一种用于测定机制砂级配的筛分装置及测试方法与流程

1.本发明属于机制砂测试技术领域，涉及一种用于测定机制砂级配的筛分装置及测试方法


背景技术：

2.近年来，随着国家对建设立体式综合交通网络工程的支持力度逐步加大，各地迎来了交通基础设施建设的黄金时期，各种公路、桥梁和隧道工程等陆续规划、开工和建设。大部分基础设施采用混凝土建造，我国混凝土产量目前已经近30亿立方米，每年生产混凝土要消耗砂石资源约40亿吨。以前生产的混凝土通常采用河砂作为细骨料，由于混凝土产量大，全国大部分地区的河砂资源已经出现严重不足的现象，并成为限制混凝土高质量发展的主要瓶颈之一。因此，寻求新的可代替河砂的砂石资源是很多地区土木工程行业可持续发展的必由之路。
3.机制砂作为可以代替河砂的宝贵资源之一，可有效解决目前混凝土用砂稀缺难题。然而，经过多年来的实际工程验证，机制砂相较于河砂存在较多不足之处，如级配较差、粗糙尖锐且多棱角、针片状颗粒含量多、石粉含量难控制等。因此如何快速且准确测试机制砂的性能指标便尤为重要，特别是机制砂的级配，若级配不良则很难保证混凝土具有好的工作性能、力学性能和耐久性能，甚至给工程带来质量和安全隐患。目前，机制砂级配测试装置通常采用包括七档筛孔尺寸(0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm、4.75mm)堆积成整体的筛分装置进行测试，并通过手动复筛并称量每一档筛网的方式进行试验，该装置体积较大、筛分效率低、测试时间较长、累计误差较大且每档筛网很难筛干净。此外，由于传统的测试方法为非封闭环境，手动筛分过程中会有很多灰尘或粒径较小的石粉溢出，在减少测试样品的原有质量的同时，还对测试人员的生命健康和周围自然环境带来隐患。因此，亟需开发出一款可操作简单、筛分效率高和测试结果准确度高的机制砂级配筛分装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了提供一种用于测定机制砂级配的筛分装置，以克服当前筛分效率低、测试结果准确度较低等技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种用于测定机制砂级配的筛分装置，包括：
7.固定底座；
8.位于固定底座上方的筛分机构：包括从上到下间隔布置的筛盖、筛网组件以及筛底，所述筛网组件由相互紧密贴合的上层筛网与下层筛网构成，所述上层筛网与下层筛网之间还设有使得两者之间相对转动的调节组件，所述上层筛网与下层筛网上加工有位置对应的筛孔；
9.布置在筛底上的计量机构；
10.振动机构。
11.进一步的，所述的筛盖具有旋转打开或关闭的功能。
12.进一步的，所述的筛盖、筛网组件与筛底共同围成一具有上下两层的密闭空间。
13.更进一步的，所述的筛盖、筛网组件与筛底共同围成一具有上下两层的密闭空间，其中，上层空间为位于筛网组件上方的筛上物层，下层空间为位于筛网组件下方的筛下物层。
14.进一步的，所述的上层筛网转动安装在下层筛网上，所述调节组件用于使得上层筛网以下层筛网为支点转动。这样，通过调节组件使得上层筛网在下层筛网上转动，从而调整上层筛网与下层筛网上的对应筛孔的重合度，从而对整体过筛尺寸进行调整。
15.更具体的，所述的上层筛网通过支轴转动安装在下层筛网上，所述调节组件为驱动所述支轴转动的旋转电机。
16.进一步的，所述振动机构包括分别布置在固定底座与筛分机构上的上下振动组件与旋转振动组件，其中，上下振动组件可以采用本领域常用的直线振动器，而旋转振动组件则可以采用本领域常用的旋转振动器，且有旋转振动组件与筛网组件配合组成旋振筛结构。
17.进一步的，所述的筛底由上下开口的圆柱形外壳、以及可拆卸安装在圆柱形外壳底部开口处的底板组成，在底板下设置所述计量机构。当进行筛分试验时，每一档的机制砂筛分完成并落于底板上，而每档落下的机制砂质量可通过设置于底板下的计量机构进行称量出来，并反馈至数据采集器。计量机构可以采用本领域常用的重量传感器等。
18.进一步的，所述的计量机构的计量精度为0.001～0.1g。
19.进一步的，所述筛网组件的筛孔孔径变化范围为0mm～4.75mm。
20.更进一步的，筛孔孔径可为0mm、0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm或4.75mm。
21.进一步的，该筛分装置还包括连接所述筛分机构与振动机构的调控机构。
22.更进一步的，所述调控机构还连接数据采集器，通过所述调控机构设定筛分测试程序，开始自动测试，通过数据采集器读取测试结果
23.进一步的，所述筛分机构通过固定底座与地面固定。
24.进一步的，所述固定底座中设有数据处理器。
25.进一步的，所述上下振动组件带动整个筛分机构沿竖直方向做上下往复运动。
26.进一步的，所述旋转振动组件带动筛网组件沿着中间平面做高速圆周运动。
27.进一步的，所述计量机构对机制砂的称量结果进行自动清零、去皮或累加。
28.进一步的，在测试每一粒级的机制砂时，所述筛网组件会自动闭合筛孔，并经计量机构称量后反馈至数据处理器，最后将测试数据传输至数据采集器。
29.进一步的，该筛分装置还设有左边柱、右边柱。
30.更进一步的，所述筛盖为圆铁盘，其可绕所述左边柱左右旋转，并通过设置于右边柱顶部的固定栓进行固定。
31.进一步的，所述固定底座中还设有电机，该电机带动该筛分装置工作。
32.本发明还提供了一种利用筛分装置测定机制砂级配的方法，包括以下步骤：
33.(1)安装好筛分装置，此时上层筛网与下层筛网完全错开，并打开筛盖，倒入已称
量好的机制砂，关闭筛盖；
34.(2)调节上层筛网，使得上层筛网的筛孔与下层筛网部分重合，启动振动机构，设置筛分时间；
35.(3)筛分结束后，由计量机构测量当前过筛尺寸下的机制砂质量；
36.(4)继续调节上层筛网与下层筛网的重合度，重复步骤(2)至(3)，完成对不同过筛尺寸下的机制砂质量的测量，即完成对机制砂级配的测定。
37.本发明提供了一种用于测定机制砂级配的筛分装置，该装置操作简单，将称量好的测试样品倒入装置内，通过调控机构设定筛分测试程序，开始自动测试，在测试每一粒级的机制砂时，所述筛网组件会自动闭合筛孔，并经计量机构称量后反馈至数据处理器，最后将所测试数据传输至数据采集器。该装置的筛网组件可自动、连续变化筛孔大小，实现机制砂的快速、自动、连续逐层筛分；该装置的振动机构有两种振动方式，从而使机制砂快速漏过筛网并达到筛底结构；调控机构为整个筛分装置的核心控制部分，可通过该调控机构上的控制开关和按钮在控制面板上调节各种测试程序，并将测试数据进行一定处理后反馈至数据采集器。
38.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
39.(1)本发明通过将传统的多级筛网简化为可连续自动调节筛孔尺寸的单级筛网，并采用高速振动辅以旋转的方式进行加速机制砂的筛分，具有体积小巧、操作简单、实用性强且筛分效率高的优点。
40.(2)本发明仅需将称量好的测试样品倒入装置内，通过设定的程序便可快速、自动、准确地获得测试结果，且整个测试过程没有灰尘溢出(没有质量损失)，在保障测试人员生命健康的同时，还能不污染自然环境。
附图说明
41.图1为本发明的筛分装置示意图
42.图2为本发明的可调筛孔的筛网组件示意图；
43.图中标记说明：
[0044]1‑
筛分机构，101
‑
筛盖，102
‑
筛上物层，103
‑
筛底，104
‑
筛网组件，1041
‑
上层筛网，1042
‑
下层筛网，1043
‑
支轴，1044
‑
旋转电机，1045
‑
筛孔，2
‑
上下振动组件，3
‑
计量机构，4
‑
数据处理器，5
‑
调控机构，6
‑
数据采集器，7
‑
固定底座，8
‑
左边柱，9
‑
右边柱，10
‑
旋转振动组件。
具体实施方式
[0045]
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0046]
以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或常规结构。
[0047]
为提高筛分效率等，本发明提供了一种用于测定机制砂级配的筛分装置，其参见图1和图2所示，包括：
[0048]
固定底座7；
[0049]
位于固定底座7上方的筛分机构1：包括从上到下间隔布置的筛盖101、筛网组件104以及筛底103，所述筛网组件104由相互紧密贴合的上层筛网1041与下层筛网1042构成，所述上层筛网1041与下层筛网1042之间还设有使得两者之间相对转动的调节组件，所述上层筛网1041与下层筛网1042上加工有位置对应的筛孔1045；
[0050]
布置在筛底103上的计量机构3；
[0051]
振动机构。
[0052]
在一些具体的实施方式中，所述的筛盖101具有旋转打开或关闭的功能。
[0053]
在一些具体的实施方式中，请参见图1所示，所述的筛盖101、筛网组件104与筛底103共同围成一具有上下两层的密闭空间，其中，上层空间为位于筛网组件上方的筛上物层，下层空间为位于筛网组件下方的筛下物层。
[0054]
在一些具体的实施方式中，所述的上层筛网1041转动安装在下层筛网1042上，所述调节组件用于使得上层筛网1041以下层筛网1042为支点转动。这样，通过调节组件使得上层筛网1041在下层筛网1042上转动，从而调整上层筛网1041与下层筛网1042上的对应筛孔1045的重合度，从而对整体过筛尺寸进行调整。更具体的，所述的上层筛网1041通过支轴1043转动安装在下层筛网1042上，所述调节组件为驱动所述支轴1043转动的旋转电机1044。
[0055]
在一些具体的实施方式中，请参见图1，所述的筛底103由上下开口的圆柱形外壳、以及可拆卸安装在圆柱形外壳底部开口处的底板组成，在底板下方设置所述计量机构3。计量机构3可以采用本领域常用的重量传感器等。
[0056]
在一些具体的实施方式中，所述的计量机构3的计量精度为0.001～0.1g。
[0057]
在一些具体的实施方式中，所述筛网组件104的筛孔1045孔径变化范围为0mm～4.75mm。
[0058]
更具体的实施方式中，筛孔1045孔径可为0mm、0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm或4.75mm。
[0059]
在一些具体的实施方式中，振动机构包括分别布置在固定底座7与筛分机构1上的上下振动组件2与旋转振动组件10，其中，上下振动组件2可以采用本领域常用的直线振动器，而旋转振动组件10则可以采用本领域常用的旋转振动器，且有旋转振动组件10与筛网组件配合组成旋振筛结构。
[0060]
在一些具体的实施方式中，请参见图1，该筛分装置还包括连接所述筛分机构1与振动机构的调控机构5。
[0061]
更具体的实施方式中，所述调控机构5还连接数据采集器6，通过所述调控机构5设定筛分测试程序，开始自动测试，通过数据采集器6读取测试结果。
[0062]
在一些具体的实施方式中，请参见图1，所述筛分机构1通过固定底座7与地面固定。
[0063]
在一些具体的实施方式中，请参见图1，所述固定底座7中设有数据处理器4。
[0064]
在一些具体的实施方式中，所述上下振动组件2带动整个筛分机构1沿竖直方向做上下往复运动。
[0065]
在一些具体的实施方式中，所述旋转振动组件10带动筛网组件104沿着中间平面
做高速圆周运动。
[0066]
在一些具体的实施方式中，所述计量机构3对机制砂的称量结果进行自动清零、去皮或累加。
[0067]
在一些具体的实施方式中，在测试每一粒级的机制砂时，所述筛网组件104会自动停止过筛，并经计量机构3称量后反馈至数据处理器4，最后将测试数据传输至数据采集器6。
[0068]
在一些具体的实施方式中，请参见图1，该筛分装置还设有左边柱8、右边柱9。
[0069]
更进一步的，所述筛盖101为圆铁盘，其可绕所述左边柱8左右旋转，并通过设置于右边柱9顶部的固定栓进行固定。
[0070]
在一些具体的实施方式中，请参见图1，所述固定底座7中还设有电机10，该电机10带动该筛分装置工作。
[0071]
本发明的筛分装置测定机制砂级配的测试方法，包括以下步骤：
[0072]
1)安装筛网机构，检查筛分装置的密封性；
[0073]
2)打开筛盖101，向筛分装置内部倒入已称量好的机制砂，并关闭筛盖101；
[0074]
3)打开电源，并通过调控机构5设定筛分测试程序；
[0075]
4)点击启动按钮，根据设定的筛分测试程序自动测试；
[0076]
5)通过数据采集器6读取测试结果，并计算相关参数。
[0077]
本发明提供了一种用于测定机制砂级配的筛分装置，该装置操作简单，将称量好的测试样品倒入装置内，通过调控机构5设定筛分测试程序，开始自动测试，在测试每一粒级的机制砂时，所述筛网组件104会自动闭合筛孔1045，并经计量机构3称量后反馈至数据处理器4，最后将所测试数据传输至数据采集器6。该装置的筛网组件104可自动、连续变化筛孔1045大小，实现机制砂的快速、自动、连续逐层筛分；该装置的振动机构有两种振动方式，从而使机制砂快速漏过筛网并达到筛底103结构；调控机构5为整个筛分装置的核心控制部分，可通过该调控机构5上的控制开关和按钮在控制面板上调节各种测试程序，并将测试数据进行一定处理后反馈至数据采集器6。
[0078]
以上各实施方式中，可以任一单独实施，也可以任意两两组合或更多的组合实施。
[0079]
下面结合具体实施例来对上述实施方式进行更详细的说明。
[0080]
实施例1：
[0081]
如图1所示的一种用于测定机制砂级配的筛分装置，包括：筛分机构1、振动机构、计量机构3、数据处理器4、调控机构5、数据采集器6、固定底座7、筛盖101、筛分层102、筛底103及筛网组件104。
[0082]
如图2所示，本实施例的筛网组件由相互紧密贴合的上层筛网1041与下层筛网1042构成，所述上层筛网1041与下层筛网1042之间还设有使得两者之间相对转动的调节组件，所述上层筛网1041与下层筛网1042上加工有位置对应的筛孔1045，具体的，所述的上层筛网1041转动安装在下层筛网1042上，所述调节组件用于使得上层筛网1041以下层筛网1042为支点转动。这样，通过调节组件使得上层筛网1041在下层筛网1042上转动，从而调整上层筛网1041与下层筛网1042上的对应筛孔1045的重合度，从而对整体过筛尺寸进行调整。所述的上层筛网1041通过支轴1043转动安装在下层筛网1042上，所述调节组件为驱动所述支轴1043转动的旋转电机1044。
[0083]
筛分机构1是由顶部的筛盖101、上层的筛分层102和底部的筛底103共同组成的一个两层的由筛网组件104分隔的密闭环境，并经固定底座7与地面固定。固定底座7中还设有数据数据处理器4。筛盖101为可绕左边柱8左右旋转打开或关闭的大圆铁盘，并通过设置于右边柱9顶部的固定栓进行固定。筛分层102由底部的筛网组件104和圆柱形外壳组成的可拆卸的组合结构，筛网组件104可自动、连续变化筛孔1045大小，根据设定程序，通过调节横纵向筛网移动距离使筛孔1045尺寸快速在0mm～4.75mm范围内调整，实现机制砂的快速、自动、连续逐层筛分。筛分装置由设置于固定底座7中的电机10带动工作，经由调控机构5外接并与数据采集器6相连接。振动机构有两种振动方式，其一为设置于固定底座7内的直线振动器，该直线振动器可带动整个筛分装置沿竖直方向做上下往复运动，从而使机制砂快速漏过筛网并达到筛底103。其二为设置于中间的筛网组件104处的旋转振动器，该旋转振动器配合筛网组件104形成旋振筛结构，使得筛网组件104上的物料在筛面上做圆周运动，从而实现机制砂加速下漏至筛底103。筛底103和圆柱形外壳组成可拆卸的组合结构，该组合结构与筛网组件104形成筛分机构1的下层密闭空间。不同粒径的机制砂经顶部筛网组件104下漏至筛底103，每一粒级的机制砂在测试时会停止过筛，并经由设置于筛底103的计量机构3称量后反馈至数据处理器4，最后将所测试数据传输至数据采集器6。计量机构3精度为0.001g～0.1g，其对机制砂的称量结果进行自动清零、去皮或累加。
[0084]
调控机构5为整个筛分装置的核心控制部分，可通过该调控机构5上的控制开关和按钮在控制面板上调节各种测试程序，并将测试数据进行一定处理后反馈至数据采集器6。
[0085]
采用上述筛分装置，本实施例还提供了一种用于测定机制砂级配的测试方法，测试方法包括以下步骤：
[0086]
(1)断开电源开关，将整个测试装置上半部分(筛盖101、筛分层102、筛底103)拆卸下来，用毛刷清理里面可能遗留的灰尘或杂质，确保测试装置内部干净无误后，安装好各部分并检查测试装置内部密封性。
[0087]
(2)沿着测试装置顶部左边柱8绕圆周方向旋转并打开筛盖101，根据《公路工程集料试验规程》jtg e42
‑
2005规程要求进行测试，称取质量为500g的机制砂样品两份备用，轻轻倒入测试装置内部，并关闭筛盖101。
[0088]
(3)打开电源开关，在调控机构5上设置好筛分测试程序和参数，调节所对应的筛孔1045的尺寸、筛分时间、振动时间、旋转时间和圈数、间隔时间、称量时间等。
[0089]
(4)点击启动按钮，根据设定程序开始自动测试，测试前确保称量系统处于去皮状态。等待设定测试时间结束后进行下一步。
[0090]
(5)通过数据采集器6读取每一次过筛的机制砂的质量结果，根据规范计算并复核测试结果。待测试结束后，取下上部筛分装置，倒出内部的机制砂样品并清理干净内部空间，准备进行第二组测试。
[0091]
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。