一种砂石料含泥量试验洗砂石装置及含泥量测定方法

专利名称：一种砂石料含泥量试验洗砂石装置及含泥量测定方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202110245108.7

专利申请（专利权）人：云南亚融矿业科技有限公司,昆明理工大学
权利人地址：云南省昆明市盘龙区世纪俊园二期4幢2单元1323号

专利发明（设计）人：朱志岗,侯克鹏,孙华芬,程涌,杨八九,杨梅,褚占杰

专利摘要：本发明涉及一种砂石料含泥量试验洗砂石装置及含泥量测定方法，属于土工试验技术领域。本发明装置包括供水装置、净水装置、洗砂管、接料装置、下筛板、超声波振动仓、上筛板、进料仓、粗颗粒过滤仓和细颗粒过滤仓。本发明利用液体水流和砂石料固体颗粒两相逆向接触，再超声波振动下砂石料固体脱泥清洗，有效减小了人工清洗砂石过程中由于清洗操作和程度不同造成的误差，为混凝土配制提供规范、可靠的含泥量、含泥块量参数。

主权利要求：
1.一种砂石料含泥量试验洗砂石装置，其特征在于：包括供水装置、净水装置（6）、洗砂管（8）、接料装置（9）、下筛板（13）、超声波振动仓（14）、上筛板（15）、进料仓（16）、粗颗粒过滤仓（20）、细颗粒过滤仓（23），供水装置、净水装置（6）、洗砂管（8）、粗颗粒过滤仓（20）和细颗粒过滤仓（23）依次连通，洗砂管（8）竖直设置，净水装置（6）位于洗砂管（8）的底端，粗颗粒过滤仓（20）位于洗砂管（8）的顶端，洗砂管（8）内倾斜设置有下筛板（13）和上筛板（15），下筛板（13）和上筛板（15）之间为洗砂腔，洗砂管（8）的洗砂腔穿过超声波振动仓（14），进料仓（16）的底端与洗砂腔的顶端连通，接料装置（9）的顶端与洗砂腔的底端连通；
所述粗颗粒过滤仓（20）内水平设置有过滤筛I（21），洗砂管（8）的顶端通过连接管I（18）与粗颗粒过滤仓（20）的底部连通，连接管I（18）的底端穿过过滤筛I（21），粗颗粒过滤仓（20）的顶部通过连接管II（22）与细颗粒过滤仓（23）的底部连通，连接管II（22）的入液口位于过滤筛I（21）的上方；
所述细颗粒过滤仓（23）内水平设置有过滤筛II（24），连接管II（22）的底端穿过过滤筛II（24），细颗粒过滤仓（23）的顶部通过排液管外接储液装置，排液管的入液口位于过滤筛II（24）的上方；
所述接料装置（9）的顶端设置有料仓盖I（10），料仓盖I（10）包括料仓盖组合件I和料仓盖组合件II，料仓盖组合件I上固定设置有料仓盖螺杆开关I（11），料仓盖组合件II上固定设置有料仓盖螺杆开关II（12），料仓盖螺杆开关I（11）位于料仓盖螺杆开关II（12）的上方；
分别通过料仓盖螺杆开关I（11）和料仓盖螺杆开关II（12）调整料仓盖组合件I和料仓盖组合件II的旋转角度以控制料仓盖I（10）的打开程度，从而控制砂石料进入接料装置（9）的速度；
所述进料仓（16）的出料口设置有料仓盖II，料仓盖II包括料仓盖组合件III和料仓盖组合件IV，料仓盖组合件III上固定设置有料仓盖螺杆开关III，料仓盖组合件IV上固定设置有料仓盖螺杆开关IV，料仓盖组合件III位于料仓盖组合件IV的下方；分别通过料仓盖螺杆开关III和料仓盖螺杆开关IV调整料仓盖组合件III和料仓盖组合件IV的旋转角度以控制料仓盖II的打开程度，从而控制砂石料样品的添加速度。
2.根据权利要求1所述砂石料含泥量试验洗砂石装置，其特征在于：供水装置包括供水管（1）、水泵（2）、闸阀（3）、流量表（4）、压力表（5），供水管（1）与净水装置（6）的底部连通，水泵（2）、闸阀（3）、流量表（4）、压力表（5）均设置在供水管（1）上。
3.根据权利要求1所述砂石料含泥量试验洗砂石装置，其特征在于：净水装置（6）内分层填充设置有净水过滤物（7）。
4.根据权利要求3所述砂石料含泥量试验洗砂石装置，其特征在于：净水过滤物（7）从下到上依次为石子层、石英砂层、稀土瓷砂层、锰砂层和活性炭层。
5.根据权利要求1所述砂石料含泥量试验洗砂石装置，其特征在于：洗砂管（8）通过转换接头（17）与连接管I（18）的端头连通，过滤筛II（24）的孔径小于过滤筛I（21）的孔径，粗颗粒过滤仓（20）和细颗粒过滤仓（23）的顶端均设置有密封塞（19）。
6.基于权利要求1 5任一项所述砂石料含泥量试验洗砂石装置的含泥量测定方法，其~
特征在于，包括以下具体步骤：
（1）供水装置控制水流依次通过净水装置、洗砂管、粗颗粒过滤仓和细颗粒过滤仓；
（2）称量烘干的砂石料质量，记为m，再将砂石料试样浸泡后装入进料仓中，并将进料仓倒立设置使进料仓的底端出料口与洗砂腔的顶端连通，砂石料试样在重力和水流浮力作用下缓慢下沉进入洗砂腔内，通过供水装置控制水流速度和进料仓内砂石料试样的添加速率使洗砂管内的下筛板处的水流中无砂石料；
（3）通过超声波振动仓对洗砂腔内的砂石料试样进行超声波振动清洗，使砂石料与泥分离，含泥水向上流动，砂石料缓慢进入接料装置中储存；
（4）含泥水流依次经粗颗粒过滤仓和细颗粒过滤仓过滤；
（5）将储存在接料装置中的砂石料返回步骤（2）装入进料仓中，重复经洗砂腔清洗2 5~次；
（6）取出接料装置、粗颗粒过滤仓和细颗粒过滤仓中的物料，烘干，分别得到砂石料质量m1、粗颗粒砂石的质量m2和细颗粒砂石的质量m3；
（7）计算出砂石料试样中的含泥率。 说明书 : 一种砂石料含泥量试验洗砂石装置及含泥量测定方法技术领域[0001] 本发明涉及一种砂石料含泥量试验洗砂石装置及含泥量测定方法，属于土工试验技术领域。背景技术[0002] 在混凝土施工领域，砂石料的含泥量对混凝土性能(特别是强度和耐久性)影响显著。高性能混凝土对砂石料含泥量的要求更为严格。因此，混凝土砂石料中含泥量测定结果的准确性就对混凝土强度等性能起着重要影响。当下砂石料含泥量测定的试验规范中，并没有明确规定含泥量测定过程中的淘洗过程，也缺乏淘洗次数和淘洗终止时洗砂尾水的量化标准。其次，在砂石料淘洗过程中，操作人员的主观判断和操作规范性也不尽一致，实验室所使用的试验设备也不相同。特别是在寒冷、低氧等恶劣环境下，砂石料有效淘洗对试验人员提出了较高的职业道德要求。发明内容[0003] 本发明针对砂石料含泥量测定的问题，提出一种砂石料含泥量试验洗砂石装置及含泥量测定方法，本发明利用液体水流和砂石料固体颗粒两相逆向接触，在超声波振动下砂石料固体脱泥清洗，有效减小了人工清洗砂石过程中由于清洗操作和程度不同造成的误差，为混凝土配制提供规范、可靠的含泥量、含泥块量参数，提高试验结果的准确性。[0004] 本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：[0005] 一种砂石料含泥量试验洗砂石装置，包括供水装置、净水装置7、洗砂管8、接料装置9、下筛板13、超声波振动仓14、上筛板15、进料仓16、粗颗粒过滤仓20、细颗粒过滤仓23，[0006] 供水装置、净水装置7、洗砂管8、粗颗粒过滤仓20和细颗粒过滤仓23依次连通，洗砂管8竖直设置，净水装置7位于洗砂管8的底端，粗颗粒过滤仓20位于洗砂管8的顶端，洗砂管8内倾斜设置有下筛板13和上筛板15，下筛板13和上筛板15之间为洗砂腔，洗砂管8的洗砂腔穿过超声波振动仓14，进料仓16的底端与洗砂腔的顶端连通，接料装置9的顶端与洗砂腔的底端连通。[0007] 所述供水装置包括供水管1、水泵2、闸阀3、流量表4、压力表5，供水管1与净水装置6的底部连通，水泵2、闸阀3、流量表4、压力表5均设置在供水管1上；[0008] 优选的，上筛板15的筛孔孔径为0.075mm，下筛板13的筛孔孔径为0.075mm；上筛板15和下筛板13通过橡胶垫圈、螺杆或卡槽倾斜设置在洗砂管8内；[0009] 所述净水装置6内分层填充设置有净水过滤物7；[0010] 进一步的，所述净水过滤物7从下到上依次为石子层、石英砂层、稀土瓷砂层、锰砂层和活性炭层；[0011] 更进一步的，石子层、石英砂层、稀土瓷砂层、锰砂层和活性炭层之间设置有净水隔筛；活性炭层包括细颗粒活性炭层和粗颗粒活性炭层，细颗粒活性炭层设置在粗颗粒活性炭层的上方，细颗粒活性炭层和粗颗粒活性炭层之间也设置有净水隔筛；细颗粒活性炭层的活性炭粒径为0.5～2mm，粗颗粒活性炭层的活性炭粒径为5～8mm；[0012] 所述接料装置9的顶端设置有料仓盖I10，料仓盖I10包括料仓盖组合件I和料仓盖组合件II，料仓盖组合件I上固定设置有料仓盖螺杆开关I11，料仓盖组合件II上固定设置有料仓盖螺杆开关II12，料仓盖螺杆开关I11位于料仓盖螺杆开关II12的上方；分别通过料仓盖螺杆开关I11和料仓盖螺杆开关II12调整料仓盖组合件I和料仓盖组合件II的旋转角度以控制料仓盖I10的打开程度，从而控制砂石料进入接料装置9的速度；[0013] 所述进料仓16的出料口设置有料仓盖II，料仓盖II包括料仓盖组合件III和料仓盖组合件IV，料仓盖组合件III上固定设置有料仓盖螺杆开关III，料仓盖组合件IV上固定设置有料仓盖螺杆开关IV，料仓盖组合件III位于料仓盖组合件IV的下方；分别通过料仓盖螺杆开关III和料仓盖螺杆开关IV调整料仓盖组合件III和料仓盖组合件IV的旋转角度以控制料仓盖II的打开程度，从而控制砂石料样品的添加速度；[0014] 所述粗颗粒过滤仓20内水平设置有过滤筛I21，洗砂管8的顶端通过连接管I18与粗颗粒过滤仓20的底部连通，连接管I18的底端穿过过滤筛I21，粗颗粒过滤仓20的顶部通过连接管II22与细颗粒过滤仓23的底部连通，连接管II22的入液口位于过滤筛I21的上方；[0015] 所述细颗粒过滤仓23内水平设置有过滤筛II24，连接管II22的底端穿过过滤筛II24，细颗粒过滤仓23的顶部通过排液管外接储液装置，排液管的入液口位于过滤筛II24的上方；[0016] 进一步的，所述洗砂管8通过转换接头17与连接管I18的端头连通，过滤筛II24的孔径小于过滤筛I21的孔径，粗颗粒过滤仓20和细颗粒过滤仓23的顶端均设置有密封塞19；密封塞19可防止水流溢出；[0017] 过滤筛I21的边缘设置有橡胶密封圈I，可避免含有0.075mm颗粒的水流从过滤筛I21与粗颗粒过滤仓20侧壁的缝隙流过，使过滤筛I21将粗颗粒过滤仓20分割成上下两部分；[0018] 过滤筛II24的边缘设置有橡胶密封圈II，可避免含有0.075mm颗粒的水流从过滤筛II24与细颗粒过滤仓23侧壁的缝隙流过，使过滤筛II24将细颗粒过滤仓23分割成上下两部分；[0019] 优选的，过滤筛I21的孔径为0.075mm，过滤筛II24的孔径为0.075mm；[0020] 基于砂石料含泥量试验洗砂石装置的含泥量测定方法，包括以下具体步骤：[0021] (1)供水装置控制水流依次通过净水装置、洗砂管、粗颗粒过滤仓和细颗粒过滤仓；[0022] (2)称量烘干的砂石料质量，记为m，再将砂石料试样浸泡后装入进料仓中，并将进料仓倒立设置使进料仓的底端出料口与洗砂腔的顶端连通，砂石料试样在重力和水流浮力作用下缓慢下沉进入洗砂腔内，通过供水装置控制水流速度和进料仓内砂石料试样的添加速率使洗砂管内的下筛板处的水流中无砂石料；[0023] (3)通过超声波振动仓对洗砂腔内的砂石料试样进行超声波振动清洗，使砂石料与泥分离，泥水向上流动，砂石料缓慢进入接料装置中储存；[0024] (4)含泥水流依次经粗颗粒过滤仓和细颗粒过滤仓过滤；[0025] (5)将储存在接料装置中的砂石料返回步骤(2)装入进料仓中，重复经洗砂腔清洗2～5次；[0026] (6)取出接料装置、粗颗粒过滤仓和细颗粒过滤仓中的物料，烘干，分别得到砂石料质量m1、粗颗粒砂石的质量m2和细颗粒砂石的质量m3；[0027] (7)计算出砂石料试样中的含泥率。[0028] 所述砂石料试样中的泥质量为m‑(m1+m2+m3)，含泥率为泥质量/砂石料试样质量，即含泥率为[0029] 本发明的有益效果：[0030] (1)本发明利用液体水流和砂石料固体颗粒两相逆向接触，再超声波震动下砂石料固体脱泥清洗，有效减小了人工清洗砂石过程中由于清洗操作和程度不同造成的误差，为混凝土配制提供规范、可靠的含泥量、含泥块量参数，提高试验结果的准确性；[0031] (2)本发明砂石料含泥量试验洗砂石装置具有安全、环保、使用方法简单、组装和拆卸方便、省时省力、操作灵活、工作效率高等优点。附图说明[0032] 图1为砂石料含泥量试验洗砂石装置结构示意图；[0033] 图2为净水装置结构示意图；[0034] 图3为净水装置接口示意图(图2的I‑I剖面)；[0035] 图4为净水隔筛结构示意图(图2的II‑II剖面)；[0036] 图5为超声波振动仓与洗砂腔装配示意图；[0037] 图6为图5中III‑III剖面示意图；[0038] 图7为下筛板安装示意图；[0039] 图8为图7中IV‑IV剖面俯视图；[0040] 图9为图7中V‑V剖面俯视图；[0041] 图10为接料装置结构示意图；[0042] 图11为粗颗粒过滤仓结构示意图；[0043] 图中：1‑供水管、2‑水泵、3‑闸阀、4‑流量表、5‑压力表、6‑净水装置、7‑净水过滤物、8‑洗砂管、9‑接料装置、10‑料仓盖I、11‑料仓盖螺杆开关I、12‑料仓盖螺杆开关II、13‑下筛板、14‑超声波振动仓、15‑上筛板、16‑进料仓、17‑转换接头、18‑连接管I、19‑密封塞、20‑粗颗粒过滤仓、21‑过滤筛I、22‑连接管II、23‑细颗粒过滤仓、24‑过滤筛II。具体实施方式[0044] 下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。[0045] 实施例1：如图1、5和6所示，一种砂石料含泥量试验洗砂石装置，包括供水装置、净水装置7、洗砂管8、接料装置9、下筛板13、超声波振动仓14、上筛板15、进料仓16、粗颗粒过滤仓20、细颗粒过滤仓23，[0046] 供水装置、净水装置7、洗砂管8、粗颗粒过滤仓20和细颗粒过滤仓23依次连通，洗砂管8竖直设置，净水装置7位于洗砂管8的底端，粗颗粒过滤仓20位于洗砂管8的顶端，洗砂管8内倾斜设置有下筛板13和上筛板15，下筛板13和上筛板15之间为洗砂腔，洗砂管8的洗砂腔穿过超声波振动仓14，进料仓16的底端与洗砂腔的顶端连通，接料装置9的顶端与洗砂腔的底端连通；[0047] 基于砂石料含泥量试验洗砂石装置的含泥量测定方法，包括以下具体步骤：[0048] (1)供水装置控制水流依次通过净水装置、洗砂管、粗颗粒过滤仓和细颗粒过滤仓；[0049] (2)称量烘干的砂石料质量，记为m，再将砂石料试样浸泡后装入进料仓中，并将进料仓倒立设置使进料仓的底端出料口与洗砂腔的顶端连通，砂石料试样在重力和水流浮力作用下缓慢下沉进入洗砂腔内，通过供水装置控制水流速度和进料仓内砂石料试样的添加速率使洗砂管内的下筛板处的水流中无砂石料；[0050] (3)通过超声波振动仓对洗砂腔内的砂石料试样进行超声波振动清洗，使砂石料与泥分离，含泥水向上流动，砂石料缓慢进入接料装置中储存；[0051] (4)含泥水流依次经粗颗粒过滤仓和细颗粒过滤仓过滤；[0052] (5)将储存在接料装置中的砂石料返回步骤(2)装入进料仓中，重复经洗砂腔清洗2～5次；[0053] (6)取出接料装置、粗颗粒过滤仓和细颗粒过滤仓中的物料，烘干，分别得到砂石料质量m1、粗颗粒砂石的质量m2和细颗粒砂石的质量m3；[0054] (7)计算出砂石料试样中的含泥率；[0055] 所述砂石料试样中的泥质量为m‑(m1+m2+m3)，含泥率为泥质量/砂石料试样质量，即含泥率为[0056] 实施例2：本实施例砂石料含泥量试验洗砂石装置与实施例1的砂石料含泥量试验洗砂石装置基本相同，不同之处在于：如图1所示，供水装置包括供水管1、水泵2、闸阀3、流量表4、压力表5，供水管1与净水装置6的底部连通，水泵2、闸阀3、流量表4、压力表5均设置在供水管1上；[0057] 通过水泵2、闸阀3、流量表4和压力表5控制供水管1中水流的流速和压力。[0058] 实施例3：本实施例砂石料含泥量试验洗砂石装置与实施例2的砂石料含泥量试验洗砂石装置基本相同，不同之处在于：如图7‑9所示，上筛板15的筛孔孔径为0.075mm，下筛板13的筛孔孔径为0.075mm；上筛板15和下筛板13通过橡胶垫圈、螺杆或卡槽倾斜设置在洗砂管8内；上筛板可避免粒径0.075mm的砂石颗粒随泥水进入到粗颗粒过滤仓中，下筛板可避免粒径0.075mm的砂石颗粒随泥水进入到净水装置中。[0059] 实施例4：本实施例砂石料含泥量试验洗砂石装置与实施例2的砂石料含泥量试验洗砂石装置基本相同，不同之处在于：如图2‑4所示，净水装置6内分层填充设置有净水过滤物7；净水过滤物7从下到上依次为石子层、石英砂层、稀土瓷砂层、锰砂层和活性炭层；[0060] 石子层、石英砂层、稀土瓷砂层、锰砂层和活性炭层之间设置有净水隔筛；活性炭层包括细颗粒活性炭层和粗颗粒活性炭层，细颗粒活性炭层设置在粗颗粒活性炭层的上方，细颗粒活性炭层和粗颗粒活性炭层之间也设置有净水隔筛；细颗粒活性炭层的活性炭粒径为0.5～2mm，粗颗粒活性炭层的活性炭粒径为5～8mm；[0061] 净水装置的作用在于将试验用水中的杂质、气味、颜色、有害矿物离子等过滤干净，使通过净水装置过滤后的水质达到试验规范要求的饮用水标准。[0062] 实施例5：本实施例砂石料含泥量试验洗砂石装置与实施例2的砂石料含泥量试验洗砂石装置基本相同，不同之处在于：如图10所示，接料装置9的顶端设置有料仓盖I10，料仓盖I10包括料仓盖组合件I和料仓盖组合件II，料仓盖组合件I上固定设置有料仓盖螺杆开关I11，料仓盖组合件II上固定设置有料仓盖螺杆开关II12，料仓盖螺杆开关I11位于料仓盖螺杆开关II12的上方；分别通过料仓盖螺杆开关I11和料仓盖螺杆开关II12调整料仓盖组合件I和料仓盖组合件II的旋转角度以控制料仓盖I10的打开程度，从而控制砂石料进入接料装置9的速度；[0063] 进料仓16的出料口设置有料仓盖II，料仓盖II包括料仓盖组合件III和料仓盖组合件IV，料仓盖组合件III上固定设置有料仓盖螺杆开关III，料仓盖组合件IV上固定设置有料仓盖螺杆开关IV，料仓盖组合件III位于料仓盖组合件IV的下方；分别通过料仓盖螺杆开关III和料仓盖螺杆开关IV调整料仓盖组合件III和料仓盖组合件IV的旋转角度以控制料仓盖II的打开程度，从而控制砂石料样品的添加速度。[0064] 实施例6：本实施例砂石料含泥量试验洗砂石装置与实施例2的砂石料含泥量试验洗砂石装置基本相同，不同之处在于：如图11所示，粗颗粒过滤仓20内水平设置有过滤筛I21，洗砂管8的顶端通过连接管I18与粗颗粒过滤仓20的底部连通，连接管I18的底端穿过过滤筛I21，粗颗粒过滤仓20的顶部通过连接管II22与细颗粒过滤仓23的底部连通，连接管II22的入液口位于过滤筛I21的上方；[0065] 细颗粒过滤仓23内水平设置有过滤筛II24，连接管II22的底端穿过过滤筛II24，细颗粒过滤仓23的顶部通过排液管外接储液装置，排液管的入液口位于过滤筛II24的上方；[0066] 洗砂管8通过转换接头17与连接管I18的端头连通，过滤筛II24的孔径小于过滤筛I21的孔径，粗颗粒过滤仓20和细颗粒过滤仓23的顶端均设置有密封塞19；密封塞19可防止水流溢出；[0067] 过滤筛I21的边缘设置有橡胶密封圈I，可避免含有0.075mm颗粒的水流从过滤筛I21与粗颗粒过滤仓20侧壁的缝隙流过，使过滤筛I21将粗颗粒过滤仓20分割成上下两部分；[0068] 过滤筛II24的边缘设置有橡胶密封圈II，可避免含有0.075mm颗粒的水流从过滤筛II24与细颗粒过滤仓23侧壁的缝隙流过，使过滤筛II24将细颗粒过滤仓23分割成上下两部分；[0069] 过滤筛I21的孔径为0.075mm，过滤筛II24的孔径为0.075mm；[0070] 粗颗粒过滤仓20和细颗粒过滤仓23以及其连接部件、过滤筛等构成的装置用于过滤通过上筛板15的含泥水，避免大于0.075mm的砂粒经上筛板15安装缝隙或其他途径流失，减小实验结果的误差。[0071] 上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

专利地区：云南

专利申请日期：2021-03-05

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN113008724B