述一种水泥凝结时间测定仪，其特征在于：所述底部壳体底部还间隔设置三个以上的调节地脚，所述底部壳体外侧还设置一水泵开关、一电源开关和一电源插头。