一种适用于水泥基材料试验的智能搅拌装置

1.本技术涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种适用于水泥基材料试验的智能搅拌装置。


背景技术：

2.水泥基材料是无机胶凝材料、细集料和水按比例拌和而成，常用于各种砌筑和抹灰工程等。水泥基材料可用于砖、石块、砌块等的砌筑以及构件安装，还可用于墙面、地面、屋面及梁柱结构等表面的抹灰，以达到防护和装饰等要求。除此之外，水泥基材料也可用于盾构隧道施工同步注浆施工工序中，用来填充隧道修建时衬砌外围产生的环状空隙，避免引起较大的地面沉降，这些工程应用需要关注水泥基材料的和易性能、凝结速度、强度等。为了保证水泥基材料在建筑和隧道等施工工程的良好效果，有必要针对不同工程应用场景，对水泥基材料展开室内试验，得到高性能水泥基材料，因此更需要智能高效的水泥基材料制备装置进行水泥基材料制备。
3.目前市场上具有不同类型的水泥基材料搅拌装置，但大多是传统型水泥基材料搅拌容器，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
4.它的特点是各材料添加前需要根据目标浆材体积计算各材料添加量，材料添加时时需手动称量调节，无法精确控制各种材料的添加量，还需要另外配备称量装置，配制过程复杂，称量过程材料损耗，存在一定的误差，且由于材料的漂浮和洒落，造成实验场所环境的脏乱；此外，传统水泥基材料搅拌容器无法控制搅拌时间，只能由操作人员人为控制搅拌电机的启停，在搅拌时间不十分充足的情况下无法保证水泥基材料均质性，导致注浆前期浆材无法达到预定的工作性能，严重降低试验效率，干扰试验结果，影响试验结论。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的是提供一种适用于水泥基材料试验的智能搅拌装置，以解决相关技术中存在的不能智能调控水泥基材料制备过程中材料添加量，搅拌过程中的搅拌时间和搅拌速度不能根据试验需要而变动，人工向搅拌桶里添加水泥基材料原料时，对水泥基材料的重量不易进行准确控制，难以进行定量搅拌，极易造成配制水泥基材料中浪费的技术问题。
6.根据本技术实施例的第一方面，提供一种适用于水泥基材料试验的智能搅拌装置，包括：
7.储料容器，所述储料容器内分为若干子容器，每个所述子容器的输出端均设置有单向阀；
8.储水容器，所述储水容器用于提供水源，所述储水容器上开有用于进水的进水口；
9.搅拌容器，所述搅拌容器设置于所述搅拌平台上，用于接收每个所述子容器输出的材料和所述储水容器输出的水；
10.压力传感器模块，所述压力传感器模块用于检测所述子容器内材料的质量；
11.搅拌结构，所述搅拌结构的一端伸入所述搅拌容器，用于对所述搅拌容器内的材料进行搅拌；
12.智能控制终端，所述智能控制终端接收所述压力传感器模块发送的压力信号，并根据所述压力信号控制所述单向阀和搅拌结构。
13.进一步地，还包括搅拌平台，所述储料容器、储水容器和搅拌容器均设置在所述搅拌平台上，所述搅拌平台下方安装有滚轮。
14.进一步地，所述子容器的输出端通过进料通道与所述搅拌容器的第一输入端相连通。
15.进一步地，所述进料通道内设置有气泵，所述智能控制终端通过控制所述气泵在进料过程中开启使得所述进料通道内无材料残留。
16.进一步地，所述储水容器通过水平出水通道和垂直出水通道将水输入到所述搅拌容器中。
17.进一步地，所述垂直出水通道的底端设置有用于提供动力以使得水从所述垂直出水通道的顶端流出的水泵，所述智能控制终端控制所述水泵在进料过程中及进料后清洗过程中打开。
18.进一步地，所述搅拌结构包括：
19.搅拌电机，所述智能控制终端控制所述搅拌电机的转动时间和转速；
20.搅拌转轴，所述搅拌转轴上安装有若干向下倾斜的搅拌叶片，所述搅拌转轴的输入端接收所述搅拌电机传输的动力，所述搅拌叶片伸入所述搅拌容器内。
21.进一步地，所述搅拌结构还包括搅拌底座，所述搅拌容器的底面与所述搅拌底座紧密配合，所述搅拌电机为所述搅拌底座提供旋转动力。
22.进一步地，所述搅拌底座上设置有用于改变所述搅拌底座的转动方向的转向齿轮。
23.进一步地，所述搅拌结构还包括翻转支架，所述翻转支架的一端固定在所述搅拌容器的外表面，用于翻转所述搅拌容器。
24.本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
25.由上述实施例可知，本技术将进料过程用智能控制终端控制在每个子容器的输出端设置的单向阀，以达到智能控制水泥基材料制备材料添加的功能；通过智能控制终端计算规定体积配合比水泥基材料所需的各项材料质量，通过压力传感器联通智能控制终端，继而联动进料通道单向阀门，控制各项材料实际添加量，以便做到智能添加的效果。此外，装置可通过设置原材料的添加顺序，减小试验没必要因素影响程度，改善浆液搅拌效果。
26.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
27.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
28.图1是根据一示例性实施例示出的一种适用于水泥基材料试验的智能搅拌装置的示意图。
29.图2是根据一示例性实施例示出的储料容器结构剖面示意图。
30.图3是根据一示例性实施例示出的进料通道剖面图。
31.图4是根据一示例性实施例示出的出料通道结构示意图。
32.图5是根据一示例性实施例示出的搅拌叶片示意图。
33.图6是根据一示例性实施例示出的搅拌底座和桶底示意图。
34.图7是根据一示例性实施例示出的搅拌容器结构示意图。
35.图8是根据一示例性实施例示出的搅拌容器翻转示意图
36.附图标记说明：
37.1、储料容器；11、第一子容器；12、第二子容器；13、第三子容器；14、第四子容器；2、搅拌平台；21、滚轮；3、进料通道；31、第一进料通道；311、第一进料通道口；312、第一单向阀；313、第一气泵；32、第二进料通道；321、第二进料通道口；322、第二单向阀；323、第二气泵；33、第三进料通道；331、第三进料通道口；332、第三单向阀；333、第三气泵；34、第四进料通道；341、第四进料通道口；342、第四单向阀；343、第四气泵；35、进料通道出口；4、储水容器；41、进水口；42、水平出水通道；43、竖直出水通道；44、水泵；45、出水口；46、进水通道；5、搅拌容器；51、凸起；6、搅拌结构；61、搅拌电机；62、传动轴；63、搅拌转轴；64、搅拌叶片；65、搅拌底座；651、凹槽；66、转向齿轮；67、翻转支架；7、压力传感器模块；71、第一压力传感器；72、第二压力传感器；73、第三压力传感器；74、第四压力传感器；8、智能控制终端。
具体实施方式
38.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
39.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
40.应当理解，尽管在本技术可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
41.图1是根据一示例性实施例示出的一种适用于水泥基材料试验的智能搅拌装置的示意图，如图1所示，该装置可以包括储料容器1、储水容器4、搅拌容器5、压力传感器模块7、搅拌结构6及智能控制终端8，所述储料容器1内分为若干子容器，每个所述子容器的输出端均设置有单向阀；所述储水容器4用于提供水源，所述储水容器4上开有用于进水的进水口41；所述搅拌容器5设置于所述搅拌平台2上，用于接收每个所述子容器输出的材料和所述储水容器4输出的水；所述压力传感器模块7用于检测所述子容器内材料的质量；所述搅拌结构6的一端伸入所述搅拌容器5，用于对所述搅拌容器5内的材料进行搅拌；所述智能控制
终端8接收所述压力传感器模块7发送的压力信号，并根据所述压力信号控制所述单向阀和搅拌结构6。
42.由上述实施例可知，本技术将进料过程用智能控制终端8控制在每个子容器的输出端设置的单向阀，以达到智能控制水泥基材料制备材料添加的功能；通过智能控制终端8计算规定体积配合比水泥基材料所需的各项材料质量，压力传感器联通智能控制终端8联动进料通道3单向阀门，控制材料添加量，做到智能添加的效果。
43.在具体实施中，所述储料容器1的形状可以是一切下方可以固定的薄壳体，为了方便制作和固定，更优选为顶部盖子可以开关的长方体；所述储水容器4为长方体；所述搅拌容器5可以为包括圆柱形在内的重心在中心竖直线的旋转体。
44.具体地，该装置还可以包括搅拌平台2，所述储料容器1、储水容器4和搅拌容器5均设置在所述搅拌平台2上，所述搅拌平台2下方安装有滚轮21。在具体实施中，所述搅拌平台2与滚轮21相连接，可以达到使搅拌装置可以方便移动的目的。
45.在具体实施中，所述储料容器1可以位于搅拌平台2上，储料容器1的设计是方便储存配置浆材的各种材料，减少了称量的过程，减少了材料的损耗。也可在配制水泥基材料时临时向浆材中加入其它外掺材料，提高浆材的性能和可泵性。
46.具体地，所述子容器的输出端通过进料通道3与所述搅拌容器5的第一输入端相连通。
47.在具体实施中，所述进料通道3为封闭的通道，一端与各子容器的输出端连接，另一端设置有进料通道3口，所述储料容器1包含第一子容器11、第二子容器12、第三子容器13、第四子容器14，所述第一子容器11的出口设置有第一单向阀312并通过第一进料通道3口与第一进料通道3相连通，所述第一进料通道3内设置有第一气泵313，用于保证第一进料通道3内无残余材料；其余子容器和进料通道3均同理，此处不作赘述。所述进料通道3设置一个进料通道出口35，伸入搅拌容器5的搅拌区域内。
48.在本实施例中，压力传感器模块7包括与上述四个子容器一一对应的第一压力传感器71、第二压力传感器72、第三压力传感器73和第四压力传感器74，分别设置在各子容器的底部，用于检测各子容器的压力信号。
49.本实施例中，所述储料容器1和进料通道3之间具有四个出口，四个出口分别与储料容器1对应的储存有各种材料的子容器相连通，每个出口上均设置有一单向阀。参考图2所示，储料容器1包括四个子容器、一个储水容器4和一个压力传感器模块7，第一压力传感器71、第二压力传感器72、第三压力传感器73和第四压力传感器74设置于各子容器的底部位置，分别用于检测四个子容器中的材料质量，储水容器4设置在所述储料容器1内，所述储料容器1的侧壁上开有用于向所述储水容器4注水的进水口41，所述储水容器4上开有用于出水的出水口45，通过出水口45、水平出水通道42和竖直出水通道43向搅拌容器5中注水。在搅拌前，由所述智能控制终端8控制单向阀的打开，由所述压力传感器感应所述个子容器内剩余材料质量，当质量差值达到所需材料质量时立即关闭单向阀。参考图3所示，添加材料时，智能控制终端8控制气泵打开，使得进料通道口无材料的残留，在单向阀关闭后，智能控制终端8控制气泵关闭。当配制水泥基材料所需水低于水位警戒线时，可从进水口41通过与储水容器4相连的进水通道46注入水。安装的四个单项阀实现了对于材料添加的精确控制，节约工程成本，保证水泥基材料配置质量。
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59.具体地，所述搅拌结构6还包括搅拌底座65，所述搅拌容器5的底面与所述搅拌底座65紧密配合，所述搅拌电机61为所述搅拌底座65提供旋转动力。更具体地，所述搅拌底座65上设置有用于改变所述搅拌底座65的转动方向的转向齿轮66。
60.参考图6所示，搅拌底座65有凹糟，对应搅拌容器5底部突起，当搅拌容器5突起卡进搅拌底座65凹糟时，搅拌底座65可带动桶体转动。
61.具体地，所述搅拌结构6还包括翻转支架67，所述翻转支架67的一端固定在所述搅拌容器5的外表面，用于翻转所述搅拌容器5。
62.本实施例中，所述搅拌电机61通过传动轴62和搅拌叶片64相连。搅拌容器5和搅拌底座65相连，智能控制终端8通过线路与搅拌电机61和搅拌底座65相连，参考图7所示。竖直出水通道43伸入搅拌区域，翻转支架67通过可转动的底座与搅拌平台2相连接，在搅拌完成后，可以翻转支架67，通过支架支撑带动搅拌容器5翻转，倒出搅拌完成的水泥基材料，参考图8所示。以及通入水冲刷搅拌容器5，防止残留浆材凝固影响下次搅拌质量。
63.本搅拌装置采用的储料容器1和搅拌容器5的装置尺寸，可以根据单次搅拌需要量灵活调节，储料容器1按照5倍左右的原材料容量设计。所述一种适用于水泥基材料试验的智能搅拌装置配制水泥基材料的使用方法包括以下步骤：
64.步骤(1)，检查搅拌容器5底部突起是否与搅拌底座65凹槽卡好，防止搅拌底座65空转。向储料容器1中加入所需的各项材料，向进水口41中加入所需的水。检查竖直出水通道43口和进料通道出口35是否伸入搅拌区域中。
65.步骤(2)，启动搅拌电机61和搅拌底座65准备开始搅拌，智能控制终端8驱动搅拌装置开始工作，搅拌电机61驱动传动轴62带动搅拌叶片64开始转动，搅拌底座65带动搅拌容器5做反方向转动，便于边添加材料边搅拌，防止混合不均匀。
66.步骤(3)，智能控制终端8控制各个单向阀的开关顺序，优先加入粉末状和颗粒性材料，最后加入流状液体，便于混合均匀。首先根据实际材料配合比编辑智能控制终端8，智能控制终端8接收各压力传感器传送的压力信号，控制气泵打开，单向阀打开，随储料容器1中材料减少，压力传感器传输的压力值减小，在材料达到设定所需值时，智能控制终端8控制单向阀关闭，气泵关闭，然后打开水泵44，待水加适量后，关闭水泵44。也可在搅拌时临时向搅拌容器5中加入其它外掺材料，提高浆材的性能和可泵性。搅拌过程中搅拌速度和搅拌时间由智能控制终端8控制；
67.步骤(4)，随着搅拌到达设定时间，搅拌电机61和搅拌底座65停止工作，此时可以将传动轴62杆端翻转结构将伸入搅拌容器5中的搅拌叶片64翻出，通过翻转支架67使搅拌容器5倾斜，进行水泥基材料的取用。如果材料试验花费时间较长，可通过智能控制终端8使搅拌底座65低速转动，防止水泥基材料离析。
68.步骤(5)，在水泥基材料取出后，可以控制智能控制终端8打开水泵44，向搅拌容器5中喷入水进行清洗冲刷残留浆材。
69.本技术提供的一种适用于水泥基材料试验的智能搅拌装置的工作原理包括：
70.智能控制终端8通过线路连接并控制进料通道3中的单向阀开关，控制进入搅拌区域的材料质量。智能控制终端8控制位于搅拌容器5底部的搅拌底座65和搅拌电机61，控制搅拌转速和搅拌时间。根据实际隧道工程需要的水泥基材料种类和水泥基材料体积设置最
佳搅拌时间和合理的材料数量，搅拌容器5和储料容器1通过线路与智能控制终端8相连，以达到智能控制水泥基材料配制过程中的自动进料、智能控制搅拌的目的。在搅拌前，由所述智能控制终端8根据所需的水泥基材料体积和输入配合比计算生成各种材料所需的质量，并且控制单向阀的打开，由所述压力传感器模块7感应所述储料容器1内剩余材料质量，当质量差值达到所需材料质量时立即关闭单向阀。在向所述搅拌容器5添加材料时，智能控制终端8控制气泵和水泵44的打开，使得进料通道3、进料通道出口35和水平出水通道42、竖直出水通道43无材料的残留，在单向阀关闭后，智能控制终端8控制气泵和水泵44在1-2分钟后关闭。在搅拌基本完成后，智能控制终端8控制搅拌电机61停止运作和搅拌底座65进入低转速运转模式，防止水泥基材料发生离析。
71.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
72.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。