CN109382914A - 一种用于高流动度管道灌浆制备的试验机及试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于高流动度管道灌浆制备的试验机，包括拌锅和变频电机，所述拌锅包括锅体、拌叶和上盖，上盖固定在变频电机的机体上，拌叶固定在变频电机的转轴上，变频电机的机体固定在滑动支架上，滑动支架的一端滑动套接在立柱上，滑动支架的另一端与滑动气缸的气缸杆连接，所述锅体的底部一端与底座铰接，锅体的外侧壁与推动锅体倾倒的翻转气缸的气缸杆连接。本发明试验机经过了4年的不断改造测试，不断的功率及转数的配合优化，才发明出来。虽然机器的结构并不复杂，但拌合叶片的直径及功率及转数的配合，非常适用试验室做压浆材料的各种配合比设计，非常好用。

Description

一种用于高流动度管道灌浆制备的试验机及试验方法
技术领域
本发明涉及一种用于高流动度管道灌浆制备实验室用的试验机及试验方法，属于制浆设备技术领域。
背景技术
由于国家公路行业标准中，《公路桥涵施工技术规程》JTG/T F50-2011中对后张预应力孔道压浆浆液性能指标重新调整标准范围，对流动度的指标提高，国内现行的压浆材料不能满足新的规范要求。申请人从2012年开始进行材料研发，经过两年的研发探索于2014年发明了新的孔道压浆材料及方法，同年申报了国家发明专利，专利于2017年3月6日被国家知识产权局授权，专利名称：一种用于高流动度后张法预应力管道的灌浆材料及制备方法，专利号：ZL201410325628.9。在发明的过程中，遇到最大的难题就是现国内没有实验室的制浆试验机，走访了多家研发中心、高校的试验部门，多数试验检测部门多使用市场上销售的大功率手电钻加搅拌叶片或老式行星式水泥搅拌机进行制浆，这些方式很难满足试验的要求，主要有3点：
1、手电钻一般功率为1000W以内，由于水泥压浆剂比较粘稠靠手电钻的搅拌力根本不够，常出现搅拌不均的现象，影响实验结果；
2、如选购工业大功率手电钻3000W左右的，这种大功率的电钻转速比较低一般都在300转/分钟以内，主要是工业制造钻孔，转数太低，完全不能满足制浆的需要；
3、行星式水泥搅拌机转数慢，达不到规范内规定的拌叶的线速，还有一部份试验部门自己制作大功率制浆机器，造成试验数据及试验结果相差很大，对数据分析带来一定难度。
发明内容
基于上述技术问题，本发明提供一种用于高流动度管道灌浆制备的试验机及试验方法。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种用于高流动度管道灌浆制备的试验机，包括拌锅和变频电机，所述拌锅包括锅体、拌叶和上盖，上盖固定在变频电机的机体上，拌叶固定在变频电机的转轴上，变频电机的机体固定在滑动支架上，滑动支架的一端滑动套接在立柱上，滑动支架的另一端与滑动气缸的气缸杆连接，所述锅体的底部一端与底座铰接，锅体的外侧壁与推动锅体倾倒的翻转气缸的气缸杆连接。
优选的，所述变频电机与控制箱连接，所述滑动气缸和翻转气缸均与气泵连接。
优选的，所述滑动支架的上下两端设置有用以控制滑动支架在上止点与下止点之间移动的限位开关。
优选的，所述拌叶的叶片直径为0.21米，拌叶是由65Mn钢材加工制成的。
优选的，所述锅体的直径为0.28米，高度为0.25米，是由304不锈钢材料加工制成的。
一种高流动度管道灌浆制备的试验方法，采用上述的试验机，具体步骤如下：
a通过滑动气缸控制滑动支架沿立柱向上移动，到达上止点位置，拌叶和上盖脱离锅体，此时向锅体中添加灌浆剂；
b再通过滑动气缸控制滑动支架沿立柱向下移动，到达下止点位置，此时上盖和锅体闭合，拌叶位于锅体内部；
c开动变频电机，变频电机的转轴带动拌叶转动，开始搅拌；先以500转/分钟，拌制30秒，这时的叶片线速是5.5m/s，再以1200转/分钟，拌制60秒，这时的叶片线速是13.2m/s，最后以1800转/分钟，拌制120秒，这时的叶片线速是19.8m/s；
d停止变频电机，再次通过滑动气缸控制滑动支架沿立柱向上移动，到达上止点位置，此时通过控制翻转气缸，将锅体侧向推起，锅体内部拌好的压浆料排出，直接进行实验使用。
步骤a中：所述灌浆剂的添加量为3kg。
本发明的有益技术效果是：
本发明试验机经过了4年的不断改造测试，不断的功率及转数的配合优化，才发明出来。虽然机器的结构并不复杂，但拌合叶片的直径及功率及转数的配合，非常适用试验室做压浆材料的各种配合比设计，非常好用。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明试验机的结构原理示意图；
图2为本发明试验机的正视图；
图3为本发明试验机的侧视图；
图4为本发明试验机中拌锅的结构分解图。
具体实施方式
结合附图，一种用于高流动度管道灌浆制备的试验机，包括拌锅1和变频电机2。所述拌锅1包括锅体101、拌叶102和上盖103，上盖103固定在变频电机2的机体201上，拌叶102固定在变频电机2的转轴202上。变频电机2的机体201固定在滑动支架3上，滑动支架3的一端滑动套接在立柱4上，滑动支架3的另一端与滑动气缸5的气缸杆铰接。所述锅体101的底部一端与底座6铰接，锅体101的外侧壁与推动锅体倾倒的翻转气缸7的气缸杆铰接。所述变频电机与2控制箱8连接，所述滑动气缸5和翻转气缸7均与气泵9连接。
作为对本发明的进一步设计，所述滑动支架3的上下两端设置有用以控制滑动支架在上止点与下止点之间移动的限位开关。
更进一步的，所述拌叶102的叶片直径为0.21米，拌叶是由65Mn钢材加工制成的。所述锅体101的直径为0.28米，高度为0.25米，是由304不锈钢材料加工制成的。
采用上述试验机进行高流动度管道灌浆制备的试验方法，包括以下步骤：
a通过滑动气缸5控制滑动支架3沿立柱4向上移动，到达上止点位置，拌叶102和上盖103脱离锅体101，此时向锅体101中添加灌浆剂，所述灌浆剂的添加量为3kg。
b再通过滑动气缸5控制滑动支架3沿立柱4向下移动，到达下止点位置，此时上盖103和锅体101闭合，拌叶102位于锅体101内部。
c开动变频电机2，变频电机2的转轴202带动拌叶102转动，开始搅拌；先以500转/分钟，拌制30秒，这时的叶片线速是5.5m/s，再以1200转/分钟，拌制60秒，这时的叶片线速是13.2m/s，最后以1800转/分钟，拌制120秒，这时的叶片线速是19.8m/s。
d停止变频电机2，再次通过滑动气缸5控制滑动支架3沿立柱4向上移动，到达上止点位置，此时通过控制翻转气缸7，将锅体101侧向推起，锅体101内部拌好的压浆料排出，直接进行实验使用。
下面对本发明进行补充说明：
本发明试验机中变频电机2选用为2000转/分钟，4KW的功率，控制箱8内安装有变频器设定程序，添加变频调速装置(国家规范内对拌合的叶片有要求，其叶片的线速不宜小于10m/s，最高叶片线速不能超过20m/s)，本发明的叶片直径是0.21米，拌叶材料是65Mn钢材制造。
本发明在控制箱变频调速装置内设定了三个连续运行程序，三个设定好的程序，从启动按钮开始依次执行：1、以500转/分钟，拌制30秒，这时的叶片线速是5.5m/s；2、以1200转/分钟，拌制60秒，这时的叶片线速是13.2m/s；3、以1800转/分钟，拌制120秒，这时的叶片线速是19.8m/s；这个速度非常重要，如果最终达不到这个线速，是拌不出合格的灌浆料的。图4是拌叶及拌缸的尺寸，拌锅直径0.28米，高度0.25米，采用304不锈钢材质制成，国家规范要求一次实验孔道灌浆剂为3kg，这个尺寸正好满足标准。
变频电机2固定在可上下滑动的滑动支架3上，变频电机2与滑动支架3是用螺栓连接在一起的，滑动支架3的上下运动由滑动气缸5完成，滑动气缸5的气源来自外配的气泵。滑动支架3上下设有限位开关，保证上下止点停止。变频电机的下部设有一个拌锅上盖，上盖的作用是防止高速搅拌时，浆料飞溅，上盖固定在变频电机的下方，同变频电机一起上下运动。锅体位于拌叶的下方，锅体下方设有活动连接，拌锅侧部也设有气缸(翻转气缸)，可以快速将拌锅侧向推起，拌锅内部拌好的压浆料侧向推起后可以直接进行试验使用。
由于灌浆干料多数成分都是水泥、减水剂、其他填料，加水量是预先计算得出，非常少，(不是一般情况拌水泥时，可以随意添加水)，而且拌制时间有要求，水泥初拌时由于都是干粉，拌叶阻力很大，必须进行变频，以500转/分钟开始，如果不变频电机根本无法正常启动。
上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于高流动度管道灌浆制备的试验机，其特征在于：包括拌锅和变频电机，所述拌锅包括锅体、拌叶和上盖，上盖固定在变频电机的机体上，拌叶固定在变频电机的转轴上，变频电机的机体固定在滑动支架上，滑动支架的一端滑动套接在立柱上，滑动支架的另一端与滑动气缸的气缸杆连接，所述锅体的底部一端与底座铰接，锅体的外侧壁与推动锅体倾倒的翻转气缸的气缸杆连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于高流动度管道灌浆制备的试验机，其特征在于：所述变频电机与控制箱连接，所述滑动气缸和翻转气缸均与气泵连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于高流动度管道灌浆制备的试验机，其特征在于：所述滑动支架的上下两端设置有用以控制滑动支架在上止点与下止点之间移动的限位开关。
4.根据权利要求1所述的一种用于高流动度管道灌浆制备的试验机，其特征在于：所述拌叶的叶片直径为0.21米，拌叶是由65Mn钢材加工制成的。
5.根据权利要求1所述的一种用于高流动度管道灌浆制备的试验机，其特征在于：所述锅体的直径为0.28米，高度为0.25米，是由304不锈钢材料加工制成的。
6.一种高流动度管道灌浆制备的试验方法，采用如权利要求1-5中任一权利要求所述的试验机，其特征在于步骤如下：
a通过滑动气缸控制滑动支架沿立柱向上移动，到达上止点位置，拌叶和上盖脱离锅体，此时向锅体中添加灌浆剂；
b再通过滑动气缸控制滑动支架沿立柱向下移动，到达下止点位置，此时上盖和锅体闭合，拌叶位于锅体内部；
c开动变频电机，变频电机的转轴带动拌叶转动，开始搅拌；先以500转/分钟，拌制30秒，这时的叶片线速是5.5m/s，再以1200转/分钟，拌制60秒，这时的叶片线速是13.2m/s，最后以1800转/分钟，拌制120秒，这时的叶片线速是19.8m/s；
d停止变频电机，再次通过滑动气缸控制滑动支架沿立柱向上移动，到达上止点位置，此时通过控制翻转气缸，将锅体侧向推起，锅体内部拌好的压浆料排出，直接进行实验使用。
7.根据权利要求6所述的一种高流动度管道灌浆制备的试验方法，其特征在于，步骤a中：所述灌浆剂的添加量为3kg。
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FR2616169A1 (fr) * 1987-06-03 1988-12-09 Boehm Patrick Procede de transport et d'application de materiaux granuleux humides de faible densite ne presentant pas d'ecoulement naturel et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede
CN201349984Y (zh) * 2008-12-30 2009-11-25 周林斌 一种多功能烤锅
CN201641548U (zh) * 2010-04-13 2010-11-24 何烈胜 搅拌锅
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