一种筛分压实自动脱模一体装置及压实脱模方法与流程

本发明涉及一种筛分压实自动脱模一体装置及压实脱模方法，属于土力学试验领域。

背景技术：

在研究不同级配土或砂石力学性能时，室内试验试样制备过程一般较为繁琐。首先需要进行土和砂石的筛分，得到不同级配的土和砂石，随后进行分层填土或砂石制作试样，并进行人工脱模。制样时间较长会延误后续试验的开展进程。

技术实现要素：

本发明提供一种筛分压实自动脱模一体装置及压实脱模方法，克服了现有试样制备过程的繁琐，自动化缩短了制备时间，为后续研究提供充分准备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种筛分压实自动脱模一体装置，在基础板上安装振动装置，振动装置的上方布设用于放置待压实土砂的盛装箱；

还包括筛选装置和压实装置，筛选装置置于盛装箱顶部，其与振动装置相结合，用于对待压实土砂进行振动筛选；

压实装置安装在位于基础板正上方的反力板上，在筛选装置完成筛选工作以后，对筛选后的土砂进行逐一压实处理；

反力板通过四根支撑柱支撑固定在基础板上方；

作为本发明的进一步优选，前述的振动装置包括振动箱，其安装在基础板的中心位置，在振动箱表面的四个角上分别安装传递柱，传递柱上套设振动弹簧；

在振动箱中间位置开设圆柱形振动空腔，振动空腔内安装振动电机；

在振动箱表面布设振动板，其通过振动电机提供振动动能；

前述的筛选装置包括两端开口未封闭的盛装箱，还包括筛分箱组，筛分箱组包括至少一个竖向叠加设置的筛分箱以及用于支撑至少一个竖向叠加设置筛分箱的筛分基础箱，筛分基础箱置于盛装箱开口处；

筛分基础箱的底部以及筛分箱的底部均安装筛分网，且筛选装置在筛选操作时，至少一个筛分箱的筛分网的孔隙由下至上依次增大；

在筛分装置顶部的筛分箱上安设顶盖；

前述的压实装置包括安装在反力板底面同排布设的三个过渡块，每个过渡块的底面分别安装连接头，连接头的底部开设贯通的连接头连接孔；

压实装置还包括三个伸缩结构，其中一个伸缩结构的一端固定在反力板中间连接头底部的连接孔内，伸缩结构的另一端通过圆柱形传力块与压力锤固定连接，在压力锤与圆柱形传力块相对的一面开设两个贯通的排气孔；

作为本发明的进一步优选，前述的振动板架设在传递柱上，在振动板与筛选装置相接触的表面中间位置安装凸块，凸块由振动板表面向上进行口字型凸起；

在每个筛分箱及筛分基础箱的顶部开口处设有向上凸起的口字型的筛分箱凸块，在每个筛分箱及筛分基础箱底部设有与筛分箱凸块相匹配的筛分箱凹槽，使筛分箱之间紧密相连，

在盛装箱的开口处设有向上凸起的口字型的盛装箱凸块，筛分箱凹槽与盛装箱凸块相匹配，使筛分基础箱与盛装箱之间紧密相连；

作为本发明的进一步优选，前述的伸缩结构包括上伸缩杆和下伸缩杆，上伸缩杆呈中空圆筒状，且上伸缩杆顶部开设压实连接孔，压实连接孔与连接头连接孔相匹配；下伸缩杆套设在上伸缩杆内部，且下伸缩杆可移动连接在上伸缩杆内部；

中间一个伸缩结构的下伸缩杆与圆柱形传力块连接，另外两个伸缩结构的下伸缩杆与拉力臂固定连接；

作为本发明的进一步优选，在盛装箱外部两侧壁上开设盛装箱卡槽，在两个拉力臂的底部均垂直安装长方体凸块，且两个长方体凸块向中间位置的伸缩结构延伸，同时与盛装箱卡槽相匹配；

作为本发明的进一步优选，在反力板的顶部安装两个电动机，其中一个电动机通过导线与连接压实锤的下伸缩杆连接，另一个电动机通过导线与连接拉力臂的下伸缩杆连接，通过电动机实现下伸缩杆在上伸缩杆内的移动；

作为本发明的进一步优选，振动板与振动箱之间的空隙通过卡块填充；

一种筛分压实自动脱模一体装置的脱模方法，将振动板固定安装在振动基础上，且将卡块置放于振动板两侧与振动箱之间，固定振动板的位置使其不发生晃动，并将盛装箱置于振动板凸块内；

筛分操作：在盛装箱上部安置筛分箱组，筛分箱组包括至少一个竖向叠加设置的筛分箱以及用于支撑至少一个竖向叠加设置筛分箱的筛分基础箱，筛分基础箱置于盛装箱开口处，筛分基础箱的底部以及筛分箱的底部均安装筛分网，筛分箱中筛网的粒径大小从下到上一次增大；

打开筛分箱的顶盖，将原始土样或砂石样倒入最上层；取下振动板与振动箱之间的卡块，打开振动电机开关，使振动板振动，从而带动上部结构振动，土样或砂石样在振动下依次通过筛分网；待所有土样或砂石样筛分完毕后，关闭振动电机开关，并将卡块置于振动板两侧与振动箱之间，取下筛分箱组；将压实装置安装在反力板底部的连接头上，将上伸缩杆安装在反力板底部的连接头上；首先调节电动机开关使连接拉力臂的下伸缩杆向下拉伸，直至拉力臂至盛装箱卡槽位置，将拉力臂与盛装箱卡槽对接；

压实操作：将筛分完成后的土样或砂石样从筛分箱组中倒入盛装箱中；从最下层筛分箱开始依次倒入，且每倒入一层，调节电动机使连接压实锤的下伸缩杆伸缩，从而利用压实锤将盛装箱内已倒入的土样或砂石样压实，重复这一步骤直至所有土样或砂石样压实完毕；在最后一次压实后，使压实锤依旧接触试样，不收缩连接压实锤的下伸缩杆；调节电动机使连接拉力臂的下伸缩杆收缩，盛装箱在连接拉力臂的下伸缩杆的收缩作用下被拉起，已压实的试样从盛装箱中脱离，从而实现自动脱模功能。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明利用筛分压实自动脱模一体装置的筛分和压实脱模的双重功能，首先通过筛分箱对土或砂石进行筛分，得到不同级配的颗粒组；接着将晒分后的土或砂石倒入是盛装箱，借助压实锤及伸缩臂对试样进行压实和脱模，从而实现筛分压实自动脱模一体化效果，加快试样制备过程，减少人工消耗，为室内试验的开展做充足准备。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的整体结构示意图；

图2为本发明的优选实施例的筛分装置示意图；；

图3为本发明的优选实施例的振动装置示意图；

图4为本发明的优选实施例的振动板的结构示意图；

图5为本发明的优选实施例的盛装箱的结构示意图；

图6为本发明的优选实施例的伸缩结构示意图；

图7为本发明的优选实施例的压实装置结构示意图；

图8为本发明的优选实施例的筛分箱组结构示意图；

图9为本发明的优选实施例的反力板下部安装的主视方向的结构示意图；

图10为本发明的优选实施例的卡块的整体结构示意图。

图中：1为基础板，2为支撑柱，3为反力板，4为振动箱，5为振动板，6为盛装箱，7为压实锤，8为伸缩结构，9为筛分箱组，10为电动机，31为过渡块，32为连接头，33为连接头连接孔，41为振动电机，42为振动空腔，43为传递柱，44为振动弹簧，45为卡块，51为凸块，61为盛装箱卡槽，62为盛装箱凸块，71为压实锤，72为圆柱形传力块，73为下伸缩杆，74为上伸缩杆，75为压实连接孔，76为排气孔，81为拉力臂，91为顶盖，92为筛分基础箱，93为筛分网，94为筛分箱凸块。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图10所示，包括以下特征部件：1为基础板，2为支撑柱，3为反力板，4为振动箱，5为振动板，6为盛装箱，7为压实锤，8为伸缩结构，9为筛分箱组，10为电动机，31为过渡块，32为连接头，33为连接头连接孔，41为振动电机，42为振动空腔，43为传递柱，44为振动弹簧，45为卡块，51为凸块，61为盛装箱卡槽，62为盛装箱凸块，71为压实锤，72为圆柱形传力块，73为下伸缩杆，74为上伸缩杆，75为压实连接孔，76为排气孔，81为拉力臂，91为顶盖，92为筛分基础箱，93为筛分网，94为筛分箱凸块。

图1-图2所示，本发明的一种筛分压实自动脱模一体装置，在基础板上安装振动装置，振动装置的上方布设用于放置待压实土砂的盛装箱；

还包括筛选装置和压实装置，筛选装置置于盛装箱顶部，其与振动装置相结合，用于对待压实土砂进行振动筛选；

压实装置安装在位于基础板正上方的反力板上，在筛选装置完成筛选工作以后，对筛选后的土砂进行逐一压实处理；

反力板通过四根支撑柱支撑固定在基础板上方；

图3所示，作为本发明的进一步优选，前述的振动装置包括振动箱，其安装在基础板的中心位置，在振动箱表面的四个角上分别安装传递柱，传递柱上套设振动弹簧；

在振动箱中间位置开设圆柱形振动空腔，振动空腔内安装振动电机；

在振动箱表面布设振动板，其通过振动电机提供振动动能；

前述的筛选装置包括两端开口未封闭的盛装箱，还包括筛分箱组，筛分箱组包括至少一个竖向叠加设置的筛分箱以及用于支撑至少一个竖向叠加设置筛分箱的筛分基础箱，筛分基础箱置于盛装箱开口处；

图8所示，筛分基础箱的底部以及筛分箱的底部均安装筛分网，且筛选装置在筛选操作时，至少一个筛分箱的筛分网的孔隙由下至上依次增大；

在筛分装置顶部的筛分箱上安设顶盖；

图9所示，前述的压实装置包括安装在反力板底面同排布设的三个过渡块，每个过渡块的底面分别安装连接头，连接头的底部开设贯通的连接头连接孔；

压实装置还包括三个伸缩结构，其中一个伸缩结构的一端固定在反力板中间连接头底部的连接孔内，伸缩结构的另一端通过圆柱形传力块与压力锤固定连接，在压力锤与圆柱形传力块相对的一面开设两个贯通的排气孔；

图4所示，作为本发明的进一步优选，前述的振动板架设在传递柱上，在振动板与筛选装置相接触的表面中间位置安装凸块，凸块由振动板表面向上进行口字型凸起；

在每个筛分箱及筛分基础箱的顶部开口处设有向上凸起的口字型的筛分箱凸块，在每个筛分箱及筛分基础箱底部设有与筛分箱凸块相匹配的筛分箱凹槽，使筛分箱之间紧密相连，

图5所示，在盛装箱的开口处设有向上凸起的口字型的盛装箱凸块，筛分箱凹槽与盛装箱凸块相匹配，使筛分基础箱与盛装箱之间紧密相连；

图6-图7所示，作为本发明的进一步优选，前述的伸缩结构包括上伸缩杆和下伸缩杆，上伸缩杆呈中空圆筒状，且上伸缩杆顶部开设压实连接孔，压实连接孔与连接头连接孔相匹配；下伸缩杆套设在上伸缩杆内部，且下伸缩杆可移动连接在上伸缩杆内部；

中间一个伸缩结构的下伸缩杆与圆柱形传力块连接，另外两个伸缩结构的下伸缩杆与拉力臂固定连接；

作为本发明的进一步优选，在盛装箱外部两侧壁上开设盛装箱卡槽，在两个拉力臂的底部均垂直安装长方体凸块，且两个长方体凸块向中间位置的伸缩结构延伸，同时与盛装箱卡槽相匹配；

作为本发明的进一步优选，在反力板的顶部安装两个电动机，其中一个电动机通过导线与连接压实锤的下伸缩杆连接，另一个电动机通过导线与连接拉力臂的下伸缩杆连接，通过电动机实现下伸缩杆在上伸缩杆内的移动；

图10所示，作为本发明的进一步优选，振动板与振动箱之间的空隙通过卡块填充。

具体的实施过程如下：

将振动板固定安装在振动基础上，且将卡块置放于振动板两侧与振动箱之间，固定振动板的位置使其不发生晃动，并将盛装箱置于振动板凸块内；首先为了实现装置的筛分功能，在盛装箱上部安置筛分箱组，筛分箱组包括至少一个竖向叠加设置的筛分箱以及用于支撑至少一个竖向叠加设置筛分箱的筛分基础箱，筛分基础箱置于盛装箱开口处，筛分基础箱的底部以及筛分箱的底部均安装筛分网，筛分箱中筛网的粒径大小从下到上一次增大；

打开筛分箱的顶盖，将原始土样或砂石样倒入最上层；取下振动板与振动箱之间的卡块，打开振动电机开关，使振动板振动，从而带动上部结构振动，土样或砂石样在振动下依次通过筛分网；待所有土样或砂石样筛分完毕后，关闭振动电机开关，并将卡块置于振动板两侧与振动箱之间，取下筛分箱组；将压实装置安装在反力板底部的连接头上，将上伸缩杆安装在反力板底部的连接头上；首先调节电动机开关使连接拉力臂的下伸缩杆向下拉伸，直至拉力臂至盛装箱卡槽位置，将拉力臂与盛装箱卡槽对接；

将筛分完成后的土样或砂石样从筛分箱组中倒入盛装箱中；从最下层筛分箱开始依次倒入，且每倒入一层，调节电动机使连接压实锤的下伸缩杆伸缩，从而利用压实锤将盛装箱内已倒入的土样或砂石样压实，重复这一步骤直至所有土样或砂石样压实完毕；在最后一次压实后，使压实锤依旧接触试样，不收缩连接压实锤的下伸缩杆；调节电动机使连接拉力臂的下伸缩杆收缩，盛装箱在连接拉力臂的下伸缩杆的收缩作用下被拉起，已压实的试样从盛装箱中脱离，从而实现自动脱模功能。

在上述实施例中，电动机的作用是调节伸缩结构的伸缩，从而实现压实和自动脱模功能；

振动弹簧起到减振作用，在振动板支撑盛装箱时，避免振动箱强烈振动；

振动电机和传递柱起到产生和传递振动的作用；

振动板两侧与振动箱之间的卡块的作用是固定振动板的水平位置以及在压实锤作用下承受和传递压力；

振动板凸块的作用是固定盛装箱位置，及作为盛装箱的底板防止土样或砂石样外泄；

盛装箱卡槽的作用是连接和固定拉力臂；

盛装箱凸块的作用是与筛分箱紧密相连；

筛分网的作用是筛分不同级配粒径的土样或砂石样，粒径大小从下到上依次增大的原因是实现筛分后的不同粒径级配；

筛分顶盖的作用是防止筛分过程烟尘较大；

压实锤上设置的排气孔的作用是排出压实时土样或砂石样中的空气；

传力块的作用是将上部传下的压力均匀向下分布；

拉力臂的作用是拉动盛装箱下向上运动，从而实现脱模功能。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。