CN118032550A - 一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，包括底板、搅拌机、盛样筒、试模仓和击实机构等部分，所述底板上端的一侧设置有搅拌机，所述搅拌机下端的四角通过支柱与底板固定连接，所述底板上端的另一侧设置有击实机构；电控排料阀，其安装在所述搅拌机的下端，所述电控排料阀的下方设置有试模移动座；液压缸，其安装在所述击实机构后端的下方，所述液压缸的输出端贯穿并延伸至击实机构的内部。本发明通过设置电控排料阀、液压缸、计量阀、电加热器等组件，可极大地缩短实验周期，快速、高质量地完成马歇尔试件的成型实验。
Description
技术领域
本发明涉及实验室仪器技术领域，具体为一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪。
背景技术
沥青混合料是一种温敏性极强的黏性材料，因此，温度对其技术性能的影响十分敏感且显著。当前，我国沥青混合料配合比设计通常以马歇尔试验作为基础性试验，马歇尔试验分为两个部分：试件制作和稳定度试验，前者的成型质量直接影响着后者的准确性，没有优质的试件，便没有稳定可靠的力学试验数据。因此，控制试件成型质量是非常重要的环节。
目前，交通、市政等工程领域的实验室马歇尔制作是多个独立设备作业，通过人工下料、干燥箱加热保温、沥青混合料搅拌机、马歇尔击实仪等制作，但受天气、试验环境、人为因素、多次加热等影响，马歇尔试件成型质量往往无法得到有效保证。同时，沥青混合料配合比设计往往是以预估油石比为中值，按一定间隔，取5个或5个以上不同的油石比分别成型马歇尔试件，粒径较大时，需要增加试件数量，连续不间断作业，试验人员疲劳状态下的试验会导致沥青混合料试件性能差异较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，以解决沥青混合料试件制作质量的差异性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，包括底板，所述底板上端的一侧设置有搅拌机，所述搅拌机下端的四角通过支柱与底板固定连接，所述底板上端的另一侧设置有击实机构；
还包括：
电控排料阀，其安装在所述搅拌机的下端，所述电控排料阀的下方设置有试模移动座；
液压缸，其安装在所述击实机构后端的下方，所述液压缸的输出端贯穿并延伸至击实机构的内部，且与试模移动座传动连接；
计量阀，其安装在所述搅拌机上端的四周，且计量阀设置有三个，其中两个所述计量阀的上端安装有第一盛样筒，另一个所述计量阀的上端安装有第二盛样筒，所述第一盛样筒和第二盛样筒的上端均安装有电控进料阀，所述第一盛样筒上端的一侧设置有第一温度传感器，所述第一盛样筒的内壁上安装有陶瓷电加热套，所述第一盛样筒和第二盛样筒之间通过连接架连接；
异步电机，其安装在所述搅拌机上端的中间位置处，所述异步电机的输出端贯穿并延伸至搅拌机的内部，且安装有搅拌轴，所述搅拌轴的外壁上安装有U型桨叶；
试模仓，其设置在所述击实机构内部的下方，所述击实机构内部的上方设置有传动仓，所述试模仓和传动仓之间安装有隔层，所述试模仓的内壁两侧安装有电加热器。
优选的，所述搅拌机的内壁上设置有隔层，所述隔层的内部设置有石棉填充层。
优选的，所述试模仓的前端设置有第一检修门，所述传动仓的前端设置有第二检修门，所述第一检修门和第二检修门的一侧均通过铰链与击实机构转动连接，所述第一检修门和第二检修门的另一侧均通过弹跳锁与击实机构锁闭连接。
优选的，所述第一检修门的前端安装有第二温度传感器，且第二温度传感器的检测端贯穿并延伸至第一检修门的内部。
优选的，所述传动仓内部一侧的下端安装有第一链轮架，所述传动仓内部一侧的上端安装有第二链轮架，所述第一链轮架和第二链轮架的内部均安装有链轮，且第一链轮架和第二链轮架的链轮之间通过链条传动连接，所述第一链轮架的前端安装有伺服电机，所述链条的一侧安装有传动块，所述传动块的下端安装有击锤杆，且击锤杆的下端贯穿并延伸至隔板的下端，所述击锤杆的下端安装有锤头。
优选的，所述击锤杆与隔板的连接处安装有机械密封件。
优选的，所述传动仓内部的一侧安装有导柱，所述传动块与导柱滑动连接，且传动块与导柱的连接处安装有直线轴承。
优选的，所述试模仓内部的上端安装有水管收卷盘，且水管收卷盘的中心外接泵送机构和水箱，所述锤头的内部设置有空腔，所述空腔的内部安装有加固杆，所述锤头的上端安装有电控阀，所述电控阀通过注水管与水管收卷盘绕卷连接，所述锤头的一侧安装有手动排水阀。
优选的，所述试模移动座的底部设置有脚轮，所述试模移动座的内部设置有定位槽，所述定位槽的内部设置有击实盒。
优选的，所述试模移动座的后端安装有连接杆，所述连接杆的一端安装有封板，所述击实机构底端的一侧设置有对位槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过将原料计量、混合料搅拌、击实功能整合于试验仪中，应用于智慧实验室或数字实验室时，减少了实验室占用空间，提高试验效率和实验室人员配备。
2、在击实实验时，在封闭状态下配合电加热器调温，将击实机构的试模仓内温度控制在105±5℃，以避免试验过程温度下降过快的情况发生，保证了实验室马歇尔成型质量。
3、按照设计规范，实验分为轻型击实试验和重型击实试验，其区别在于锤头质量不同。若进行轻型击实试验，则直接以2.5kg锤头反复冲击试模即可，若进行重型击实试验，则通过泵送机构将2.0kg水沿水管收卷盘内的注水管泵入锤头的空腔中，使锤头在增重到4.5kg的情况下冲击试模，以进行重型击实试验，相较于常规整个过程无需拆卸锤头，方便快捷。
4、通过设置电控排料阀、液压缸、计量阀等组件，可令节省试验人员精力，并提高马歇尔试件成型质量保证。同时通过对搅拌机进行保温设置，可降低试件在成型过程中混合料温度下降速度，从而达到无需对沥青混合料多次加热，缩小沥青混合料在整体实验过程中的性能差异。
本发明通过设置电控排料阀、液压缸、计量阀、电加热器等组件，可极大地缩短实验周期，快速、高质量地完成马歇尔试件的成型实验。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的搅拌机局部结构示意图；
图3为本发明的搅拌机内部结构示意图；
图4为本发明的击实机构内部结构示意图；
图5为本发明的液压缸收缩状态试模仓内部结构示意图；
图中：1、底板；2、搅拌机；3、支柱；4、电控排料阀；5、计量阀；6、第一盛样筒；7、电控进料阀；8、第一温度传感器；9、第二盛样筒；10、击实机构；11、第一检修门；12、第二检修门；13、弹跳锁；14、铰链；15、液压缸；16、试模移动座；17、脚轮；18、封板；19、连接杆；20、第二温度传感器；21、连接架；22、异步电机；23、搅拌轴；24、U型桨叶；25、隔层；26、石棉填充层；27、陶瓷电加热套；28、试模仓；29、传动仓；30、隔板；31、第一链轮架；32、第二链轮架；33、链条；34、伺服电机；35、传动块；36、导柱；37、直线轴承；38、击锤杆；39、机械密封件；40、锤头；41、电加热器；42、空腔；43、加固杆；44、手动排水阀；45、电控阀；46、注水管；47、水管收卷盘；48、定位槽；49、击实盒；50、对位槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，包括底板1，底板1上端的一侧设置有搅拌机2，搅拌机2下端的四角通过支柱3与底板1固定连接，底板1上端的另一侧设置有击实机构10；
还包括：
电控排料阀4，其安装在搅拌机2的下端，电控排料阀4的下方设置有试模移动座16；
液压缸15，其安装在击实机构10后端的下方，液压缸15的输出端贯穿并延伸至击实机构10的内部，且与试模移动座16传动连接；
计量阀5，其安装在搅拌机2上端的四周，且计量阀5设置有三个，其中两个计量阀5的上端分别安装有一个第一盛样筒6，另一个计量阀5的上端安装有第二盛样筒9，第一盛样筒6和第二盛样筒9的上端均独立安装有电控进料阀7，第一盛样筒6上端的一侧设置有第一温度传感器8，第一盛样筒6的内壁上安装有陶瓷电加热套27，第一盛样筒6和第二盛样筒9之间通过连接架21连接；
其中，第一盛样筒6外壳采用保温材料制成，常见的保温材料包括：
聚苯乙烯泡沫(EPS)、玻璃纤维、矿棉、聚氨酯泡沫、膨胀硅酸盐等，在本实施例中，第一盛样筒6外壳采用矿棉材料制成。
异步电机22，其安装在搅拌机2上端的中间位置处，异步电机22的输出端贯穿并延伸至搅拌机2的内部，且安装有搅拌轴23，搅拌轴23的外壁上安装有U型桨叶24；
试模仓28，其设置在击实机构10内部的下方，击实机构10内部的上方设置有传动仓29，试模仓28和传动仓29之间安装有隔层25，试模仓28的内壁两侧安装有电加热器41。
请参阅图3，搅拌机2的内壁上设置有隔层25，隔层25的内部设置有石棉填充层26，当加热后的原料进入搅拌机2时，隔层25内的石棉填充层26能够起到较好的保温隔热效果，避免热量向外部散失。
请参阅图1，试模仓28的前端设置有第一检修门11，传动仓29的前端设置有第二检修门12，第一检修门11和第二检修门12的一侧均通过铰链14与击实机构10转动连接，第一检修门11和第二检修门12的另一侧均通过弹跳锁13与击实机构10锁闭连接，第一检修门11和第二检修门12的设置，可方便定期对仓内元件进行检修维护。
请参阅图1，第一检修门11的前端安装有第二温度传感器20，且第二温度传感器20的检测端贯穿并延伸至第一检修门11的内部，第一检修门11闭合时，第二温度传感器20可检测试模仓28温度，配合电加热器41调温，将仓内温度控制在105±5℃，以避免试验过程温度下降过快的情况发生。
请参阅图4，传动仓29内部一侧的下端安装有第一链轮架31，传动仓29内部一侧的上端安装有第二链轮架32，第一链轮架31和第二链轮架32的内部均安装有链轮，且第一链轮架31和第二链轮架32的链轮之间通过链条33传动连接，第一链轮架31的前端安装有伺服电机34，链条33的一侧安装有传动块35，传动块35的下端安装有击锤杆38，且击锤杆38的下端贯穿并延伸至隔板30的下端，击锤杆38的下端安装有锤头40，伺服电机34驱动，可与第一链轮架31内的链轮传动，使其配合第二链轮架32内的链轮与链条33传动，以带动与链条33连接的传动块35上升或下降，使传动块35下端的击锤杆38利用端部的锤头40反复冲击试样，以达到试验的效果。
请参阅图4，击锤杆38与隔板30的连接处安装有机械密封件39，机械密封件39在保证击锤杆38正常升降的同时，提高了击锤杆38与隔板30间的密封性。
请参阅图4，传动仓29内部的一侧安装有导柱36，传动块35与导柱36滑动连接，且传动块35与导柱36的连接处安装有直线轴承37，传动块35在链条33的传动作用下升降时，导柱36能够起到辅助引导的作用，提高升降稳定性。
请参阅图5，试模仓28内部的上端安装有水管收卷盘47，且水管收卷盘47的中心外接泵送机构和水箱，锤头40的内部设置有空腔42，空腔42的内部安装有加固杆43，锤头40的上端安装有电控阀45，电控阀45通过注水管46与水管收卷盘47绕卷连接，锤头40的一侧安装有手动排水阀44，锤头40自重2.5kg，因轻型击实试验和重型击实试验锤头40质量不同，若进行轻型击实试验，则以2.5kg锤头40反复冲击试模即可，若进行重型击实试验，则通过泵送机构将2.0kg水沿水管收卷盘47内的注水管46泵入锤头40的空腔42中，使锤头40在增重到4.5kg的情况下冲击试模，以进行重型击实试验，整个过程无需拆卸锤头40，方便快捷。
需要强调的是，可根据需要进行注水量的不同，令锤头40能够调整为其他重量。
请参阅图5，试模移动座16的底部设置有脚轮17，试模移动座16的内部设置有定位槽48，定位槽48的内部设置有击实盒49，液压缸15驱动试模移动座16伸缩移动时，其底部的脚轮17可使移动更加便捷。
另外，在第一盛样筒6、第二盛样筒9、击实盒49内表面还设置有耐高温的不粘涂层，能够在使用后实现更便捷的清洁，在本实施例中，采用陶瓷涂层。
在本实施例中，击实盒49采用直径为63.5mm±1.3mm(标准试件)或95.3mm±2.5mm(大试件)。
请参阅图5，试模移动座16的后端安装有连接杆19，连接杆19的一端安装有封板18，击实机构10底端的一侧设置有对位槽50，当试模移动座16在液压缸15作用下移动至击实机构10内时，试模移动座16一侧的封板18能够与击实机构10侧边的对位槽50卡合，实现试模仓28的密封，以保证试模仓28内的加热效果。
此外，全自动马歇尔仪成型试验仪，不仅能够有效节省实验室空间，10为未来实验室数字化、智能化建设提供基础，而且能够改善传统沥青混合料实验室“臭”，让实验室更“绿色”。因此，本发明提供一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，在搅拌机2上方设置一与其内部连通的烟气采集口210，其中，烟气采集口210焊接搅拌机2上方，且烟气采集口210连接外部烟气采集管(图中未示出),继而将搅拌机2处理过程中的所产生的烟气进行采集，并进行进一步处理，从而解决了传统沥青混合料实验室“臭”，让实验室更“绿色”。
工作原理：将粗细集料和沥青原料分别预装入两个第一盛样筒6内，将矿粉预装入第二盛样筒9内，完毕后启动两个第一盛样筒6内的陶瓷电加热套27，依靠陶瓷电加热套27内的电热丝将装有粗细集料的第一盛样筒6加热至100-220℃，装有沥青原料的第一盛样筒6则加热至140-200℃；
待温度达标后，首先打开装有粗细集料第一盛样筒6下方的计量阀5，计量阀5基于终端控制，实现定时放料，以达到根据实验规范定量像搅拌机2内加入粗细集料，加入后启动搅拌机2上的异步电机22，带动搅拌轴23旋转，依靠搅拌轴23外壁的U型桨叶24对粗细集料进行30s的搅拌作业，完毕后由另一个第一盛样筒6依靠计量阀5向搅拌机2内定量加入沥青原料，加入后搅拌1.5min，停止后第二盛样筒9下方的计量阀5开启，定量加入矿粉并继续搅拌1.5min，以完成试模料的制备；
制备完毕后，开启搅拌机2下端的电控排料阀4，将试模料排入下方的击实盒49中，排料完毕后，击实机构10上的液压缸15和电加热器41驱动，由液压缸15收缩带动击实盒49移动至击实机构10的试模仓28内，使试模移动座16一侧的封板18与击实机构10侧边的对位槽50卡合，对试模仓28进行密封，而电加热器41则将试模仓28内温度加热至105±5℃，以避免试验过程温度下降过快的情况发生；
实验时，传动仓29内的伺服电机34驱动，与第一链轮架31内的链轮传动，使其配合第二链轮架32内的链轮与链条33传动，以带动与链条33连接的传动块35上升或下降，使传动块35下端的击锤杆38利用端部的锤头40反复冲击试样，以达到试验的效果；其中，锤头40一般需要锤击试样的正反两面，需击实50、75、112次，具体根据实验进度设计。
按照设计规范，实验分为轻型击实试验和重型击实试验，其区别在于锤头40质量不同，因锤头40自重2.5kg，若进行轻型击实试验，则直接以2.5kg锤头40反复冲击试模即可，若进行重型击实试验，则通过泵送机构将2.0kg水沿水管收卷盘47内的注水管46泵入锤头40的空腔42中，使锤头40在增重到4.5kg的情况下冲击试模，以进行重型击实试验，整个过程无需拆卸锤头40，方便快捷。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，包括底板(1)，所述底板(1)上端的一侧设置有搅拌机(2)，所述搅拌机(2)下端的四角通过支柱(3)与底板(1)固定连接，所述底板(1)上端的另一侧设置有击实机构(10)；
其特征在于：还包括：
电控排料阀(4)，其安装在所述搅拌机(2)的下端，所述电控排料阀(4)的下方设置有试模移动座(16)；
液压缸(15)，其安装在所述击实机构(10)后端的下方，所述液压缸(15)的输出端贯穿并延伸至击实机构(10)的内部，且与试模移动座(16)传动连接；
计量阀(5)，其安装在所述搅拌机(2)上端的四周，且计量阀(5)设置有三个，其中两个所述计量阀(5)的上端安装有第一盛样筒(6)，另一个所述计量阀(5)的上端安装有第二盛样筒(9)，所述第一盛样筒(6)和第二盛样筒(9)的上端均安装有电控进料阀(7)，所述第一盛样筒(6)上端的一侧设置有第一温度传感器(8)，所述第一盛样筒(6)的内壁上安装有陶瓷电加热套(27)，所述第一盛样筒(6)和第二盛样筒(9)之间通过连接架(21)连接；
异步电机(22)，其安装在所述搅拌机(2)上端的中间位置处，所述异步电机(22)的输出端贯穿并延伸至搅拌机(2)的内部，且安装有搅拌轴(23)，所述搅拌轴(23)的外壁上安装有U型桨叶(24)；
试模仓(28)，其设置在所述击实机构(10)内部的下方，所述击实机构(10)内部的上方设置有传动仓(29)，所述试模仓(28)和传动仓(29)之间安装有隔层(25)，所述试模仓(28)的内壁两侧安装有电加热器(41)。
2.根据权利要求1所述的一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，其特征在于：所述搅拌机(2)的内壁上设置有隔层(25)，所述隔层(25)的内部设置有石棉填充层(26)。
3.根据权利要求2所述的一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，其特征在于：所述试模仓(28)的前端设置有第一检修门(11)，所述传动仓(29)的前端设置有第二检修门(12)，所述第一检修门(11)和第二检修门(12)的一侧均通过铰链(14)与击实机构(10)转动连接，所述第一检修门(11)和第二检修门(12)的另一侧均通过弹跳锁(13)与击实机构(10)锁闭连接。
4.根据权利要求3所述的一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，其特征在于：所述第一检修门(11)的前端安装有第二温度传感器(20)，且第二温度传感器(20)的检测端贯穿并延伸至第一检修门(11)的内部。
5.根据权利要求4所述的一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，其特征在于：所述传动仓(29)内部一侧的下端安装有第一链轮架(31)，所述传动仓(29)内部一侧的上端安装有第二链轮架(32)，所述第一链轮架(31)和第二链轮架(32)的内部均安装有链轮，且第一链轮架(31)和第二链轮架(32)的链轮之间通过链条(33)传动连接，所述第一链轮架(31)的前端安装有伺服电机(34)，所述链条(33)的一侧安装有传动块(35)，所述传动块(35)的下端安装有击锤杆(38)，且击锤杆(38)的下端贯穿并延伸至隔板(30)的下端，所述击锤杆(38)的下端安装有锤头(40)。
6.根据权利要求5所述的一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，其特征在于：所述击锤杆(38)与隔板(30)的连接处安装有机械密封件(39)。
7.根据权利要求6所述的一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，其特征在于：所述传动仓(29)内部的一侧安装有导柱(36)，所述传动块(35)与导柱(36)滑动连接，且传动块(35)与导柱(36)的连接处安装有直线轴承(37)。
8.根据权利要求7所述的一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，其特征在于：所述试模仓(28)内部的上端安装有水管收卷盘(47)，且水管收卷盘(47)的中心外接泵送机构和水箱，所述锤头(40)的内部设置有空腔(42)，所述空腔(42)的内部安装有加固杆(43)，所述锤头(40)的上端安装有电控阀(45)，所述电控阀(45)通过注水管(46)与水管收卷盘(47)绕卷连接，所述锤头(40)的一侧安装有手动排水阀(44)。
9.根据权利要求8所述的一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，其特征在于：所述试模移动座(16)的底部设置有脚轮(17)，所述试模移动座(16)的内部设置有定位槽(48)，所述定位槽(48)的内部设置有击实盒(49)。
10.根据权利要求9所述的一种全自动沥青混合料马歇尔成型试验仪，其特征在于：所述试模移动座(16)的后端安装有连接杆(19)，所述连接杆(19)的一端安装有封板(18)，所述击实机构(10)底端的一侧设置有对位槽(50)。
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