CN108686918B - 一种自动筛土装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及筛土装置的技术领域，公开了一种自动筛土装置，包括套筒筛网机构，与所述套筒筛网机构相连的驱动机构、进土滑槽和出土机构，所述套筒筛网机构包括同轴套装的多层套筒筛网，每层所述套筒筛网均能够在所述驱动机构的作用下绕轴向中心线独立旋转，所述进土滑槽延伸至最内层的套筒筛网内部，所述出土机构用于承载完成筛土作业的土。本发明公开了一种基于上文所述的自动筛土装置的系统。本发明利用电动机的正反转带动套筒筛网的正转和反转，再结合第一压力传感器、第二压力传感器检测对应套筒筛网内部的土的重量变化，判断是否筛土充分，从而实现自动筛土和自动出土，整个过程操作简便，便于推广。

Description

一种自动筛土装置及其系统

技术领域

本发明属于筛土装置的技术领域，具体涉及一种自动筛土装置及其系统。

背景技术

随着城市基础设施行业的快速发展，基坑以及地铁隧道等地下工程向着更大规模建设，其结构安全及稳定性能要求越来越高，因此，对土的性质开展实验研究是很有必要的。筛土是土工实验一个很重要的环节。目前很多实验室的筛土工作以人工筛土，反复筛选为主，大大增加了实验人员的劳动强度，而且产生的灰尘对实验人员的健康以及实验室环境均产生不利影响。另外不同级配颗粒的土在筛选过程中由于筛土不充分，不可避免会造成土的质量损失。还有一些筛土装置，由于不能连续自动筛土，造成筛土效率较低，因此急需一种新型的能够连续自动筛土的装置来降低实验人员的劳动强度，有效提高工作效率，保证土的成品质量。

发明内容

本发明提供一种自动筛土装置，解决了现有人工筛土效率低、增加实验人员的劳动强度、对其健康及实验室环境产生污染等问题。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种自动筛土装置，包括套筒筛网机构，与所述套筒筛网机构相连的驱动机构、进土滑槽和出土机构，所述套筒筛网机构包括同轴套装的多层套筒筛网，每层所述套筒筛网均能够在所述驱动机构的作用下绕轴向中心线独立旋转，所述进土滑槽延伸至最内层的套筒筛网内部，所述出土机构用于承载完成筛土作业的土。

进一步，每层所述套筒筛网均呈水平设置，一端开口，一端封闭，侧壁的内表面设置有短板，所述短板从开口端呈螺旋状延伸至封闭端，侧壁上均匀设置有多个筛孔，所述筛孔采用通孔结构，并且从内层套筒筛网向外层套筒筛网的孔径逐渐减小，最外层套筒筛网的侧壁不设置筛孔，

所述封闭端的中心均设置有通孔，所述通孔内设置有轴承，圆杆从封闭端贯穿每层套筒筛网的轴承延伸至开口端的外部，所述轴承的内径与圆杆的外径采用间隙配合，外径与通孔的内径采用过盈配合，所述圆杆与每层轴承相接触的部位均开设凹槽，所述凹槽内部设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器用于检测对应套筒筛网内部靠近封闭端的土的重量，所述圆杆的两端与支撑机构相连。

进一步，所述套筒筛网的轴截面呈六边形结构，所述开口端的内壁沿周向开设有环形凹槽，所述环形凹槽内部设置有环形橡胶皮带。

进一步，所述最外层套筒筛网的外面同轴套装有防尘套筒，所述防尘套筒一端开口，一端封闭，所述封闭端的底部中心设置有螺纹通孔，靠近所述封闭端的圆杆一端贯穿所述螺纹通孔，且设置有与所述螺纹通孔配合的外螺纹，所述防尘套筒的侧壁与支撑机构相连。

进一步，所述支撑机构包括支撑座和支撑杆，所述支撑座与防尘套筒的侧壁活动相连，所述支撑杆设置有两个，分别为圆杆的端部能够拆卸地相连。

进一步，所述驱动机构包括多个电动机，所述电动机与套筒筛网呈一一对应设置，输出轴与橡胶轮传动机构相连，所述橡胶轮传动机构包括橡胶轮，所述橡胶轮与套筒筛网的内壁之间设置有传动面。

进一步，多个所述电动机固定在支撑板上，每个所述电动机的输出轴均穿过固定板上对应的方孔与橡胶轮的中心轴水平相连，每个所述方孔的底面上均设置有第二压力传感器，所述第二压力传感器的检测端与电动机的输出轴相接触，所述第二压力传感器用于检测对应套筒筛网内部靠近开口端的土的重量，所述支撑板和固定板平行设置，且均与伸缩杆相连，

所述伸缩杆收缩，橡胶轮与套筒筛网的内壁相脱离；所述伸缩杆伸长，橡胶轮与套筒筛网的内壁相接触。

进一步，所述出土机构包括多个接土盒，所述接土盒通过出土滑槽与套筒筛网一一对应设置，所述出土滑槽从对应套筒筛网的开口端的外边缘延伸至接土盒的内边缘，多个所述接土盒从上到下活动地设置在接土架上，所述接土架与接土盒相接触的部位均设置有第三压力传感器，所述第三压力传感器用于检测对应接土盒内部的土的重量。

进一步，还包括箱体，所述箱体的底部与支撑座、接土架和靠近套筒筛网的开口端的支撑杆相连，与靠近套筒筛网的封闭端的支撑杆能够旋转地相连，正对接土架的侧面设置有出土口，正对进土滑槽的侧面设置有进土口，所述进土口与进土滑槽相连，设置有进土口的侧面还设置有显示屏、电源开关和报警器，所述显示屏用于显示每层套筒筛网内部的土的重量和当前工作状态，正对套筒筛网的封闭端的侧面设置有拆装口，所述拆装口用于套筒筛网机构和防尘套筒的进出。

一种基于上文所述的自动筛土装置的控制系统，包括控制器，所述控制器与检测模块、驱动模块、显示器、报警模块和电源相连，所述检测模块包括与套筒筛网一一对应设置的第一压力传感器、第二压力传感器和与接土盒一一对应设置的第三压力传感器，所述第一压力传感器用于检测对应套筒筛网内部靠近封闭端的土的重量，第二压力传感器用于检测对应套筒筛网内部靠近开口端的土的重量，第三压力传感器用于检测对应接土盒内部的土的重量，驱动模块包括与套筒筛网一一对应设置的电动机，所述电动机用于控制对应套筒筛网的正转和反转，报警模块包括与接土盒一一对应设置的报警器，

所述控制器用于接收每层套筒筛网对应的第一压力传感器和第二压力传感器的检测数据，将所述检测数据进行处理后，与对应的设定阈值作比较，控制对应电动机的正转或者反转，并传输到显示器显示出来，接收每个接土盒对应的第三压力传感器的检测数据，将所述检测数据与对应的设定阈值作比较，控制对应的报警器工作，并传输到显示器显示出来。

本发明有益的技术效果在于：

通过在每层套筒筛网内壁设置螺旋状的短板，利用电动机的正反转带动套筒筛网的正转和反转，再结合第一压力传感器、第二压力传感器检测对应套筒筛网内部的土的重量变化，判断是否筛土充分，从而实现自动筛土和自动出土，同时，防尘套筒与套筒筛网机构和支撑机构是活动相连，并且在箱体正对套筒筛网的封闭端的侧面设置有拆卸口，可以方便进行整个套筒筛网的拆卸、安装和清洗，另外，借助显示屏和报警器，可以实时监测筛土情况，实现出土提醒，整个过程操作简便，结构简单，设置合理，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明的总体示意图；

图2为本发明的套筒筛网的轴向剖面示意图；

图3为本发明的图1中标识A部分的圆杆与轴套的连接部位的剖面示意图；

图4为本发明的电动机输出轴、固定板和第二压力传感器的结构示意图；

图5为本发明的箱体的一个侧面的结构示意图；

图6为本发明的箱体的另一个侧面的结构示意图

其中，1-套筒筛网、101-侧壁、102-短板、103-筛孔、104-通孔、105-环形凹槽、2-轴承、3-圆杆、301-凹槽、4-第一压力传感器、5-防尘套筒、6-环形橡胶皮带、7-支撑座、8-支撑杆、9-电动机、10-橡胶轮、11-支撑板、12-固定板、13-第二压力传感器、14-伸缩杆、15-接土盒、16-出土滑槽、17-接土架、18-第三压力传感器、19-箱体、20-出土口、21-进土滑槽、22-进土口、23-显示屏、24-电源开关、25-报警器、26-拆装口，27-固定销。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

参照附图1，本发明提供了一种自动筛土装置，包括套筒筛网机构，与该套筒筛网机构相连的驱动机构、进土滑槽21和出土机构，该套筒筛网机构包括同轴套装的多层套筒筛网1，每层套筒筛网1均能够在在驱动机构的作用下绕轴向中心线独立旋转，该进土滑槽21延伸至最内层的套筒筛网1内部，用于将土运输进入最内层的套筒筛网1，开始筛土作业，该出土机构用于承载套筒筛网1内部完成筛土作业的土。

参照附图2和3，该套筒筛网机构的每层套筒筛网1均呈水平设置，一端开口，一端封闭，侧壁101的内表面设置有短板102，该短板102从开口端呈螺旋状延伸至封闭端，侧壁101上均匀设置有多个筛孔103，该筛孔103采用通孔结构，并且从内层套筒筛网1向外层套筒筛网1的孔径逐渐减小，最外层套筒筛网1的侧壁不设置筛孔，该封闭端的中心均设置有通孔104，该通孔104内设置有轴承2，圆杆3从封闭端贯穿每层套筒筛网1的轴承2延伸至开口端的外部，该轴承2的内径与圆杆3的外径采用间隙配合，外径与通孔104的内径采用过盈配合，该圆杆3与每层轴承2相接触的部位均开设凹槽301，该凹槽301内部设置有第一压力传感器4，该第一压力传感器4用于检测对应套筒筛网1内部靠近封闭端的土的重量，该圆杆3的两端与支撑机构相连。该套筒筛网1的轴截面呈六边形结构，在开口端的内壁沿周向开设有环形凹槽105，该环形凹槽105内部设置有环形橡胶皮带6。该套筒筛网1的封闭端和开口端的内径大小可以设置一样，也可以不一样，其轴截面的六变形结构的中间两点可以设置在中央，也可以设置离开口端近，具体根据实际情况而定。

在最外层套筒筛网1的外面同轴套装有防尘套筒5，该防尘套筒5一端开口，一端封闭，在封闭端的底部中心设置有螺纹通孔，靠近封闭端的圆杆3一端贯穿该螺纹通孔，且设置有与该螺纹通孔配合的外螺纹，该防尘套筒5的侧壁与支撑机构相连。

该支撑机构包括支撑座7和支撑杆8，该支撑座7与防尘套筒5的侧壁活动相连，可以将支撑座7做成和防尘套筒5的侧壁相配合的凹槽。该支撑杆8设置有两个，分别为圆杆3的端部能够拆卸地相连，可以在支撑杆8的端部设置与圆杆3相配合的圆孔压具，该圆孔压具包括上下两部分，通过螺栓将两者与圆杆3装配在一起，也可以通过其他机构实现拆卸。

该驱动机构包括多个电动机9，该电动机9与套筒筛网1呈一一对应设置，输出轴与橡胶轮传动机构相连，该橡胶轮传动机构包括橡胶轮10，该橡胶轮10与套筒筛网1的内壁之间设置有传动面，如该传动面可存在于橡胶轮10与环形橡胶皮带6之间，该传动面为粗燥的接触面，使橡胶轮10和传动面能够产生足够的摩擦力，这样，通过电动机9带动橡胶轮10，利用摩擦作用，由于套筒筛网1封闭端的中心均设置有轴承2，从而带动套筒筛网1绕轴向中心线转动。当然，该橡胶轮传动机构也可以采用齿轮传动机构，通过在套筒筛网1开口段的内壁或者外壁沿周向均匀设置锯齿，利用电动机9带动与小齿轮，通过小齿轮与锯齿的啮合也可以带动套筒筛网1转动。

如图4所示，多个电动机9固定在支撑板11上，每个电动机9的输出轴均穿过固定板12上对应的方孔与橡胶轮10的中心轴水平相连，每个方孔的底面上均设置有第二压力传感器13，该第二压力传感器13的检测端与电动机9的输出轴相接触，该第二压力传感器13用于检测对应套筒筛网1内部靠近开口端的土的重量，该支撑板11和固定板12平行设置，且均与伸缩杆14相连，当伸缩杆14收缩，橡胶轮10与环形橡胶皮带6相脱离；当伸缩杆14伸长，橡胶轮10与环形橡胶皮带6相接触。

该出土机构包括与多个接土盒15，该接土盒15通过出土滑槽16与套筒筛网1一一对应设置，该出土滑槽16从对应套筒筛网1的开口端的外边缘延伸至接土盒15的内边缘，多个接土盒15从上到下活动地设置在接土架17上，在接土架17与接土盒15相接触的部位均设置有第三压力传感器18，该第三压力传感器18用于检测对应接触盒15内部的土的重量。

如图1、5和6所示，本发明的自动筛土装置还包括箱体19，该箱体19的底部与支撑座7、接土架17和靠近套筒筛网1的开口端的支撑杆8相连，与靠近套筒筛网1的封闭端的支撑杆8能够旋转地相连，可以通过在在箱体19底部设置带销孔的底座，支撑杆8也对应设置有销孔，通过固定销27将两者连接起来，固定销27与销孔采用螺纹配合。也可以通过其他旋转机构实现。正对接土架17的侧面设置有出土口20，正对进土滑槽21的侧面设置有进土口22，该进土口22与进土滑槽21相连，设置有进土口22的侧面还设置有显示屏23、电源开关24和报警器25，该显示屏23用于显示每层套筒筛网1内部的土的重量和当前工作状态，该箱体19正对套筒筛网1的封闭端设置有拆装口26，该拆装口26用于套筒筛网机构和防尘套筒5的进出，为了操作方便，进土口22和出土口20可以不设置在同一侧面。

一种基于上文所述的自动筛土装置的控制系统，包括控制器，该控制器与检测模块、驱动模块、显示器、报警模块和电源相连，该检测模块包括与套筒筛网一一对应设置的第一压力传感器、第二压力传感器和与接土盒一一对应设置的第三压力传感器，该第一压力传感器用于检测对应套筒筛网内部靠近封闭端的土的重量，第二压力传感器用于检测对应套筒筛网内部靠近开口端的土的重量，第三压力传感器用于检测对应接土盒内部的土的重量，驱动模块包括与套筒筛网一一对应设置的电动机，该电动机用于控制对应套筒筛网的正转和反转，报警模块包括与接土盒一一对应设置的报警器。该控制器用于接收每层套筒筛网对应的第一压力传感器和第二压力传感器的检测数据，将每层套筒筛网的检测数据进行求和处理后，与对应的设定阈值作比较，控制对应电动机的正转或者反转，并传输到显示器显示出来，接收每个接土盒对应的第三压力传感器的检测数据，将检测数据与对应的设定阈值作比较，控制对应的报警器工作，并传输到显示器显示出来。

本发明的自动筛土装置的工作原理如下：

首先，通过进土口22利用进土滑槽21，将待筛土送入最内层套筒筛网1内部，然后，打开电源开关24，与套筒筛网1一一对应设置的电动机9通过橡胶轮传动机构带动对应的套筒筛网1转动，由于套筒筛网1的侧壁布满筛孔103，并且筛孔103的孔径右内层套筒筛网1到外层套筒筛网1逐渐变小，内部的土就会逐渐被筛出到相邻的套筒筛网1内部，并且套筒筛网的内壁1设置有螺旋状的短板102，在套筒筛网1转动的时候，就会带动土在套筒筛网1内部移动，更有利于筛土均匀，一旦，某层套筒筛网1对应的第一压力传感器4、第二压力传感器13的检测数据达到设定阈值，说明该层套筒筛网1内部的土已经筛土充分，可以进行出土，然后，控制器控制对应的电动机9进行反转，借助螺旋状的短板102将内部的土通过对应的出土滑槽16送入对应的接土盒15内，重复上述过程，直至对应的第三压力传感器18检测数据达到设定阈值，对应的报警器25响起，最后，操作人员打开出土口20，将接土盒15拿出，完成出土。

为了便于对套筒筛网机构进行清洗，本发明的自动筛土装置还设置有拆装口26，当需要清洗时，首先，打开该拆装口26，旋松支撑杆8端部的圆孔压具的螺栓，将圆杆3与支撑杆8松开，然后，旋松与拆装口26靠近的支撑杆8底部的固定销27，拿掉固定销2，将该支撑杆8放倒，再通过伸缩杆14将橡胶轮10脱离环形橡胶皮带，此时，就可以将套筒筛网机构连带防尘套筒5一起从拆装口26拿出进行清洁工作。

本发明利用电动机的正反转带动套筒筛网的正转和反转，再结合第一压力传感器、第二压力传感器检测对应套筒筛网内部的土的重量变化，判断是否筛土充分，通过在每层套筒筛网内壁设置螺旋状的短板，从而实现自动筛土和自动出土，同时，借助显示屏，可以实时监测筛土情况，利用第三压力传感器和报警器，实现出土提醒，另外，还设置有拆装口，可以将套筒筛网机构连同防尘套筒一起从箱体拿出，进行清洗，本发明的自动筛土装置的操作过程简便，结构简单，设置合理，便于推广应用。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种自动筛土装置，其特征在于：包括套筒筛网机构，与所述套筒筛网机构相连的驱动机构、进土滑槽和出土机构，所述套筒筛网机构包括同轴套装的多层套筒筛网，每层所述套筒筛网均能够在所述驱动机构的作用下绕轴向中心线独立旋转，所述进土滑槽延伸至最内层的套筒筛网内部，所述出土机构用于承载完成筛土作业的土，

每层所述套筒筛网均呈水平设置，一端开口，一端封闭，侧壁的内表面设置有短板，所述短板从开口端呈螺旋状延伸至封闭端，侧壁上均匀设置有多个筛孔，所述筛孔采用通孔结构，并且从内层套筒筛网向外层套筒筛网的孔径逐渐减小，最外层套筒筛网的侧壁不设置筛孔，

所述封闭端的中心均设置有通孔，所述通孔内设置有轴承，圆杆从封闭端贯穿每层套筒筛网的轴承延伸至开口端的外部，所述轴承的内径与圆杆的外径采用间隙配合，外径与通孔的内径采用过盈配合，所述圆杆与每层轴承相接触的部位均开设凹槽，所述凹槽内部设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器用于检测对应套筒筛网内部靠近封闭端的土的重量，所述圆杆的两端与支撑机构相连，

所述驱动机构包括多个电动机，所述电动机与套筒筛网呈一一对应设置，输出轴与橡胶轮传动机构相连，所述橡胶轮传动机构包括橡胶轮，所述橡胶轮与套筒筛网的内壁之间设置有传动面，

多个所述电动机固定在支撑板上，每个所述电动机的输出轴均穿过固定板上对应的方孔与橡胶轮的中心轴水平相连，每个所述方孔的底面上均设置有第二压力传感器，所述第二压力传感器的检测端与电动机的输出轴相接触，所述第二压力传感器用于检测对应套筒筛网内部靠近开口端的土的重量，所述支撑板和固定板平行设置，且均与伸缩杆相连，

所述伸缩杆收缩，橡胶轮与套筒筛网的内壁相脱离；所述伸缩杆伸长，橡胶轮与套筒筛网的内壁相接触。

2.根据权利要求1所述的自动筛土装置，其特征在于：所述套筒筛网的轴截面呈六边形结构，所述开口端的内壁沿周向开设有环形凹槽，所述环形凹槽内部设置有环形橡胶皮带。

3.根据权利要求1所述的自动筛土装置，其特征在于：所述最外层套筒筛网的外面同轴套装有防尘套筒，所述防尘套筒一端开口，一端封闭，所述封闭端的底部中心设置有螺纹通孔，靠近所述封闭端的圆杆一端贯穿所述螺纹通孔，且设置有与所述螺纹通孔配合的外螺纹，所述防尘套筒的侧壁与支撑机构相连。

4.根据权利要求3所述的自动筛土装置，其特征在于：所述支撑机构包括支撑座和支撑杆，所述支撑座与防尘套筒的侧壁活动相连，所述支撑杆设置有两个，分别为圆杆的端部能够拆卸地相连。

5.根据权利要求1所述的自动筛土装置，其特征在于：所述出土机构包括多个接土盒，所述接土盒通过出土滑槽与套筒筛网一一对应设置，所述出土滑槽从对应套筒筛网的开口端的外边缘延伸至接土盒的内边缘，多个所述接土盒从上到下活动地设置在接土架上，所述接土架与接土盒相接触的部位均设置有第三压力传感器，所述第三压力传感器用于检测对应接土盒内部的土的重量。

6.根据权利要求1-5之一所述的自动筛土装置，其特征在于：还包括箱体，所述箱体的底部与支撑座、接土架和靠近套筒筛网的开口端的支撑杆相连，与靠近套筒筛网的封闭端的支撑杆能够旋转地相连，正对接土架的侧面设置有出土口，正对进土滑槽的侧面设置有进土口，所述进土口与进土滑槽相连，设置有进土口的侧面还设置有显示屏、电源开关和报警器，所述显示屏用于显示每层套筒筛网内部的土的重量和当前工作状态，正对套筒筛网的封闭端的侧面设置有拆装口，所述拆装口用于套筒筛网机构和防尘套筒的进出。

7.一种基于权利要求1所述的自动筛土装置的控制系统，其特征在于：包括控制器，所述控制器与检测模块、驱动模块、显示器、报警模块和电源相连，所述检测模块包括与套筒筛网一一对应设置的第一压力传感器、第二压力传感器和与接土盒一一对应设置的第三压力传感器，所述第一压力传感器用于检测对应套筒筛网内部靠近封闭端的土的重量，第二压力传感器用于检测对应套筒筛网内部靠近开口端的土的重量，第三压力传感器用于检测对应接土盒内部的土的重量，驱动模块包括与套筒筛网一一对应设置的电动机，所述电动机用于控制对应套筒筛网的正转和反转，报警模块包括与接土盒一一对应设置的报警器，

所述控制器用于接收每层套筒筛网对应的第一压力传感器和第二压力传感器的检测数据，将所述检测数据进行处理后，与对应的设定阈值作比较，控制对应电动机的正转或者反转，并传输到显示器显示出来，接收每个接土盒对应的第三压力传感器的检测数据，将所述检测数据与对应的设定阈值作比较，控制对应的报警器工作，并传输到显示器显示出来。

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