本發(fā)明屬于智能制造，具體涉及一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)、使用方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、裝配式建筑開始在全國范圍內(nèi)推廣，與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，裝配式建筑更加綠色和高效，鋼筋套筒連接技術(shù)作為裝配式建筑結(jié)構(gòu)中常用的技術(shù)之一，其使用灌漿料作為套筒中連接的主要材料。套筒灌漿料具有流動性好、強度高等優(yōu)點，灌漿料的性能對整個裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。灌漿料的性能除了由組成的材料決定，在攪拌制作灌漿料時也起到關(guān)鍵性的作用?，F(xiàn)有的攪拌技術(shù)，大多由人工用手持式攪拌機，根據(jù)灌漿料灰配比對應(yīng)的水量，再進行攪拌，攪拌完成后用鐵制試模檢測灌漿料的流動度是否合格。整個過程效率較低，且過程中容易混入氣泡，且沒有排出的明顯措施，只有通過規(guī)范人員操作來達到提高灌漿料的攪拌合格性和效率。

2、中國專利公開號為cn110161219a，名稱為判斷灌漿料流動度的方法及裝置的專利申請，方法包括如下步驟：1)先獲得流動度合格的灌漿料，其流動度已知；2)以該灌漿料作為對象進行泵注試驗，通過數(shù)據(jù)采集裝置獲得泵輸出管道中灌漿料的壓力和流量數(shù)據(jù)；3)通過已知的流動度和已獲得的壓力和流量數(shù)據(jù)，建立起流動度與不同取值范圍的壓力以及不同取值范圍的壓力下對應(yīng)的流量的對照關(guān)系并形成匹配數(shù)據(jù)標定表；4)對流動度未知的灌漿料進行泵注試驗，通過數(shù)據(jù)采集裝置獲得泵輸出管道中灌漿料的壓力和流量數(shù)據(jù)，以匹配數(shù)據(jù)標定表為判斷依據(jù)并對實測的壓力和流量數(shù)據(jù)進行對照，滿足對照關(guān)系則判定為合格，不滿足對照關(guān)系則判定為不合格。該專利申請雖然也能實現(xiàn)灌漿料流行性的判斷，但無法實時對灌漿料的流動性進行檢測并進行調(diào)整。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)、使用方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)套筒灌漿料攪拌過程中的流動性實時檢測，并能夠進行實時調(diào)整，且能通過扭矩傳感器計算得到漿料的有效黏度，進而判斷流動性及氣泡含量。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)，包括：

4、設(shè)定系統(tǒng)，所述設(shè)定系統(tǒng)用于輸入灌漿料型號，并從數(shù)據(jù)庫調(diào)用對應(yīng)型號灌漿料的參數(shù)傳輸至計算機系統(tǒng)；

5、備料系統(tǒng)，所述備料系統(tǒng)包括加料裝置和加熱裝置，用于通過計算機系統(tǒng)指令將灌漿料灰和水加入到攪拌倉并控制攪拌倉的溫度；

6、信號采集系統(tǒng)，所述信號采集系統(tǒng)包括設(shè)置在攪拌倉的溫度傳感器、設(shè)置在攪拌桿葉片上的壓力傳感器和設(shè)置在攪拌桿轉(zhuǎn)軸上的扭矩傳感器，用于測量攪拌過程中攪拌倉的溫度及攪拌桿的壓力和扭矩信號數(shù)據(jù)，傳輸至計算機系統(tǒng)；

7、計算機系統(tǒng)，所述計算機系統(tǒng)用于根據(jù)信號采集系統(tǒng)檢測的信號，并與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行對比，判斷攪拌的灌漿料流體的合格情況；所述計算機系統(tǒng)與所述信號采集系統(tǒng)、設(shè)定系統(tǒng)、備料系統(tǒng)及攪拌系統(tǒng)相通信；

8、數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫用于儲存不同類型灌漿料的標準要求，所述數(shù)據(jù)庫與所述設(shè)定系統(tǒng)、備料系統(tǒng)及計算機系統(tǒng)相通信。

9、可選的，所述備料系統(tǒng)的加熱裝置為蒸汽加熱裝置。

10、可選的，所述標準要求包括灌漿料適用溫度、水灰比、流動度、允收氣泡含量以及攪拌后補加水要求。

11、可選的，所述壓力傳感器的數(shù)量大于一個且設(shè)置在攪拌桿葉片的不同高度位置上。

12、所述的一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)的使用方法，包括如下處理步驟：

13、s1：將所使用的套筒灌漿料類型輸入設(shè)定系統(tǒng)，設(shè)定系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫調(diào)用對應(yīng)型號灌漿料的參數(shù)并發(fā)送至備料系統(tǒng)；

14、s2：根據(jù)所加灌漿料質(zhì)量通過備料系統(tǒng)注入對應(yīng)水量，根據(jù)信號采集系統(tǒng)檢測到的攪拌倉溫度，在溫度低于設(shè)定溫度時，通過加熱確保灌漿倉內(nèi)溫度在灌漿料的作業(yè)溫度范圍內(nèi)；

15、s3：通過壓力傳感器檢測攪拌過程中受到的壓力信號的突變情況，根據(jù)壓力信號計算攪拌過程中的灌漿料線性黏度；

16、s4：通過扭矩傳感器檢測灌漿料混合后的攪拌力矩；通過攪拌力矩計算混合后的灌漿料線性黏度。

17、可選的，步驟s3中，灌漿料的線性黏度計算公式為：

18、fv＝6πηrv

19、fv為黏性阻力，通過壓力傳感器測得，單位為n；η為線性黏度，單位為pa·s；r為壓力傳感器與攪拌桿葉片固定端之間的距離，單位為m；v為攪拌速度，單位為m/s。

20、可選的，步驟s4中，混合后的灌漿料線性黏度計算公式為：

21、

22、式中：τ是流體的剪切應(yīng)力，單位為pa，通過攪拌桿扭矩與攪拌桿轉(zhuǎn)軸長度的比值計算得到；τ0是屈服應(yīng)力，單位為pa；η為液體的線性黏度，單位為pa·s；是剪切速率，單位為s-1；k是非線性黏度，單位為pa·sn；n是流變指數(shù),無量綱；β是與時間相關(guān)的系數(shù)，根據(jù)材料和水灰比確定。

23、可選的，步驟s4中，根據(jù)混合后的灌漿料線性黏度計算氣泡的體積分數(shù)：

24、ηeff＝η0(1+aφ1)*(1+bφ2)

25、式中：ηeff為有效黏度，即混合后的灌漿料線性黏度，單位為pa·s；η0為純流體的黏度，單位為pa·s，通過實驗測得；φ1表示灌漿料中骨料的體積分數(shù)，通過實驗測得；φ2為氣泡的體積分數(shù)；a、b為影響系數(shù)，通過實驗測得。

26、一種套筒灌漿料攪拌裝置，包括所述的一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)以及攪拌系統(tǒng)，所述攪拌系統(tǒng)包括攪拌倉和攪拌桿，所述攪拌系統(tǒng)與所述計算機系統(tǒng)相通信，所述計算機系統(tǒng)控制攪拌系統(tǒng)進行對應(yīng)攪拌操作。

27、可選的，所述攪拌桿為高頻振動攪拌桿。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

29、本發(fā)明的一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)、使用方法及裝置，結(jié)合數(shù)據(jù)庫和計算機系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)灌漿料的自動攪拌，能夠通過設(shè)置在攪拌棒上的壓力傳感器實時檢測灌漿料在高速攪拌時混合均勻性；并能夠通過溫度傳感器和加熱裝置實時控制攪拌倉溫度。本發(fā)明在灌漿料完成攪拌混合后能通過扭矩傳感器計算得到有效線性黏度并據(jù)此得到氣泡體積分數(shù)，能夠保證在均勻性符合要求后檢測灌漿料的流體特性，確保所攪拌的灌漿料的含氣量、流動度符合要求。本發(fā)明將不同類型灌漿料特征參數(shù)以及其施工過程的要求記錄在數(shù)據(jù)庫中，能夠滿足不同類型灌漿料的施工需求。

30、進一步，本發(fā)明的攪拌棒采用高頻振動攪拌棒，能夠在攪拌過程中通過高頻振動，確保灌漿料不會黏連在攪拌桿上，同時促進灌漿料的混合均勻和氣泡的排出。

技術(shù)特征：

1.一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述備料系統(tǒng)的加熱裝置為蒸汽加熱裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述標準要求包括灌漿料適用溫度、水灰比、流動度、允收氣泡含量以及攪拌后補加水要求。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力傳感器的數(shù)量大于一個且設(shè)置在攪拌桿葉片的不同高度位置上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括如下處理步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，步驟s3中，灌漿料的線性黏度計算公式為：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，步驟s4中，混合后的灌漿料線性黏度計算公式為：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，步驟s4中，根據(jù)混合后的灌漿料線性黏度計算氣泡的體積分數(shù)：

9.一種套筒灌漿料攪拌裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1至4任一項所述的一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)以及攪拌系統(tǒng)，所述攪拌系統(tǒng)包括攪拌倉和攪拌桿，所述攪拌系統(tǒng)與所述計算機系統(tǒng)相通信，所述計算機系統(tǒng)控制攪拌系統(tǒng)進行對應(yīng)攪拌操作。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種套筒灌漿料攪拌裝置，其特征在于，所述攪拌桿為高頻振動攪拌桿。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于智能制造技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明公開了一種套筒灌漿料攪拌合格性檢測系統(tǒng)、使用方法及裝置，設(shè)定系統(tǒng)用于輸入灌漿料型號，并從數(shù)據(jù)庫調(diào)用對應(yīng)型號灌漿料的參數(shù)傳輸至計算機系統(tǒng)；備料系統(tǒng)包括加料裝置和加熱裝置，用于通過計算機系統(tǒng)指令將灌漿料灰和水加入到攪拌倉并控制攪拌倉的溫度；信號采集系統(tǒng)用于測量攪拌過程中攪拌倉的溫度及攪拌桿的壓力和扭矩信號數(shù)據(jù)；計算機系統(tǒng)用于根據(jù)信號采集系統(tǒng)檢測的信號，并與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行對比。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)套筒灌漿料攪拌過程中的流動性實時檢測，并能夠進行實時調(diào)整，且能通過扭矩傳感器計算得到混合后灌漿料的有效黏度，進而判斷流動性及氣泡含量。

技術(shù)研發(fā)人員：張征凱,盧鴻杰,李鵬舉,溫慶國
受保護的技術(shù)使用者：西安建筑科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9