CN105352850B - 一种基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置 - Google Patents

一种基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，属于沥青技术领域，该装置包括机架、固定架、沥青泵、沥青储存箱、沥青输送管、变速电动机、传动轴、盛样桶、沥青喷头、搅拌桨、固定座、控制底座、数字显示屏、控制面板、电流表、电源和微处理器。本发明提供的基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，利用乳化沥青逐渐破乳，拌合和易性越来越差的特性，利用连接在变速电动机上的电流表，测定变速电动机功率补偿导致的电流变化，来测定乳化沥青破乳时间。

Description

一种基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置
技术领域
本发明属于沥青技术领域，特别涉及一种基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置。
背景技术
乳化沥青是一种常用的路面材料，多作为道路养护沥青、粘层油、封层油等，乳化沥青需要一定的时间发生破乳，因其用途的不同要求其破乳速度也不相同。现行的施工过程中，需要等待乳化沥青破乳后才可继续施工，我国2011年制定的JTJE20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中给出的乳化沥青破乳速度试验方法仅可以定性将乳化沥青破乳速度分为快裂、中裂、慢裂。兰州交通大学李波等人发明了一种乳化沥青破乳速度测试仪，虽然也是以电流值来表征乳化沥青破乳速度，但是其是给乳化沥青乳液外加电压来测量其电流值，与本发明以搅拌过程中电动机电流变化有本质不同。南京工业大学侯曙光发明一种沥青混合料和易性指数测试仪，通过扭矩测定沥青混合料拌合和易性，虽然其发明也是利用电动机传动搅拌沥青混合料，但是利用电动机驱动搅拌桨是一种成熟的技术，且本发明是测定电动机搅拌过程中电流的变化，与其有很大不同。
本发明能测定乳化沥青破乳时间，而且测定过程中是将乳化沥青与细集料混合搅拌，考虑了乳化沥青自身因素与集料对乳化沥青破乳的影响，与工程实际相关性很强，能够指导施工方合理安排工期，有很强的实践指导意义。
发明内容
本发明解决的技术问题：针对上述不足，克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置。
本发明的技术方案：一种基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，该装置包括机架、固定架、沥青泵、沥青储存箱、沥青输送管、变速电动机、传动轴、盛样桶、沥青喷头、搅拌桨、固定座、控制底座、数字显示屏、控制面板、电流表、电源和微处理器；
其中，机架和固定座设于控制底座之上，机架位于固定座一侧，固定架设于机架，可上下移动，通过螺栓固定在机架；固定架的另一端与变速电动机相连，以调整变速电动机高度；在变速电动机上部，设置沥青泵和沥青储存箱；传动轴一端设于变速电动机之上，向下延伸至盛样桶内底部，另一端连接搅拌桨；盛样桶通过固定座固定在控制底座之上；沥青输送管设于沥青储存箱之上，向下延伸至盛样桶内上部，管口处连接沥青喷头；
数字显示屏和控制面板设于控制底座一侧，电源设于控制底座内部，为交流电源，数字显示屏、控制面板和变速电动机分别与电源相连；电流表设于控制底座内，电流表通过导线与变速电动机和电源相连；微处理器设于控制底座内，与控制面板、电流表及数字显示屏相连。
作为优选，所述变速电动机功率为100～1000w。
作为优选，所述沥青输送管设有4组，平均设于沥青储存箱之上。
作为优选，所述搅拌桨分为四片，叶片上下交替均匀分布，分为2个上叶片和2个下叶片。
作为优选，所述上叶片与传动轴的角度成130～150°，端部水平放置，叶片外边缘距传动轴中线20～30mm；下叶片与传动轴成40～50°，端部水平放置，叶片外边缘距传动轴中线20～30mm；叶片下边缘距盛样桶5～10mm。
作为优选，所述盛样桶直径为70～80mm，高度为10～20cm。
作为优选，所述沥青喷头与沥青泵、沥青储存箱、沥青输送管、变速电动机安装在一起，与搅拌桨放入盛样桶内部。
作为优选，所述电流表量程为0～500mA。
有益效果：本发明提供的基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，利用乳化沥青逐渐破乳，拌合和易性越来越差的特性，利用连接在变速电动机上的电流表，测定变速电动机功率补偿导致的电流变化，来测定乳化沥青破乳时间。
使用本发明提供装置，首先，配制标准级配的集料，称量蒸馏水，将乳化沥青加入沥青储存箱中，通过控制面板设定乳化沥青喷洒质量和搅拌桨转速；第二步骤，将集料加入盛样桶中，接通电源，搅拌5～20s，使集料搅拌均匀；第三，将蒸馏水加入盛样桶中，搅拌5～20s，使集料充分湿润；第四，打开乳化沥青喷洒装置，喷洒乳化沥青，同时开始搅拌，数字显示屏开始显示计时和电流值；第五，计算乳化沥青破乳时间，计算算法如下：a)时间t以s为单位，从乳化沥青喷洒时开始计时；记时间t时的电流值为At，单位为mA；b)计算前5s电流的平均值，记为Aave；c)计算第6s及之后电流与3.5倍的Aave的差，记为Am，Am＝At-3.5Aave；d)当连续3s均满足Am>0时，取3s中第2个时间点为破乳速度完全时间点，记为T，T即为乳化沥青破乳时间。
本发明提供的基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，能够准确测定乳化沥青破乳的时间，具有较大的工程意义。
附图说明
图1是本发明提供的基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置结构示意图。
图中：1、机架；2、固定架；3、沥青泵；4、沥青储存箱；5、沥青输送管；6、变速电动机；7、传动轴；8、盛样桶；9、沥青喷头；10、搅拌桨；11、固定座；12、控制底座；13、数字显示屏；14、控制面板；15、电流表；17、电源；16、微处理器。
图2是本发明基于电流值测定乳化沥青破乳时间的计算算法图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
以下结合实施例和附图对本发明作进一步的说明，参见图1-2。
实施例1：
本发明提供的一种基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，如图1所示，该装置包括机架1、固定架2、沥青泵3、沥青储存箱4、沥青输送管5、变速电动机6、传动轴7、盛样桶8、沥青喷头9、搅拌桨10、固定座11、控制底座12、数字显示屏13、控制面板14、电流表15、电源17和微处理器16；
其中，机架1和固定座11设于控制底座12之上，机架1位于固定座11一侧，固定架2设于机架1，可上下移动，通过螺栓固定在机架1；固定架2的另一端与变速电动机6相连，以调整变速电动机6高度；在变速电动机6上部，设置沥青泵3和沥青储存箱4；传动轴7一端设于变速电动机6之上，向下延伸至盛样桶8内底部，另一端连接搅拌桨10；盛样桶8通过固定座1固定在控制底座12之上；沥青输送管5设于沥青储存箱4之上，均匀设置4组，向下延伸至盛样桶8内上部，管口处连接沥青喷头9；
数字显示屏3和控制面板14设于控制底座12一侧，电源17设于控制底座12内部，为交流电源，数字显示屏3、控制面板14和变速电动机6分别与电源17相连；电流表15设于控制底座12内，电流表15通过导线与变速电动机6和电源17相连；微处理器16设于控制底座12内，与控制面板14、电流表15及数字显示屏13相连。
其中，所述变速电动机6功率为100W；转速为1000转/min；盛样筒8直径为80mm，高度为150mm；搅拌桨10叶片下边缘距盛样筒8底部8mm；微处理器为单片机，型号TI的C2000系列。
使用时，按照以下步骤操作：
S1：按照表1配制标准级配的集料200g；
表1细集料级配
集料粒径/mm 所占比例/％
4.75～2.36 85
2.36～0.6 10
0.6以下 5
S2：称量蒸馏水6g；
S3：将乳化沥青加入量储存箱中；
S4：通过可编程控制器设定乳化沥青喷洒质量为25g，搅拌桨转速为500转/min；
S5：将集料加入盛样桶中；
S6：接通电源，搅拌10s，使集料搅拌均匀；
S7：将蒸馏水加入盛样桶中，搅拌10s，使集料充分湿润；
S8：打开乳化沥青喷洒装置，喷洒乳化沥青，同时开始搅拌，数字显示屏开始显示计时和电流值；
测定实验共进行6组平行试验，结果如表2所示。
表2乳化沥青加入后拌合过程中电流值变化
S9：微处理器按照图2所示计算方法计算乳化沥青破乳完全时间点：
a)时间t以s为单位，从乳化沥青喷洒时开始计时，记时间t时的电流值为At，单位为mA；
b)计算前5s电流的平均值，记为Aave；
c)计算第6s及之后电流与3.5倍的Aave的差，记为Am
Am＝At-3.5Aave
d)当连续3s均满足Am>0时，取3s中第2个时间点为破乳速度完全时间点，记为T。
其中，Am的结果如表3所示：
表3 Am的计算结果
从表3中可知，6次试验乳化沥青的破乳完全的时间为23s、23s、23s、22s、24s、21s，取6次结果的平均值为23s，因此试验测试的乳化沥青破乳时间为23s。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，其特征在于，该装置包括机架（1）、固定架（2）、沥青泵（3）、沥青储存箱（4）、沥青输送管（5）、变速电动机（6）、传动轴（7）、盛样桶（8）、沥青喷头（9）、搅拌桨（10）、固定座（11）、控制底座（12）、数字显示屏（13）、控制面板（14）、电流表（15）、电源（17）和微处理器（16）；
其中，机架（1）和固定座（11）设于控制底座（12）之上，机架（1）位于固定座（11）一侧，固定架（2）设于机架（1），可上下移动，通过螺栓固定在机架（1）；固定架（2）的另一端与变速电动机（6）相连，以调整变速电动机（6）高度；在变速电动机（6）上部，设置沥青泵（3）和沥青储存箱（4）；传动轴（7）一端设于变速电动机（6）之上，向下延伸至盛样桶（8）内底部，另一端连接搅拌桨（10）；盛样桶（8）通过固定座（11）固定在控制底座（12）之上；沥青输送管（5）设于沥青储存箱（4）之上，向下延伸至盛样桶（8）内上部，管口处连接沥青喷头（9）；
数字显示屏（3）和控制面板（14）设于控制底座（12）一侧，电源（17）设于控制底座（12）内部，为交流电源，数字显示屏（3）、控制面板（14）和变速电动机（6）分别与电源（17）相连；电流表（15）设于控制底座（12）内，电流表（15）通过导线与变速电动机（6）和电源（17）相连；微处理器（16）设于控制底座（12）内，与控制面板（14）、电流表（15）及数字显示屏（13）相连。
2.根据权利要求1所述的基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，其特征在于：所述变速电动机（6）功率为100～1000w。
3.根据权利要求1所述的基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，其特征在于：所述沥青输送管（5）设有4组，平均设于沥青储存箱（4）之上。
4.根据权利要求1所述的基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，其特征在于：所述搅拌桨（10）分为四片，叶片上下交替均匀分布，分为2个上叶片和2个下叶片。
5.根据权利要求4所述的基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，其特征在于：所述上叶片与传动轴的角度成130～150°，端部水平放置，叶片外边缘距传动轴（7）中线20～30mm；下叶片与传动轴成40～50°，端部水平放置，叶片外边缘距传动轴（7）中线20～30mm；叶片下边缘距盛样桶（8）5～10mm。
6.根据权利要求1所述的基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，其特征在于：所述盛样桶（8）直径为70～80mm，高度为10～20cm。
7.根据权利要求1所述的基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，其特征在于：所述沥青喷头（9）与沥青泵（3）、沥青储存箱（4）、沥青输送管（5）、变速电动机（6）安装在一起，与搅拌桨（10）放入盛样桶（8）内部。
8.根据权利要求1所述的基于电流值测定乳化沥青破乳时间的装置，其特征在于：所述电流表（15）量程为0～500mA。
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