CN106474973A - 一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种纤维沥青胶浆拌和均匀自检测装置和方法，包括拌和单元、测试单元和与拌和单元、测试单元均相连的控制单元；其中，所述拌和单元包括设置在底座上的拌和反应锅，拌和反应锅上方设置有密封板，密封板底部设置有拌和器，拌和器上设置有若干搅拌棒；拌和反应锅上设置有电加热器；所述测试单元包括设置在搅拌棒上的粘度传感器和温度传感器；所述控制单元包括与电加热器、粘度传感器均相连的PLD控制器。本发明通过对比各测试点的粘度信息，真实地反映纤维沥青胶浆中纤维的分散效果，以胶浆粘度实现对纤维分布效果的捕捉，填补了国内对纤维沥青胶浆拌和效果检测的空缺，在生产中有很大的推广价值。

Description

一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检装置和方法
技术领域
本发明属于道路材料领域，具体涉及一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检装置和方法。
背景技术
纤维改性沥青混凝土是通过掺入纤维材料，改善沥青胶浆和沥青混合料的综合性能，从而提高沥青路面使用品质的复合材料。相比于其它改性方法，纤维改性沥青混凝土的突出特点是从而抑制或延缓沥青路面出现反射裂缝，提高沥青路面高温稳定性与低温抗裂性，改善沥青路面抗疲劳性能，对于延长沥青路面的使用寿命具有显著作用，在公路建设中受到了越来越多的应用。
纤维沥青胶浆是纤维沥青混合料的重要组成部分，对纤维沥青混合料性能有重要影响，是影响沥青混合料粘弹性的根本因素。纤维改性沥青材料力学性能都与纤维在沥青中的分散状态紧密相关。当纤维不能在沥青中均匀分散，则沥青材料的强度会大幅下降，而纤维则不能发挥真正的增强、抗裂作用；当纤维在沥青中分布均匀时，纤维表面包裹数量非常多的沥青，纤维在承受外力时，不易发生滑移现象从而起到良好的加筋作用。
目前纤维沥青胶浆的生产普遍采用人工搅拌的方式，并通过人工观察判断纤维在沥青中的分散状态，这样生产的纤维沥青胶浆往往存在纤维分布不均匀的情况。纤维在沥青中结团、缠绕，严重影响纤维沥青胶浆的性能，从而影响沥青混凝土的使用寿命。另一方面，生产人员试图通过增加拌和时间的方法以求纤维在沥青中均匀分布，但这样延长生产时间、降低生产效率，增加成本。因此，亟需一种操作简单、准确度高的纤维沥青胶浆拌和均匀自检测设备。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检装置和方法，该装置能有效、快速检测纤维沥青胶浆的拌和情况，并在拌和均匀时停止搅拌。
为达到上述目的，本发明专利采用如下技术方案：
一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测装置，包括拌和单元、测试单元和与拌和单元、测试单元均相连的控制单元；
其中，所述拌和单元包括设置在底座上的拌和反应锅，拌和反应锅上方设置有密封板，密封板底部设置有拌和器，拌和器上设置有若干搅拌棒；拌和反应锅上设置有电加热器；
所述测试单元包括设置在搅拌棒上的粘度传感器和温度传感器；
所述控制单元包括与电加热器、粘度传感器均相连的PLD控制器。
本发明进一步的改进在于，所述底座上还设置有立柱，立柱上部设置有横梁，密封板安装在横梁上。
本发明进一步的改进在于，所述立柱上设置有轨道，横梁设置在轨道上。
本发明进一步的改进在于，所述拌和器为圆形，拌和器周向上均匀设置有第一搅拌棒、第二搅拌棒以及第三搅拌棒；第一搅拌棒底部设置有第一粘度传感器，第二搅拌棒底部设置有第二粘度传感器，第三搅拌棒底部设置有第三粘度传感器；第一搅拌棒上设置有温度传感器。
本发明进一步的改进在于，所述第一粘度传感器、第二粘度传感器以及第三粘度传感器与竖直方向均呈3°～5°角。
本发明进一步的改进在于，所述温度传感器与第一粘度传感器呈6°～10°角。
本发明进一步的改进在于，所述拌和反应锅包括内壁和外壁，内壁与外壁之间距离为4～6mm，内壁与外壁之间的空隙内设置甲基硅油；电加热器设置在内壁与外壁之间的空隙内。
本发明进一步的改进在于，所述拌和反应锅底部设有纤维沥青胶浆流出阀，流出阀处设置有活塞。
本发明进一步的改进在于，还包括电动机、PLD控制器、A/D转化器以及温度设置与控制装置；搅拌棒与电动机相连，电动机经第一电磁继电器与PLD控制器相连；电加热器经第二电磁继电器与PID控制器相连，PID控制器和温度设置与控制装置相连；粘度传感器和温度传感器均与A/D转化器相连，A/D转化器与PLD控制器相连。
一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测方法，将沥青加入到拌和反应锅内；调整横梁的高度，使密封板覆盖拌和反应锅，设定加热温度，并显示在设定稳定显示器上；观察实测温度显示器，当实测温度与设定温度相同时，调节电动机转速调节旋钮，电动机带动第一搅拌棒、第二搅拌棒、第三搅拌棒转动；调节第一粘度传感器、第二粘度传感器、第三粘度传感器的高度，若是不同高度下第一粘度传感器、第二粘度传感器、第三粘度传感器经A/D转化器转化后输出信号均相等，说明纤维沥青胶浆拌和均匀，若是不相等，则说明纤维沥青胶浆拌和不均匀。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明是一种纤维沥青胶浆拌和均匀自检测装置和方法，通过粘度传感器检测不同拌和时间、不同深度处各测试点上纤维沥青胶浆的粘度信息，并根据采集的粘度信息建立粘度-深度-时间关系。通过对比各测试点的粘度信息，真实地反映纤维沥青胶浆中纤维的分散效果，并在纤维均匀分布时停止搅拌，这样即保证纤维沥青胶浆的生产效果，也提高了纤维沥青的生产效率，节约生产成本，在工业生产中有很大的推广价值。本发明以液体粘度实现对纤维分布效果的捕捉，填补了国内对纤维沥青胶浆拌和效果检测的空缺，且操作简单，使用性强，准确性高。
本发明通过设置拌和单元、测试单元和与拌和单元、测试单元均相连的控制单元，测试单元包括设置在搅拌棒上的粘度传感器和温度传感器，通过测量拌和反应锅内不同高度的粘度，即可通过粘度对纤维沥青胶浆拌和均匀性进行自检测，克服了现有技术中人工搅拌成本高，效率低的问题，本发明的结构简单，易于实现。
进一步的，横梁设置在轨道上，能够调整横梁的高度，利于测试。
进一步的，由于粘度传感器随着搅拌棒转动，竖直设置的话，粘度传感器只能测量一点的粘度，与竖直方向呈3°～5°角设置的话，粘度传感器能够测量一周的粘度，这样测量范围更广，粘度测量更精确。
进一步的，温度传感器与第一粘度传感器之间呈6°～10°角设置，使得温度传感器不影响第一粘度传感器的测量，同时易于清洗。
附图说明
图1为纤维沥青胶浆拌和均匀自检测装置的结构示意图。
图2为搅拌棒布置示意图。
图3为粘度传感器位置示意图。
图4为粘度传感器与温度传感器相对位置示意图。
图5为纤维沥青胶浆拌和均匀自检测装置的工作流程示意图。
其中：1、纤维添加漏斗；2、托盘；3、密封板；4、旋转螺栓；5、旋转手柄；6、横梁；7、固定螺栓；8、立柱；9、轨道；10、第一搅拌棒；11、第二搅拌棒；12、第三搅拌棒；13、第一粘度传感器；14、温度传感器；15、第二粘度传感器；16、第三粘度传感器；17、拌合反应锅；18、甲基硅油；19、电加热器；20、胶浆流出阀；21、活塞；22、底座；23、第一电磁继电器；24、转速调节旋钮；25、电动机；26、A/D转换器；27、第二电磁继电器；28、PID控制器；29、温度设置与控制装置；30、设置温度显示器；31、实测温度显示器；32、温度设置按钮；33、开关；34、插头；35、拌合器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测装置包括拌和单元、测试单元和控制单元。
其中拌和单元包括底座22以及安装在底座22上的拌和反应锅17；拌和反应锅17上方设置有用于对拌和反应锅17顶部进行密封的密封板3；底座22上还安装立柱8，立柱8上部安装横梁6，密封板3安装在横梁6上；密封板3底面设置有拌合器35，拌和器35为圆形；密封板3中部设有纤维添加漏斗1；具体的，横梁6通过固定螺栓7固定在立柱8上，立柱8上设有轨道9，沿轨道9改变横梁6高度并通过固定螺栓7固定。纤维添加漏斗1下方设有托盘2，纤维添加漏斗1一侧设有旋转手柄5，旋转手柄5与托盘2之间由旋转螺栓4连接。
拌和反应锅17包括内壁和外壁，内壁与外壁之间距离为4～6mm，内壁与外壁之间的空隙内设置甲基硅油18，拌和反应锅17的内壁与外壁之间安装有用于加热甲基硅油18的电加热器19。拌和反应锅17底部设有纤维沥青胶浆流出阀20，流出阀20处设置有用于打开或关闭的活塞21。
参见图2，测试单元包括设置在拌和器35周向上均匀设置的三根搅拌棒，分别是第一搅拌棒10、第二搅拌棒11、第三搅拌棒12，每个搅拌棒底部设置一个粘度传感器，具体的，第一搅拌棒10底部设置有第一粘度传感器13，第二搅拌棒11底部设置有第二粘度传感器15，参见图3，第三搅拌棒12底部设置有第三粘度传感器16，第一粘度传感器13、第二粘度传感器15以及第三粘度传感器16与竖直方向均呈3°～5°角设置。由于粘度传感器随着搅拌棒转动，竖直设置的话，粘度传感器只能测量一点的粘度，与竖直方向呈3°～5°角设置的话，粘度传感器能够测量一周的粘度，这样测量范围更广，粘度测量更精确。参见图4，第一搅拌棒10上设置有温度传感器14，温度传感器14与第一粘度传感器13之间呈6°～10°角设置，这样设置使得温度传感器不影响第一粘度传感器的测量，同时易于清洗。
控制单元包括电动机25、PLD控制器28以及温度设置与控制装置29，电动机25经用于调节电动机转速的转速调节旋钮24、第一电磁继电器23与PLD控制器28相连，电动机25输出端与第一搅拌棒10、第二搅拌棒11、第三搅拌棒12相连，通过转速调节旋钮24控制电动机24的转速，从而调节第一搅拌棒10、第二搅拌棒11、第三搅拌棒12的转动速率。PLD控制器28控制第一电磁继电器23，从而控制电动机25的开关。
参见图5，电加热器19经第二电磁继电器27与PID控制器28相连，PID控制器28与温度设置与控制装置29相连。第一粘度传感器13、第二粘度传感器15、第三粘度传感器16以及温度传感器均与A/D转化器26相连，A/D转化器26与PID控制器28相连，A/D转化器26输出温度和粘度两个信号，PLD控制器28接收到温度信号后控制第二继电器27，从而控制加热系统。PLD控制器28接收到粘度信号后控制第一继电器23，从而控制电动机25的开关。
温度设置与控制装置29包括温度设定按钮32、设定稳定显示器30以及实测温度显示器31。温度传感器14经A/D转化器26输出温度信号并显示在实测温度显示器31，当实测温度与设定温度相等时，PLD控制器28控制第二电磁继电器27，关闭拌和反应锅电加热器19；当实测温度降低时，PLD控制器28控制第二电磁继电器27，打开拌和反应锅电加热装置19，加热拌合反应锅17内的甲基硅油18。
第一粘度传感器13、第二粘度传感器15、第三粘度传感器16在不同位置时，经A/D转化器26转化后输出的信号均相等时，说明拌和均匀，PLD控制器28控制第一电磁继电器23，关闭电动机25。
本发明的纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测方法：将沥青加入到拌和反应锅17内，称量短切丝纤维并放入纤维添加漏斗1；旋动固定螺栓7，在立柱8上顺轨道9调整横梁6的高度，使密封板3覆盖拌和反应锅17。调节温度设定按钮32设定加热温度，并显示在设定稳定显示器30上。观察实测温度显示器31，当实测温度与设定温度相同时，调节电动机转速调节旋钮24，转动第一搅拌棒10、第二搅拌棒11、第三搅拌棒12。转动旋转手柄5，通过旋转螺栓4转动托盘2，继而控制纤维添加时间和添加量。由于纤维的总的添加量是一定的，但是可以分多次添加，所以通过转到托盘2，可以控制每次纤维的添加量；当拌和反应锅17温度降低时，温度传感器14经A/D转化器26输出信号，PLD控制器28控制第二电磁继电器27打开电加热器19。调整横梁6在不同高度，根据第一粘度传感器13、第二粘度传感器15、第三粘度传感器16经A/D转化器26输出信号，即可得纤维沥青胶浆粘度—深度—时间关系。第一粘度传感器13、第二粘度传感器15、第三粘度传感器16在不同高度时，经A/D转化器26输出的信号均相等，说明纤维沥青胶浆拌和均匀，此时PLD控制器28控制第一电磁继电器23，关闭电动机25。打开活塞21，从流出阀20取出纤维沥青胶浆。
本发明通过粘度传感器直接测定不同拌和时间下纤维沥青胶浆不同位置、不同深度的粘度。通过测试纤维沥青胶浆内的粘度信息，建立粘度—深度—时间关系。根据纤维沥青胶浆的粘度—深度—时间关系，反映出短切丝纤维在沥青中的分布情况。当纤维沥青胶浆不同深度粘度相同时，可认为纤维短切丝均匀分布于沥青中，即得到均匀分布的纤维沥青胶浆。

Claims (10)

1.一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测装置，其特征在于，包括拌和单元、测试单元和与拌和单元、测试单元均相连的控制单元；
其中，所述拌和单元包括设置在底座(22)上的拌和反应锅(17)，拌和反应锅(17)上方设置有密封板(3)，密封板(3)底部设置有拌和器(35)，拌和器(35)上设置有若干搅拌棒；拌和反应锅(17)上设置有电加热器(19)；
所述测试单元包括设置在搅拌棒上的粘度传感器和温度传感器；
所述控制单元包括与电加热器(19)、粘度传感器均相连的PLD控制器(28)。
2.根据权利要求1所述的一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测装置，其特征在于，所述底座(22)上还设置有立柱(8)，立柱上部设置有横梁(6)，密封板(3)安装在横梁(6)上。
3.根据权利要求2所述的一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测装置，其特征在于，所述立柱(8)上设置有轨道(9)，横梁(6)设置在轨道(9)上。
4.根据权利要求1所述的一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测装置，其特征在于，所述拌和器(35)为圆形，拌和器(35)周向上均匀设置有第一搅拌棒(10)、第二搅拌棒(11)以及第三搅拌棒(12)；第一搅拌棒(10)底部设置有第一粘度传感器(13)，第二搅拌棒(11)底部设置有第二粘度传感器(15)，第三搅拌棒(12)底部设置有第三粘度传感器(16)；第一搅拌棒(10)上设置有温度传感器(14)。
5.根据权利要求4所述的一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测装置，其特征在于，所述第一粘度传感器(13)、第二粘度传感器(15)以及第三粘度传感器(16)与竖直方向均呈3°～5°角。
6.根据权利要求4所述的一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测装置，其特征在于，所述温度传感器(14)与第一粘度传感器(13)呈6°～10°角。
7.根据权利要求1所述的一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测装置，其特征在于，所述拌和反应锅(17)包括内壁和外壁，内壁与外壁之间距离为4～6mm，内壁与外壁之间的空隙内设置甲基硅油(18)；电加热器(19)设置在内壁与外壁之间的空隙内。
8.根据权利要求7所述的一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测装置，其特征在于，所述拌和反应锅(17)底部设有纤维沥青胶浆流出阀(20)，流出阀(20)处设置有活塞(21)。
9.根据权利要求1所述的一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测装置，其特征在于，还包括电动机(25)、PLD控制器(28)、A/D转化器(26)以及温度设置与控制装置(29)；搅拌棒与电动机(25)相连，电动机(25)经第一电磁继电器(23)与PLD控制器(28)相连；电加热器(19)经第二电磁继电器(27)与PID控制器(28)相连，PID控制器(28)和温度设置与控制装置(29)相连；粘度传感器和温度传感器均与A/D转化器(26)相连，A/D转化器(26)与PLD控制器(28)相连。
10.一种纤维沥青胶浆拌和均匀性自检测方法，其特征在于，将沥青加入到拌和反应锅(17)内；调整横梁(6)的高度，使密封板(3)覆盖拌和反应锅(17)，设定加热温度，并显示在设定稳定显示器(30)上；观察实测温度显示器(31)，当实测温度与设定温度相同时，调节电动机转速调节旋钮(24)，电动机带动第一搅拌棒(10)、第二搅拌棒(11)、第三搅拌棒(12)转动；调节第一粘度传感器(13)、第二粘度传感器(15)、第三粘度传感器(16)的高度，若是不同高度下第一粘度传感器(13)、第二粘度传感器(15)、第三粘度传感器(16)经A/D转化器(26)转化后输出信号均相等，说明纤维沥青胶浆拌和均匀，若是不相等，则说明纤维沥青胶浆拌和不均匀。
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