CN108490161A - 一种全自动水泥凝结时间测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全自动水泥凝结时间测定装置，包括养护箱、翻转机构、转盘放样机构、探测机构、控制模块；翻转机构包括依次连接的伸缩模块、旋转模块、夹取模块、夹子；转盘放样机构包括电机、与电机输出端连接的转盘、试模、试模垫板；探测模块包括设置于养护箱的顶板上的清洗模块、X轴位移模组、安装于X轴位移模组上的支架，支架外侧可滑动安装有探针，支架顶部设置有Z轴直线位移模块，Z轴直线位移模块上安装有固定架，固定架上设置有位移传感器和吸附模块。自带养护箱，实现全自动测定，无需人工值守，实现一次测试多个水泥试件，降低了化验室操作员的工作强度，消除了测量过程中的人为误差，完美满足国标要求。

Description

一种全自动水泥凝结时间测定装置

技术领域

本发明涉及水泥凝结时间测定技术领域，尤其涉及一种全自动水泥凝结时间测定装置。

背景技术

水泥物理性能及化学性能的好坏直接影响建筑的强度和耐久性，关系到生命安全和国家财产安全。因此，对水泥性能指标的检测具有特别重要的意义。其中水泥的凝结时间是水泥性能的重要参数之一，测定水泥凝结时间的目的是为了确定水泥凝结时间是否在规定范围内。水泥的凝结时间有初凝与终凝之分，自加水起至水泥浆开始失去塑性、流动性减小所需的时间，称为初凝时间。自加水时起至水泥浆完全失去塑性、开始有一定结构强度所需的时间，称为终凝时间。水泥的初凝和终凝时间是通过试验来确定的。

我国采用的标准为GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测方法》。初凝时间的测定：制作厚度40mm的水泥净浆试件，在湿气养护箱中养护至30min后进行测定。测定时试件在试针下(直径为Φ1.13mm)，试针以自由落体状态插入，当沉入净浆距底板4mm±1mm(沉入深度为36mm±1mm)时，水泥达到初凝状态；终凝时间的测定：初凝时间测定后，临近终凝时间时开始测定，而当试针沉入试体小于0.5mm时为终凝状态，所述试针可滑动状态的总质量为300g±1g。

国家标准GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》规定，硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于390分钟，普通硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于600分钟，凝结时间不符合标准的水泥为不合格品。

我们常用的水泥凝结时间测定仪是一种完全人工读数的测试仪器，目前被广泛使用，该仪器的测试方式是人为的每隔一段时间释放一次测试针，通过人工读取标尺数据，记录每一次沉入深度，根据国标的规定，最后得出水泥初凝和终凝时间。

水泥凝结时间是水泥厂、中心化验室每日常规测量项目，测试样本数量大，试验员完全依赖人工操作，需要不间断的进行观测，计时，费时费力，如果试件凝结时间过长往往需要昼夜测试。而且采用人工测量的方法，测量过程中存在很多不确定因素，影响测量结果的客观性。

这些不确定因素包括：检测人员操作熟练程度的差异；每次测量环境条件不同的差异；由于测试人员个人因素或者外界因素的干扰，不能按照测试规定的时间进行测量。这些不确定因素将直接会导致测量结果发生偏差。

除此之外，目前还有部分相关专利申请公开了相关技术设备，这类装置一般工位较少，一次只能测量一种水泥试件，而且不能实现自动翻转试件，不能完全满足国标要求，使得在操作过程中很难实现直观比较，同时因为没有养护箱，中间需要人工参与，智能化程度低。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于提供一种装置能实现一次测试多个水泥试件、自动养护、全自动测量，从而大大降低了化验室操作员的工作强度，消除测量过程中的人为误差，使测量结果更准确，为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种全自动水泥凝结时间测定装置，包括养护箱、翻转机构、转盘放样机构、探测机构、控制模块，所述翻转机构、转盘放样机构均设置于所述养护箱内；所述翻转机构包括依次连接的伸缩模块、旋转模块、夹取模块、夹子；所述转盘放样机构包括电机、与所述电机输出端连接的转盘、试模、试模垫板，所述转盘上沿圆周方向设置有多个试样安放槽，试模通过试模垫板安放于所述试样安放槽内；所述探测模块包括设置于所述养护箱的顶板上的清洗模块、X轴位移模组、安装于所述X轴位移模组上的支架，所述支架外侧可滑动安装有探针，所述支架顶部设置有Z轴直线位移模块，所述Z轴直线位移模块上安装有与所述探针相对的固定架，所述固定架上设置有位移传感器和吸附模块；所述控制模块用于控制该装置的工作状况及获取并处理接收的数据。

作为本发明的进一步改进，所述养护箱包括底板、所述顶板及用于连接所述底板、顶板的支撑组件，所述养护箱内设置有恒温恒湿处理模块。

作为本发明的进一步改进，所述伸缩模块通过抬升模块安装于所述养护箱的底板上，所述翻转机构与转盘放样机构之间还设置有刮板组件，所述刮板组件固定于所述底板上，所述底板上与所述刮板组件相对应的位置设置有弃样盒。

作为本发明的进一步改进，所述转盘放样模块还包括设置于所述养护箱底板上的轴承组件，所述电机安装于所述轴承组件的下端，所述转盘安装于所述轴承组件的上端。

作为本发明的进一步改进，所述养护箱底板上对应检测位置设置有定位传感器。

作为本发明的进一步改进，所述探针与所述支架的连接处设置有用于锁死所述探针位置的探针自锁组件。

作为本发明的进一步改进，所述探针外还设置有可沿所述探针轴向调整位置的探针定位块，所述探针定位块用于调整所述探针的最大下落位移。

作为本发明的进一步改进，所述支架外与所述探针相对应位置的另一侧同样可滑动安装有探针。

作为本发明的进一步改进，所述伸缩模块、旋转模块为电动驱动或气动驱动。

作为本发明的进一步改进，所述吸附模块为气爪、电爪、电磁铁、真空吸盘中的一种。

本发明提供的一种全自动水泥凝结时间测定装置，自带养护箱，实现全自动测定，无需人工值守，通过设置转盘放样机构，实现一次测试多个水泥试件，大大提高了效率，不仅大大降低了化验室操作员的工作强度，而且消除了测量过程中的人为误差，使测量结果更准确，通过设置翻转机构，避免了终凝时间与初凝时间测试同一个面而产生误差的情况发生，完美满足国标要求，控制模块一方面使该装置操作方式变得简单，另一方面可对数据进行保存、查询、传输等操作，方便工作所需。

附图说明

图1是本发明提供的测定装置的结构示意图；

图2是本发明提供的探测机构结构示意图；

图3是本发明提供的翻转机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1、图2、图3所示，本发明公开了一种全自动水泥凝结时间测定装置，包括养护箱、翻转机构、转盘放样机构、探测机构6、控制模块(图中未示出)，所述翻转机构、转盘放样机构均设置于所述养护箱内；所述翻转机构包括依次连接的伸缩模块1、旋转模块3、夹取模块4、夹子5；所述转盘放样机构包括电机16、与所述电机16输出端连接的转盘18、试模8、试模垫板9，所述转盘18上沿圆周方向设置有多个试样安放槽，试模8通过试模垫板9安放于所述试样安放槽内；所述探测模块6包括设置于所述养护箱的顶板2上的清洗模块7、X轴位移模组101、安装于所述X轴位移模组101上的支架103，所述支架103外侧可滑动安装有探针102，所述支架103顶部设置有Z轴直线位移模块109，所述Z轴直线位移模块109上安装有与所述探针102相对的固定架108，所述固定架108上设置有位移传感器106和吸附模块107；所述控制模块用于控制该装置的工作状况及获取并处理接收的数据，本实施例中，控制模块为电脑控制，操作更加方便，位移传感器106用于探测探针102的位移，吸附模块107用于吸附探针102。

所述养护箱包括底板12、所述顶板2及用于连接所述底板12、顶板2的支撑组件19，所述养护箱内设置有恒温恒湿处理模块，通过恒温恒湿处理模块使养护箱保持设定的恒温恒湿的环境。

优选的，所述伸缩模块1通过抬升模块11安装于所述养护箱的底板12上，所述翻转机构与转盘放样机构之间还设置有刮板组件14，所述刮板组件14固定于所述底板12上，所述底板12上与所述刮板组件14相对应的位置设置有弃样盒13。其中刮板组件14包括固定于底板12上的支撑件和倾斜设置的刮片，底板12上与刮板组件14相应位置设置有开口，开口下面对应位置设置有弃样盒13。由于试模8初凝时间面可能存在水泥凹凸不平的现象，如果在初凝时间面测定终凝时间会存在误差，故将试模8翻转可确保终凝时间面的平整，但由于初凝时间面凸凹不平，翻转后直接放置在试模垫板9上时难以保持水平，通过设置水泥试模初凝时间面的水泥清扫刮平的刮板组件14，可达到使得初凝面放到试模垫板9上保持水平的目的。

所述转盘放样模块还包括设置于所述底板12上的轴承组件17，所述电机16安装于所述轴承组件17的下端，所述转盘18安装于所述轴承组件17的上端，所述养护箱底板12上对应检测位置设置有定位传感器15，所述定位传感器15用于确定试模8是否转动到检测位置，提高精准度，所述顶板2对应检测位置处开设有检测口。

所述探针102与所述支架103的连接处设置有用于锁死所述探针102位置的探针自锁组件104，用于锁死探针102，防止滑动，所述探针102外还设置有可沿所述探针102轴向调整位置的探针定位块105，所述探针定位块105用于调整所述探针102的最大下落位移，使探针102在自由落体时针尖距离试模垫板9的上平面有1-2mm间隙，从而保护针尖不会直接撞击试模垫板9的上平面损坏。

作为本实施例的进一步优化，所述支架103外与所述探针102相对应位置的另一侧同样可滑动安装有探针102，同样对称的设置有Z轴直线位移模块109、固定架108、位移传感器106、吸附模块107、探针自锁组件104、探针定位块105，使用过程中，可以以其中一个探针102作为初凝探针，另一个作为终凝探针，当然，也可任意选择一个探针102既作为初凝探针也作为终凝探针。

实际使用过程中，所述伸缩模块1、旋转模块3可选择电动驱动或气动驱动，所述吸附模块107可选择气爪、电爪、电磁铁、真空吸盘中的一种。当然，为了该装置放置的稳定性，在所述养护箱底部设置有多个支脚10。

具体工作的过程如下：

在装置出厂前调整探针定位块105，使得初凝时探针102自由落体时针尖距离试模垫板9的上平面有1-2mm间隙，从而保护针尖不会直接撞击试模垫板9的上平面损坏。

电机16驱动转盘18旋转到相应需要检测的试模8位置，其位置通过定位传感器15确定，当试模8到达检测位置时，探测组件6开始初凝检测，当初凝探测完成后，启动夹取模块4打开夹子5，启动伸缩模块1将夹子5伸出到试模8位置，驱动夹取模块4夹住试模8，驱动伸缩模块1回缩，试模8回缩后即脱离了试模垫板9，此时启动旋转模块3将试模8旋转180度，此时启动抬升组件11使得试模8向下运动，此时启动伸缩模块1将试模8推出，此时刮板组件14会将试模8下端面(初凝时间面)凹凸不平的水泥挂掉并下落到弃样盒14内(这样使得初凝时间面放到试模垫板上能保持水平)，此时启动抬升组件11将试模8抬起，接着再启动伸缩模块1将试模8推送到相应的试模垫板9上，此时探测组件6即可进行终凝探测。

其中初凝探测过程为，当试模8处于初凝位置时，此时驱动Z轴直线模块109向下运动并由吸附模块107吸附住探针102，此时打开探针自锁组件104，使得Z轴直线位移模块109可继续驱动探针102向下运动，当探针102针尖达到试模8上平面时启动探针自锁模块104锁住探针102，并启动吸附模块107松开对探针102的吸附，然后驱动探针自锁模块104使得探针102能够自由落体的扎进试模8内，当探针102停止运动时启动Z轴直线位移模块109向下运动，此时位移传感器(106)开始计算位移，当位移传感器106移动到探针102顶部时停止计算，由此得出探针102产生的位移量，将这个数据输入电脑来判断是否达到初凝时间，此时启动吸附模块107吸附住探针102，并由Z轴直线位移模块109将探针102吸附到起始位置，启动探针自锁组件104锁住探针102，此时X轴位移模块101驱动探针102到达清扫组件7位置，清扫组件7对探针102上的水泥进行清理，清理完后，探针102回到原始位置，待测下一个样品，不断重复上述过程，直到初凝时间测定完成。其中终凝探测操作流程和初凝探测一样，在此就不再赘述。

本发明提供的一种全自动水泥凝结时间测定装置，自带养护箱，实现全自动测定，无需人工值守，通过设置转盘放样机构，实现一次测试多个水泥试件，大大提高了效率，不仅大大降低了化验室操作员的工作强度，而且消除了测量过程中的人为误差，使测量结果更准确，通过设置翻转机构，避免了终凝时间与初凝时间测试同一个面而产生误差的情况发生，完美满足国标要求，控制模块在一方面使该装置操作方式变得简单，另一方面可对数据进行保存、查询、传输等操作，方便工作所需。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动水泥凝结时间测定装置，其特征在于：包括养护箱、翻转机构、转盘放样机构、探测机构、控制模块，所述翻转机构、转盘放样机构均设置于所述养护箱内；所述翻转机构包括依次连接的伸缩模块、旋转模块、夹取模块、夹子；所述转盘放样机构包括电机、与所述电机输出端连接的转盘、试模、试模垫板，所述转盘上沿圆周方向设置有多个试样安放槽，试模通过试模垫板安放于所述试样安放槽内；所述探测模块包括设置于所述养护箱的顶板上的清洗模块、X轴位移模组、安装于所述X轴位移模组上的支架，所述支架外侧可滑动安装有探针，所述支架顶部设置有Z轴直线位移模块，所述Z轴直线位移模块上安装有与所述探针相对的固定架，所述固定架上设置有位移传感器和吸附模块；所述控制模块用于控制该装置的工作状况及获取并处理接收的数据。

2.根据权利要求1所述的全自动水泥凝结时间测定装置，其特征在于：所述养护箱包括底板、所述顶板及用于连接所述底板、顶板的支撑组件，所述养护箱内设置有恒温恒湿处理模块。

3.根据权利要求1所述的全自动水泥凝结时间测定装置，其特征在于：所述伸缩模块通过抬升模块安装于所述养护箱的底板上，所述翻转机构与转盘放样机构之间还设置有刮板组件，所述刮板组件固定于所述底板上，所述底板上与所述刮板组件相对应的位置设置有弃样盒。

4.根据权利要求1所述的全自动水泥凝结时间测定装置，其特征在于：所述转盘放样模块还包括设置于所述养护箱底板上的轴承组件，所述电机安装于所述轴承组件的下端，所述转盘安装于所述轴承组件的上端。

5.根据权利要求1所述的全自动水泥凝结时间测定装置，其特征在于：所述养护箱底板上对应检测位置设置有定位传感器。

6.根据权利要求1所述的全自动水泥凝结时间测定装置，其特征在于：所述探针与所述支架的连接处设置有用于锁死所述探针位置的探针自锁组件。

7.根据权利要求6所述的全自动水泥凝结时间测定装置，其特征在于：所述探针外还设置有可沿所述探针轴向调整位置的探针定位块，所述探针定位块用于调整所述探针的最大下落位移。

8.根据权利要求1所述的全自动水泥凝结时间测定装置，其特征在于：所述支架外与所述探针相对应位置的另一侧同样可滑动安装有探针。

9.根据权利要求1所述的全自动水泥凝结时间测定装置，其特征在于：所述伸缩模块、旋转模块为电动驱动或气动驱动。

10.根据权利要求1所述的全自动水泥凝结时间测定装置，其特征在于：所述吸附模块为气爪、电爪、电磁铁、真空吸盘中的一种。