CN108709829B - 一种耐火浇注料泵送施工性检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于耐火材料技术领域，公开了一种耐火浇注料泵送施工性检测装置，包括：容置桶、重棒、拉绳、拉绳支架、夹绳结构、位移测量结构、计时定时结构以及测量控制结构；重棒悬置在容置桶上方，且重棒的顶端与拉绳相连，拉绳通过拉绳支架支撑拉紧重棒；夹绳结构固定在拉绳支架上，用于自动压紧或者释放拉绳；位移检测结构与测量控制结构相连，监测重棒的竖向位移并将竖向位移传给测量控制结构；计时定时结构与测量控制结构相连，并向测量控制结构发送计时开始信号和计时结束信号；测量控制结构与夹绳结构相连，基于计时开始信号和计时结束信号控制夹绳结构的自动压紧或者释放拉绳的动作。本发明提供一种可靠的耐火浇注料泵送施工性检测装置。

Description

一种耐火浇注料泵送施工性检测装置

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，特别涉及一种耐火浇注料泵送施工性检测装置。

背景技术

耐火浇注料是由耐火骨料和粉料、结合剂加入适当的液体调配后的一种浆体。一般可采用捣打、喷涂、涂抹、投射、压入等施工方式，而喷涂、投射、压入的施工基本都需要用到泵机进行泵送，因此，浇注料的泵送施工性，也就是在适当的泵送压力下，顺畅的通过一定直径的泵送管道输送到施工体的难易程度是决定其使用性能的关键因素。

在泵机压力、管径和施工体几何形状确定的前提下，浇注料的泵送性越好，越容易完成施工；泵送性越差，完成施工越困难甚至无法完成。目前，主要通过挤压法和落球法估算耐火材料的泵送性。

其中，挤压法是人工抓一把浇注料并用力握紧拳头，使料从手指缝中流出，根据手中残留物的状态判断泵送施工性。该方法简单易行，但是全凭经验，可靠性较差；特别是针对两种均可泵送料的泵送性差异时无法得出可靠的结论。落球法是将钢球从距浇注料表面定高度的地方下落，测量钢球自接触料面到被完全淹没所需要的时间。该方法提出了浇注料适合泵送的标准，即落球时间小于3秒，且操作简单，比挤压法更适合作为一种标准化测量方法。但是，在落球时间较短时，测量误差较大，主要原因在于人的反应和状态判断时间，当小球在小于1秒的时间内瞬间淹没在料中时，光凭人脑和手的配合是无法准确计时的，误差率甚至可达到100％。

发明内容

本发明提供一种耐火浇注料泵送施工性检测装置，解决现有技术中耐火浇注料泵送施工性可靠性差，误差率高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐火浇注料泵送施工性检测装置，包括：容置桶、重棒、拉绳、拉绳支架、夹绳结构、位移测量结构、计时定时结构以及测量控制结构；

所述重棒悬置在所述容置桶上方，且所述重棒的顶端与所述拉绳相连，所述拉绳通过所述拉绳支架支撑拉紧所述重棒；

所述夹绳结构固定在所述拉绳支架上，用于自动压紧或者释放所述拉绳；

所述位移检测结构与所述测量控制结构相连，监测所述重棒的竖向位移并将所述竖向位移传给所述测量控制结构；

所述计时定时结构与所述测量控制结构相连，实现定时以及倒计时并向所述测量控制结构发送计时开始信号和计时结束信号；

所述测量控制结构与所述夹绳结构相连，基于所述计时开始信号和所述计时结束信号控制所述夹绳结构的自动压紧或者释放所述拉绳的动作；

其中，其中，设定检测时间的计时定时结构执行倒计时操作，向测量控制结构发送倒计时开始信号驱动测量控制结构控制夹绳结构动作释放拉绳，从而将重棒释放，在重力作用下陷入容置桶盛载的耐火浇注料中；

位移测量结构实时监测重棒的陷入深度并回传给测量控制结构计算得到具体下降深度值；

直到倒计时结束，测量控制结构控制夹绳结构夹紧拉绳，拉紧重棒并基于最后的位移测量结构的最终检测值得到下降深度，用以表征耐火材料的泵送施工性。

进一步地，所述位移测量结构包括：卷筒以及旋转编码器；

所述卷筒通过卷筒支架固定在所述拉绳支架上，所述拉绳绕过所述卷筒拉紧所述重棒；

所述旋转编码器与所述卷筒的转轴相连，测量卷筒的转动圈数；

所述测量控制结构与所述旋转编码器相连，获取所述转动圈数并计算出所述拉绳的位移。

进一步地，所述拉绳的中段卷绕在所述卷筒上，所述拉绳的尾段设置在所述夹绳结构内。

进一步地，所述拉绳在所述卷筒上的卷绕圈数为1～3圈。

进一步地，所述计时定时结构包括：定时器；

所述定时器与所述测量控制结构相连，用于执行倒计时并向所述测量控制结构发送所述倒计时开始信号和所述计时结束信号。

进一步地，所述夹绳结构包括：夹绳器；

所述夹绳器设置在所述拉绳支架上，所述拉绳设置在所述夹绳器的夹持区域，用于实现所述拉绳的压紧或者释放。

进一步地，所述夹绳结构包括：第一驱动气缸、第一夹持板、第二驱动气缸以及第二夹持板；

所述第一驱动气缸固定在所述拉绳支架上，所述第一夹持板固定在所述第一驱动气缸的活塞杆顶端；

所述第二驱动气缸固定在所述拉绳支架上，所述第二夹持板固定在所述第二驱动气缸的活塞杆顶端；

其中，所述第一夹持板和所述第二夹持板正对设置，所述拉绳设置在两者之间；

在所述第一驱动气缸和所述第二驱动气缸的驱动下，所述第一夹持板和所述第二夹持板相对靠近或者远离，压紧或者释放所述拉绳。

进一步地，所述检测装置还包括：支撑滚轮；

所述支撑滚轮设置在所述拉绳支架上，且所述支撑滚轮高度与所述卷筒高度一致；

所述拉绳通过所述卷筒和所述支撑滚轮支撑；

所述夹绳结构设置在所述卷筒和所述支撑滚轮之间。

进一步地，所述装置还包括：重棒限位架；

所述重棒限位架包括：限位环圈、竖向支杆以及基座；

所述限位环圈通过所述竖向支杆固定在所述基座上；

所述重棒设置在所述限位环圈内，限制径向摆幅；

所述容置桶搁置在所述基座上，位于所述限位环圈的正下方。

进一步地，所述基座上设置与所述容置桶底端配合的限位凹槽，保持所述容置桶位于所述限位环圈的正下方。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的耐火浇注料泵送施工性检测装置，通过计时定时结构设定检测时间，即通过执行倒计时操作向测量控制结构发送倒计时开始信号驱动测量控制结构控制夹绳结构动作释放拉绳，从而将拉升牵引的重棒释放，在重力作用下陷入容置桶盛载的耐火浇注料中；同时位移测量结构实时监测重棒的陷入深度并回传给测量控制结构计算得到具体下降深度值，直到倒计时结束，测量控制结构控制夹绳结构夹紧拉绳，拉紧重棒并基于最后的位移测量结构的最终检测值得到下降深度，用以表征耐火材料的泵送施工性，实现精确可靠的量化测量和性能表征；基于自动化的测量过程，效率高且数据可靠。

附图说明

图1为本发明提供的耐火浇注料泵送施工性检测装置结构示意图；

图2为本发明提供的夹绳结构的结构示意图；

图3为本发明提供的第一夹持板的结构示意图；

图4为本发明提供的控制结构图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种耐火浇注料泵送施工性检测装置，解决现有技术中耐火浇注料泵送施工性可靠性差，误差率高的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，一种耐火浇注料泵送施工性检测装置，包括：容置桶2、重棒6、拉绳7、拉绳支架11、夹绳结构9、位移测量结构、计时定时结构以及测量控制结构。

具体来说，在执行检测准备阶段，完成上述设备装配布置时，所述重棒6悬置在填充有待测的耐火浇注料12的容置桶2上方，且所述重棒6的顶端与所述拉绳7相连，所述拉绳7通过所述拉绳支架11支撑拉紧所述重棒6，使得重棒6的底端面与耐火浇注料12的上端面接触即可，从而保证重棒的下降零点为耐火浇注料12的上端面，保证检测数据的精度。

所述夹绳结构9固定在所述拉绳支架11上，用于自动压紧或者释放所述拉绳7；也就是说，以所述拉绳支架11作为操作支点，通过拉绳7将重棒6悬吊在容置桶2上方；同时将拉绳的尾段嵌于所述夹绳结构9的夹持区域内，实现拉绳7的压紧和释放，也就是重棒6的拉紧和释放，实现重棒6陷入耐火浇注料12的操作。

所述重棒6的下端设置成半球面，形成良好的接触性能，便于下落。

另一方面，参见图4，所述计时定时结构与所述测量控制结构相连，实现定时以及倒计时并向所述测量控制结构发送计时开始信号和计时结束信号；也就是说，在定时完成，开始倒计时后，向所述测量控制结构发送计时开始信号，所述测量控制结构发接收后，驱动所述夹绳结构9动作，释放拉绳7，重棒6自然下落，开始陷入到耐火浇注料12中；当倒计时结束后，向所述测量控制结构发送计时结束信号，所述测量控制结构发接收后，驱动所述夹绳结构9动作，夹紧拉绳7，重棒6停止下落；完成检测的操作过程。

所述位移检测结构与所述测量控制结构相连，监测所述重棒6的竖向位移并将所述竖向位移传给所述测量控制结构；也就是说，在重棒6下落过程中，所述位移检测结构同步检测所述重棒6的下落距离，当重棒6停止下落后，即可得到最终的下落距离，也就是重棒6陷入到耐火浇注料12的长度，用以表征泵送施工性。

值得说明的是，所述测量结构可采用PLC可编程控制器实现数据计算和自动控制操作。为了便于数据获取，可在所述PLC可编程控制器上连接一个显示屏，用于显示测得重棒6的下落距离。

或者，在所述旋转编码器10上单片机芯片和显示屏，用于基于卷筒圈数计算下落距离，并显示出来。PLC可编程控制器用于信号处理和自动控制操作。

所述测量控制结构与所述夹绳结构9相连，基于所述计时开始信号和所述计时结束信号控制所述夹绳结构的自动压紧或者释放所述拉绳的动作；也就是说，所述夹绳结构9作为自动执行结构实现了高效的自动控制，相对于人工操作，可靠性高，误差率更低。

一般来说，所述位移测量结构包括：卷筒8以及旋转编码器10；所述卷筒8通过卷筒支架固定在所述拉绳支架11上，所述拉绳7绕过所述卷筒8拉紧所述重棒6；通常，所述卷筒支架伸出所述拉绳支架11外，避免接触摩擦或者阻挡，影响重棒6和拉绳7的移动。

所述旋转编码器10与所述卷筒8的转轴相连，测量卷筒的转动圈数；所述测量控制结构与所述旋转编码器相连，获取所述转动圈数并计算出所述拉绳的位移。即在拉绳7移动时，所述卷筒8也跟随转动，相应的旋转编码器10实时检测其转动的圈数，并反馈给测量控制结构计算出量化的距离值，作为重棒6的下落距离。

一般来说，为了保证拉绳7与卷筒8的移动幅度一致，所述拉绳7卷绕在卷筒8上；通常，为了避免过大的摩擦影响拉绳7，影响重棒6的自然下落，卷绕的圈数限制在1～3圈。

通常，所述拉绳7的中段卷绕在所述卷筒8上，所述拉绳7的尾段设置在所述夹绳结构9内，相应的拉绳7的头端与重棒6相连。

进一步地，所述计时定时结构包括：定时器；所述定时器与所述测量控制结构相连，用于执行倒计时并向所述测量控制结构发送所述倒计时开始信号和所述计时结束信号。

本实施例中采用的定时器为独立的电子定时器件，可执行定时操作以及倒计时操作，当开始定时和结束定时后能够输出触发信号给所述测量控制结构。触发信号可以是脉冲信号或者电平信号，作为测量控制结构执行夹绳结构9的驱动控制信号。值得说明的是，定时器可选择由定时芯片以及与之相连输入键盘和显示屏构成主体结构；定时芯片可采用555定时集成电路；当然也可以是其他的定时电路或者器件。

当然，定时器也可以采用测量控制结构的内置集成定时模块，或者就是测量控制结构的定时程序。

进一步地，所述夹绳结构9包括：夹绳器；所述夹绳器设置在所述拉绳支架11上，所述拉绳7设置在所述夹绳器的夹持区域，用于实现所述拉绳的压紧或者释放；采用成型的夹绳器作为执行主体。

或者参见图2，所述夹绳结构还可以是包括：第一驱动气缸91、第一夹持板93、第二驱动气缸92以及第二夹持板94的组合结构。

具体来说，所述第一驱动气缸91固定在所述拉绳支架11上，所述第一夹持板93固定在所述第一驱动气缸91的活塞杆顶端；所述第二驱动气缸92固定在所述拉绳支架11上，所述第二夹持板94固定在所述第二驱动气缸92的活塞杆顶端。

其中，所述第一夹持板93和所述第二夹持板94正对设置，所述拉绳7设置在两者之间；也就是所述第一夹持板93和所述第二夹持板94的板面正对设置，并留有间隙，用于容纳拉绳7。

在所述第一驱动气缸91和所述第二驱动气缸92的驱动下，所述第一夹持板93和所述第二夹持板94相对靠近或者远离，压紧或者释放所述拉绳7。

一般来说，所述第一夹持板93和所述第二夹持板94的下沿设置滑块，并在所述拉绳支架11上设置与所述滑块匹配的滑轨，所述滑块嵌于所述滑轨上，所述第一夹持板93和所述第二夹持板94沿所述滑轨移动，能够限制所述第一夹持板93和所述第二夹持板94的摆幅，保证加紧效果。

所述拉绳支架11采用一操作平台以及固定在其下部的支撑腿，所述卷筒支架以及所述第一驱动气缸91和所述第二驱动气缸92固定在所述操作平台上；所述滑轨采用C型滑槽，所述滑块嵌于所述滑槽内。

参见图3，所述第一夹持板93的夹持面上可设置防滑垫95，用于提升摩擦力，避免拉绳7滑动。还可以在防滑垫上设置与拉绳7外形匹配的凹槽96，从而增大接触面积，进一步提升压紧质量。

所述第二夹持板94可设置与所述第一夹持板93相同的结构，此处不再详述。

进一步地，所述检测装置还包括：支撑滚轮13；所述支撑滚轮13设置在所述拉绳支架11上，确切地说可设置在所述操作平台上，且所述支撑滚轮13高度与所述卷筒8高度一致；从而保证拉绳7能够平滑等高的通过所述夹绳结构9，保证夹紧状态的质量，避免计时结束后，拉绳7能够立即压紧。

所述拉绳7通过所述卷筒8和所述支撑滚轮13支撑；所述夹绳结构9设置在所述卷筒和所述支撑滚轮13之间，从而保证拉绳7在所述夹绳结构9中的姿态，保证夹紧质量。

进一步地，所述装置还包括：重棒限位架；所述重棒限位架包括：限位环圈4、竖向支杆3以及基座1；所述限位环圈4通过所述竖向支杆3固定在所述基座1上；所述重棒6设置在所述限位环圈4内，限制径向摆幅；所述容置桶2搁置在所述基座1上，位于所述限位环圈4的正下方。

一般来说，所述限位环圈4下方还可设置第二限位环圈5，进一步降低径向摆幅。

进一步地，所述基座1上设置与所述容置桶2底端配合的限位凹槽，保持所述容置桶2位于所述限位环圈4的正下方。

值得说明的是，所述的浇注料测量时间可按不同的耐材种类和结合剂种类进行设定，具体范围如下表所示：

时间(s)	铝质	硅质	镁质
				水泥结合	3-7	5-8	5-10
化学结合	5-10	5-10	7-12
				有机结合	10-15	12-15	15-20

另一方面，所述容置桶2尺寸设置为：直径≥80mm，高度260～300mm，材质一般为非金属材质，所装入的料面高度为240～280mm。

本实施例还提供以下具体实施方案。

1、已知施工所用泵机油压为18MPa，管径为32mm，施工体几何形状为宽100mm，深1m的狭缝，目前需要配制一种适用于该施工条件的镁质有机结合浇注料。

2、首先把结合剂定为树脂，然后根据不同镁砂颗粒粒度级配变化和树脂量的变化配制了12组镁质浇注料，每组重量均为2.5kg。依次把浇注料2放入直径80mm的杯子1，料面高度约240mm。

3、在定时器上输入适用于镁质有机结合类浇注料的测量时间，这里定为15s。而后开始倒计时开始，重棒6开始下落，卷筒8滚动，重棒6开始在耐火浇注料12里下沉，倒计时结束时，夹紧拉绳7，重棒6停止下沉，记下此时显示屏显示的数字。

4、12组配料对应的12个数字，即每组配料的泵送值，即下落距离见下表，

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
												44	101	14	107	138	155	99	66	166	137	80	53

5、根据实际泵送的测试，发现第1、3、12组的料流动十分困难，无法泵送；而第6、9组的料出现了分层和偏析，会产生堵管，也无法泵送。即表中第2、4、5、7、8、10、11组配料是属于可泵送浇注料，因此可推断出满足该工况下的浇注料泵送值范围大致为60—150mm。当然，该范围还可以进一步精细化，取决于实验样本的数量。

6、在满足泵送值60～150mm的浇注料中，泵送值越大，泵送压力越小，但泵送值并非越大越好，因为泵送值大的浇注料同时可能强度较低。因此，可在实验室对浇注料的配方进行反复调整，以达到施工性和强度的统一。而每次调整配方的浇注料只需要进行本发明提供的泵送性测试方法，让其满足泵送值范围即可，无需再次进行实际泵送测试，大大减轻了劳动强度。

7、在实验室配出了施工性和强度统一较好的浇注料后，在运用于现场施工前，由于施工环境、原料差异等因素影响，有可能测得泵送值和实验室并不完全一致，此时可适当调整结合剂量使其满足实验室泵送值范围即可施工，方便易行。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的耐火浇注料泵送施工性检测装置，通过计时定时结构设定检测时间，即通过执行倒计时操作向测量控制结构发送倒计时开始信号驱动测量控制结构控制夹绳结构动作释放拉绳，从而将拉升牵引的重棒释放，在重力作用下陷入容置桶盛载的耐火浇注料中；同时位移测量结构实时监测重棒的陷入深度并回传给测量控制结构计算得到具体下降深度值，直到倒计时结束，测量控制结构控制夹绳结构夹紧拉绳，拉紧重棒并基于最后的位移测量结构的最终检测值得到下降深度，用以表征耐火材料的泵送施工性，实现精确可靠的量化测量和性能表征；基于自动化的测量过程，效率高且数据可靠。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种耐火浇注料泵送施工性检测装置，其特征在于，包括：容置桶、重棒、拉绳、拉绳支架、夹绳结构、位移测量结构、计时定时结构以及测量控制结构；

所述重棒悬置在所述容置桶上方，且所述重棒的顶端与所述拉绳相连，所述拉绳通过所述拉绳支架支撑拉紧所述重棒；

所述夹绳结构固定在所述拉绳支架上，用于自动压紧或者释放所述拉绳；

所述位移检测结构与所述测量控制结构相连，监测所述重棒的竖向位移并将所述竖向位移传给所述测量控制结构；

所述计时定时结构与所述测量控制结构相连，实现定时以及倒计时并向所述测量控制结构发送计时开始信号和计时结束信号；

所述测量控制结构与所述夹绳结构相连，基于所述计时开始信号和所述计时结束信号控制所述夹绳结构的自动压紧或者释放所述拉绳的动作；

其中，设定检测时间的计时定时结构执行倒计时操作，向测量控制结构发送倒计时开始信号驱动测量控制结构控制夹绳结构动作释放拉绳，从而将重棒释放，在重力作用下陷入容置桶盛载的耐火浇注料中；

位移测量结构实时监测重棒的陷入深度并回传给测量控制结构计算得到具体下降深度值；

直到倒计时结束，测量控制结构控制夹绳结构夹紧拉绳，拉紧重棒并基于最后的位移测量结构的最终检测值得到下降深度，用以表征耐火材料的泵送施工性；

所述位移测量结构包括：卷筒以及旋转编码器；

所述卷筒通过卷筒支架固定在所述拉绳支架上，所述拉绳绕过所述卷筒拉紧所述重棒；

所述旋转编码器与所述卷筒的转轴相连，测量卷筒的转动圈数；

所述测量控制结构与所述旋转编码器相连，获取所述转动圈数并计算出所述拉绳的位移；

所述拉绳的中段卷绕在所述卷筒上，所述拉绳的尾段设置在所述夹绳结构内；

所述拉绳在所述卷筒上的卷绕圈数为1～3圈；

所述计时定时结构包括：定时器；

所述定时器与所述测量控制结构相连，用于执行倒计时并向所述测量控制结构发送所述倒计时开始信号和所述计时结束信号；

所述夹绳结构包括：夹绳器；

所述夹绳器设置在所述拉绳支架上，所述拉绳设置在所述夹绳器的夹持区域，用于实现所述拉绳的压紧或者释放；

所述夹绳结构包括：第一驱动气缸、第一夹持板、第二驱动气缸以及第二夹持板；

所述第一驱动气缸固定在所述拉绳支架上，所述第一夹持板固定在所述第一驱动气缸的活塞杆顶端；

所述第二驱动气缸固定在所述拉绳支架上，所述第二夹持板固定在所述第二驱动气缸的活塞杆顶端；

其中，所述第一夹持板和所述第二夹持板正对设置，所述拉绳设置在两者之间；

在所述第一驱动气缸和所述第二驱动气缸的驱动下，所述第一夹持板和所述第二夹持板相对靠近或者远离，压紧或者释放所述拉绳；

所述检测装置还包括：支撑滚轮；

所述支撑滚轮设置在所述拉绳支架上，且所述支撑滚轮高度与所述卷筒高度一致；

所述拉绳通过所述卷筒和所述支撑滚轮支撑；

所述夹绳结构设置在所述卷筒和所述支撑滚轮之间；

所述装置还包括：重棒限位架；

所述重棒限位架包括：限位环圈、竖向支杆以及基座；

所述限位环圈通过所述竖向支杆固定在所述基座上；

所述重棒设置在所述限位环圈内，限制径向摆幅；

所述容置桶搁置在所述基座上，位于所述限位环圈的正下方；

所述基座上设置与所述容置桶底端配合的限位凹槽，保持所述容置桶位于所述限位环圈的正下方。

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