CN115742009B - 一种自动调节稠度的水泥净浆实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动调节稠度的水泥净浆实验装置，包括进水单元、外壳及外壳内的搅拌区、设备墙、设备区和可转动的防尘罩面，进水单元通过进水管连接搅拌区；防尘罩面在搅拌区和设备区之间转动，转动到搅拌区的前面时，用于防止搅拌水泥净浆时的扬尘和飞溅物；所述搅拌区包括升降机构、搅拌器和可拆卸的搅拌锅，升降机构设置在设备墙的正面，升降机构上设有升降平台，升降平台内设有扭力传感器，搅拌锅可拆卸地安装在升降平台上，且搅拌锅的底部接触扭力传感器，用于实时检测水泥净浆搅拌时的扭矩；所述进水管伸入搅拌区内，用于向搅拌锅内加水。

Description

一种自动调节稠度的水泥净浆实验装置

技术领域

本发明属于水泥净浆搅拌技术领域，具体涉及一种自动调节稠度的水泥净浆实验装置。

背景技术

水泥是重要的建筑原料，在国民生产领域占有重要地位。为了满足建筑要求，水泥具有多种衡量指标，其中，标准稠度表示水泥净浆的稀稠程度，是水泥净浆达到标准稠度时用水量与水泥质量之比。水泥净浆中加水太多就变稀，抹涂时易流淌；净浆中加水过少就变稠，抹涂时不易抹平。水泥净浆稠度的测定使用稠度测定仪，常规方法是首先将规定数量水和水泥在水泥净浆搅拌机内按标准规定动作进行搅拌，然后把搅拌好的水泥浆取出，按标准规定来检测水泥浆稠度。如果稠度达不到要求，调整用水量重复以上试验直到合格为止，从而获得本批水泥达到标准稠度时的用水量。然而，这种方法需要反复调整加水量，反复进行测试，耗时耗力，工作量较大。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种自动调节稠度的水泥净浆实验装置，包括进水单元、外壳及外壳内的搅拌区、设备墙、设备区和可转动的防尘罩面，进水单元通过进水管连接搅拌区；防尘罩面在搅拌区和设备区之间转动，转动到搅拌区的前面时，用于防止搅拌水泥净浆时的扬尘和飞溅物；

所述搅拌区包括升降机构、搅拌器和可拆卸的搅拌锅，升降机构设置在设备墙的正面，升降机构上设有升降平台，升降平台内设有扭力传感器，搅拌锅可拆卸地安装在升降平台上，且搅拌锅的底部接触扭力传感器，用于实时检测水泥净浆搅拌时的扭矩；所述进水管伸入搅拌区内，用于向搅拌锅内加水。

本发明所述的自动调节稠度的水泥净浆实验装置，开始实验时，进水单元通过进水管向搅拌锅内按规定速率注入拌合水，搅拌器搅拌锅内的水泥净浆，同时扭矩传感器实时检测注入拌合水过程中的扭矩，扭矩的数值与水泥浆的稠度呈正比关系，标准稠度对应特定的扭矩值。从而，当扭矩达到该特定值后，停止加水，用总水量减去剩余水量即获得标准稠度时的用水量，大大降低了工作强度，提高了工作效率，无需使用稠度测定仪。

可选的，所述外壳的前半部分为半圆柱体，后半部分为长方体，且半圆柱体的侧面空置，露出搅拌区，便于从外壳的前端放置搅拌锅。

可选的，所述设备区设有相互连接的伺服驱动器、伺服电机和第一减速机，第一减速机的转轴处于设备区的顶部，并通过同步带连接传动轮，传动轮依次连接搅拌器的第二减速机和搅拌桨，传动轮和第二减速机处于搅拌区的顶部，实现伺服电机控制搅拌器的转动。

可选的，所述设备墙的背面设有升降电机，升降电机穿过设备墙连接升降机构；升降机构包括两个竖直的丝杆，丝杆连接升降平台的后端，升降电机通过带动丝杆转动，从而控制升降平台的升降。

可选的，所述升降平台的前端设有固定卡圈，固定卡圈用于放置搅拌锅，固定卡圈内设有扭力传感器。实验时，搅拌锅放置在固定卡圈上，并被卡住锅底，当搅拌桨搅拌水泥净浆时，扭力传感器能够实时检测扭矩。

可选的，所述防尘罩面为圆弧形，顶板的下表面对应防尘罩面的位置设有滑槽，该滑槽是圆形的，搅拌区和设备墙均处于该圆形内；

所述防尘罩面的顶部均匀设有若干个滑块，滑块卡接在滑槽内，滑块连接控制器和永磁电机，用于控制防尘罩面的运动。

本发明巧妙设置了搅拌区、设备墙和设备区，搅拌区的前端适应搅拌锅的形状，设计成半圆柱的，节约了空间；搅拌区与设备之间由设备墙分隔，同时设备墙上设置升降机构和升降平台，便于搅拌水泥净浆；设备墙和设备区之间设有可转动的防尘罩面，既能形成搅拌区的前侧面，又能转到设备墙后方，分隔设备区，进一步充分利用了空间，节约了占地。

传统的进水管是一根管子放置在搅拌锅上方，加水精度不高，加水时容易造成物料飞溅，尤其是水流碰到搅拌桨时，飞溅更为严重，影响了扭矩的测量和加水的精度。

本发明还提供一种进水管，可选的，所述进水单元包括流量计和进水管，进水管包括进水总管和若干个进水分管，进水分管为倒L型，包括相互连接的水平管和竖直管，若干个水平管呈辐射状均匀分布并连接进水总管的底部出口，竖直管的底部向外倾斜，用于向搅拌锅内注水；

进水总管的进口通过流量计连接水源，能控制水的注入量。

可选的，所述进水总管为套管结构，即包括内部的芯管和外层的输水套管，芯管和输水套管同心设置，输水套管的内壁通过若干个连接杆与芯管连接，输水套管的底部出口连接若干个水平管；

水源通过水管和流量计连接输水套管，用于向输水套管供水；芯管的顶部连接转动升降电机，使得转动升降电机通过芯管带动输水套管和进水分管升降和/或转动。

可选的，所述竖直管为柔性材质，竖直管面对搅拌锅的侧面设有若干个凹槽，若干个凹槽沿竖直管的高度方向均匀设置，若干个竖直管在同一水平高度均设有所述凹槽，且围成一个圆形；

所述进水管还包括可拆卸的圆形的定位环，定位环用于卡接在同一高度的围成圆形的凹槽内，以固定竖直管的间距，调整定位环的卡接高度，能改变竖直管底端的开合程度。

附图说明

图1为自动调节稠度的水泥净浆实验装置的整体示意图；

图2为外壳的俯视示意图；

图3为进水管的结构示意图；

图4为升降平台的结构示意图。

附图中，1-外壳，2-搅拌区，3-设备墙，4-设备区，5-控制面板，6-升降机构，7-防尘罩面，8-升降平台，9-搅拌锅，10-搅拌桨，11-扭力传感器，12-进水管，13-伺服驱动器，14-伺服电机，15-第一减速机，16-同步带，17-传动轮，18-第二减速机，19-顶板，20-升降电机，21-丝杆，22-第一丝杆架，23-第二丝杆架，24-固定卡圈，25-进水总管，26-进水分管，27-水平管，28-竖直管，29-芯管，30-输水套管，31-凹槽，32-永磁电机。

具体实施方式

本实施例提供一种自动调节稠度的水泥净浆实验装置，如图1-图4所示，包括进水单元、外壳1及外壳1内的搅拌区2、设备墙3、设备区4和可转动的防尘罩面7，进水单元通过进水管12连接搅拌区2；防尘罩面7在搅拌区2和设备区4之间转动，转动到搅拌区2的前面时，用于防止搅拌水泥净浆时的扬尘和飞溅物；

所述搅拌区2包括升降机构6、搅拌器和可拆卸的搅拌锅9，升降机构6设置在设备墙3的正面，升降机构6上设有升降平台8，升降平台8内设有扭力传感器11，搅拌锅9可拆卸地安装在升降平台8上，且搅拌锅9的底部接触扭力传感器11，用于实时检测水泥净浆搅拌时的扭矩；所述进水管12伸入搅拌区2内，用于向搅拌锅9内加水。

可选的，所述外壳1的前半部分为半圆柱体，后半部分为长方体，且半圆柱体的侧面空置，露出搅拌区2，便于从外壳1的前端放置搅拌锅9。

进一步可选的，所述外壳1上设有控制面板5，控制面板5内设有控制器和集成电路，控制器通讯连接搅拌器、进水单元、升降机构6和扭力传感器11，用于控制进水量、搅拌和接收、分析扭矩数据；

外壳1的后端设有可拆卸的后盖，便于维护设备区4的设备，后盖上设有电源线穿孔和散热口，分别用于穿出电源线和设备散热；

外壳1的下方设置若干个橡胶支脚，稳定支撑外壳1。

可选的，所述设备区4设有相互连接的伺服驱动器13、伺服电机14和第一减速机15，第一减速机15的转轴处于设备区4的顶部，并通过同步带16连接传动轮17，传动轮17依次连接搅拌器的第二减速机18和搅拌桨10，传动轮17和第二减速机18处于搅拌区2的顶部，实现伺服电机14控制搅拌器的转动。

永磁电机32设在设备墙6的上方，且电连接控制面板5和防尘罩面7的滑块，用于驱动防尘罩面7沿滑槽移动。

进一步可选的，所述第二减速机18的上方设有顶板19，用于隔离下方的搅拌区2域和上方的传动轮17等设备；所述顶板19延伸至设备墙3，设备墙3穿过顶板19。

可选的，所述设备墙3的背面设有升降电机20，升降电机20穿过设备墙3连接升降机构6；升降机构6包括两个竖直的丝杆21，丝杆21连接升降平台8的后端，升降电机20通过带动丝杆21转动，从而控制升降平台8的升降。

进一步可选的，所述丝杆21的底端固定在长条形的第二丝杆架23上，顶端贯穿第一丝杆架22，且丝杆21能够自由转动；第一丝杆架22和第二丝杆架23均固定在设备墙3的正面，用于支撑丝杆21和升降平台8；升降电机20的头部穿过设备墙3，并连接两个丝杆21的顶端。

可选的，所述升降平台8的前端设有固定卡圈24，固定卡圈24用于放置搅拌锅9，固定卡圈24内设有扭力传感器11。实验时，搅拌锅9放置在固定卡圈24上，并被卡住锅底，当搅拌桨10搅拌水泥净浆时，扭力传感器11能够实时检测扭矩。

扭力传感器11的电源线可以从升降电机20在设备墙3上的贯穿孔处穿出，与升降电机20的电源线，连接设备区4的内置电源，或者沿设备墙3向下，从所述实验装置的底部穿出，连接外部电源。

可选的，所述防尘罩面7为圆弧形，顶板19的下表面对应防尘罩面7的位置设有滑槽，该滑槽是圆形的，搅拌区2和设备墙3均处于该圆形内；

所述防尘罩面7的顶部均匀设有若干个滑块，滑块卡接在滑槽内，滑块连接控制器和永磁电机32，用于控制防尘罩面7的运动；

防尘罩面7沿着滑槽转动，当防尘罩面7转到搅拌区2的前侧面时，整块防尘罩面7能够罩住外壳1的半圆柱体的空置的侧面，防止搅拌作业时扬尘或水泥飞溅到实验装置外部，防尘罩面7优选为玻璃、塑料等透明材质，能够实时观察实验情况；当防尘罩面7转动到设备墙3的背面时，搅拌区2为敞开状态，可以拿取搅拌锅9，防尘罩面7防止粉尘进入设备区4。

可选的，所述进水单元包括流量计和进水管12，进水管12包括进水总管25和若干个进水分管26，进水分管26为倒L型，包括相互连接的水平管27和竖直管28，若干个水平管27呈辐射状均匀分布并连接进水总管25的底部出口，竖直管28的底部向外倾斜，用于向搅拌锅9内注水；

进水总管25的进口通过流量计连接水源，能控制水的注入量。

可选的，所述进水总管25为套管结构，即包括内部的芯管29和外层的输水套管30，芯管29和输水套管30同心设置，输水套管30的内壁通过若干个连接杆与芯管29连接，输水套管30的底部出口连接若干个水平管27；

水源通过水管和流量计连接输水套管30，用于向输水套管30供水；芯管29的顶部连接转动升降电机20，使得转动升降电机20通过芯管29带动输水套管30和进水分管26升降和/或转动。

进一步可选的，若干个水平管27呈辐射状分布形成一个圆形，进水总管25处于圆心位置，该圆形的直径大于第二减速机18或传动轮17或搅拌桨10中较大的一个的直径，使得围成圆形的竖直管28在转动和/或升降时不会触碰第二减速机18、传动轮17和搅拌桨10；

所有竖直管28的底端围成的圆形的直径小于搅拌锅9的锅口直径，使得所有竖直管28能进入搅拌锅9；

外壳1和顶板19上对应竖直管28的位置均设有圆形的镂空缝隙，使得竖直管28能穿过该镂空缝隙进入搅拌区2。

本发明所述的进水管12，多进水分管26进水更为均匀，对搅拌锅9内物料的冲击减少。所述竖直管28依次穿过外壳1和顶板19上的圆形镂空缝隙，伸入搅拌区2，竖直管28围在搅拌桨10周围，搅拌锅9上升到实验要求的位置，搅拌桨10伸入搅拌锅9内部，转动升降电机20调整竖直管28的底端触碰或十分接近搅拌锅9的内壁，且处于水泥料的上方，竖直管28也可以处于搅拌桨10上方，防止触碰搅拌桨10，竖直管28底部的向外倾斜角度可以根据实验要求而调整。进水时，转动升降电机20通过芯管29和输水套管30带动所有进水分管26转动，水流通过倾斜的竖直管28底端流到搅拌锅9的内壁上，并贴壁流下，转动形式可采用向左转半圈/一圈，再向右转半圈/一圈，避免输水套管30连接的水管过度缠绕，而且往返式的贴壁水流形成贴壁水膜，将搅拌锅9内壁上的水泥料冲下。扭矩达到特定值后进水完成，转动升降电机20提升进水管12。

可选的，所述竖直管28为柔性材质，竖直管28面对搅拌锅9的侧面设有若干个凹槽31，若干个凹槽31沿竖直管28的高度方向均匀设置，若干个竖直管28在同一水平高度均设有所述凹槽31，且围成一个圆形；

所述进水管12还包括可拆卸的圆形的定位环，定位环用于卡接在同一高度的围成圆形的凹槽31内，以固定竖直管28的间距，调整定位环的卡接高度，能改变竖直管28底端的开合程度。

可选的，所述搅拌区2的底面为向前端倾斜的，即设备墙3处的底面高于搅拌区2前端的底面；

搅拌区2前端的底面在对应搅拌区2的滑槽的位置设有排水槽，即防尘罩面7转到搅拌区2时，其下方设有排水槽；

排水槽一端高，另一端低，低的一端设有排水孔和排水管，用于排出清洗水；

实验结束后，取下搅拌锅9，利用进水管12对搅拌区2和设备墙3正面进行冲洗，由于搅拌锅9的遮挡，升降平台8没有污物，用配套的盖板遮蔽升降平台8，保护扭矩传感器。根据搅拌区2的污物情况，手动安装定位环，当定位环卡接的凹槽31高度较高时，竖直管28的张开程度增大，清洗范围较大，当定位环卡接的凹槽31高度较低时，竖直管28的张开程度减小，清洗范围变笑。然后进水管12继续进水，并向搅拌区2的底面和防尘罩面7喷水，清洗实验时溅出的水泥浆，清洗水从底面和防尘罩面7流到排水槽内，再由排水孔和排水管排出。

可选的，所述控制器和集成电路通讯连接升降电机20、转动升降电机20、流量计、伺服驱动器13、伺服电机14、第一减速机15、第二减速机18、扭力检测器、防尘罩面7的滑块，按照上述方式控制各个部件工作；还能在控制面板5上设置待机状态、搅拌时间、实验总时间，切换不同的搅拌模式，控制实验的开始和结束。

可选的，所述外壳1上设有急停按钮，急停按钮连接控制器和集成电路，用于在紧急情况下及时停止上述所有部件的运行，保证安全。

本发明所述的搅拌桨10和搅拌锅9符合GB3350.8、JC/T729标准，制备和搅拌水泥净浆的实验符合GB/T1346-2001标准。

Claims (6)

1.一种自动调节稠度的水泥净浆实验装置，其特征在于，包括进水单元、外壳及外壳内的搅拌区、设备墙、设备区和可转动的防尘罩面，进水单元通过进水管连接搅拌区；防尘罩面在搅拌区和设备区之间转动，转动到搅拌区的前面时，用于防止搅拌水泥净浆时的扬尘和飞溅物；当防尘罩面转动到设备墙的背面时，防尘罩面防止粉尘进入设备区；

所述搅拌区包括升降机构、搅拌器和可拆卸的搅拌锅，升降机构设置在设备墙的正面，升降机构上设有升降平台，升降平台内设有扭力传感器，搅拌锅可拆卸地安装在升降平台上，且搅拌锅的底部接触扭力传感器，用于实时检测水泥净浆搅拌时的扭矩；所述进水管伸入搅拌区内，用于向搅拌锅内加水；

所述进水单元包括流量计和进水管，进水管包括进水总管和若干个进水分管，进水分管为倒L型，包括相互连接的水平管和竖直管，若干个水平管呈辐射状均匀分布并连接进水总管的底部出口，竖直管的底部向外倾斜，用于向搅拌锅内注水；

进水总管的进口通过流量计连接水源，能控制水的注入量；

所述进水总管为套管结构，包括内部的芯管和外层的输水套管，芯管和输水套管同心设置，输水套管的内壁通过若干个连接杆与芯管连接，输水套管的底部出口连接若干个水平管；

水源通过水管和流量计连接输水套管，用于向输水套管供水；芯管的顶部连接转动升降电机，使得转动升降电机通过芯管带动输水套管和进水分管升降和/或转动；

进水时，转动升降电机通过芯管和输水套管带动所有进水分管转动，水流通过倾斜的竖直管底端流到搅拌锅的内壁上，并贴壁流下，转动形式采用向左转半圈/一圈，再向右转半圈/一圈，避免输水套管连接的水管过度缠绕，而且往返式的贴壁水流形成贴壁水膜，将搅拌锅内壁上的水泥料冲下；

所述竖直管为柔性材质，竖直管面对搅拌锅的侧面设有若干个凹槽，若干个凹槽沿竖直管的高度方向均匀设置，若干个竖直管在同一水平高度均设有所述凹槽，且围成一个圆形；

所述进水管还包括可拆卸的圆形的定位环，定位环用于卡接在同一高度的围成圆形的凹槽内，以固定竖直管的间距，调整定位环的卡接高度，能改变竖直管底端的开合程度。

2.根据权利要求1所述的自动调节稠度的水泥净浆实验装置，其特征在于，所述外壳的前半部分为半圆柱体，后半部分为长方体，且半圆柱体的侧面空置，露出搅拌区，便于从外壳的前端放置搅拌锅。

3.根据权利要求1所述的自动调节稠度的水泥净浆实验装置，其特征在于，所述设备区设有相互连接的伺服驱动器、伺服电机和第一减速机，第一减速机的转轴处于设备区的顶部，并通过同步带连接传动轮，传动轮依次连接搅拌器的第二减速机和搅拌桨，传动轮和第二减速机处于搅拌区的顶部，实现伺服电机控制搅拌器的转动。

4.根据权利要求1所述的自动调节稠度的水泥净浆实验装置，其特征在于，所述设备墙的背面设有升降电机，升降电机穿过设备墙连接升降机构；升降机构包括两个竖直的丝杆，丝杆连接升降平台的后端，升降电机通过带动丝杆转动，从而控制升降平台的升降。

5.根据权利要求4所述的自动调节稠度的水泥净浆实验装置，其特征在于，所述升降平台的前端设有固定卡圈，固定卡圈用于放置搅拌锅，固定卡圈内设有扭力传感器。

6.根据权利要求1所述的自动调节稠度的水泥净浆实验装置，其特征在于，所述防尘罩面为圆弧形，顶板的下表面对应防尘罩面的位置设有滑槽，该滑槽是圆形的，搅拌区和设备墙均处于该圆形内；

所述防尘罩面的顶部均匀设有若干个滑块，滑块卡接在滑槽内，滑块连接控制器和永磁电机，用于控制防尘罩面的运动。

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