專利名稱：水泥標準稠度與凝結(jié)時間測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量水泥物理性質(zhì)的裝置，更具體地說，涉及一種測量水泥標準稠度與 凝結(jié)時間的裝置。背彔技術(shù)水泥凝結(jié)時間是水泥物理性能的重要參數(shù)之一。水泥凝結(jié)是指水泥加水后拌成水泥標準 凈漿，由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變到具有一定強度的固體狀態(tài)的過程。水泥失去可塑性的時間叫做初凝 時間；水泥丌始產(chǎn)生一定強度的時間叫做終凝時間。目前我國采用的標準為GB / T 1346-2001 《水泥標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法》。其中關(guān)于標準稠度用水量的測定有 如下規(guī)定用直徑為01Omra的試桿以自由落體狀態(tài)插入厚度為40mm的水泥凈漿，當沉入凈漿 距底板6隱土lmm (沉入深度為34mm土lmm)時，其拌和水量為該水泥的標準稠度用水量。其 中關(guān)于凝結(jié)時間的測定有如下規(guī)定直徑為01. 13腿的試針以自由落體狀態(tài)插入厚度為40mm 的水泥凈漿，當沉入凈漿距底板4mm土lmm (沉入深度為36mm士lmm)時，水泥達到初凝狀態(tài)； 而當試針沉入試體0. 5mm時為終凝狀態(tài)。我國設計的全自動維卡儀雖然符合國家標準，但有著自身的缺點。例如，中國專利公開 號CN1763524A，公丌閂2006年4月26閂，發(fā)明的名稱為新型全自動維卡儀，該申請公開了一種 全自動測量水泥凝結(jié)時間的裝置。其不足是首先，試針依靠自重插入水泥試體，試針在水 泥凈漿中必須要停留一段時間，從而導致測量效率低；其次，測量過程中需要人工換針，且 沒有水泥養(yǎng)護裝置，無法實現(xiàn)水泥凝結(jié)時間的全自動測量。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種全自動、高效、準確的水泥標準稠度與凝結(jié)時間測量裝置。為了達到上述目的，本發(fā)明采用下述水泥標準稠度與凝結(jié)時間測量方法，具體歩驟如下a) 將水泥加水拌成水泥凈漿，裝入置于玻璃底板上的試模中，用小刀插搗，輕輕振動 數(shù)次，刮去多余的凈漿，抹平后待測；b) 驅(qū)動電機帶動測試探頭以0. 7-0. 9m/s勻速下落至水泥試模上方1-2mm處；c) 在測量水泥標準稠度時驅(qū)動電機帶動試桿以0. 4-0. 6m/s勻速插入水泥凈漿中，當阻 力達到2. 95N±0. OIN，且試桿距底板距離為6mra士lmm時水泥凈漿為標準稠度凈漿；d) 在水泥初凝階段，驅(qū)動電機帶動初凝試針以0.4-0.6m/s勻速插入水泥凈漿中，每5分鐘測量一次，當阻力達到2. 95N±0. OIN，且初凝試針距底板距離為4mm± lmm時， 為水泥達到初凝狀態(tài)；e)在水泥終凝階段，驅(qū)動電機帶動終凝試針以0. 1-0. 3m/s勻速插入水泥凈漿中，每15 分鐘測量一次，當阻力達到2.95N士0.01N，且終凝試針沉入試體0. 5ram時，即終凝 試針開始不能在試體上留下痕跡時，為水泥達到終凝狀態(tài)。為此，本發(fā)明提供一種采用此種測量方法的水泥標準稠度與凝結(jié)時間測量裝置主要由 控制面板、測試探頭、探頭提升機構(gòu)、探頭平移機構(gòu)、水泥養(yǎng)護箱及位移傳感器組成。測試 探頭可同時安裝試桿、初凝試針及終凝試針，通過換針機構(gòu)實現(xiàn)各個試針或試桿間的切換。 換針機構(gòu)同時安裝有轉(zhuǎn)盤位置識別裝置，通過擋塊與接近開關(guān)的不同組合，實現(xiàn)試針位置的 自動識別。在測試探頭的上部還安裝有過載保護裝置，在設備出現(xiàn)意外情況時，保護測試探 頭免受損壞。本發(fā)明的有益效果是1、 采用直接測力的方法來測量水泥標準稠度與凝結(jié)時間，提高了測量精度；2、 測試探頭上同時安裝多個試針或試桿，實現(xiàn)自動換針，提高了測量效率；3、 在一臺設備上安放多個水泥試模，可以同時測量不同批次、不同種類的水泥。


圖1為水泥標準稠度與凝結(jié)時間測量裝置原理圖；圖2為測試探頭側(cè)視圖；圖3為換針機構(gòu)剖視圖；圖4為轉(zhuǎn)盤位置識別裝置原理圖；圖5為過載保護裝置剖視圖；圖6為水泥養(yǎng)護箱剖視圖具體實施方式
如圖1和圖6所示，水泥標準稠度與凝結(jié)時間測量裝置由控制面板1、測試探頭2、探頭 提升機構(gòu)3、探頭平移機構(gòu)4、水泥養(yǎng)護箱5及位移傳感器29組成。試模27放在水泥養(yǎng)護箱 5中，探頭平移機構(gòu)4通過X—Y方向水平運動將試針送到需要測試的水泥試模上方。在探頭 平移機構(gòu)4上安裝有探頭提升機構(gòu)3，其上又安裝有測試探頭2。當探頭平移機構(gòu)4將測試探 頭2移動到被測試模27的上方時，養(yǎng)護箱門28自動打開，探頭提升機構(gòu)3帶動測試探頭2 下落完成測量過程。如圖2所示，測試探頭由過載保護裝置9、上連接桿IO、測力傳感器ll、下連接桿8、換針機構(gòu)6組成。其中測力傳感器ll的兩端分別通過螺紋與上、下連接桿相連。下連接桿8 通過螺紋與箱體19相聯(lián)，起到支撐整個換針機構(gòu)6的作用。換針機構(gòu)6上同時安裝有試桿 31、初凝試針12及終凝試針30。如圖3和圖4所示，換針機構(gòu)由電機7、轉(zhuǎn)盤13、接近開關(guān)14、擋塊15、托盤16、反 靠定位銷17、傳動軸18、箱體19及軸承20組成。電機7安裝在箱體19上，其輸出軸與傳 動軸18的右端相連，傳動軸18的左端又與托盤16相連，托盤16通過聯(lián)接在其上的反靠定 位銷17帶動安裝在轉(zhuǎn)盤13上的試針或試桿轉(zhuǎn)動。為了保證試針或試桿精確定位，箱體19靠 近轉(zhuǎn)盤13的外側(cè)表面上丌有與反靠定位銷17相配合的凹槽。為了克服反靠定位銷17帶來的 偏轉(zhuǎn)力矩，將三個完全相同的反靠定位銷17以120°間隔布置在傳動軸18的外側(cè)。在試針換位過程中要保證以下兩點換位后試針或試桿需有一定的定位精度；換位后各 試針的位置可以被檢測到。因此，不僅要有上述換針機構(gòu)作為基礎，還要有相應的換位過程。 首先，電機7通過傳動軸18帶動托盤16轉(zhuǎn)動，托盤16再依靠反靠定位銷17帶動轉(zhuǎn)盤13轉(zhuǎn) 動，當轉(zhuǎn)到定位位置時，轉(zhuǎn)盤13上的擋塊15觸發(fā)接近開關(guān)M，電機7反轉(zhuǎn)一個角度后停止， 此法可避免實際工作中由于轉(zhuǎn)盤13產(chǎn)生的慣性力或是檢測與電機停轉(zhuǎn)間的時間差造成的定 位失敗。該過程中，電機7反向轉(zhuǎn)位距離短，慣性力較小，加之與反靠定位銷17相配合凹槽 的兩側(cè)面角度不同，使得電機7只能正向帶動轉(zhuǎn)盤13轉(zhuǎn)動，在反轉(zhuǎn)時一旦反靠定位銷17落 入凹槽后轉(zhuǎn)盤13即被鎖死，從而確保其能夠精確定位。為能隨時檢測各試針或試桿的位置，設計了轉(zhuǎn)盤位置識別裝置。其功能有兩個指示各 個試針位置；轉(zhuǎn)盤正轉(zhuǎn)到位后，指示電機反轉(zhuǎn)一個角度后停轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤位置識別裝置由擋塊15 與接近丌關(guān)14組成，其與反靠定位銷17的相對位置如附圖4所示。在箱體19上相距120° 處設置兩個接近丌關(guān)，對應在轉(zhuǎn)盤13上也相距120°設置兩個擋塊。通過接近丌關(guān)14和擋 塊15的不同組合，可判斷當前轉(zhuǎn)盤13的具體位置。具體來說可有以下三種組合情況1、 兩接近開關(guān)都有信號；2、 一個接近丌關(guān)有信號，而另一個沒有信號；3、 與第二種情況相反。如圖5所示，過載保護裝置可分為以下幾部分接近開關(guān)23、彈簧24、鎖緊鋼球25、 鎖緊彈簧26、殼體21、上連接桿IO、端蓋22。在正常工作情況下鎖緊彈簧將兩個鎖緊鋼球 頂?shù)綒んw21內(nèi)的凹槽內(nèi)。當測試探頭2所受阻力超過安全值時，力通過上連接桿10傳到過 載保護裝置，迫使鎖緊鋼球25克服彈簧力從凹槽內(nèi)擠出，使得上連接桿10上移。當上連接桿10上升一定距離后，觸發(fā)接近開關(guān)23發(fā)出過載信號，整個設備停止運轉(zhuǎn)，并等待操作人員進行處理。待安全裝置復位后設備可繼續(xù)進行測量。彈簧24可以起到緩沖保護作用避免接 近開關(guān)23受到上連接桿10的直接撞擊。
權(quán)利要求
1. 一種水泥標準稠度與凝結(jié)時間測量裝置，其特征是，測試探頭(2)與探頭提升機構(gòu)(3)相聯(lián)，探頭提升機構(gòu)(3)與探頭平移機構(gòu)(4)或位移傳感器(29)相聯(lián)，探頭平移機構(gòu)(4)與水泥養(yǎng)護箱(5)的上表面相聯(lián)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測試探頭，其特征是，過載保護裝置(9)與上連接桿(10)相聯(lián)， 上連接桿(10)與測力傳感器(11)相聯(lián)，測力傳感器(11)與下連接桿(8)相聯(lián)，下 連接桿(8)與換針機構(gòu)(6)相聯(lián)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的過載保護裝置，其特征是，殼體(21)與探頭提升機構(gòu)(3)相聯(lián)， 殼體(21)的頂部與端蓋(22)相聯(lián)，端蓋(22)與接近丌關(guān)(23)相聯(lián)，端蓋(22)內(nèi) 側(cè)與彈簧(24)的一端相聯(lián)，彈簧(24)另一端與上連接桿(10)的軸肩相聯(lián)，上連接桿(10)軸肩的另一端面則與殼體(21)底面相聯(lián)；上連接桿(10)的軸肩徑向上的通孔內(nèi) 聯(lián)接有一對鎖緊鋼球(25)或鎖緊彈簧(26)，鎖緊彈簧(26)的兩端分別與一對鎖緊鋼 球(25)相聯(lián)，鎖緊鋼球(25)又與殼體(21)內(nèi)壁上的凹槽相聯(lián)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的換針機構(gòu)，其特征是，箱體(19)與電機(7)或軸承(20)相聯(lián)， 軸承(20)與傳動軸(18)相聯(lián)；電機(7)的輸出軸與傳動軸(18)右端相連，傳動軸(18)左端與托盤(16)相聯(lián)，托盤(16)與反靠定位銷(17)左端相聯(lián)，反靠定位銷(17) 與轉(zhuǎn)盤(13)相聯(lián)，轉(zhuǎn)盤(13)與擋塊(15)相聯(lián)；反靠定位銷(17)的右端與箱體(19) 相聯(lián)；轉(zhuǎn)盤(13)與試桿(31)或初凝試針(12)或終凝試針(30)相聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水泥標準稠度與凝結(jié)時間測量裝置，旨在提供一種全自動、準確、高效的水泥標準稠度與凝結(jié)時間的測量裝置。該裝置包括測試探頭(2)、探頭提升機構(gòu)(3)、探頭平移機構(gòu)(4)、位移傳感器(29)及水泥養(yǎng)護箱(5)。所述水泥養(yǎng)護箱(5)上聯(lián)接有探頭平移機構(gòu)(4)，探頭平移機構(gòu)(4)又與探頭提升機構(gòu)(3)相聯(lián)，探頭提升機構(gòu)(3)與測試探頭(2)相聯(lián)，測試探頭(2)上聯(lián)接試桿(31)或初凝試針(12)或終凝試針(30)。本發(fā)明的測量裝置可自動檢測水泥標準稠度與凝結(jié)時間。
文檔編號G01N11/12GK101271101SQ20071001368
公開日2008年9月24日 申請日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者萍 付, 何兆民, 吳俊飛, 李向榮, 王安敏, 王辛立 申請人:青島科技大學