CN116990184A - 一种机制砂含粉量检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机制砂含粉量检测方法及装置，所述方法是将固定规格机制砂样品加热烘干，冷却至室温后测量重量为m0，然后加水浸泡后，淋水清洗机制砂样品，随后经过浸水清洗，加热烘干，冷却至室温后测量其重量m1，经计算得到机制砂含粉量。所述装置包括机架，清洗仓、置料筒、右夹具、左夹具、喷头、减速器、电机、重量传感器、进气扇、加热器、水气两用泵、三通电磁阀、温度传感器、水位传感器、泄水阀、卡盘。本发明具有操作简单，高效稳定，检测结果精确的优点，尤其可广泛用于工程项目机制砂质量检测中含粉量的检测。
Description
技术领域
本发明属于砂石骨料质量检测技术领域，具体涉及一种机制砂含粉量检测方法及装置。
背景技术
随着我国工程建设的快速发展，机制砂已成为工程建设用砂市场的主力，其质量要求也逐步提高。由于制作工艺、加工设备及原料的不同，机制砂质量难以保证，为保证其质量符合标准，定时检测机制砂质量并进行调整，成为控制机制砂质量的必然步骤。
含粉量是机制砂的一项重要质量参数，会影响建设中混泥土的强度。根据《建设用砂》（GB/T14684-2022）中规定，除砂浆用砂的石粉含量不做限制外，其余三类机制砂石粉含量随亚甲蓝值的不同都有相应要求，但含粉量最大不能超过15%。中国专利（CN210136151U）公开了一种机制砂质量检测设备，通过吸尘器将机制砂中粉尘吸走测量，得到机制砂含粉量，此方法在分离沙粉过程中无法保证粉尘完全分离，对于呈块状及附着于石料表面的粉尘分离能力较差，最终导致测量结果精度较低。而人工采用水洗过滤法检测机制砂，因测量步骤限制及测量时间较长，测量效率较低。此外，人为操作产生误差，导致测量结果不精确。针对以上问题，研发一种机制砂含粉量检测方法及装置是非常必要的。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种机制砂含粉量检测方法。
本发明的第二目的在于提供一种实现机制砂含粉量检测方法的装置。
本发明的第一目的是这样实现的，包括将固定规格机制砂样品加热烘干，冷却至室温后测量重量为m0，然后加水浸泡后，淋水清洗机制砂样品，随后经过浸水清洗，加热烘干，冷却至室温后测量其重量m1，按以下公式进行计算，
，Qn为机制砂含粉量。
优选地，粒径小于4.75mm机制砂样品的最小取样质量为m0≥1.5kg。
本发明的第二目的是这样实现的，包括机架，清洗仓、置料筒、右夹具、左夹具、喷头、减速器、电机、重量传感器、进气扇、加热器、水气两用泵、三通电磁阀、温度传感器、水位传感器、泄水阀、卡盘，所述的机架为方柱框架结构，所述的清洗仓设于机架内，所述的置料筒侧面沿周向设有若干个敞口，所述的置料筒横向置于清洗仓内，置料筒两端筒口之内壁均为内螺纹结构，锥台边缘设有外螺纹，置料筒两端分别通过内外螺纹结构与锥台可拆卸连接，锥台外面均设有凹槽，所述的置料筒内设有外筛筒，外筛筒内设有内筛筒，外筛筒两端的内螺纹口分别与对应的锥台的内面外螺纹台之间通过内外螺纹结构可拆卸连接，内筛筒两端的内螺纹口分别与对应的锥台的内面外螺纹台之间通过内外螺纹结构可拆卸连接，所述的右夹具、左夹具前端均设有卡盘，右夹具的卡盘嵌入置料筒右端锥台的凹槽中，右夹具轴部尾端穿过清洗仓，与机架内固设的轴承座转动连接，左夹具的卡盘嵌入置料筒左端锥台的凹槽中，左夹具轴部尾端穿过清洗仓，通过联轴器与减速器连接，减速器与电机连接，电机设于机架内，所述的清洗仓顶部一侧设有进风口，另一侧设有出风口，进风口与出风口之间的清洗仓顶部布设有喷头，喷头与供水管连接，所述的重量传感器设于机架之下，所述的加热器设于机架底部左边之后部，加热器相对的机架上设有进气扇，所述的水气两用泵设于机架内底部左边，水气两用泵进端通过管道与三通电磁阀连接，三通电磁阀分别连接有水管以及气管，水气两用泵出端通过管道与喷头连接，所述的温度传感器设于清洗仓内的底部，所述的水位传感器设于清洗仓内的上部，所述的清洗仓底部泄水口设有泄水阀。
其中，重量传感器测得的重量数据为经过去皮后的样品实际重量值，即已经提前减去设备重量。
优选地，所述的清洗仓设有密封门，在确保密封的同时，通过密封门可对清洗仓内部进行维护。
优选地，所述的右夹具的轴部为伸缩可调式套管结构，伸缩套管在解除固定后，可调节轴部长度，例如回缩，使得右夹具的卡盘能够与置料筒右端锥台分离，进而将置料筒取下。
优选地，所述的卡盘为带骨的伞面状结构，锥台凹槽的形状与卡盘相同；使得卡盘与凹槽之间能够稳固卡住。
优选地，所述的内筛筒网孔径为1.18mm，内网筒可以将较重机制砂样品分离出来，外筛筒网孔径为0.075mm，外筛筒用于过滤石粉，置料筒侧面相邻的两敞口之间为条状横板。
优选地，所述的外筛筒、内筛筒侧面分别对应设置有筒门，且筒门与置料筒3侧面敞口相对应；在装取样品时，可打开筒门进行装取。
优选地，烘干温度为100~110℃，烘干时置料筒旋转转速为10~20r/min，浸泡时间为24h，淋洗时置料筒旋转转速为20~30r/min，喷头淋洗的水流量为1~2L/min，淋洗时间为20~30min，喷头喷射角为120°。
优选地，浸泡时置料筒转动，旋转转速为10~20r/min，共浸泡清洗共3次，每次8~14min，浸泡清洗完毕后，通过水气两用泵向管道通入空气，排出管道残余水。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明方法采用淋洗及浸洗方法，使粉尘与石骨料分离更彻底，检测结果准确；
2、本发明装置过程机械自动化，提高了检测效率；此外将筛筒作为盛放机制砂样品及清洗机制砂样品的容器，使得机制砂样品在清洗过程中同步进行过滤，有效避免了机制砂样品转移过程中样品缺失，减小误差，检测结果更精确；本发明具有操作简单，高效稳定，检测结果精确的优点，有一定的应用价值和现实意义。
附图说明
图1为本发明装置的正视结构示意图；
图2为本发明装置的侧视结构示意图；
图3为本发明装置的俯视结构示意图；
图4为内、外筛筒拆卸后的结构示意图；
图5为锥台内面的结构示意图
图中：1-机架，2-清洗仓，3-置料筒，4-右夹具，5-左夹具，6-喷头，7减速器，8-喷头，9-减速器，10-电机，11-重量传感器，12-进气扇，13-加热器，14-水气两用泵，15-三通电磁阀，16-温度传感器，17-水位传感器，18-泄水阀，19-卡盘，20-外筛筒，21-内筛筒，22-锥台。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例机制砂含粉量检测方法是将4.75mm粒径的机制砂样品加热烘干，冷却至室温后测量重量为m0=1.6kg，然后加水浸泡8min后，淋水清洗机制砂样品，随后经过浸水清洗，加热烘干，冷却至室温后测量其重量m1=1.52kg，按以下公式进行计算，
，经计算机制砂含粉量Qn=5%。
实施例2
如附图1~图5所示，本实施例实现机制砂含粉量检测方法的装置包括机架1，清洗仓2、置料筒3、右夹具4、左夹具5、喷头8、减速器9、电机10、重量传感器11、进气扇12、加热器13、水气两用泵14、三通电磁阀15、温度传感器16、水位传感器17、泄水阀18、卡盘19，所述的机架1为方柱框架结构，所述的清洗仓2设于机架1内，所述的置料筒3侧面沿周向设有若干个敞口，所述的置料筒3横向置于清洗仓2内，置料筒3两端筒口之内壁均为内螺纹结构，锥台22边缘设有外螺纹，置料筒3两端分别通过内外螺纹结构与锥台22可拆卸连接，锥台22外面均设有凹槽，所述的置料筒3内设有外筛筒20，外筛筒20内设有内筛筒21，外筛筒20两端的内螺纹口分别与对应的锥台22的内面外螺纹台之间通过内外螺纹结构可拆卸连接，内筛筒21两端的内螺纹口分别与对应的锥台22的内面外螺纹台之间通过内外螺纹结构可拆卸连接，所述的右夹具4、左夹具5前端均设有卡盘19，右夹具4的卡盘19嵌入置料筒3右端锥台22的凹槽中，右夹具4轴部尾端穿过清洗仓2，与机架1内固设的轴承座转动连接，左夹具5的卡盘19嵌入置料筒3左端锥台22的凹槽中，左夹具5轴部尾端穿过清洗仓2，通过联轴器与减速器9连接，减速器9与电机10连接，电机10设于机架1内，所述的清洗仓2顶部一侧设有进风口6，另一侧设有出风口7，进风口6与出风口7之间的清洗仓2顶部布设有喷头8，喷头8与供水管连接，所述的重量传感器11设于机架1之下，所述的加热器13设于机架1底部左边之后部，加热器13相对的机架1上设有进气扇12，所述的水气两用泵14设于机架1内底部左边，水气两用泵14进端通过管道与三通电磁阀15连接，三通电磁阀15分别连接有水管以及气管，水气两用泵14出端通过管道与喷头8连接，所述的温度传感器16设于清洗仓2内的底部，所述的水位传感器17设于清洗仓2内的上部，所述的清洗仓2底部泄水口设有泄水阀18；所述的清洗仓2设有密封门；外筛筒20网孔径为0.075mm，内筛筒21孔径为1.18mm，置料筒3侧面相邻的两敞口之间为条状横板；
使用时，烘干温度为105℃，烘干时置料筒3旋转转速为10r/min，其中当3min内重量恒定，烘干结束；后续测得机制砂样品质量m0=625.4g；浸泡时浸泡时间为24h，淋洗时置料筒3旋转转速为20r/min，喷头8淋洗的水流量为1L/min，淋洗时间为20min，喷头8喷射角为120°；浸泡时置料筒3转动，旋转转速为10r/min，共浸泡清洗共3次，每次8min，浸泡清洗完毕后，通过水气两用泵14向管道通入空气，排出管道残余水；再经烘干、冷却、测量，得m1=569.3g，得出机制砂样品含粉量Qn=8.96％；取自同一份机制砂样品，按常规方法人工实验，所测含粉量为Qn=8.49％。
实施例3
本实施例实现机制砂含粉量检测方法的装置是在实施例2的基础上，其中卡盘19为带骨的伞面状结构，锥台22凹槽的形状与卡盘19相同；
使用时，烘干温度为110℃，烘干时置料筒3旋转转速为20r /min，其中当5min内重量恒定，烘干结束；后续测得机制砂样品质量m0=587.9g；浸泡时浸泡时间为24h，淋洗时置料筒3旋转转速为30r /min，喷头8淋洗的水流量为2L/min，淋洗时间为30min，喷头8喷射角为120°；浸泡时置料筒3转动，旋转转速为20r/min，共浸泡清洗共3次，每次14min，浸泡清洗完毕后，通过水气两用泵14向管道通入空气，排出管道残余水；再经烘干、冷却、测量，得m1=533.6g，得出机制砂样品含粉量Qn=9.23％；取自同一份机制砂样品，按常规方法人工实验，所测含粉量为Qn=8.68％。
实施例4
本实施例实现机制砂含粉量检测方法的装置是在实施例3的基础上，其中右夹具4的轴部为伸缩可调式套管结构，伸缩可调式套管结构具体选用本领域技术人员熟知的套管结构，其由两根管套接而成，管之间通过螺栓固定；通过伸缩可调式套管结构将右夹具4的轴部回缩后，即卡盘19离开右端锥台22凹槽，使得置料筒3直接可以取下；
使用时，烘干温度为105℃，烘干时置料筒3旋转转速为10r /min，其中当3min内重量恒定，烘干结束；后续测得机制砂样品质量m0=534.3g；浸泡时浸泡时间为24h，淋洗时置料筒3旋转转速为20r /min，喷头8淋洗的水流量为1L/min，淋洗时间为20min，喷头8喷射角为120°；浸泡时置料筒3转动，旋转转速为10r/min，共浸泡清洗共3次，每次8min，浸泡清洗完毕后，通过水气两用泵14向管道通入空气，排出管道残余水；再经烘干、冷却、测量，得m1=489.9g，得出机制砂样品含粉量Qn=8.31％；取自同一份机制砂样品，按常规方法人工实验，所测含粉量为Qn=8.12％。
实施例5
本实施例实现机制砂含粉量检测方法的装置是在实施例3的基础上，其中外筛筒20、内筛筒21侧面分别对应设置有筒门，且筒门与置料筒3侧面敞口相对应；通过打开筒门，取放样品。
使用时，烘干温度为110℃，烘干时置料筒3旋转转速为20r /min，其中当5min内重量恒定，烘干结束；后续测得机制砂样品质量m0=477.1g；浸泡时浸泡时间为24h，淋洗时置料筒3旋转转速为30r /min，喷头8淋洗的水流量为1L/min，淋洗时间为30min，喷头8喷射角为120°；浸泡时置料筒3转动，旋转转速为20r/min，共浸泡清洗共3次，每次14min，浸泡清洗完毕后，通过水气两用泵14向管道通入空气，排出管道残余水；再经烘干、冷却、测量，得m1=440.8g，得出机制砂样品含粉量Qn=7.61％；取自同一份机制砂样品，按常规方法人工实验，所测含粉量为Qn=7.33％。
实施例6
本实施例使用实施例5的实现机制砂含粉量检测方法的装置。使用模拟样品进行实验，样品由人工清洗烘干好的机制砂样品500g以及筛分好的粉尘40g、纯水10g混匀；本装置使用时，烘干温度为105℃，烘干时置料筒3旋转转速为20r /min，其中当4min内重量恒定，烘干结束；后续测得机制砂样品质量m0=540.8g；浸泡时浸泡时间为24h，淋洗时置料筒3旋转转速为25r /min，喷头8淋洗的水流量为1L/min，淋洗时间为25min，喷头8喷射角为120°；浸泡时置料筒3转动，旋转转速为15r/min，共浸泡清洗共3次，每次10min，浸泡清洗完毕后，通过水气两用泵14向管道通入空气，排出管道残余水；再经烘干、冷却、测量，得m1=500.6g，得出机制砂样品含粉量Qn=7.43％；取自同一份机制砂样品，按常规方法人工实验，所测含粉量为Qn=7.15％。
本发明装置的工作原理和工作过程：将机制砂样品装入内筛筒21中；将内筛筒21、外筛筒20以及置料筒3依次与锥台22安装；再将置料筒3装入右夹具4、左夹具5之间，使卡盘19卡入锥台22凹槽中；电机10带动置料筒3以旋转，进气扇12向加热器13吹入空气，空气经加热后对机制砂样品进行烘干，温度传感器16用于监测清洗舱2内的温度，重量传感器11检测重量（即测量设备去皮后的样品重量），当一段时间内重量恒定，烘干结束；关闭电机10，机制砂样品冷却至室温，然后利用重量传感器11再次测量样品重量，经过计算得出机制砂样品重量m0；
水气两用泵14将经过三通电磁阀15的清水加压后通过管道进入喷头8，喷头8向清洗舱2内注入清水，待水位至水位传感器17位置，停止注水，浸泡机制砂样品一段时间，然后打开泄水阀18排水；
电机10带动置料筒3旋转，喷头8喷水淋洗机制砂样品，喷头8淋洗过程确保冲走粉屑；关闭泄水阀18，喷头8再次向清洗舱2内注入清水，待水位传感器17检测到水位到达预定位置时，停止进水；电机10带动置料筒3旋转，浸水清洗机制砂样品；双层筛网筒可以将较重机制砂样品分离，留在内筛筒21中，外筛筒20用于过滤石粉；将水排出，烘干和测量重量，得m1，经计算得机制砂含粉量Qn。
Claims (10)
1.一种机制砂含粉量检测方法，其特征在于将固定规格机制砂样品加热烘干，冷却至室温后测量重量为m0，然后加水浸泡后，淋水清洗机制砂样品，随后经过浸水清洗，加热烘干，冷却至室温后测量其重量m1，按以下公式进行计算，
，Qn为机制砂含粉量。
2.根据权利要求1所述的机制砂含粉量检测方法，其特征在于粒径小于4.75mm机制砂样品的最小取样质量为m0≥1.5kg。
3.一种实现根据权利要求1~2任一所述的机制砂含粉量检测方法的装置，其特征在于包括机架（1），清洗仓（2）、置料筒（3）、右夹具（4）、左夹具（5）、喷头（8）、减速器（9）、电机（10）、重量传感器（11）、进气扇（12）、加热器（13）、水气两用泵（14）、三通电磁阀（15）、温度传感器（16）、水位传感器（17）、泄水阀（18）、卡盘（19），所述的机架（1）为方柱框架结构，所述的清洗仓（2）设于机架（1）内，所述的置料筒（3）侧面沿周向设有若干个敞口，所述的置料筒（3）横向置于清洗仓（2）内，置料筒（3）两端筒口之内壁均为内螺纹结构，锥台（22）边缘设有外螺纹，置料筒（3）两端分别通过内外螺纹结构与锥台（22）可拆卸连接，锥台（22）外面均设有凹槽，所述的置料筒（3）内设有外筛筒（20），外筛筒（20）内设有内筛筒（21），外筛筒（20）两端的内螺纹口分别与对应的锥台（22）的内面外螺纹台之间通过内外螺纹结构可拆卸连接，内筛筒（21）两端的内螺纹口分别与对应的锥台（22）的内面外螺纹台之间通过内外螺纹结构可拆卸连接，所述的右夹具（4）、左夹具（5）前端均设有卡盘（19），右夹具（4）的卡盘（19）嵌入置料筒（3）右端锥台（22）的凹槽中，右夹具（4）轴部尾端穿过清洗仓（2），与机架（1）内固设的轴承座转动连接，左夹具（5）的卡盘（19）嵌入置料筒（3）左端锥台（22）的凹槽中，左夹具（5）轴部尾端穿过清洗仓（2），通过联轴器与减速器（9）连接，减速器（9）与电机（10）连接，电机（10）设于机架（1）内，所述的清洗仓（2）顶部一侧设有进风口（6），另一侧设有出风口（7），进风口（6）与出风口（7）之间的清洗仓（2）顶部布设有喷头（8），喷头（8）与供水管连接，所述的重量传感器（11）设于机架（1）之下，所述的加热器（13）设于机架（1）底部左边之后部，加热器（13）相对的机架（1）上设有进气扇（12），所述的水气两用泵（14）设于机架（1）内底部左边，水气两用泵（14）进端通过管道与三通电磁阀（15）连接，三通电磁阀（15）分别连接有水管以及气管，水气两用泵（14）出端通过管道与喷头（8）连接，所述的温度传感器（16）设于清洗仓（2）内的底部，所述的水位传感器（17）设于清洗仓（2）内的上部，所述的清洗仓（2）底部泄水口设有泄水阀（18）。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的清洗仓（2）设有密封门。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的右夹具（4）的轴部为伸缩可调式套管结构。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的卡盘（19）为带骨的伞面状结构，锥台（22）凹槽的形状与卡盘（19）相同。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的外筛筒（20）网孔径为0.075mm，内筛筒（21）孔径为1.18mm，置料筒（3）侧面相邻的两敞口之间为条状横板。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述的外筛筒（20）、内筛筒（21）侧面分别对应设置有筒门，且筒门与置料筒（3）侧面敞口相对应。
9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于烘干温度为100~110℃，烘干时置料筒（3）旋转转速为10~20r/min，浸泡时间为24h，淋洗时置料筒（3）旋转转速为20~30r/min，喷头（8）淋洗的水流量为1~2L/min，淋洗时间为20~30min，喷头（8）喷射角为120°。
10.根据权利要求3所述的装置，其特征在于浸泡时置料筒（3）转动，旋转转速为10~20r/min，共浸泡清洗共3次，每次8~14min，浸泡清洗完毕后，通过水气两用泵（14）向管道通入空气，排出管道残余水。
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