混凝土凝結時間自動測定裝置的製作方法

2023-05-30 08:00:21 1

本實用新型涉及的是一種混凝土凝結時間自動測定裝置。

背景技術：

混凝土凝結時間是指混凝土拌合物從初凝到終凝的時間，是衡量混凝土凝結性能的一項指標，對混凝土拌合物的配製和應用有重要意義。依據中華人民共和國國家標準《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》（GB/T 50080）規定，所謂初凝時間是指混凝土自加水拌合起到砂漿貫入阻力達到3.5MPa時所花的時間，終凝時間指混凝土自加水拌合起到砂漿貫入阻力達到28MPa時所花的時間。

混凝土凝結時間是通過將已知截面的柱狀測針向試樣筒內裝載的被測混凝土砂漿貫入測得貫入阻力，計算出試樣的抗貫入強度，再通過時間-抗貫入強度曲線求得的。為了避免因為蒸發而導致砂漿失水影響凝結過程，試驗方法標準規定在整個測試過程中，除在吸取泌水或進行貫入試驗外，試樣筒應始終加蓋。也就是說被測混凝土試樣所在的試樣筒蓋子在在測針貫入前打開，在測針退出後關閉。

以往的測定是以人工進行的，打開和關閉蓋子也由人工進行，操作不存在問題。但對於自動化操作的混凝土凝結時間測定裝置，如果打開和關閉蓋子還由人工進行，則會降低自動化程度和抵銷部分自動化優勢。

所述混凝土凝結時間自動測定裝置包含測針貫入機構、放置測針的測針預備架和放置試樣筒的平臺的測定臺，測針貫入機構中有測針把持頭經三維調節機構與平臺連接，自動測定裝置還包含測量貫入阻力的測力裝置。以計算機系統對測針貫入機構的空間移動和測定過程進行控制，對測針貫入阻力進行採樣，並對測定結果進行運算。在控制中，通過預先存入或人工輸入對測針在預備架上的空間位置坐標、和試樣筒及砂漿表面在平臺上的空間位置坐標、和測定時間、試驗流程和數據處理算法進行設定，根據這些設定通過對三維定位機構各維移動單元的控制完成測針更換、測定準備、貫入測試等操作。這一技術方案提供了一種完全從而保證貫入速度準確、貫入力通過力傳感器自動採樣、記錄，避免誤操作、誤讀、誤記、杜絕操作操作人員不規範、不認真等情形多方面保證試驗數據的準確性，對於測定結果及過程能自動計算判斷，尤其是具有貫入測針的自動更換功能。

技術實現要素：

針對上述不足，本實用新型就是要提供具有對蓋子進行開閉操作功能的混凝土凝結時間自動測定裝置。

本實用新型提供的混凝土凝結時間自動測定裝置，有測定平臺、測針貫入機構、計算機系統和試樣筒，測針貫入機構有包括垂直運動的三維空間位置定位機構，計算機系統中有空間位置控制單元連接測針貫入機構中的驅動電機，用以控制貫入測針的空間位置定位和貫入操作，試樣筒放置在測定平臺的指定位置上；所述試樣筒有蓋子，所述蓋子包括在測針預設通過位置上有開口的框，和覆蓋開口的翻蓋，所述框的開口包含1個以上的測針預設通過位置，所述翻蓋大於開口並以鉸軸安裝在框上，所述蓋子按指定方向蓋在試樣筒上；所述自動測定裝置還有打開翻蓋的開蓋機構，和關閉翻蓋的關蓋機構，開蓋機構和關蓋機構以測針貫入機構的動作起作用。

本實用新型提供的混凝土凝結時間自動測定裝置，將試樣筒蓋子分為框和翻蓋，並以自動測定裝置中的開蓋機構打開翻蓋和以關蓋機構使翻蓋關閉。與現有技術相比，本實用新型實現了在自動測定混凝土凝結時間時自動開關蓋子，避免了人工操作，進一步提高了測定的自動化程度。

本實用新型提供的混凝土凝結時間自動測定裝置，所述翻蓋從框的下方覆蓋開口，鉸軸上套有扭轉彈簧，所述扭轉彈簧一端支在翻蓋上另一端支在框上；所述開蓋機構是提供向下推力頂開翻蓋並使翻蓋保持打開狀態的貫入測針；所述關蓋機構是使翻蓋在無外力作用時保持關閉狀態的扭轉彈簧。即貫入測針下行時將翻蓋向下打開，在貫入操作上保持開啟狀態，測針完成貫入操作後上行並脫離翻蓋時由扭轉彈簧使翻蓋關閉。

所述蓋子上的測針預設通過位置按相鄰位置組合排列規則被劃分為若干區塊，每區塊設置一個翻蓋，所述鉸軸設置在翻蓋的一側。

所述蓋子上的測針預設通過位置按相鄰位置組合排列規則被劃分為平行的數列，每列設置一個條狀翻蓋，所述鉸軸設置在條狀翻蓋的長邊上。

最好是每個所述條狀翻蓋覆蓋一列測針預設通過位置，測針預設通過位置排列在條狀翻蓋的寬度中線上。所述條狀翻蓋的未設置鉸軸的長邊向下以圓弧折彎，以減少與測針側面的摩擦阻力。

本實用新型提供的混凝土凝結時間自動測定裝置，所述翻蓋從框的上方覆蓋開口，另有開蓋擺臂和關蓋擺臂固定在所述翻蓋上，所述開蓋擺臂和關蓋擺臂位於試樣筒外並以鉸軸為擺動軸；翻蓋關閉狀態時，所述開蓋擺臂在翻蓋上方與翻蓋的夾角a為90°<a<180°，所述關蓋擺臂在翻蓋下方與翻蓋的夾角b為90°<b<180°；所述翻蓋對於鉸軸的重力力矩大於開蓋擺臂與關蓋擺臂對於鉸軸的重力力矩之和；所述開蓋機構是提供推力的貫入測針、接受推力並使翻蓋打開的開蓋擺臂以及利用重力矩保持打開狀態的翻蓋本身；所述關蓋機構是提供推力的貫入測針、接受推力並使翻蓋回復的關蓋擺臂以及利用重力矩完全關閉的翻蓋本身；所述空間位置控制單元中有蓋子關閉時的開蓋擺臂受力點和蓋子打開時的關蓋擺臂受力點的位置坐標信息。開關翻蓋都通過一次貫入測針的向下運行，通過向下推動擺臂使翻蓋轉動超過90°的擺角而將其重心轉移到鉸軸的另一側，以重力使翻蓋從關閉狀態改變為打開狀態或者從打開狀態改變為關閉狀態。

所述翻蓋對於鉸軸的重力力矩包含由附設在翻蓋上的配重塊所提供的對於鉸軸的重力力矩。

所述翻蓋固定在鉸軸上並且鉸軸延伸到試樣筒外，所述開蓋擺臂和關蓋擺臂固定在延伸到試樣筒外的鉸軸上。

所述翻蓋可以是1個，覆蓋區域包含所有測針預設通過位置，鉸軸安裝在翻蓋一側。所述翻蓋也可以是2個，覆蓋區域包含所有測針預設通過位置，可將鉸軸安裝在與兩翻蓋靠試樣筒邊的側邊，或者一個鉸軸在拼合邊另一個在側邊，尤其是將鉸軸平行或同軸設置在兩個翻蓋之間，使翻蓋打開時蓋子在另一半的試樣筒上，不會佔據筒外空間。

將所述開蓋擺臂和關蓋擺臂與翻蓋形成的夾角分別設置在正135±5°和負135±5°最為合理，這樣各力臂中心都能離鉸軸的軸心最遠，使開蓋或關蓋的頂壓力矩最小。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的俯視圖，圖2為圖1中A——A剖視圖，圖中：1-框，2-翻蓋，3-鉸軸，4-測針預設通過位置，5-貫入測針，6-試樣筒，a-開口；

圖3為本實用新型另一實施例的俯視圖，圖4為圖3中一個翻蓋的側面視圖，圖5為翻蓋在貫入測針推壓下打開時的狀態圖，圖6為翻蓋在貫入測針推壓下關閉時的狀態圖，圖中：11-框二，21-翻蓋二，31-鉸軸二，4-測針預設通過位置，7-開蓋擺臂，8-關蓋擺臂，a-開蓋擺臂在翻蓋上方與翻蓋的夾角，b-關蓋擺臂在翻蓋下方與翻蓋的夾角。

具體實施方式

1、如圖1、2所示，在試樣筒6上有蓋，蓋由框1和翻蓋2組成，框上有開口a，翻蓋邊與開口邊以鉸軸3連接。試樣筒排列有5列測針預設通過位置4，框上對應每列測針預設通過位置的區域是開口，翻蓋為長方形覆蓋在開口之下。翻蓋一邊安裝鉸軸，另一邊有向下的弧形折轉，弧形折轉既使翻蓋與框相合後彌合在開口上使之與框在一個平面上，又能在貫入測針5打開翻蓋後以弧角與測針相接觸。鉸軸上安裝有扭轉彈簧，扭轉彈簧一端抵在框上，另一端抵在翻蓋上，扭轉彈簧的彈力使翻蓋自下而上壓在開口上。框上兩個開口之間的連接部一側安裝鉸軸，另一側有向上的折邊，以加強此連接部。

所述試樣筒加上蓋後按翻蓋縱向的方向安放在混凝土凝結時間自動測定裝置測定平臺上，混凝土凝結時間自動測定裝置的計算機系統中有空間位置控制單元，空間位置控制單元中有各測針預設通過位置的坐標信息，測針貫入機構中的三維移動驅動電機分別連接空間位置控制單元，接受其控制使貫入測針準確定位和貫入。當對某一位置進行貫入時，下行的貫入測針向下推開該位置所在長條翻板，隨後到達從試樣表面開始按要求進行貫入試樣操作，貫入操作完成後測針向上退出，翻蓋在扭簧的作用下向上與開口保持蓋合狀態。

2、將測針預設通過位置按3×6排列組合成一個六邊形，設置6個正三角形向下翻板，鉸軸設置在六邊形六個邊上。

3、如圖3所示，試樣筒的蓋子由框二11和翻蓋二21組成，翻蓋共為兩個，是一大一小兩個弓形，弓形的弦處以同一鉸軸31安裝到框上，使翻蓋與框的連接處避開測針預設通過位置4。

其中翻蓋結構如圖4所示，翻蓋二由薄金屬板製成，翻蓋板材在弦部一端向外延伸出試樣筒圓周后分為兩個短臂，一為開蓋擺臂7，另一關蓋擺臂8，兩擺臂與弦垂直。以蓋閉時的翻蓋平面為基準，兩擺臂中：開蓋擺臂在翻蓋上方與翻蓋的夾角a為170°，關蓋擺臂在翻蓋下方與翻蓋的夾角b為170°。兩翻蓋所設開關擺臂分處弦的兩端。

混凝土凝結時間自動測定裝置的空間位置控制單元中有合蓋時開蓋擺臂端部所在位置，以及該端部相對弦的對稱點（即開蓋時關蓋擺臂端部所在位置）的坐標信息，以及該組開關擺臂所對應翻蓋掩蓋的測針預設通過位置標記信息。當貫入測針的貫入位置確定為該翻蓋所屬測針預設通過位置時，貫入測針先被移動到開蓋擺臂端部下行將翻蓋打開並由翻蓋重心變化使其翻轉到打開位置；貫入測針收回後再移動到其相對弦的對稱位置下行將翻蓋關閉並由翻蓋重心變化使其翻轉到關閉位置。

4、兩向上翻蓋分別以一鉸軸安裝在框上，翻蓋與鉸軸固定，開關蓋擺臂也與鉸軸固定。開蓋擺臂在翻蓋上方與翻蓋的夾角為135°，關蓋擺臂在翻蓋下方與翻蓋的夾角為135°。