一种气压式固态沥青取样装置的制作方法

本发明属于道路工程实验技术领域，涉及一种道路工程实验室仪器设计制作技术领域，尤其是一种气压式固态沥青取样装置。

背景技术：

上世纪90年代以来，随着中国经济的持续高速发展，高速公路建设事业也在飞速前进，截止2014年底，我国高速公路总里程达11.19万公里，已超过美国居世界第一，沥青路面凭借优越的使用性能和行车舒适性，在我国己建成的高速公路和一级公路路面中占了90％以上的比重。

沥青材料是由不同分子量大的高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，表面呈黑色，不溶于水而几乎溶于二硫化碳、四氯化碳的固体、半固体或液体有机胶凝材料。作为一种高分子非晶态热塑性物质，当温度升高时，沥青由固态或半固态逐渐软化导致流动性增加，甚至像液体一样流动，当温度降低时，液态沥青流动性降低又逐渐由粘流态凝固为半固态或固态，当温度低于一定程度时甚至变硬变脆。

在实验室里，我们经常需要取用沥青试样进行各种道路工程室内试验。但是在常温和低温天气条件下，沥青多呈固态并且沥青储存桶大多体积巨大，很难在不加热的情况下将沥青试样从沥青储存桶中快速取出。现有实验室取沥青的方法通常为明火加热使沥青液化流动，或者在高温情况下久置待沥青变软后流出。但是在高温加热状态下，沥青中部分高分子化合物会挥发并产生有毒刺激性黑色烟雾，直接排放到大气中对环境造成污染，严重时还会对人体皮肤粘膜产生刺激性，并且有光毒作用和致癌作用。沥青在加热过程中还会产生老化，沥青老化是指沥青在贮存、施工及路面使用过程中由于长时间暴露在空气中，在环境因素的作用下发生的挥发、氧化、聚合等物理化学作用，导致沥青内部分子结构和化学组分发生变化，进而促使沥青物理化学性质劣化的过程。热氧化反应是沥青老化的最主要原因，沥青的老化是由于沥青中活性基团与空气中氧反应的结果，氧化的产物主要为羰基与亚矾官能团，深度老化有可能生成梭基官能团。分子间的缔合与缩聚作用，使得老化后沥青的平均分子量增加。从组成与性质上分析，老化后沥青中胶质减少，沥青质增加，软化点升高，粘度增大，针入度与延度下降。沥青老化产生的沥青性能衰减可能会导致室内试验结果严重偏离实际情况，对试验结果准确性和可信度造成巨大影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种气压式固态沥青取样装置，避免了沥青在取样过程中试样老化、污染环境等问题，克服了实验室取用沥青技术的效率低下和安全性不足的问题；该装置结构简单，设计合理，能够快速从沥青储存桶内取出沥青试样。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种气压式固态沥青取样装置，包括沥青取样装置，提供沥青取样装置转动的电动机，提供沥青取样装置下压的扶手；其中沥青取样装置包括底部为开口的沥青取样桶，沥青取样桶上设置有加热装置，沥青取样桶顶部与气压控制室连通，气压控制室通过机械臂与电动机连接。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中加热装置为设置在沥青取样桶桶壁内的电热丝。

其中加热装置还包括设置在沥青取样桶桶壁上的温度传感器。

其中气压控制室为底部开口的空心的圆柱体结构，其顶部通过机械臂与电动机连接。

其中气压控制室上还设置有用于控制气压控制室内气体与外界环境连通的控制阀门。

其中电动机设置在工作平台上。

其中工作平台上设置有两个相对的扶手。

本发明的有益效果是：沥青取样装置能够通过电动机和扶手的作用下压，在固态沥青储存桶内提取固态沥青，其中气压控制室利用气压差将固态沥青样品提取出来；电动机连接的机械臂产生旋转，使气压控制室连同沥青取样装置向下旋转插入进入固态沥青中，加热装置能够将沥青取样桶桶壁上的沥青软化从而降低粘度，使沥青取样桶方便插入和提出。

更进一步的，加热装置为设置在沥青取样桶桶壁内的电热丝，且桶壁内还设置有温度传感器用于控制桶壁的温度，防止温度过高导致沥青试样产生老化，影响室内试验结果准确性。

更进一步的，气压控制室上设置有控制阀门，控制阀门控制气压控制室内的空气与外界环境流通，气压控制室底部开口，该开口与沥青取样桶顶部的连通口连通，使得气压控制室通过控制阀门能够控制沥青取样桶内的气压。

更进一步的，工作平台上设置有相对的扶手，能够方便将沥青取样装置下压和上提。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中沥青取样装置的剖面示意图。

其中：1为沥青取样桶；2为气压控制室；3为控制阀门；4为机械臂；5为工作平台；6为电动机；7为连接导线；8为扶手；9为电子控制装置；10为温度传感器；11为电热丝；12为连通口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明提供了一种气压式固态沥青取样装置，如图1所示，包括沥青取样装置，沥青取样结构包括底部为开口的沥青取样桶1，如图2所示，沥青取样通1为圆柱体状的，沥青取样桶1的顶部设置有连通口12，连通口12使沥青取样桶1与气压控制室2连通起来；其中沥青取样桶1上还设置有加热装置，加热装置为设置在沥青取样桶1桶壁内的电热丝11，沥青取样桶1的桶壁内还设置有温度传感器10；气压控制室2为倒扣在连通口12上的圆柱形结构，且气压控制室2上设置有控制阀门3，控制阀门3控制气压控制室2内气体的排出，调节气压控制室2内的气压。

如图1所示，气压控制室2的顶部通过机械臂4与电动机6连接，且电动机6设置在工作平台5上，电动机6通过导线7与电动机6连接，即机械臂4与工作平台5连接，且工作平台5上设置有能够将工作平台5、机械臂4连通气压控制室2下压的扶手8，扶手8为相对设置的两个扶手，工作平台5上还设置有电子控制装置9，电子控制装置9用于控制电动机6的运行，以及电热丝11和温度传感器10的工作。

本发明的使用方法是：将沥青取样桶1竖直放置在沥青桶上方，然后打开控制阀门3；装置接上电源之后，连通电热丝11，给沥青取样桶1加热至合适温度后，再启动电动机6，电动机6带动机械臂4旋转，并且下压扶手8，使气压控制室2带动沥青取样桶1逐渐旋转切入到沥青桶中，使得固态沥青充满沥青取样桶1；待固态沥青完全充满沥青取样桶1时，使电动机6停止转动，关闭控制阀门3，然后握住扶手8向上提起，由于气压控制室2完全密封，待沥青取样桶上升一定高度后，气压控制室2与外界形成一定压力差，使固态沥青能够被压在沥青取样桶1内，并且随着沥青取样桶1的向上提出，沥青取样桶1将其内部的固态沥青取出。

本发明的工作原理是：打开控制阀门，使气压控制室2内外保持连通，当沥青取样桶1旋转切入固态沥青中，并完全浸没在固态沥青中之后，由于沥青呈粘稠固态，会将桶内完全充满，此时关闭控制阀门3使气压控制室2完全密封，阻塞了气压控制室2和外界之间的空气流通。待沥青取样桶1缓慢上升时，由于沥青取样桶1内壁温度很高，靠近桶沿的沥青黏结性减小，沥青试样会产生少量的竖向位移，从而导致密闭的气压控制室2内空气体积增大，气压减小，与外界形成压力差，足以将沥青试样整体托住而不会下滑，从而将沥青试样从储存桶中取出。再将沥青取样装置下方放置沥青存放容器，打开控制阀门3并使沥青取样桶1加热到合适温度，沥青取样桶1边缘的沥青由于温度升高黏结性下降，固态沥青试样在重力的作用下落入沥青存放容器中，完成固态沥青取样。