相似材料自动拌制及试件精确压制成型装置与其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种相似材料自动拌制及试件精确压制成型装置与其使用方法，包括材料搅拌系统、精确压制系统、智能触控面板和搅拌压制仓。材料搅拌系统和精确压制控制系统均可水平360度、上下180度转动，使上述两系统可以交替工作，节约了空间。精确压制系统可以实时监控所施加压力值，智能控制施加在试件上的压力值。本发明研究了地质力学模型试验用的相似材料调配过程中材料搅拌和试件的精确压制，解决了传统手工制作试件过程中试件压实度不一和材料用量不均的问题。在相似材料试件的制作过程中实现了对所施加压力值的精确控制，提高试件成型质量，减小因试件的制作过程中人为误差而造成的力学参数的差异。
【专利说明】相似材料自动拌制及试件精确压制成型装置与其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种模型试验技术，尤其是一种相似材料自动拌制及试件精确压制成型装置与其使用方法。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的发展以及公路铁路交通事业的蓬勃发展，对地下空间开发利用越来越体现出巨大的经济效益和社会效益。随着地下工程的数量不断增加，规模不断增大，很多学者正在通过多种方式，研究地下工程设计和施工方法的优化，进行施工过程力学规律的探索。其中，模型试验是研究地下工程施工过程规律的有效方法之一。
[0003]而模型试验能否真实模拟，关键在于相似材料的选取。经过近几年发展，在相似材料配制过程中试件的制作方面仍然存在一些弱点，尤其体现在相似材料试件的制作上。现在，试件的制作主要是将材料按配比拌合好后，多用简单的模具进行手工敲实，这种相似材料配制方法，费时费力，效率低，且制做的试件压实度不均，难以控制，因而导致相同配比的试件之间的力学测试参数相差较大，难以得出准确的数据去指导材料的调配，增加了材料的配制难度，同时，有的装置虽然解决了试件压制受力不均的问题，但操作依然较为麻烦，很难做到多程序的集合和试件压制的智能化、精细化控制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了提供一种相似材料自动拌制及试件精确压制成型装置与其使用方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
[0006]一种相似材料自动拌制及试件精确压制成型装置，包括材料搅拌系统、精确压制系统、智能触控面板和搅拌压制仓；所述材料搅拌系统包括电动马达、搅拌齿、搅拌机构360度反转架，电动马达通过联轴器与搅拌齿连接，搅拌机构360度反转架与电动马达通过水平旋转轴连接，搅拌机构360度反转架通过360度旋转盘安装在左侧支柱顶端，材料搅拌系统通过可以水平方向360度旋转，上下180度旋转，水平旋转轴与搅拌机构360度反转架通过竖直向180度旋转盘连接；所述精确压制系统包括压制机构180度反转架、液压油缸、压力传感器，液压油缸安装在180度反转架上，压力传感器安装在液压油缸末端，精确压制系统的竖直旋转轴通过360度旋转盘安装在左侧支柱顶端，可以水平方向360度旋转，上下180度旋转，180度反转架与精确压制系统的竖直旋转轴通过180度旋转盘连接。所述智能触控面板为设置在装置的右侧立柱上，智能触控面板通过信号传输线与材料搅拌系统中的电动马达连接，智能触控面板通过信号传输线分别与压力传感器和液压油缸连接；所述搅拌压制仓包括漏斗状的搅拌仓和圆柱体状的压制仓，以及一个抽拉开关和一个滑动开关，压制仓位于搅拌仓下方，通过抽拉开关控制两仓的连通与隔断，滑动开关底部连接有圆柱形滑动块，滑动开关位于压制仓底部，圆柱形滑动块可以沿左侧支柱上下滑动，水平转动。
[0007]所述抽拉开关为厚3mm,长400mm,宽150mm的钢板。
[0008]所述滑动开关为厚3mm，长500臟，宽150mm的钢板。
[0009]所述搅拌压制仓下部设置试件养护柜。
[0010]上述的装置的使用方法，包括以下步骤:
[0011](I)将搅拌压制仓均匀涂刷脱模剂；
[0012](2)关闭抽拉开关，将搅拌仓和压制仓分离，并将材料搅拌系统旋转到搅拌仓中心位置；
[0013](3)将固体材料倒入搅拌仓，在智能控制面板上设置搅拌速度和搅拌时间，打开电动马达，搅拌均匀，再倒入液体材料，搅拌均匀:
[0014](4)将滑动开关固定在压制仓底部，打开抽拉开关，将搅拌均匀的材料移送到压制仓中，旋出材料搅拌系统，并将精确压制系统旋入压制仓中，将试件压实；
[0015](5)打开滑动开关，控制液压油缸下降，将试件推出压制仓移送到试件养护柜。
[0016]本发明研究了地质力学模型试验用的相似材料调配过程中材料拌制及试件的精确压制装置，解决了传统手工制作试件过程中压力施加和材料用量无法精确控制的问题，集成了搅拌系统和压制系统。在相似材料试件的制作过程中能准确控制压力的施加，提高试件的成品质量，减小因不同试件的制作问题而造成的力学参数的差异，所得出的实验数据更好的指导相似材料的调配。
[0017]本发明的有益效果:
[0018]1、将材料搅拌和试件压制集成到同一个系统中，具有高度集成性；
[0019]2、精确控制试件所用材料的用量，以及每个试件的搅拌速度和搅拌时间，提高了同一配比试件制作质量的均一性；
[0020]3、智能控制试件制作施加的压实压力，使制得的同一配比的试件密实度保持一致；
[0021]4、将搅拌仓和压制仓合二为一，省去了繁琐的填料过程；
[0022]5、可以施加的压力范围较广，适用于各种密度的相似材料试件制作，并实现一定时间的恒压加载；
[0023]6、解决了人工配制试件过程中人为误差，为指导相似材料配制提供了可靠地保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为结构示意图；
[0025]图2为装置正面图；
[0026]图3为装置侧面图；
[0027]图4为搅拌压制仓图；
[0028]图5为水平360度旋转盘的正视图；
[0029]图6为水平360度旋转盘的俯视图；
[0030]图7为垂直向180度旋转盘的正视图；
[0031]图8为垂直向180度旋转盘的俯视图；
[0032]其中:1.搅拌机构360度反转架；2.抽拉开关；3.滑动开关；4.支柱；5.试件养护柜；6.压制机构180度反转架；7.搅拌齿；8.压制油缸；9.压力传感器；10.智能触控面板；11.拌制压制仓；12.电动马达，13.搅拌仓，14.压制仓，15.水平360度旋转盘；16.垂直向180度旋转盘，17.内圈转子，18.钢珠、19.外圈套箍，20.旋转柄，21.固定端，22.联轴器，23.水平旋转轴，24.竖直旋转轴，25.滑动块。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0034]如图1-图8所示，一种相似材料自动拌制及试件精确压制成型装置，包括材料搅拌系统、精确压制系统、智能触控面板10和搅拌压制仓11 ；
[0035]所述材料搅拌系统包括电动马达12、搅拌齿7、搅拌机构360度反转架1，电动马达12通过联轴器22与搅拌齿7连接，搅拌机构360度反转架1与电动马达12通过水平旋转轴23连接，搅拌机构360度反转架1通过水平360度旋转盘15安装在左侧支柱4顶端，材料搅拌系统可以水平方向360度旋转，上下180度旋转，水平旋转轴23与搅拌机构360度反转架1通过竖直向180度旋转盘连接。
[0036]搅拌机构360度反转架1通过水平360度旋转盘15，使得材料搅拌系统完成材料搅拌系统的水平方向360度旋转。
[0037]所述精确压制系统包括压制机构180度反转架6、压制油缸8、压力传感器9，压制油缸8安装在压制机构180度反转架6上，压力传感器9安装在压制油缸8末端，精确压制系统的竖直旋转轴24通过水平360度旋转盘15安装在右侧支柱顶端，精确压制系统可以水平方向360度旋转，上下180度旋转，压制机构180度反转架6与精确压制系统的竖直旋转轴24通过垂直向180度旋转盘16连接。
[0038]压制机构180度反转架6通过垂直向180度旋转盘16，使精确压制系统完成上下180度旋转。
[0039]所述智能触控面板10设置在装置的右侧立柱上，智能触控面板10通过信号传输线与材料搅拌系统中的电动马达12连接，智能触控面板10通过信号传输线分别与压力传感器9和压制油缸8连接。
[0040]所述搅拌压制仓11包括漏斗状的搅拌仓13和圆柱体状的压制仓14，以及一个抽拉开关2和一个滑动开关3，压制仓14位于搅拌仓13下方，通过抽拉开关2控制两仓的连通与隔断，滑动开关3底部连接有圆柱形滑动块30，滑动开关3位于压制仓14底部，圆柱形滑动块25可以沿左侧支柱4上下滑动，水平转动。
[0041]所述水平360度旋转盘15由外圈套箍19、内圈转子17和钢珠18组成，在外圈套箍19内部均匀布置钢珠18，并将内圈转子17置于钢珠18内，实现内圈转子17的360度旋转。在装置中，外圈套箍19与立柱连接，内圈转子17与搅拌机构360度反转架1相连接。
[0042]垂直向180度旋转盘14由固定端21、旋转柄20和钢珠18组成，在旋转柄20内部均匀布置钢珠18，并将固定端21置于钢珠18和旋转柄20之中，实现旋转柄20的180度旋转。在装置中，固定端21与360度反转架相连接，旋转柄20与180度反转架相连接。
[0043]所述抽拉开关2为厚3mm,长400mm,宽150mm的钢板。
[0044]所述滑动开关3为厚3mm,长500mm,宽150mm的钢板。
[0045]所述搅拌压制仓11下部设置试件养护柜5。
[0046]上述的装置的使用方法，包括以下步骤:
[0047](I)将搅拌压制仓11均匀涂刷脱模剂；
[0048](2)关闭抽拉开关2，将搅拌仓13和压制仓14分离，并将材料搅拌系统旋转到搅拌仓中心位置；
[0049](3)将固体材料倒入搅拌仓13，在智能控制面板10上设置搅拌速度和搅拌时间，打开电动马达12，搅拌均匀，再倒入液体材料，搅拌均匀:
[0050](4)将滑动开关3固定在压制仓14底部，打开抽拉开关2，将搅拌均匀的材料移送到压制仓14中，旋出材料搅拌系统，并将精确压制系统旋入压制仓14中，将试件压实；
[0051](5)打开滑动开关3，控制压制油缸8下降，将试件推出压制仓移送到试件养护柜5 ；
[0052](6)如此循环，直到制得足够数量的试件。
[0053]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种相似材料自动拌制及试件精确压制成型装置，包括材料搅拌系统、精确压制系统、智能触控面板和搅拌压制仓； 所述材料搅拌系统包括电动马达、搅拌齿、搅拌机构360度反转架，电动马达通过联轴器与搅拌齿连接，搅拌机构360度反转架与电动马达通过水平旋转轴连接，搅拌机构360度反转架通过360度旋转盘安装在左侧支柱顶端，水平旋转轴与搅拌机构360度反转架通过竖直向180度旋转盘连接； 所述精确压制系统包括压制机构180度反转架、压制油缸、压力传感器，压制油缸安装在压制机构180度反转架上，压力传感器安装在液压油缸末端，精确压制系统的竖直旋转轴通过360度旋转盘安装在左侧支柱顶端，180度反转架与精确压制系统的竖直旋转轴通过180度旋转盘连接； 所述智能触控面板为设置在装置的右侧立柱上； 所述搅拌压制仓包括搅拌仓和压制仓，以及一个抽拉开关和一个滑动开关，压制仓位于搅拌仓下方，通过抽拉开关控制两仓的连通与隔断，滑动开关底部连接有圆柱形滑动块，滑动开关位于压制仓底部。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述抽拉开关为厚3mm，长400mm，宽150mm的钢板。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述滑动开关为厚3mm，长500mm，宽150mm的钢板。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述搅拌仓为漏斗状。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压制仓为圆柱体状。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述搅拌压制仓下部设置试件养护柜。
7.如权利要求1-5任一所述的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将搅拌压制仓均匀涂刷脱模剂； (2)关闭抽拉开关，将搅拌仓和压制仓分离，并将材料搅拌系统旋转到搅拌仓中心位置； (3)将固体材料倒入搅拌仓，在智能控制面板上设置搅拌速度和搅拌时间，打开电动马达，搅拌均匀，再倒入液体材料，搅拌均匀: (4)将滑动开关固定在压制仓底部，打开抽拉开关，将搅拌均匀的材料移送到压制仓中，旋出材料搅拌系统，并将精确压制系统旋入压制仓中，将试件压实； (5)打开滑动开关，控制液压油缸下降，将试件推出压制仓移送到试件养护柜。
【文档编号】G01N1/28GK104330292SQ201410566723
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】陈迪杨, 王康, 石少帅, 李术才, 李利平, 张乾青, 许振浩, 周宗青 申请人:山东大学