专利名称：一种低噪音无污染全自动混凝土抗冲磨试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实验装置，尤其涉及一种低噪音无污染全自动混凝土抗冲磨试验 机。
背景技术：
混凝土材料是迄今为止用量最大宗、用途最广泛的建筑结构材料，对混凝土性能 的评价，除了其拌和物的工作性、硬化混凝土的力学性能以外，更需要考虑混凝土材料的耐 久性能。其中，水工建筑物中的溢流面、尾水管、泄洪洞、冲砂孔等结构部位的混凝土材料以 及混凝土路面材料的抗冲耐磨性能是评价这些部位混凝土结构耐久性的重要技术指标。在水利水电工程领域，我国早在1962年就颁布了水工混凝土试验方法，其中就推 荐了混凝土抗含砂水流冲刷试验的圆环法；随后经过第一次修订于1982年颁布了《水工 混凝土试验规程》SD105-82,经过1996年进行第二次修订后，于2001年颁布了新的《水工 混凝土试验规程》DL/T5150-2001，发展至目前，对混凝土抗冲耐磨性能的评价推广到3个 方法，分别是混凝土抗含砂水流冲刷试验(圆环法)，混凝土抗冲磨试验(水下钢球法)和 混凝土抗冲磨试验(风砂枪法)，以适应抗冲耐磨混凝土在不同水流冲刷速度、不同破坏介 质类型作用下的抗冲耐磨性能评价。此外，在2005年，针对我国水利水电工程中泄水建筑 物受高速水流冲磨、空蚀等现象颁布了《水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土技术规程》DL/T 5207-2005，其对混凝土的抗冲耐磨性能评价方法也是推荐的上述3种试验方法。尽管我国 几十年来对水工混凝土抗冲耐磨性能的研究和评价方法的探索取得了丰富的经验，但是随 着我国一批高水头电站的拟建和兴建，其泄洪洞、溢流面等泄水建筑物泄流流速大都超过 40m/s,泄水建筑物表面在含砂高速水流冲刷、磨损等作用下破坏极其严重。混凝土等抗冲 耐磨材料在含砂高速水流作用下的破坏机理已有很大不同，了解混凝土等抗冲耐磨材料在 含砂高速水流冲刷、磨损等作用下的机理对于评价混凝土等材料在含砂高速水流作用下的 抗冲耐磨性能具有重要意义，并为进一步研究高抗冲耐磨混凝土和抗冲耐磨防护材料提供 技术支持。尽管《水工混凝土试验规程》DL/T 5150-2001和《水工建筑物抗冲磨防空蚀混凝 土技术规程》DL/T 5207-2005已经推荐了 3种评价混凝土抗冲耐磨性能的试验方法圆环 法、水下钢球法和风砂枪法，但对于流速大于40m/s的含砂水流而言，目前国内采用这3种 方法进行试验的相关试验设备都无法达到试验所需的流速要求；《水工建筑物抗冲磨防空 蚀混凝土技术规范》DL/T 5207-2005也指出“对于流速大于等于40m/s的泄水建筑物的抗 磨蚀问题，应做专门研究。”这其中也包含了目前在试验设备方面存在的不足。首先，先前的 抗冲耐磨试验设备无法达到40m/s以上，无法满足含砂高速水流条件下的抗冲耐磨材料试 验要求；其次，传统的圆环法和水下钢球法都无法调整介质的冲磨角度，而传统的风砂枪设 备尽管可以调整冲磨角度，但仍制约于其冲磨速率；第三，传统的风砂枪试验设备存在噪音 大、粉尘污染严重的问题，对试验人员而言试验环境和条件较差，不易推广使用。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题而提供一种结构简单，操作方便，能满足目前超过40m/s 的含砂高速水流作用下混凝土及其它高抗冲耐磨护面材料的抗冲耐磨性能评价和新材料的开发 研究，同时，具有低噪音、无污染、全自动特点的低噪音无污染全自动混凝土抗冲磨试验机。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是它包括密闭箱体，箱体内部设有储料箱，储料箱底部设有喷枪组，喷枪组底部连接 有喷枪连杆机构，喷枪连杆机构下方设有移动工作平台，移动工作平台下方设有收料箱，喷 枪组、喷枪连杆机构、移动工作平台和收料箱均设在箱体内，箱体外侧通过管道连接有除尘 系统，喷枪组外侧设有空气压缩机，所述的移动工作平台包括移动机构，移动机构上设有试 件承台，试件承台上设有试件固定装置。上述的除尘系统包括除尘室，除尘室上部设有除尘风机，除尘室底部设有收尘箱， 除尘室和收尘箱内部设有水箱，水箱上部设有喷淋管。上述的储料箱外还设有加料机构，加料机构包括加料箱和提升机构。上述的试件承台可调节冲磨角度，调节范围在15° 90°。上述喷枪组喷射砂速率彡60m/s，且速率可调。上述的试件固定装置能内外收缩，以适应不同尺寸的试件。与现有技术相比，本发明取得了以下的技术效果1、本发明采用了独立的喷枪组和喷枪连杆机构，在空气压缩机作用下可产生高于 60m/s的喷砂速率，通过控制阀可以控制空气压缩机的功率，改变喷枪出口处的喷砂速率， 以符合不同工况条件下的试验要求；2、本发明采用了自动除尘系统，克服了传统产品在试验过程中粉尘污染大的缺 点，很好地解决了传统产品试验环境恶劣的问题；3、本发明采用了全自动进料系统，克服了传统产品中需要在试验中不断添加磨料 砂的缺点，通过提升机构将加料箱中的磨料砂自动输送到储料箱中，同时，采用了全封闭箱 体，喷枪组、喷枪连杆机构、移动工作平台均在封闭试验箱体中，在试验过程中避免产生大 噪音、高粉尘，较大限度地改善了试验室和试验人员的工作环境；4、由于移动工作平台采用了转角可调节装置，在试验时可以在15° 90°的范 围内调整试件的冲磨角度，以更好地模拟混凝土及其它抗冲耐磨防护材料在不同水流条件 下的抗冲磨性能，为结构设计和材料施工提供科学依据；5、由于试件固定装置能内外收缩，在试验时抗冲磨试件的大小可以不同，以适应 水利水电工程中不同级配骨料混凝土的试验要求，安置试件时采用螺栓固定即可。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明中加料机构的结构示意图；图3是本发明中移动平台的结构示意图；图4是本发明中除尘系统的结构示意图。其中1-加料箱、2-提升机构、3-储料箱、4-喷枪组、5-喷枪连杆机构、6_移动工 作平台、7-收料箱、8-除尘风机、9-除尘室、10-收尘箱、11-空气压缩机、12-皮带传输机、13-提升电机、14-出料口、15-移动机构、16-试件承台、17-试件固定装置、18-试件、19-控 制电机、20-清理水箱、21-喷淋管、22-抽尘口接口、23-进风槽、24-进风口、25-底水箱。
具体实施例方式下面结合附图进一步说明本发明的实施例。实施例1参见图1、3，一种低噪音无污染全自动混凝土抗冲磨试验机，它包括密闭箱体，箱 体内部设有储料箱3，储料箱底部设有喷枪组4，喷枪组喷射砂速率> 60m/s，且速率可调 喷，枪组底部连接有喷枪连杆机构5，喷枪连杆机构将空压机进来的空气和储料箱出来的磨 料砂进行混合，产生符合试验要求喷射速率的喷射流，喷枪连杆机构下方设有移动工作平 台6，移动工作平台下方设有收料箱7，喷枪组、喷枪连杆机构、移动工作平台和收料箱均设 在壳体内，壳体外侧通过管道连接有除尘系统，喷枪组外侧设有空气压缩机11，所述的移动 工作平台包括由控制电机19控制的移动机构15，移动机构上设有试件承台16，试件承台上 设有试件固定装置17。所述的试件承台可调节冲磨角度，调节范围在15 90°，以模拟不 同水流工况条件下的试验要求。所述的试件固定装置能内外收缩，以适应不同尺寸的试件。参见图1、4，所述的除尘系统包括除尘室9，除尘室上部设有除尘风机8，除尘室底 部设有收尘箱10，除尘室和收尘箱内部设有水箱，水箱上部设有喷淋管21。本发明提供的 除尘系统由清理水箱20，喷淋管21，抽尘口接口 22，进风槽23，进风口 24，底水箱25组成。 试验中产生的粉尘通过与试验箱相连的抽尘口接口 22吸入进风槽23，通过进风口 24进入 除尘箱中，由喷淋管21喷出水雾进行收尘处理，经过清理水箱20和底水箱25收集。底水 箱负责收集含粉尘的废水，用以排出试验机；而清理水箱中则收集不含粉尘的清洁水，可用 于除尘过程的再利用。整个过程自动完成，无污染，工作环境健康、安全。参见图1、2，所述的储料箱外还设有加料机构，加料机构包括加料箱1和提升机构 2。本发明的加料过程通过自动提升机构自动完成，提升机构由加料箱1，皮带传输机12，提 升电机13，出料口 14构成。磨料砂在加料箱1中通过提升电机13带动皮带传输机12传送 到上部经出料口 14进入储料箱3中。本发明还可以在喷枪组设置了进水阀，从而控制可以有附加水流进入喷枪组，以 模拟高速含砂水流条件下混凝土及其它抗冲耐磨防护材料的抗冲磨性能。同时，本发明也 适合道路、桥梁等工程中各种有抗冲磨需要的工程材料的试验要求。本发明的工作原理试验前，先将试件固定在封闭工作箱中的工作移动平台上，调整试件冲磨角度；在 加料箱中填加磨料砂，磨料砂在加料箱中通过提升机构自动输送到储料箱中，经风速可控 的喷枪系统将磨料砂或含水磨料砂通过喷枪喷射到固定于移动工作平台上的试件承台表 面；移动工作平台可自动行走，使试件表面受均勻冲磨；冲磨后的磨料砂和被磨损材料落 到移动工作平台下方的收集箱中；封闭工作箱的箱内粉尘经过自动除尘系统清洁，保证了 环境的整洁和试验操作人员的健康。本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发 明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权 利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。
权利要求
一种低噪音无污染全自动混凝土抗冲磨试验机，其特征在于它包括密闭箱体，箱体内部设有储料箱(3)，储料箱底部设有喷枪组(4)，喷枪组底部连接有喷枪连杆机构(5)，喷枪连杆机构下方设有移动工作平台(6)，移动工作平台下方设有收料箱(7)，喷枪组、喷枪连杆机构、移动工作平台和收料箱均设在箱体内，箱体外侧通过管道连接有除尘系统，喷枪组外侧设有空气压缩机(11)，所述的移动工作平台包括移动机构(15)，移动机构上设有试件承台(16)，试件承台上设有试件固定装置(17)。
2.根据权利要求1所述的低噪音无污染全自动混凝土抗冲磨试验机，其特征在于 所述的除尘系统包括除尘室(9)，除尘室上部设有除尘风机(8)，除尘室底部设有收尘箱 (10)，除尘室和收尘箱内部设有水箱，水箱上部设有喷淋管(21)。
3.根据权利要求1或2所述的低噪音无污染全自动混凝土抗冲磨试验机，其特征在于 所述的储料箱外还设有加料机构，加料机构包括加料箱(1)和提升机构(2)。
4.根据权利要求1或2所述的低噪音无污染全自动混凝土抗冲磨试验机，其特征在于 所述喷枪组喷射砂速率> 60m/s，且速率可调。
5.根据权利要求1或2所述的低噪音无污染全自动混凝土抗冲磨试验机，其特征在于 所述的试件承台可调节冲磨角度，调节范围在15° 90°。
6.根据权利要求1或2所述的低噪音无污染全自动混凝土抗冲磨试验机，其特征在于 所述的试件固定装置能内外收缩，以适应不同尺寸的试件。
全文摘要
本发明涉及一种低噪音无污染全自动混凝土抗冲磨试验机，它包括密闭箱体，箱体内部设有储料箱，储料箱底部设有喷枪组，喷枪组底部连接有喷枪连杆机构，喷枪连杆机构下方设有移动工作平台，移动工作平台下方设有收料箱，喷枪组、喷枪连杆机构、移动工作平台和收料箱均设在箱体内，箱体外侧通过管道连接有除尘系统，喷枪组外侧设有空气压缩机，所述的移动工作平台包括移动机构，移动机构上设有试件承台，试件承台上设有试件固定装置。本发明结构简单，操作方便，能满足目前超过60m/s的含砂高速水流作用下混凝土及其它高抗冲耐磨护面材料的抗冲耐磨性能评价和新材料的开发研究，同时，具有低噪音、无污染、全自动的特点。
文档编号G01N3/02GK101886998SQ201010195050
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月2日 优先权日2010年6月2日
发明者何真, 李亚杰, 梁文泉, 蔡新华 申请人:武汉大学