一种智能双路自动洗砂机的制作方法

本实用新型属于铸造技术领域，涉及一种智能双路自动洗砂机。

背景技术：

在机械工业出版社中国工程学会铸造分会组编《铸造手册》第3版第4卷--《造型材料》 P328 11.1.2.4以及机械工业出版社美国铸造师学会主编《造型材料试验》手册P47,第4章 7节，

目前含泥量检测的自动化程度较高的洗砂机是虹吸式洗砂机，该款机型由机箱、洗砂杯、冲水管、吸水管、抽滤器、控制电路以及托板等组成，其原理：根据手动虹吸程序：加水、静置10min、虹吸、加水再静置10min、虹吸后加水静置5min、虹吸,然后反复静置5min的程序，直至洗砂杯中砂样上部水清为止，在使用过程中，有如下几个问题：

1.该设备要求水压高，必须大于0.1MPA,当水压低时(北方工厂冬天相对南方水压低，常因水压低设备无法正常工作)，冲水管出水压力太低对杯底试样冲力不够，以致砂样中砂与泥分煤粉等难以分离彻底；同时水压低抽滤器无法产生负压排水。

2.水压正常时由于冲水管是固定位置，一个循环后泥沙会沉淀在离冲水管远的地方，再次冲水时就不能直接对着泥沙冲洗，往往实际操作中每个循环(加水、静置、虹吸为一个循环)需人工转动烧杯，让冲水管对着有泥沙的位置并用玻璃棒人工手动去搅拌均匀。

3.效率太低，特别是测煤粉砂含泥量，要冲洗至洗砂杯中砂样上部水清，需4小时左右的时间，若要求试验更精确需要的时间更长(一个工作日)才能得到一个试验结果，一个循环(前面两次约12分钟一循环，后面均为约7分钟一个循环)排走500ML左右泥水，此时电磁阀需打开冲水形成负压，更多的清水也同时流出直到吸水管离开水面电磁阀才关闭,一个循环需要1.0-1.5L水左右，8小时近70个循环，若测试五个数据(去除最大和最小取三个中间数据求平均值)为一组，设备则需要20-40小时工作，会浪费大量自来水资源。

4:维护方面：由于试验主要是对水路控制，机箱内环境湿度较大，电子元器件长时间潮湿环境工作(工作时间长了接头密封问题如渗漏现象及胶管老化漏水)导致电气故障率相对要高，出现故障往往需整台机返厂，维护费用较高。

5.该设备一次只能测试一个样品。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的水压低无法正常工作；泥砂试样冲洗不均匀；效率低下浪费水资源；故障率相对较高，维护不方便以及设备一次只能测试一个样品等缺陷，提供一种智能双路自动洗砂机，通过本设备对型砂或原砂进行自动清洗来检测其含泥量的装置。

其技术方案具体如下：

一种智能双路自动洗砂机，包括右侧微型搅拌装置总成1、右烧杯盖2、右定位针3、右排水管4、右冲水管5、右侧高烧杯6右侧烧杯托盘部件7、水压指示表8、底座9、机脚 10、右进水三通11、右侧水泵虹吸接头12、箱体13、右侧冲水阀14、右侧排水阀15、右侧水泵16、右侧抽滤器17、左侧水泵18、左侧排水阀19、左侧抽滤器20、左侧冲水阀21、电气控制箱22、水管23、左侧水泵虹吸接头24、左侧进水四通25、左侧烧杯托盘部件26、左侧高烧杯27、左侧排水管28、左侧定位针29、左侧冲水管30、左烧杯盖31、左侧微型搅拌装置总成32；

右侧微型搅拌装置总成1与左侧微型搅拌装置总成32固定在箱体13两侧，在右冲水管 5与左侧冲水管30分别向右侧高烧杯6与左侧高烧杯27中冲水前对试样进行程序定时搅拌；右侧烧杯托盘部件7与左侧烧杯托盘部件26安装在底座9上分别灵活托起右侧高烧杯6与左侧高烧杯27至右烧杯盖2与左烧杯盖31定位且避免冲水及搅拌时水珠外溅出；右进水三通11接水压指示表(8)检测外部水压，以及与左侧进水四通25接右侧冲水阀14与左侧冲水阀21分别通过右冲水管5与左侧冲水管30对右侧高烧杯6与左侧高烧杯27冲水至右定位针3与左侧定位针29开始静止，接右侧排水阀15与左侧排水阀19在静止时间到，打开该阀门，通过右侧抽滤器17与左侧抽滤器20，排出右侧高烧杯6与左侧高烧杯27中的水右侧抽滤器17与左侧抽滤器20一端接右排水管4与左侧排水管28；水压太低时启动右侧水泵16与左侧水泵18，通过右侧水泵虹吸接头12与左侧水泵虹吸接头24分别对右侧抽滤器 17与左侧抽滤器20冲水同样虹吸出右侧高烧杯6与左侧高烧杯27中的水；电气控制箱22 安装在箱体13中部，定时控制冲排水及搅拌动作；底座9下方安装有4个橡胶机脚10。

进一步，所述电气控制箱22包括:后塑框46、电气控制箱箱体47、电气控制箱箱体机脚48、电气控制箱箱体固定框49、前塑框50、前喷砂铝面板51、左静止灯52、左启动按钮53、左冲水指示灯54、左复位按钮55、左吸水指示灯56、右吸水指示灯57、右复位按钮58、右冲水指示灯59、右启动按钮60、右静止指示灯61、后喷砂铝面板62、电源开关 63、电源插座带保险64、输出接头一65、输入接头一66、手动吸水按钮一67、输出接头二 68、输入接头二69、手动吸水按钮二70；

电气控制箱22通过电气控制箱箱体斜面固定框49安装在箱体13中部，定时控制冲排水及搅拌动作，前喷砂铝面板51与后喷砂铝面板62通过螺钉安装在电气控制箱箱体47上，电气控制箱箱体47装有小方机脚，卡在固定框49内，便于拆卸；后塑框46与前塑框50罩在箱体47上，主要起密封与装饰作用；前面板51上装左启动按钮53与右启动按钮60、左复位按钮55与右复位按钮58、左冲水指示灯54、右冲水指示灯59左静止灯52、右静止指示灯61、左吸水指示灯56、右吸水指示灯57；后面板60上装有电源开关63电源插座带保险64、输出接头一65、输出接头二68输入接头一66与输入接头二69、手动吸水按钮一67、手动吸水按钮二70

进一步，电气控制箱22的箱体水平放置。

进一步，所述右侧烧杯托盘部件7与左侧烧杯托盘部件26包括烧杯橡胶垫41、烧杯托板42、不锈钢固定立柱45、不锈钢锁紧螺母44、滑动立柱43；

不锈钢固定立柱45固定在底座9上，滑动立柱43可以在不锈钢固定立柱45中上下移动，不锈钢锁紧螺母44来对其锁定；滑动立柱43上安装有烧杯托板42；烧杯托板42为PP 板材料且内粘有烧杯橡胶垫41，避免烧杯的碰坏。

进一步，所述右侧微型搅拌装置总成1与左侧微型搅拌装置总成32包括：微型电机35、电机轴套36、铜锁紧螺母37、搅拌杆轴套38、搅拌杆39、叶片40；

微型电机35安装在箱体13两侧，带有外牙的电机轴套36通过螺钉锁紧在电机轴上，带内牙内锥度的铜锁紧螺母37拧紧在电机轴套36上，通过搅拌杆轴套38抱紧搅拌杆39，叶片40通过销钉装在搅拌杆39上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在低水压情况也能正常试验；泥砂试样冲洗均匀；提高生产效率，节约水资源；故障率相对较低，维护方便；一次可以测试两个样品。

附图说明

图1为本实用新型智能双路自动洗砂机结构示意图；

其中，图1A是主视图，图1B是左视图，图1C是俯视图

图中，1.右侧微型搅拌装置总成、2.右烧杯盖、3.右定位针、4.右排水管、5.右冲水管、 6.右侧高烧杯、7.烧杯托架部件、8.水压指示表、9.底座、10.机脚、11.右进水三通、12.右侧水泵虹吸接头、13.箱体、14.右侧冲水阀、15.右侧排水阀、16.右侧水泵、17.右侧抽滤器、 18.左侧水泵、19.左侧排水阀、20.左侧抽滤器、21.左侧冲水阀、22.电气控制箱、23.水管、 24.左侧水泵虹吸接头、25.左侧进水四通、26.左侧烧杯托盘部件、27.左侧高烧杯、28.左侧排水管、29.左侧定位针、30.左侧冲水管、31.烧杯盖、32.左侧微型搅拌装置总成；

图2为倾斜放置的电气控制箱；

其中，图2A是主视图，图2B是左视图，图2C是右视图；

图中，46后塑框47.电气控制箱箱体48.电气控制箱箱体机脚49.电气控制箱箱体固定框50.前塑框51.前喷砂铝面板52.左静止灯53.左启动按钮54.左冲水指示灯55.左复位按钮56.吸水指示灯57.右吸水指示灯58.右复位按钮59.右冲水指示灯60.右启动按钮61.右静止指示灯62.后喷砂铝面板63.电源开关64.电源插座带保险65.输出接头一66.输入接头一67.手动吸水按钮一68.输出接头二69.输入接头二70.手动吸水按钮二；

图3为平放的电气控制箱；

其中，图3A是主视图，图3B是左视图，图3C是右视图

图4为右侧烧杯托盘部件与左侧烧杯托盘部件；

图中，41.烧杯橡胶垫42.烧杯托板43.不锈钢固定立柱44.不锈钢锁紧螺母45.滑动立柱；

图5为右侧微型搅拌装置总成与左侧微型搅拌装置总成；

图中，35.微型电机36.电机轴套37.铜锁紧螺母38.搅拌杆轴套39.搅拌杆40.叶片

图6是本实用新型智能双路自动洗砂机的原理图。

图中，33.砂样、6.右侧高烧杯、4.右排水管、3.右定位针、5.右冲水管、1.右侧微型搅拌装置总成、8.水压表、14.右侧冲水阀、15.右侧排水阀、16.右侧水泵、17.右侧抽滤器、34.引水源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明。

参照图1，一种智能双路自动洗砂机，由右侧微型搅拌装置总成1、右烧杯盖2、右定位针3、右排水管4、右冲水管5、右侧高烧杯6右侧烧杯托盘部件7、水压指示表8、底座9、机脚10、右进水三通11、右侧水泵虹吸接头12、箱体13、右侧冲水阀14、右侧排水阀15、右侧水泵16、右侧抽滤器17、左侧水泵18、左侧排水阀19、左侧抽滤器20、左侧冲水阀21、电气控制箱22、水管23、左侧水泵虹吸接头24、左侧进水四通25、左侧烧杯托盘部件26、左侧高烧杯27、左侧排水管28、左侧定位针29、左侧冲水管30、左烧杯盖31、左侧微型搅拌装置总成32等。

箱体13由中间机箱和两侧箱体组成，通过螺钉固定在底座9上；

底座9装有橡胶机脚10，可以平稳置于工作台上；

电气控制箱22通过其固定框置于中机箱上，定时控制冲排水及搅拌动作；

右侧微型搅拌装置总成1与左侧微型搅拌装置总成32安装在箱体13两侧上并密封，在右冲水管5与左侧冲水管30向右侧高烧杯6与左侧高烧杯27中冲水前对试样进行程序定时搅拌；

右侧烧杯托盘部件7与左侧烧杯托盘部件26安装在底座9上灵活托起右侧高烧杯6与左侧高烧杯27至右烧杯盖2与左烧杯盖31定位且避免冲水及搅拌时水珠外溅出；

右进水三通11其一接水压指示表(8)，该表为油介质防震表监测外部水路压力，以及与左侧进水四通25接右侧冲水阀14与左侧冲水阀21通过右冲水管5与左侧冲水管30对右侧高烧杯6与左侧高烧杯27冲水至右定位针3与左侧定位针29开始静止，接右侧排水阀15与左侧排水阀19在静止时间到，打开该阀门，通过右侧抽滤器17与左侧抽滤器20，排出右侧高烧杯6与左侧高烧杯27中的水，右侧抽滤器17与左侧抽滤器20一端接右排水管 4与左侧排水管28；水压太低时启动右侧水泵16与左侧水泵18，通过右侧水泵虹吸接头12 与左侧水泵虹吸接头24对右侧抽滤器17与左侧抽滤器20冲水同样虹吸出右侧高烧杯6与左侧高烧杯27；右排水管4与左侧排水管28、右定位针3与左侧定位针29、右冲水管 5与左侧冲水管30为不锈钢材料，固定在箱体13左右侧通过右烧杯盖2与左烧杯盖31伸入右侧高烧杯6与左侧高烧杯27中，冲水排水及水位控制，它们的连线接电气控制箱22的输入接头一66与输入接头二69。右侧冲水阀14与左侧冲水阀21、右侧排水阀15与左侧排水阀19、右侧水泵16与左侧水泵18并排安装在底座上。它们的控制线通过航空插头接到电气控制箱22的输出接头一65、与输出接头二68上。

进一步，见图2所述电气控制箱22包括:

后塑框46、电气控制箱箱体47、电气控制箱箱体机脚48、电气控制箱箱体固定框49、前塑框50、前喷砂铝面板51、左静止灯52、左启动按钮53、左冲水指示灯54、左复位按钮55、左吸水指示灯56、右吸水指示灯57、右复位按钮58、右冲水指示灯59、右启动按钮60、右静止指示灯61、后喷砂铝面板62、电源开关63、电源插座带保险64、输出接头一65、输入接头一66、手动吸水按钮一67、输出接头二68、输入接头二69、手动吸水按钮二70等组成

电气控制箱22通过电气控制箱箱体斜面固定框49安装在箱体13中部，定时控制冲排水及搅拌动作；

前喷砂铝面板51与后喷砂铝面板62通过螺钉安装在电气控制箱箱体47上，电气控制箱箱体47装有小方机脚，卡在固定框49内，便于拆卸；

后塑框46与前塑框50罩在箱体47上，主要起密封与装饰作用；

前面板51上装有左启动按钮53与右启动按钮60、左复位按钮55与右复位按钮58、左冲水指示灯54与右冲水指示灯59、左静止灯52与右静止指示灯61、左吸水指示灯56与右吸水指示灯57；

后面板60上装有电源开关63电源插座带保险64、输出接头一65与输出接头二68、输入接头一66与输入接头二69、手动吸水按钮一67与手动吸水按钮二70

电气控制箱22的输入接头一66与输入接头二69连接右排水管4与左侧排水管28、右定位针3与左侧定位针29、右冲水管5与左侧冲水管30的引线；

电气控制箱22的输出接头一65与输出接头二68

连接右侧冲水阀14与左侧冲水阀21、右侧排水阀15与左侧排水阀19、右侧水泵16 与左侧水泵18的控制线。

进一步，图4所述烧杯托盘部件

由烧杯橡胶垫41、烧杯托板42、不锈钢固定立柱45、不锈钢锁紧螺母44、滑动立柱 43组成。

不锈钢固定立柱45固定在底座9上，滑动立柱43可以在不锈钢固定立柱45中上下移动；滑动立柱43上安装有烧杯托板42；烧杯托板42为PP板材料且内粘有烧杯橡胶垫41，避免烧杯的碰坏。右侧高烧杯6与左侧高烧杯27装有砂样置于右侧烧杯托盘部件7与左侧烧杯托盘部件26上，可上升下降，不锈钢锁紧螺母44用于锁紧滑动立柱43，防止右侧高烧杯6与左侧高烧杯27在工作时下滑。

进一步，图5所述微型搅拌装置总成

由微型电机35、电机轴套36、铜锁紧螺母37、搅拌杆轴套38、搅拌杆39、叶片40组成

微型电机35安装在箱体13两侧，带有外牙的电机轴套36通过螺钉锁紧在电机轴上，带内牙内锥度的铜锁紧螺母37拧紧在电机轴套36上，通过搅拌杆轴套38抱紧搅拌杆39，叶片40通过销钉装在搅拌杆39上。

图6所述原理图中，

右侧微型搅拌装置总成1、右定位针3、右排水管4、右冲水管5、右侧高烧杯6、水压指示表(8)、右侧冲水阀14、右侧排水阀15、右侧水泵16、右侧抽滤器17、引水源34等组成。

外部自来水连接右侧冲水阀14、水压指示表(8)及右侧排水阀15，水压指示表(8)监测外部水压。洗砂机启动时单片机程序控制冲水阀打开门经右冲水管5对右侧高烧杯6与底部砂样33进行冲击，水位至右定位针3，右侧冲水阀14关闭；静止10分钟前两次10分钟，第三个循环开始为5分钟，右侧排水阀打开，外部自来水通过排水阀流经右侧抽滤器17产生负压，右排水管4开始吸走右侧高烧杯6中上部泥水，水位降至排水管底部，单片机程序控制排水阀门关闭，且右侧微型搅拌装置总成1开始工作，时间到停止搅拌，同时冲水阀打开向烧杯中加水开始第二个循环。若外部水压太低无法产生虹吸，可打开右侧水泵16，接外部引水流经右侧抽滤器17产生负压，同样右排水管4开始吸走右侧高烧杯6中上部泥水。

本实用新型、利用机械搅拌和虹吸原理对砂样进行清洗来测定其含泥量。设备两路同时工作提高效率，自动加水、静置10min、虹吸(虹吸完自动搅拌1-2min)、加水再静置10min、虹吸(虹吸完自动搅拌1-2min)后加水静置5min、虹吸,然后反复静置5min的程序，即使水压低也能通过搅拌加速膨润土及煤粉等泥分与砂分离，无需手动转动烧杯及手工搅拌，若水压低至不能产生虹吸可启动微型水泵经过抽滤器产生负压排除杯中浑水。本设备通过单片机AT89S51(AT89C51)芯片编程产生定时循环，利用输出端经SN74LS07缓冲驱动器对电磁阀、电机、水泵进行控制，采用TL521光耦以及滤波器等隔离干扰源保证设备运行的稳定性。电气控制箱与主机体为分体结构，电气控制箱有平放和斜放两种方案，控制箱密封通过固定框与水源彻底隔离降低故障概率且便于维护保养，出现故障也无需整机返厂维修，降低维护成本。

根据手工洗砂程序：加水、静置10min、虹吸、加水再静置10min、虹吸后加水静置5min、虹吸,然后反复静置5min的程序，直至洗砂杯中砂样上部水清为止可参照原理图。

工作前先将设备机箱背面进水管接头通过胶管接到自来水龙头上拧紧，出水管头接胶管至洗手池，洗砂杯以装入处理好的试样，打开电源开关，按启动按钮，冲水阀门打开开始加水；吸水时，由排水阀门向抽滤器中冲水产生负压，将洗砂杯中水吸出。以上冲水、静置、吸水及定时等均由自动控制系统完成，电器原理如图6所示。

电源开关通电后，仪器开始工作，首先冲水电磁阀向洗砂杯中加水，冲水指示灯亮。当液面至规定高度，水与定位针接触时，则冲水电磁阀自动关闭，冲水指示灯熄灭，静止指示灯亮，同时单片机内定时器自动定时，到规定时间时，自动将吸水电磁阀打开，排水指示灯亮，水通过抽滤器即可把洗砂杯中液面以下100mm的水吸出，由出水管流入下水道。当液面逐渐下降低于虹吸管口时，则吸水电磁阀自动关闭，排水指示灯熄灭，同时搅拌装置开始搅拌1-2分钟(程序设定)，然后将冲水电磁阀打开又向洗砂杯加水。在电路中设有计数程序，以完成由静置两次10min后自动转换为静置5min的程序，直至洗砂杯中砂样上部水清为止。(当水压太低无法排除烧杯中浑水时，将水泵虹吸接头接胶管置于一装满清水的容器中，启动水泵手动开关，并入洗砂程序循环运行，向抽滤器中冲水产生负压，自动排出烧杯中浑水，保证试验能继续进行下去，水压正常后关闭控制开关以节约水源)。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本实用新型的保护范围内。