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原文传递快速制作类煤岩相似材料试件的系统

专利名称：	快速制作类煤岩相似材料试件的系统
摘要：	本实用新型公开了一种快速制作类煤岩相似材料试件的系统，该系统包括定量注水搅拌机、高频冲击仪、自动脱模机、恒温保湿箱和基础，所述定量注水搅拌机设置在高频冲击仪的左侧且定量注水搅拌机用于将类煤岩相似材料的原料搅拌均匀，所述高频冲击仪设置在自动脱模机的左侧且高频冲击仪用于将定量注水搅拌机搅拌均匀的类煤岩相似材料的原料通过模具压制成试件，所述自动脱模机设置在恒温保湿箱的左侧且自动脱模机用于将高频冲击仪通过模具压制好的试件从模具中顶出。本实用新型能够实现高效搅拌、成型、对试件压实和脱模；同时，该系统还提供了试件后期的养护，为试件进行实验提供了良好的条件。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安科技大学
发明人：	刘慧;赵鹏翔;卓日升;何永琛;刘李东
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201920205431.X
公开号：	CN209858314U
代理机构：	北京中济纬天专利代理有限公司
代理人：	线飞祥
分类号：	G01N1/36(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	710054 陕西省西安市雁塔中路58号
主权项：	1.一种快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：包括定量注水搅拌机(1)、高频冲击仪(2)、自动脱模机(3)、恒温保湿箱(4)和基础(5)，所述定量注水搅拌机(1)、高频冲击仪(2)、自动脱模机(3)和恒温保湿箱(4)均设置在基础(5)上，所述定量注水搅拌机(1)设置在高频冲击仪(2)的左侧且定量注水搅拌机(1)用于将类煤岩相似材料的原料搅拌均匀，所述高频冲击仪(2)设置在自动脱模机(3)的左侧且高频冲击仪(2)用于将定量注水搅拌机(1)搅拌均匀的类煤岩相似材料的原料通过模具压制成试件，所述自动脱模机(3)设置在恒温保湿箱(4)的左侧且自动脱模机(3)用于将高频冲击仪(2)通过模具压制好的试件从模具中顶出，所述恒温保湿箱(4)设置在自动脱模机(3)的右侧且恒温保湿箱(4)用于存放自动脱模机(3)从模具中脱出来的试件。 2.按照权利要求1所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述定量注水搅拌机(1)包括搅拌机支架(1-25)、搅拌部件、动力装置、传动装置、定量注水装置和注水搅拌机控制装置，所述搅拌部件、动力装置、传动装置、定量注水装置和注水搅拌机控制装置均安装在搅拌机支架(1-25)上，所述注水搅拌机控制装置与动力装置和定量注水装置均连接且用于控制动力装置动作、控制定量注水装置给搅拌部件内部定量注水，所述动力装置与传动装置连接且用于给传动装置提供动力，所述传动装置与搅拌部件连接且用于带动搅拌部件转动，所述定量注水装置与搅拌部件连接且用于给搅拌部件内部定量注水；所述搅拌部件包括搅拌桶桶体(1-10)、桶体转轴、叶片转轴(1-9)和搅拌叶片(1-13)，所述桶体转轴分为左侧桶体转轴(1-12)和右侧桶体转轴(1-11)，所述左侧桶体转轴(1-12)水平设置在搅拌桶桶体(1-10)的左侧且左侧桶体转轴(1-12)的右端与搅拌桶桶体(1-10)的外壁固定连接，所述右侧桶体转轴(1-11)水平设置在搅拌桶桶体(1-10)的右侧且右侧桶体转轴(1-11) 的左端与搅拌桶桶体(1-10)的外壁固定连接，所述左侧桶体转轴(1-12)和右侧桶体转轴(1-11)均与搅拌机支架(1-25)转动连接且使得搅拌桶桶体(1-10)能够绕着桶体转轴在搅拌机支架(1-25)上转动，所述左侧桶体转轴(1-12)和右侧桶体转轴(1-11)均为空心轴且左侧桶体转轴(1-12)和右侧桶体转轴(1-11)的中心线在同一直线上，所述叶片转轴(1-9)的一端与搅拌机支架(1-25)转动连接，所述叶片转轴(1-9)的另一端依次穿过左侧桶体转轴(1-12)的中部、搅拌桶桶体(1-10)的中部和右侧桶体转轴(1-11)的中部后与搅拌机支架(1-25)转动连接，所述搅拌叶片(1-13)的一端固定在叶片转轴(1-9)上且能够通过叶片转轴(1-9)带动搅拌叶片(1-13)绕着叶片转轴(1-9)转动进而打散和搅拌物料，所述搅拌叶片(1-13)的数量为多个且多个搅拌叶片(1-13)均设置在搅拌桶桶体(1-10)内；所述定量注水装置包括水箱(1-14)、定量供水泵(1-15)、供水软管(1-16)、旋转水套(1-17)和喷头(1-18)，所述定量供水泵(1-15)设置在水箱(1-14)内，所述定量供水泵(1-15)的出水口与供水软管(1-16)的一端连接，所述供水软管(1-16)的另一端通过旋转水套(1-17)与叶片转轴(1-9)的右端连接，所述喷头(1-18)的数量为多个且多个喷头(1-18)均设置在搅拌桶桶体(1-10)内，所述多个喷头(1-18)沿叶片转轴(1-9)长度方向上间隔设置在叶片转轴(1-9)上，所述叶片转轴(1-9)的右侧沿其轴心设置有深孔(1-19)且深孔(1-19)用于将旋转水套(1-17)的出水口与多个喷头(1-18)相连通。 3.按照权利要求2所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述动力装置包括第一电机(1-1)和第二电机(1-2)，所述第一电机(1-1)和第二电机(1-2)均固定安装在搅拌机支架(1-25)上，所述传动装置包括第一电机皮带轮(1-3)、第二电机皮带轮(1-4)、第一皮带(1-5)、第二皮带(1-6)、桶体传动带轮(1-7)和叶片传动带轮(1-8)，所述第一电机皮带轮(1-3)固定安装在第一电机(1-1)的输出轴上，所述桶体传动带轮(1-7)固定安装在左侧桶体转轴(1-12)的左侧且传动带轮(1-7)用于通过左侧桶体转轴(1-12)带动搅拌桶桶体(1-10)转动，所述第一电机皮带轮(1-3)和桶体传动带轮(1-7)通过第一皮带(1-5)连接且形成带传动，所述第二电机皮带轮(1-4)固定安装在第二电机(1-2)的输出轴上，所述叶片传动带轮(1-8)固定安装在叶片转轴(1-9)的左侧且叶片传动带轮(1-8)用于通过叶片转轴(1-9)带动搅拌叶片(1-13)转动进而打散和搅拌物料，所述第二电机皮带轮(1-4)和叶片传动带轮(1-8)通过第二皮带(1-6)连接且形成带传动。 4.按照权利要求2所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述搅拌桶桶体(1-10)包括搅拌桶本体(1-101)、入料口(1-102)、出料口(1-103)、搅拌桶上盖(1-104)和搅拌桶下盖(1-105)，所述入料口(1-102)设置在搅拌桶本体(1-101)的顶部，所述出料口(1-103)设置在搅拌桶本体(1-101)的底部，所述搅拌桶上盖(1-104)设置在入料口(1-102)处，所述搅拌桶下盖(1-105)设置在出料口(1-103)处，所述搅拌桶本体(1-101)的上部为圆柱状壳体结构，所述搅拌桶本体(1-101)的下部为倒圆锥状壳体结构，所述搅拌桶上盖(1-104)设置在搅拌桶本体(1-101)的上部圆柱状结构的顶部且与搅拌桶本体(1-101)可拆卸密封连接，所述搅拌桶下盖(1-105)设置在搅拌桶本体(1-101)的下部倒圆锥状结构的底部且与搅拌桶本体(1-101)可拆卸密封连接。 5.按照权利要求2所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述注水搅拌机控制装置包括主控制器(1-20)、第一电机驱动器(1-21)、第二电机驱动器(1-22)、第三电机驱动器(1-23)和控制面板(1-24)，所述主控制器(1-20)与第一电机驱动器(1-21)电连接且主控制器(1-20)用于给第一电机驱动器(1-21)传输控制指令和接收第一电机驱动器(1-21)传送回来的反馈信号，所述第一电机驱动器(1-21)与第一电机(1-1)电连接且用于控制第一电机(1-1)动作，所述主控制器(1-20)与第二电机驱动器(1-22)电连接且主控制器(1-20) 用于给第二电机驱动器(1-22)传输控制指令和接收第二电机驱动器(1-22)传送回来的反馈信号，所述第二电机驱动器(1-22)与第二电机(1-2)电连接且用于控制第二电机(1-2)动作，所述主控制器(1-20)与第三电机驱动器(1-23)电连接且用于给第三电机驱动器(1-23)传输控制指令和接收第三电机驱动器(1-23)传送回来的反馈信号，所述第三电机驱动器(1-23)与定量供水泵(1-15)电连接且第三电机驱动器(1-23)通过控制定量供水泵(1-15)的转速和运行时间来控制定量供水泵(1-15)的供水量，所述控制面板(1-24)与主控制器(1-20)电连接且用于将用户输入的控制信号传输给主控制器(1-20)，所述主控制器(1-20)为PLC可编程控制器，所述第一电机(1-1)和第二电机(1-2)均为伺服电机。 6.按照权利要求1所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述高频冲击仪包括机架、加载冲击装置和加载测试装置，所述加载冲击装置安装在机架的上部且用于通过对模具冲压头施压使模具内搅拌均匀的类煤岩相似材料的原料受压形成试件，所述加载测试装置安装在机架的下部且用于对相似材料实验用试件施压并同时测试试件的力学参数；所述机架包括底座(2-1)、导柱(2-2)、下压基板(2-21)和上横梁(2-3)，所述导柱(2-2)的下端穿过下压基板(2-21)后固定在底座(2-1)上，所述上横梁(2-3)固定在导柱(2-2)的顶端，所述导柱(2-2)的数量至少为两个且所有导柱(2-2)均竖直设置，所述加载冲击装置包括主承载螺杆(2-4)、主承载螺杆螺母(2-5)、涡轮(2-6)、蜗杆(2-7)、蜗杆驱动电机(2-8)、冲压机构和冲压传感器(2-18)，所述蜗杆驱动电机(2-8)与蜗杆(2-7)连接且用于驱动蜗杆(2-7)转动，所述蜗杆(2-7)与涡轮(2-6)相啮合，所述涡轮(2-6)转动设置在上横梁(2-3)的上部，所述主承载螺杆螺母(2-5)设置在涡轮(2-6)的下部且与主承载螺杆螺母(2-5)固定连接，所述主承载螺杆(2-4)穿过涡轮(2-6)后与主承载螺杆螺母(2-5)螺纹配合，所述冲压机构安装在主承载螺杆(2-4)上，所述冲压传感器(2-18)设置在冲压机构的正下方且用于实时监测冲压机构施加的力；所述冲压机构包括滚珠丝杠(2-9)、丝杠丝母(2-10)、伺服电机(2-11)、减速箱(2-12)、冲压柱头(2-13)、冲压缸(2-14)和弹簧(2-15)，所述伺服电机(2-11)的输出轴与减速箱(2-12)的输入端连接且伺服电机(2-11)固定在减速箱(2-12)上，所述减速箱(2-12)的输出端与滚珠丝杠(2-9)的上端固定连接，所述丝杠丝母(2-10)套装在滚珠丝杠(2-9)上且与滚珠丝杠(2-9)形成滚珠丝杠副，所述弹簧(2-15)的上部套装在滚珠丝杠(2-9)上且弹簧(2-15)的上端与丝杠丝母(2-10)的下端连接，所述弹簧(2-15)的下端与冲压缸(2-14)的上端连接，所述冲压缸(2-14)的下端与冲压柱头(2-13)连接且能够对冲压柱头(2-13)施加冲击载荷，所述主承载螺杆(2-4)沿其轴线上设置有通孔(2-16)，所述减速箱(2-12)固定在主承载螺杆(2-4)的上端，所述滚珠丝杠(2-9)、丝杠丝母(2-10)、弹簧(2-15)、冲压缸(2-14)和冲压柱头(2-13)均设置在通孔(2-16)内，所述丝杠丝母(2-10)、弹簧(2-15)、冲压缸(2-14)和冲压柱头(2-13)从上至下依次设置且丝杠丝母(2-10)、冲压缸(2-14)和冲压柱头(2-13)均能够沿着通孔(2-16)的侧壁上下滑动；所述加载测试装置包括主油缸(2-19)、多柱式压力传感器(2-20)和位移传感器(2-22)，所述主油缸(2-19)竖直设置在底座(2-1)的底部，所述多柱式压力传感器(2-20)固定在主油缸(2-19)的活塞杆顶端，所述多柱式压力传感器(2-20)的顶端与下压基板(2-21)的底部连接且能够在主油缸(2-19)的带动下下压基板(2-21)沿着导柱(2-2)上下滑动，所述位移传感器(2-22)设置在导柱(2-2)上且用于监测下压基板(2-21)的位移量。 7.按照权利要求1所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述自动脱模机(3)包括脱模机机架(3-1)、脱模液压油缸(3-2)、液压夹具(3-3)、伺服泵源装置(3-4)和自动脱模机控制装置，所述液压夹具(3-3)设置在脱模机机架(3-1)的顶部且用于夹持待脱模试件模具的底部外侧，所述脱模液压油缸(3-2)设置在脱模机机架(3-1)的中部且用于从模具的下端将试件从模具中顶出，所述伺服泵源装置(3-4)设置在脱模机机架(3-1)的下部，所述自动脱模机控制装置与伺服泵源装置(3-4)电连接且用于控制伺服泵源装置(3-4)的动作，所述伺服泵源装置(3-4)与液压夹具(3-3)通过管路连接且用于给液压夹具(3-3)提供动力和控制液压夹具(3-3)动作，所述伺服泵源装置(3-4)与脱模液压油缸(3-2)通过管路连接且用于给脱模液压油缸(3-2)提供动力和控制脱模液压油缸(3-2)动作。 8.按照权利要求7所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述脱模机机架(3-1)包括脱模机上承压板(3-11)、脱模机下承压板(3-12)、脱模机底板(3-13)和脱模机立柱(3-14)，所述上承压板(3-11)、脱模机下承压板(3-12)和脱模机底板(3-13)从上至下依次水平设置，所述脱模机上承压板(3-11)、脱模机下承压板(3-12)和脱模机底板(3-13)均为正四边形，所述脱模机立柱(3-14)的数量为四个且四个所述脱模机立柱(3-14)均竖直设置，四个所述脱模机立柱(3-14)的下端均与脱模机底板(3-13)的上表面固定连接且四个所述脱模机立柱(3-14)分别设置在脱模机底板(3-13)的四个边角上，四个所述脱模机立柱(3-14)的上端均穿过脱模机下承压板(3-12)后与上承压板(3-11)的底面固定连接，所述脱模机下承压板(3-12)固定设置在脱模机立柱(3-14)的中部，所述上承压板(3-11)开设有用于脱模液压油缸(3-2)活塞杆通过的孔(3-15)，所述脱模液压油缸(3-2)竖直固定在脱模机下承压板(3-12)的中部且脱模液压油缸(3-2)的活塞杆能够穿过孔(3-15)后顶在待脱模试件模具底部的中心位置，所述脱模液压油缸(3-2)的下端设置有法兰(3-21)且脱模液压油缸(3-2)通过法兰(3-21)固定在脱模机下承压板(3-12)上，所述液压夹具(3-3)的数量为多个，多个所述液压夹具(3-3)均匀布设在待脱模试件模具的底部外围，所述液压夹具(3-3)为转角压紧油缸，所述转角压紧油缸的旋转角度为180°。 9.按照权利要求8所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述伺服泵源装置(3-4)包括液压泵(3-41)、脱模油缸控制阀(3-42)和压紧油缸控制阀(3-43)，所述液压泵(3-41)通过管路与脱模油缸控制阀(3-42)连接，所述脱模油缸控制阀(3-42)通过管路与脱模液压油缸(3-2)连接且用于给脱模液压油缸(3-2)提供动力和控制脱模液压油缸(3-2)动作，所述液压泵(3-41)通过管路与压紧油缸控制阀(3-43)连接，所述压紧油缸控制阀(3-43)通过管路与液压夹具(3-3)连接且用于给液压夹具(3-3)提供动力和控制液压夹具(3-3)动作，所述自动脱模机控制装置与脱模油缸控制阀(3-42)电连接且用于控制脱模油缸控制阀(3-42)的动作，所述自动脱模机控制装置与压紧油缸控制阀(3-43)电连接且用于控制压紧油缸控制阀(3-43)的动作，所述自动脱模机控制装置与液压泵(3-41)电连接且用于控制液压泵(3-41)的启停，所述自动脱模机控制装置为PLC可编程控制器。 10.按照权利要求1所述的快速制作类煤岩相似材料试件的系统，其特征在于：所述恒温保湿箱(4)包括可视化密封试件箱体、控制箱(4-2)、温度控制装置和湿度控制装置，所述可视化密封试件箱体包括箱体本体(4-11)和箱门(4-12)，所述箱门(4-12)设置在箱体本体(4-11)的左侧，所述箱体本体(4-11)的前侧板为中间抽真空的透明双层钢化玻璃，所述控制箱(4-2)设置在可视化密封试件箱体的顶部，所述温度控制装置和湿度控制装置均设置在控制箱(4-2)内，所述温度控制装置包括加热装置(4-31)、制冷装置(4-32)、温度传感器(4-33)和温度控制器(4-34)，所述加热装置(4-31)、制冷装置(4-32)和温度传感器(4-33)均与温度控制器(4-34)电连接，所述湿度控制装置包括加湿器(4-41)、除湿器(4-42)、湿度传感器(4-43)和湿度控制器(4-44)，所述加湿器(4-41)、除湿器(4-42)和湿度传感器(4-43)均与湿度控制器(4-44)电连接。
所属类别：	实用新型