专利名称：全自动压模脱模抗渗透试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及材料试验机领域，尤其是建筑材料试验机。
背景技术：
对于建筑材料，特别是水泥混凝土块的性能试验十分重要，实验数据正确与否直接影响建筑物的安全与使用寿命。建筑材料的抗渗透性能就是建筑材料必须测试的性能之
ο目前普遍使用的抗渗透试验需要将试块制作成截头锥体状，在锥面上要制作一层密封层，以便使水的渗透自上而下进行，防止从侧面向外渗透，该密封层为石蜡密封层，首先将石蜡加热至完全融化，然后将试块的锥面在融化的石蜡中滚动一周，整个涂蜡过程超过1小时，非常繁琐，有可能出现小气孔然后试块装入试件内，抗渗透机的试件是锥体状上面是小口，下面是大口，试块装模时由人工自下往上装，再用多个螺母固定，一般试验机上具有六个分两排排列的试件，因此试块装卸工作十分繁重，试验数据人工记录，不具备数据上传功能，耗时耗力因为人工进行不能保证每个试件的密封，影响试验工作的效率和数据精确性，很多试验室存在刻意漏检或不检的嫌疑，给工程质量带来重大隐患。
发明内容
本发明目的为解决上述存在的问题，提供一种全自动压模脱模抗渗透试验机，确保试验的密封，改变了繁重的装卸过程，并通过计算机进行控制和自动记录。实现上述发明目的的技术方案如下
全自动压模脱模抗渗透试验机，具有机架、水压系统、油压系统，在机架的中心部位装有主油缸，在机架上部主油缸周围圆周状均分布有多个装置试件的试模套，试模套为倒圆锥形，上口大，下口小，锥度与试件锥度相等，在每个试模套的内侧面与试件之间具有油囊紧固式密封结构，每个试模套分别连接有自动油压系统、自动水压系统、自动装卸试件系统和自动控制系统。在主油缸的活塞上端装有上压盘盖板，上压盘盖板覆盖全部试模套，在上压盘盖板下底面对应于各个试模套的位置分别装有上部密封件，在上部密封件侧面装有Y型密封圈，在主油缸活塞杆下部围绕活塞杆水平方向装有多个试件顶杆托盘，在每个试件顶杆托盘上装有试件顶杆，每个试件顶杆对应于上方的一个试模套，当活塞下降时，上压盘盖板盖住并密封试模套，当活塞上升时试件顶杆与试件下面接触，将试件从试模套中顶出。在每个试模套内壁中部表面装有密封油囊，在密封油囊与试模套内壁之间装有油囊衬套，在油囊衬套上面装有0型密封圈，在0型密封圈上面装有螺母衬圈，在螺母衬圈上面即试模套顶部，装有固定螺母，在试模套中装入试件，在试件上方与固定螺母中空部位为试模套水腔，在试件上方为所述的上部密封件，与上压盘盖板中心开有压力水通道，在密封油囊侧面开有进油口，进油口贯穿油囊衬套和试模套侧面，在侧面外装有进油嘴。自动水压系统具有压力水泵，压力水泵的进口与进水桶连接，出口通过输水管，输水电磁阀与多头分水器连接，多头分水器的各个分水口分别与上压盘盖板上的一个压力水通道连接。自动油压系统具有油泵进口与油箱连接，油泵出口通过输油管道，换向电磁阀分两路输油，一路向主油缸活塞上部的输油口，另一路向主油缸活塞下部的输油口，另外，油泵经油囊密封装置换向锁紧电磁阀和输油管道分别与各个试模套侧面的进油嘴连接，给油囊供油。自动油压系统具有嵌入全自动压模脱模抗渗透试验软件的CPU，CPU分别与装在油路中的油压传感器和装在试件顶杆托盘中的湿度传感器电连接，分别与油囊密封装置换向锁紧电磁阀、水电磁阀电连接，并且还与终端显示器和自动打印机电连接。试验操作程序如下
1.在试模套上方放入试件，点击开始试验。打开油泵电机和主油缸换向电磁阀，方向向下。2.当在设定时间内主油缸内油压压力值大于设定值时，关闭主油缸换向电磁阀， 停止向下和打开油囊密封装置换向锁紧电磁阀。反之报警1。3.当在设定时间内主油缸锁紧装置内油压压力值大于设定值时，关闭油泵电机、 油囊密封装置换向锁紧电磁阀，打开水泵电机，打开通向试件的多个水电磁阀。反之报警2。4.按照GBT50082-2009标准加压至规定压力过程中，系统检测到有试块漏水，记录下漏水时间并关闭漏水试块对应的水电磁阀。按照GBT50082-2009标准加压至规定压力过程中，设定时间内水压小于(0. IMpa)，报警3。5.在加压过程中当系统检测到大于等于三块漏水或者加至规定压力后小于三块试块漏水，同时关闭全部水电磁阀和水泵电机，打开泄水电磁阀。6.打开油囊密封装置换向锁紧电磁阀，当在设定时间内水压高于等于设定值时， 复位。反之报警4。7.当在设定时间内密封装置内油压压力小于设定值时，同时打开主油缸换向电磁阀，向上和打开油泵电机。反之报警5。8.当试验完成后主油缸向上运动，触动上限位时，同时关闭主油缸换向电磁阀，停止向上和关闭油泵电机。9.取出试块。并打印试验结果。所述报警1显示内容“请检查油泵电机是否运转，油箱内油是否足够，主油缸换向电磁阀是否正常，油路是否有漏油现象。”此时机器暂停运行，待处理好后继续按钮继续试验。报警2显示内容“请检查油泵电机是否运转，油箱内油是否足够，油囊密封装置紧锁电磁阀是否正常，油路是否有漏油现象。”此时机器暂停运行，待处理好后继续按钮继续试验。报警3显示内容“请检查水泵电机是否运转，水箱内水是否足够，泄水压电磁阀是否正常，水路是否有漏水现象。”此时机器暂停运行，待处理好后继续按钮继续试验。报警4显示内容“请检查水阀是否关死或损坏。”此时机器暂停运行，待处理好后继续按钮继续试验。报警5显示内容“请检查油泵电机是否运转，油箱内油是否足够，主油缸换向电磁阀是否正常，油路是否有漏油现象。”此时机器暂停运行，待处理好后继续按钮继续试验。以上技术方案显示本发明具有三方面的创新
1.采用了整体的单独主油缸驱动上压盘盖板和试件顶杆上、下运动。当上压盘盖板和试件顶杆向上运动时，试件从试模套上方装入，试件底面由试件顶杆托住；打开主油缸换向电磁阀，动作换向，上压盘盖板和试件顶杆向下运动时上压盘盖板底部的上部密封件与试件顶部接触、压实，并依靠其侧面的Y型密封圈将试模套密封，并对油囊充油，油囊紧贴试件侧面，起密封侧面的作用，再通过多头分水器向试模套内注入高压水进行抗渗透试验。当抗渗透试验完毕后关闭供水电磁阀，打开油囊密封装置锁紧电磁阀，将油囊中的油排出，再打开主油缸换向电磁阀，上压盘盖板和试件顶杆向上运动，打开试模套，试件顶杆将试件从试模套中顶出，取去试块，自动打印机打出试验结果。这一机械设计和装卸试件的操作完全改变了现有技术。2.油囊紧固式密封方法，采用油压的手段，切实做到了试件侧面密封的效果，彻底改变了涂蜡密封的落后状态。3.全自动的软件控制，使每一操作步骤都通过各个传感器，各个电磁阀和计算机组成的自控系统操纵油泵电机、水泵电机工作，带动整个试验机运作，并通过终端显示屏和自动打印机显示整个操作过程和试验结果。本发明具有以下有益效果
1.由于全自动操作，节约了大量劳力，原来每个试模套装、卸试件，由人力进行，每个试模套有8个紧固螺母固定，如共有六个试模套就需装卸48个螺母，且所有螺母必须松紧一致，才能避免泄漏，原来至少要3— 5人才能完成6 —12组试验，本发明只要1人就能完成 10组试验，提高效率500%。2.采用了油囊密封方法，彻底解决了泄漏问题，使试验工作能快捷顺利进行，试验数据更精确可靠。3.采用了 PLC全自动全时监控，改变了人工监控的落后状态，以一台总机，监控多台试验机，实现了一体化管理和数据上传。
图1为本发明全自动压模脱模抗渗透试验机主机结构示意图； 图2为主机俯视结构示意图； 图3为副机结构示意图； 图4为油囊密封装置结构示意图； 图5为上部密封件结构示意图； 图6为全自动操作流程图。图中各标号名称如下 1一机架 1-1一主油缸 2—上压盘盖板 2-1—上部密封件
2-3—高压水通道 3—试模套 3-1—试件 4一试件托架 5-1—试件顶杆 6—净水桶 7—油泵电机 7-1—油泵 7-2—主油缸8—7jC 泵电机 9 一油箱 10—水泵11 一储水箱11-1 一泄水罐11-2—泄
水管12—油囊衬套13—油囊14一0型密封圈 15—螺母衬圈16—固定螺母
2-2—Y型密封圈 5—试件顶杆托盘17—进油嘴 18—油道。
具体实施例方式现以下列实施例并结合附图对本发明技术方案做进一步说明。全自动压模脱模抗渗透试验机分为主机和副机两部分，主机架为圆柱形，在主机的上部装有上压盘盖板，在主机体内中心部装有主油缸7-2，围绕主油缸圆周形均勻分布有六个试模套3，每个试模套下面装有试件顶杆5-1，试件顶杆连接承接排泄水的试件顶杆托盘5，上压盘盖板组件和试件顶杆组件受主油缸活塞驱动，进行上升、下降动作及液压锁定。 每个试模套内部装有独立的密封油囊13，油囊通过油道18、进油嘴17与主油缸连通。在上压盘盖板顶部装有六头分水器，在上压盘盖板相应于各个试模套的部位分别开有高压水通道与六头分水器出水口连接，在试件顶杆托盘下面通过泄水电磁阀泄水管 11-2，与泄水罐11-1连接。在副机上方装有净水桶6，在副机内部装有水泵10，水泵电机8，储水箱11，净水桶与水泵进口连接，水泵出口通过水电磁阀、输水管与六头分水器连接。在副机内部还装有油泵电机7，油泵7-1，油箱9，油泵7-1产生0. 1—40MPa的油压，油泵出口通过输油管、油路换向电磁阀与主油缸7-2连接，还通过油囊密封装置换向锁紧电磁阀与油囊密封装置的进油嘴17连接。自动控制系统具有嵌入式全自动压模脱模抗渗透试验软件的CPU，CPU分别与装在油路中的油压传感器和装在试件顶杆托盘中的湿度传感器电连接，分别与油囊密封装置换向锁紧电磁阀、水电磁阀电连接，还与终端显示器和自动打印机电连接。本实施例的工作流程如下
1主油缸筒1-1由油泵7-1提供动力进行上下运动 2上压盘盖板2向下运动压入试模套3-1，使用Y型密封圈进行上部密封； 3上部密封完成后，由主油缸的换向锁紧电磁阀进行液压锁定； 4油泵7-1经由油囊密封装置换向锁紧电磁阀给油囊部件加压进行侧密封； 5密封完成后，水经由净水桶6，再经过水泵10，经6头分水器给试模套打水(水压高至 2MPa)，储水桶11的作用是保证加水压的平稳度；
6如有漏水，水将流至6个对应的试件顶杆托盘5的不锈钢集水盆，集水高度触及水位开关时报知系统中对应的某试件漏水；
7实验完毕后，主油缸1-1将向上运动，同时试块顶杆5-1将试块托起以便取出； 8多余的积水由泄水罐11-1底部的弹簧同步开关把积满的水排放除去，自动打印机记录试验数据。
权利要求
1.全自动压模脱模抗渗透试验机，具有机架、水压系统、油压系统，其特征为在机架的中心部位装有主油缸，在机架上部主油缸周围圆周状均分布有多个装置试件的试模套，试模套为倒圆锥形，上口大，下口小，锥度与试件锥度相等，在每个试模套的内侧面与试件之间具有油囊紧固式密封结构，每个试模套分别连接有自动油压系统、自动水压系统、自动装卸试件系统和自动控制系统。
2.根据权利要求1所述的全自动压模脱模抗渗透试验机，其特征为在主油缸的活塞上端装有上压盘盖板，上压盘盖板覆盖全部试模套，在上压盘盖板下底面对应于各个试模套的位置分别装有上部密封件，在上部密封件侧面装有Y型密封圈，在主油缸活塞杆下部围绕活塞杆水平方向装有多个试件顶杆托盘，在每个试件顶杆托盘上装有试件顶杆，每个试件顶杆对应于上方的一个试模套，当活塞下降时，上压盘盖板盖住并密封试模套，当活塞上升时试件顶杆与试件下面接触，将试件从试模套中顶出。
3.根据权利要求1所述的全自动压模脱模抗渗透试验机，其特征为在每个试模套内壁中部表面装有密封油囊，在密封油囊与试模套内壁之间装有油囊衬套，在油囊衬套上面装有0型密封圈，在0型密封圈上面装有螺母衬圈，在螺母衬圈上面即试模套顶部，装有固定螺母，在试模套中装入试件，在试件上方与固定螺母中空部位为试模套水腔，在试件上方为所述的上部密封件，与上压盘盖板中心开有压力水通道，在密封油囊侧面开有进油口，进油口贯穿油囊衬套和试模套侧面，在侧面外装有进油嘴。
4.根据权利要求1所述的全自动压模脱模抗渗透试验机，其特征为自动水压系统具有压力水泵，压力水泵的进口与进水桶连接，出口通过输水管，输水电磁阀与多头分水器连接，多头分水器的各个分水口分别与上压盘盖板上的一个压力水通道连接。
5.根据权利要求1所述的全自动压模脱模抗渗透试验机，其特征为自动油压系统具有油泵进口与油箱连接，油泵出口通过输油管道，换向电磁阀分两路输油，一路向主油缸活塞上行的输油口，另一路向主油缸活塞下行的输油口 ；另外，油泵经油囊密封装置换向锁紧电磁阀和输油管道分别与各个试模套侧面的进油嘴连接，给油囊供油。
6.根据权利要求1所述的全自动压模脱模抗渗透试验机，其特征为自动油压系统具有嵌入全自动压模脱模抗渗透试验软件的CPU，CPU分别与装在油路中的油压传感器和装在试件顶杆托盘中的湿度传感器电连接，分别与油囊密封装置换向锁紧电磁阀、水电磁阀电连接，并且还与终端显示器和自动打印机电连接。
7.根据权利要求1-6中任何一项所述的全自动压模脱模抗渗透试验机，其特征为试验操作程序如下(1)在试模套上方放入试件，点击开始试验；打开油泵电机和主油缸换向电磁阀，方向向下；(2)当在设定时间内主油缸内油压压力值大于设定值时，关闭主油缸换向电磁阀，停止向下和打开油囊密封装置换向锁紧电磁阀；反之报警1 ；(3)当在设定时间内主油缸锁紧装置内油压压力值大于设定值时，关闭油泵电机、油囊密封装置换向锁紧电磁阀，打开水泵电机，打开通向试件的多个水电磁阀，反之报警2;(4)按照GBT50082-2009标准加压至规定压力过程中，系统检测到有试块漏水，记录下漏水时间并关闭漏水试块对应的水电磁阀；按照GBT50082-2009标准加压至规定压力过程中，设定时间内水压小于(0. IMpa)，报警3 ；(5)在加水压过程中当系统检测到大于等于三块试块漏水或者加至规定压力后小于三块试块漏水，同时关闭全部水电磁阀和水泵电机；(6)打开油囊密封装置换向锁紧电磁阀，当在设定时间内水压高于等于设定值时，复位；反之报警4;(7)当在设定时间内密封装置内油压压力小于设定值时，同时打开主油缸开始换向电磁阀向上和打开油泵电机；反之报警5 ；(8)当试验完成后主油缸向上运动，触动上限位时，同时关闭主油缸换向电磁阀，停止向上和关闭油泵电机；(9)取出试块，并打印试验结果。
全文摘要
本发明涉及建筑材料试验机，已有的抗渗透试验机自动化程度差，消耗人力多，试件的侧面腊密封制作时间长，密封性能不能绝对保证，影响了试验工作效率和数据精确度，为此，本发明对分布在主油缸周围的试模套采用了上口大，下口小的形式，在试模套上方装卸试件，在试验套与试件之间装有油囊紧固式密封结构，取代腊密封，每个模套分别连接自动油压系统，自动水压系统，通过自动控制系统控制和记录整个试验过程，本发明具有节省大量人力，试验快速、顺利，试验数据精确可靠，能实现一体化管理和数据上传的有益效果。
文档编号G01N15/08GK102435542SQ20111037639
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者王曦 申请人:王曦