一种可以模拟施工拌和的试验用沥青混合料拌和装置的制作方法

1.本实用新型涉及道路工程用拌和装置，具体是一种可以模拟施工拌和的试验用沥青混合料拌和装置。


背景技术：

2.在道路工程中，沥青混合料的合理设计与性能验证是保证最终道路质量的重要部分。对混合料进行设计与验证过程中，如何合理与准确地成型各种形状与结构的试件是对结果进行分析的基础。目前，室内试验用沥青混合料多采用试验室用沥青混合料拌和机来拌和。
3.然而实践表明，现有室内试验用沥青混合料的拌和方式在应用中存在以下问题：一是实际施工中，沥青混合料的拌和通常采用间歇强制式拌和设备或拌和站，两者的搅拌轴均为横向分布，而试验室用沥青混合料拌和机采用竖向搅拌的方式，与实际施工的拌和方式不符，不同的沥青混合料拌和成型方式所得到的试件性能必然不同，导致室内试验不能真实模拟现场施工，影响试验结果的准确性，应用此试验结果指导生产可能会影响最终的道路质量；二是拌和锅底部与上部搅拌程度不同，拌和锅底部搅拌不充分；三是采用竖向拌和方式时易产生离析现象，影响拌和效果；四是拌和锅仅在底部区域有导热油，拌和温度控制不准确。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决现有室内试验用沥青混合料的拌和方式与施工拌和方式不符、拌和锅底部搅拌不充分、易产生离析现象、拌和温度控制不准确的问题，提供了一种可以模拟施工拌和的试验用沥青混合料拌和装置。
5.本实用新型是采用如下技术方案实现的：
6.一种可以模拟施工拌和的试验用沥青混合料拌和装置，包括主体部分与控制部分；
7.所述主体部分包括水平放置的底座，底座的上表面中部沿竖向设置有左支撑柱、上表面右端沿竖向设置有右支撑柱；底座的左部上方设置有输出轴朝右的液压马达，液压马达的右侧设置有横向放置的左转轴，左转轴的左端部与液压马达的输出轴连接、中部转动支撑于左支撑柱的上部；右支撑柱的上部转动穿设有右转轴，右转轴与左转轴之间设置有与两者固定连接且横向布置的电加热夹层锅，电加热夹层锅的顶部设置有与其可拆卸地连接的顶盖、底部设置有出口朝下的出料门；底座的上表面设置有位于出料门正下方的接料盘；
8.电加热夹层锅的内腔中部设置有横向布置的搅拌杆，搅拌杆的两端分别固定连接于电加热夹层锅的左端部、右端部；搅拌杆的侧壁外固定套设有五个左右分布的纵向直立的x形支架，且搅拌杆固定穿于x形支架的中心；搅拌杆的外侧设置有四根与其平行且矩形分布的连接杆，四根连接杆分别固定于x形支架的四个角部；相邻两个x形支架之间均设置
有固定套接于搅拌杆且固定于两个连接杆之间的搅拌叶片，位于左侧的第一个搅拌叶片、第三个搅拌叶片均呈后高前低倾斜设置；第二个搅拌叶片、第四个搅拌叶片均呈后低前高倾斜设置；
9.所述控制部分包括设置于液压马达与底座之间的控制箱；控制箱的前侧壁贯穿固定有操作面板，操作面板的输出端分别与液压马达的控制端、电加热夹层锅的控制端连接。
10.进一步地，所述电加热夹层锅为
㮋
球形的横轴卧式电加热夹层锅，且其内壁左部、内壁右部均固定有两个上下分布的弧形的导流板，位于上方的两个导流板的弧口均朝下；位于下方的两个导流板的弧口均朝上。
11.进一步地，左转轴的左端部通过联轴器与液压马达的输出轴连接；左转轴通过轴承转动支撑于左支撑柱的上部；右转轴通过轴承i转动支撑于右支撑柱的上部。
12.进一步地，位于左侧的第一个x形支架与第二个搅拌叶片之间、第一个搅拌叶片与第三个搅拌叶片之间、第二个搅拌叶片与第四个搅拌叶片之间、第三个搅拌叶片与第五个x形支架之间均连接有两根与搅拌杆平行且位于搅拌杆两侧的加强杆。
13.进一步地，左转轴与电加热夹层锅、右转轴与电加热夹层锅均通过两个左右对接的法兰盘固定连接。
14.进一步地，所述出料门为自动平开门，且自动平开门的控制端与操作面板的输出端连接。
15.进一步地，顶盖的上表面固定有把手；所述顶盖通过若干个弹簧搭扣可拆卸地连接于电加热夹层锅的顶部。
16.本实用新型结构设计合理可靠，实现了模拟施工拌合的目的，使成型的试件极大地模拟了实际施工的状态，而且拌和效果好，拌和均匀度高，有效避免了沥青混合料的离析；同时拌和温度控制准确，操作便捷，操作中劳动强度低，有效提高了沥青混合料性能研究、验证试验的效率和准确度，进一步的，方便维护与清理，具有结构牢固、转动顺畅、使用寿命长的优点，可用于道路工程中沥青混合料性能研究、验证时混合料试件的成型过程。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构示意图；
18.图2是本实用新型中搅拌杆的结构示意图；
19.图3是本实用新型中导流板的布置示意图。
20.图中，1-底座，2-左支撑柱，3-右支撑柱，4-液压马达，5-左转轴，6-右转轴，7-电加热夹层锅，8-顶盖，9-出料门，10-接料盘，11-搅拌杆，12-x形支架，13-连接杆，14-搅拌叶片，15-控制箱，16-操作面板，17-导流板，18-联轴器，19-加强杆，20-法兰盘，21-把手。
具体实施方式
21.一种可以模拟施工拌和的试验用沥青混合料拌和装置，如附图1所示，包括主体部分与控制部分；
22.所述主体部分包括水平放置的底座1，底座1的上表面中部沿竖向设置有左支撑柱2、上表面右端沿竖向设置有右支撑柱3；底座1的左部上方设置有输出轴朝右的液压马达4，液压马达4的右侧设置有横向放置的左转轴5，左转轴5的左端部与液压马达4的输出轴连
接、中部转动支撑于左支撑柱2的上部；右支撑柱3的上部转动穿设有右转轴6，右转轴6与左转轴5之间设置有与两者固定连接且横向布置的电加热夹层锅7，电加热夹层锅7的顶部设置有与其可拆卸地连接的顶盖8、底部设置有出口朝下的出料门9；底座1的上表面设置有位于出料门9正下方的接料盘10；
23.电加热夹层锅7的内腔中部设置有横向布置的搅拌杆11，如附图2所示，搅拌杆11的两端分别固定连接于电加热夹层锅7的左端部、右端部；搅拌杆11的侧壁外固定套设有五个左右分布的纵向直立的x形支架12，且搅拌杆11固定穿于x形支架12的中心；搅拌杆11的外侧设置有四根与其平行且矩形分布的连接杆13，四根连接杆13分别固定于x形支架12的四个角部；相邻两个x形支架12之间均设置有固定套接于搅拌杆11且固定于两个连接杆13之间的搅拌叶片14，位于左侧的第一个搅拌叶片14、第三个搅拌叶片14均呈后高前低倾斜设置；第二个搅拌叶片14、第四个搅拌叶片14均呈后低前高倾斜设置；
24.所述控制部分包括设置于液压马达4与底座1之间的控制箱15；控制箱15的前侧壁贯穿固定有操作面板16，操作面板16的输出端分别与液压马达4的控制端、电加热夹层锅7的控制端连接。
25.本实用新型中左转轴5、右转轴6的结构设计，使得电加热夹层锅7能够在液压马达4的驱动下匀速、稳定转动，转动的同时，沥青混合料受离心力与重力双重作用力，在电加热夹层锅7的内腔重复上升与下落的运动，实现拌合的目的，而且横向拌和的方式与施工现场一致，真实模拟了现场施工；转动过程中，搅拌杆11、x形支架12、连接杆13、搅拌叶片14的组合结构设计能够形成虚实相接的搅拌空间，使得沥青混合料能够在电加热夹层锅7的内腔充分混合，提高了拌和均匀度，有效避免了沥青混合料的离析；电加热夹层锅7加热均匀，能够准确控制拌和温度，为沥青与石料之间拌和时提供了空间与稳定的温度环境；左支撑柱2、右支撑柱3分别为左转轴5、右转轴6提供稳定的转动支撑作用，进而为电加热夹层锅7的转动提供稳定支撑作用；操作面板16的结构设计方便对拌和次数、拌和时间、拌和温度、转动速度、转动方向等拌和工艺参数进行设定；底座1的结构设计能够为控制箱15、左支撑柱2、右支撑柱3提供力学支撑，保证本拌和装置的整体稳定性。
26.本实用新型的工作过程是采用如下步骤实现的：
27.s1：启动电源，通过操作面板16设定拌和工艺参数；
28.s2：通过操作面板16控制电加热夹层锅7开始预热，直至电加热夹层锅7的温度升高至所设定的拌和温度；
29.s3：掀开顶盖8，向电加热夹层锅7的内腔依次加入设定量的各档集料（此时各档集料已利用烘箱预热至设定温度）与设定量的外渗剂；加料后盖合顶盖8，而后通过操作面板16启动液压马达4，液压马达4带动电加热夹层锅7按照设定的转动速度、转动方向转动，直至达到设定的拌和时间，使得各档集料与外渗剂混合均匀；
30.s4：掀开顶盖8，向电加热夹层锅7的内腔加入设定量的沥青（此时沥青已利用烘箱或电炉预热至设定温度）；加料后盖合顶盖8，而后通过操作面板16启动液压马达4，液压马达4带动电加热夹层锅7按照设定的转动速度、转动方向转动，直至达到设定的拌和时间，使得各档集料、外渗剂与沥青混合均匀；
31.s5：掀开顶盖8，向电加热夹层锅7的内腔加入设定量的矿粉；加料后盖合顶盖8，而后通过操作面板16启动液压马达4，液压马达4带动电加热夹层锅7按照设定的转动速度、转
动方向转动，直至达到设定的拌和时间，使得各档集料、外渗剂、沥青与矿粉混合均匀，形成沥青混合料；
32.s6：打开出料门9，沥青混合料落入接料盘10内；接料过程中，可轻微摇动电加热夹层锅7，以加快沥青混合料的下料速度，并用铁铲将附着于电加热夹层锅7内壁、搅拌杆11、x形支架12、连接杆13、搅拌叶片14上的沥青混合料铲落，由此完成沥青混合料的拌和；而后用接料盘10中所收集的沥青混合料制备混合料试件，并将该混合料试件用于后续试验中；
33.s7：掀开顶盖8，向电加热夹层锅7的内腔加入一定量的干细集料；加料后盖合顶盖8，而后通过操作面板16启动液压马达4，液压马达4带动电加热夹层锅7转动一定时间，而后关闭电源，打开出料门10，用铁铲将附着于电加热夹层锅7内壁、搅拌杆11、x形支架12、连接杆13、搅拌叶片14上的杂质铲落，由此完成本拌和装置的清理。
34.如附图3所示，所述电加热夹层锅7为
㮋
球形的横轴卧式电加热夹层锅，且其内壁左部、内壁右部均固定有两个上下分布的弧形的导流板17，位于上方的两个导流板17的弧口均朝下；位于下方的两个导流板17的弧口均朝上。
35.导流板17的结构设计能够有效降低拌和过程中沥青混合料与电加热夹层锅7内壁的粘附，提高拌合均匀度，进而有效提升本拌和装置的拌和效果。
36.如附图1所示，左转轴5的左端部通过联轴器18与液压马达4的输出轴连接；左转轴5通过轴承转动支撑于左支撑柱2的上部；右转轴6通过轴承i转动支撑于右支撑柱3的上部。
37.联轴器18的结构设计为液压马达4的输出轴提供了过载保护作用，防止液压马达4的输出轴在电加热夹层锅7重力作用下发生变形，有效延长了本拌和装置的使用寿命；轴承、轴承i的结构设计保证了电加热夹层锅7转动时的顺畅性，进而提高了本拌和装置使用时的可靠性。
38.如附图2所示，位于左侧的第一个x形支架12与第二个搅拌叶片14之间、第一个搅拌叶片14与第三个搅拌叶片14之间、第二个搅拌叶片14与第四个搅拌叶片14之间、第三个搅拌叶片14与第五个x形支架12之间均连接有两根与搅拌杆11平行且位于搅拌杆11两侧的加强杆19。
39.加强杆19的结构设计有效增加了搅拌叶片14与搅拌叶片14之间、搅拌叶片14与x形支架12之间的连接强度，防止x形支架12、搅拌叶片14在沥青混合料的撞击作用下发生变形，有效提高了本拌和装置的结构牢固性。
40.左转轴5与电加热夹层锅7、右转轴6与电加热夹层锅7均通过两个左右对接的法兰盘20固定连接。
41.法兰盘20的结构设计实现了左转轴5与电加热夹层锅7、右转轴6与电加热夹层锅7之间的可拆卸连接，方便电加热夹层锅7的清理与维护，增加了本拌和装置维护时的操作便捷性。
42.所述出料门9为自动平开门，且自动平开门的控制端与操作面板16的输出端连接。
43.自动平开门的结构设计实现了自动出料，一是增加了本拌和装置的自动化程度，降低了试验操作中的劳动强度；二是减少了人为操作对沥青混合料温度的损失。
44.顶盖8的上表面固定有把手21；所述顶盖8通过若干个弹簧搭扣可拆卸地连接于电加热夹层锅7的顶部。
45.弹簧搭扣的结构设计一是能够保证使用时顶盖8与电加热夹层锅7牢固锁定，进一
步提高了本拌和装置使用时的可靠性；二是方便拆下顶盖8进行加料，增加了本拌和装置使用时的操作便捷性。
46.具体实施过程中，所述搅拌杆11的两端通过耳板与螺栓固定连接于电加热夹层锅7的左端部、右端部；所述操作面板16的内部设置有stm32f103ret6型单片机，stm32f103ret6型单片机的输出端分别与液压马达4的控制端、电加热夹层锅7的控制端、自动平开门的控制端连接；所述电加热夹层锅7的导热油沿电加热夹层锅7的侧壁均匀分布，避免了电加热夹层锅7内腔温度不均匀，有效提高了拌和温度控制的准确度；所述电加热夹层锅7的夹层内设置有若干个热电偶，用于测量导热油的温度，热电偶的输出端与电加热夹层锅7的控制端电连接；所述顶盖8可替换为自动平开式顶盖；电加热夹层锅7的尺寸可根据成型试件的大小灵活设置；所述底座1的高度为130cm、长度为40cm、宽度为40cm。