一種實體結構混凝土取粉設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種實體結構混凝土取粉設備，包括機架，機架上安裝有用于對試驗樣品進行鉆粉的鉆粉機構、帶動所述鉆粉機構旋轉的第一驅動部以及帶動所述鉆粉機構和第一驅動部整體升降的第二驅動部，機架上還設置有用于支撐和引導第一驅動部上下運動的直線導軌，鉆粉機構包括鉆頭及對鉆頭的作業范圍進行調整的調節組件，鉆頭的后方設置有高度可調式粉樣收集器，高度可調式粉樣收集器的前端與鉆頭前端在鉆頭軸向上的距離為一個試樣取粉層的厚度。本實用新型可以實現勻速的鉆粉鉆進速度、逐層鉆磨深度的精確控制以及粉樣的自動收集等功能，降低了鉆粉的勞動強度，提高了測試精度。
【專利說明】一種實體結構混凝土取粉設備
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土木工程試驗設備領域，尤其涉及一種實體結構混凝土取粉設備。
【背景技術】
[0002]國內外混凝土專家以及工程實際均表明，氯鹽引起鋼筋銹蝕從而導致結構過早失效是最主要的破壞形式。近幾十年來，表征混凝土抗氯離子滲透性的方法大多是測試在電場作用下氯離子侵入快慢，而快速測試結果與實體結構中氯離子的侵入規律有很大差異。
[0003]為了及時了解實體結構混凝土中的氯離子濃度分布規律，盡早做出適用經濟的結構耐久性再設計方案，對于降低結構物全壽命周期的成本具有重大意義，這也是國內外土木工程領域專家長期以來研究的目標所在。目前，針對實體結構混凝土的氯離子濃度分布的檢測有兩類，一類是現場實體結構取一批芯樣，再集中起來在芯樣上磨粉，取芯和磨粉都是集中作業，積累了一批芯樣之后再去測試各深度處氯離子的濃度，加上室內磨粉的夾具作業要求，現場鉆取的芯樣高度要比實際磨粉的深度大很多，對實體結構的危害較大；另外一類，在現場用手持式沖擊鉆打孔直接取粉，但由于沖擊鉆的鉆孔直徑較小，加之其在鉆進過程中的振動，取深處的粉樣時會觸及表面的混凝土，大量的試驗證明，表層混凝土中的氯離子等侵蝕性介質的濃度較內部高很多，尤其是服役年限不長的情況，比如5年，10年之內，這將導致所取粉樣的代表性大大降低。第二類方法還具有如下缺陷:1)在鉆粉的過程中，作業人員需要不停的測量鉆進深度，并在接近要求的深度時，頻繁停機，以保證粉樣在既定的深度范圍，導致鉆粉效率低下；2)通過一個不太厚的環形鋼墊板，限定鉆頭作業范圍，但在實際鉆粉過程中，鉆頭難免會碰到表層的邊緣部位，而表層粉樣對下面幾層粉樣的測試結果影響顯著，正因為無法確保鉆磨下一層的過程中鉆頭不碰及上面各層，導致測試結果失真；3)人為操作導致鉆頭鉆進速度具有很大的隨機性，直接導致鉆磨的粉樣細度差別很大(從幾微米到1mm)，而粉樣在約定的酸性溶液或水中溶解的時間段內，粉樣的顆粒大小對于溶解出來的氯離子多少影響顯著；4)鉆磨完一層后，需要停機，并將鉆磨的粉樣進行收集并取出，現有的設備難以將粉樣清理干凈，下層粉樣中隨機的夾雜有上一層的粉樣，且不確定影響具體含量，從而導致測試結果失真。此外，現有鉆粉設備還存在控制精度低、測試誤差大、作業效率低、工人勞動強度大等缺陷，無法適應大批量試件的鉆粉工作。
[0004]由此可見,現有技術有待于進一步的改進和提聞。
實用新型內容
[0005]本實用新型為避免上述現有技術存在的不足之處，提供了一種實體結構混凝土取粉設備。
[0006]本實用新型所采用的技術方案為:
[0007]—種實體結構混凝土取粉設備，包括機架，機架上安裝有用于對試驗樣品進行鉆粉的鉆粉機構、帶動所述鉆粉機構旋轉的第一驅動部以及帶動所述鉆粉機構和第一驅動部整體升降的第二驅動部，機架上還設置有用于支撐和引導第一驅動部上下運動的直線導軌，鉆粉機構包括鉆頭及對鉆頭的作業范圍進行調整的調節組件，鉆頭的后方設置有高度可調式粉樣收集器，高度可調式粉樣收集器的前端與鉆頭前端在鉆頭軸向上的距離為一個試樣取粉層的厚度。
[0008]所述鉆頭包括刀架和刀具，刀架包括相連的左支架和右支架，左、右支架內側的相對位置處均開設有滑槽，所述調節組件包括用于安裝刀具的刀具支撐板，刀具支撐板的左、右兩端面上均凸設有與滑槽相適配的第一滑塊，刀具支撐板的頂端固設有齒條，齒條的上方設置有與齒條相嚙合的齒輪，齒輪內穿設有齒輪軸，齒輪軸貫穿左、右支架。
[0009]所述第一驅動部包括電機，電機的輸出軸通過套筒與安裝在刀具頂端的傳動軸相連，電機通過電機安裝架安裝在機架的內部，電機安裝架的兩側分別設置有與上述直線導軌相適配的第二滑塊。
[0010]所述第二驅動部包括絲杠和安裝在絲杠頂端的旋轉盤，機架的頂端固設有與絲杠相適配的螺母，機架的頂端還開設有可供絲杠穿過的通孔，絲杠穿過該通孔后與第一驅動部相連。
[0011]所述高度可調式粉樣收集器整體呈圓頭鐵锨狀，其包括收集頭和與收集頭一體固連的收集管，收集管與收集頭相連通，收集管的底端開設有出粉通道。
[0012]所述高度可調式粉樣收集器位于電機安裝架的后方，電機安裝架的頂端設置有高度調整器，該高度調整器包括套置在收集管外側的脹緊套以及對所述脹緊套的脹緊程度進行調節的松緊調節組件，該松緊調節組件包括調節螺栓，調節螺栓的一端與脹緊套相連、另一端與固設在電機安裝架頂端的定位塊相連，調節螺栓的外側套置有螺紋套筒，螺紋套筒上穿接有旋轉手柄。
[0013]所述電機安裝架的下部設置有防止高度可調式粉樣收集器晃動的限位部，該限位部包括分別固設在電機安裝架下部兩側的安裝座，兩安裝座之間穿設有限位桿，高度可調式粉樣收集器位于限位桿與電機安裝架之間。
[0014]所述左、右支架的外側分別設置有防止鉆頭左右移動的限位組件，限位組件包括套置在齒輪軸端的棘輪和分別安裝在左、右支架上且對各棘輪的轉動起阻礙作用的卡條，卡條與左、右支架之間設置有用于對卡條進行鎖緊的彈簧，棘輪與齒輪軸之間為鍵連接，兩個棘輪的棘齒的朝向相反。
[0015]所述機架包括頂板以及分別與頂板底端兩側固連的左、右支撐板，上述直線導軌有兩條，其分別安裝在左、右支撐板內側的相對位置處，左支撐板的前端固連有與電機安裝架的前端面平齊的豎板，豎板的上部設置有自上而下的刻度尺，電機安裝架的左側頂部安裝有指針。
[0016]所述機架的一側安裝有風機以及用于對所述風機和電機進行控制的控制器。
[0017]由于采用了上述技術方案，本實用新型所取得的有益效果為:
[0018]1、本實用新型可以實現勻速的鉆粉鉆進速度、不同深度處粉樣互不混合、逐層鉆磨深度的精確控制、粉樣顆粒的高度均勻以及粉樣的自動收集等功能，顯著提高了粉樣的代表性，降低了鉆粉的勞動強度，提高了測試精度。
[0019]2、本實用新型結構布局緊湊，整個操作過程簡單易行，并且有效地降低了操作者的勞動量；此外，本實用新型具有較高的控制精度和作業效率，測試誤差較小，工人勞動強度較低，可適應大批量試件的鉆粉工作。
[0020]3、本實用新型主要用于實體結構混凝土中氯離子分布規律檢測時不同深度處的取粉，結構簡單，安裝維修方便且制作成本較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型從一側看過去的結構示意圖。
[0022]圖2為本實用新型從另一側看過去的結構示意圖。
[0023]圖3示出了本實用新型的分解結構示意圖。
[0024]圖4示出了本實用新型中的鉆頭部分，為其分解結構原理示意圖。
[0025]圖5為圖1中A處的局部放大圖。
[0026]圖6示出了本實用新型中高度調整器的結構示意圖。
[0027]其中，
[0028]1、機架101、頂板102、左支撐板103、右支撐104、連接板105、定位板106、豎板107、通孔108、刻度尺109、指針110、直線導軌2、第二驅動部201、旋轉盤202、絲杠3、第一驅動部301、電機安裝架302、電機303、第二滑塊4、鉆頭401、刀具402、左支架403、右支架404、滑槽405、套筒5、高度可調式粉樣收集器501、收集頭502、收集管503、出粉通道6、高度調整器601、脹緊套602、調節螺栓603、螺紋套筒604、旋轉手柄605、定位塊7、調節組件701、刀具支撐板702、第一滑塊703、齒條704、齒輪705、齒輪軸8、限位組件801、棘輪802、卡條803、彈簧9、限位部901、安裝座902、限位桿10、風機11、控制器
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和具體的實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型并不限于這些實施例。
[0030]如圖1至圖3所示，一種實體結構混凝土取粉設備，包括機架1，機架I上安裝有用于對試驗樣品進行鉆粉的鉆粉機構、帶動所述鉆粉機構旋轉的第一驅動部3以及帶動所述鉆粉機構和第一驅動部3整體升降的第二驅動部2，機架I上還設置有用于支撐和引導第一驅動部3上下運動的直線導軌110，所述機架I包括頂板101以及分別與頂板101底端兩側固連的左支撐板102和右支撐板103，上述直線導軌110有兩條，其分別安裝在左、右支撐板內側的相對位置處，左、右支撐板的底端外側均固連有用于固定在試驗壁面上的定位板105，定位板105上開設有定位孔，左、右支撐板的下部通過連接板104相連；所述鉆粉機構包括鉆頭4及對鉆頭4的作業范圍進行調整的調節組件7，鉆頭4的后方設置有高度可調式粉樣收集器5，高度可調式粉樣收集器5的前端與鉆頭4前端在鉆頭4軸向上的距離為一個試樣取粉層的厚度。
[0031]如圖3及圖4所示，所述鉆頭4包括刀架和刀具401，刀架包括相連的左支架402和右支架403，左、右支架內側的相對位置處均開設有滑槽404，所述調節組件7包括用于安裝刀具401的刀具支撐板701，刀具支撐板701的左、右兩端面上均凸設有與滑槽404相適配的第一滑塊702，刀具支撐板701的頂端固設有齒條703，齒條703的上方設置有與齒條703相嚙合的齒輪704，齒輪704內穿設有齒輪軸705，齒輪軸705貫穿左、右支架，工作過程中，旋轉齒輪軸705可選擇鉆頭4作業半徑的大小；隨著鉆進深度的加大，可通過旋轉齒輪軸705帶動齒輪704旋轉，進而帶動齒條703的橫向移動，齒條703的移動驅使刀具支撐板701沿滑槽404移動，最終改變了安裝在刀具支撐板701上的刀具401的作業半徑，可見，齒輪齒條的結構設計在不改變鉆頭4尺寸的情況下實現了鉆粉面積可調，即隨著鉆進深度的加大，鉆粉面積逐漸縮小，從而降低了在不同深度處取粉對相鄰深度粉樣的影響，提高了粉樣的代表性。此外，所述左、右支架的外側分別設置有防止鉆頭4左右移動的限位組件8，限位組件8包括套置在齒輪軸端的棘輪801和分別安裝在左、右支架上且對各棘輪801的轉動起阻礙作用的卡條802，卡條802與左、右支架之間設置有用于對卡條802進行鎖緊的彈簧803，棘輪801與齒輪軸705之間為鍵連接，兩個棘輪801的棘齒的朝向相反，兩個棘輪801中的一個用于防止鉆頭4向左運動，另一個用于防止鉆頭4向右移動，從而保證了鉆頭4在鉆粉過程中平面和縱深方向上的作業范圍不會發生變化。
[0032]如圖1、圖3及圖5所示，所述第一驅動部3包括電機302，電機302的輸出軸通過套筒405與安裝在刀具401頂端的傳動軸相連，電機302通過電機安裝架301安裝在機架I的內部，電機安裝架301的兩側分別設置有與上述直線導軌110相適配的第二滑塊303，所述左支撐板102的前端固連有與電機安裝架301的前端面平齊的豎板106，豎板106的上部設置有自上而下的刻度尺108，電機安裝架301的左側頂部安裝有指針109，刻度尺108用于對鉆頭4的鉆入深度有直觀的了解，每次的鉆入深度都能在刻度尺108上直觀讀出，從而實現了對鉆頭4的鉆入深度達到精確控制，有效地減少了實驗誤差。
[0033]如圖2、圖3及圖6所示，所述高度可調式粉樣收集器5整體呈圓頭鐵锨狀，其包括收集頭501和與收集頭501 —體固連的收集管502，收集管502與收集頭501相連通，收集管502的底端開設有出粉通道503，通過該出粉通道503將磨出的混凝土粉末導出；所述高度可調式粉樣收集器5位于電機安裝架301的后方，電機安裝架301的頂端設置有高度調整器6，通過該高度調整器6來實現對高度可調式粉樣收集器5的前端與鉆頭4徑向上的距離的調節，該高度調整器6包括套置在收集管502外側的脹緊套601以及對所述脹緊套601的脹緊程度進行調節的松緊調節組件，該松緊調節組件包括調節螺栓602，調節螺栓602的一端與脹緊套601相連、另一端與固設在電機安裝架301頂端的定位塊605相連，調節螺栓602的外側套置有螺紋套筒603，螺紋套筒603上穿接有旋轉手柄604 ;所述電機安裝架301的下部設置有防止高度可調式粉樣收集器5晃動的限位部9，該限位部9包括分別固設在電機安裝架301下部兩側的安裝座901，兩安裝座901之間穿設有限位桿902，高度可調式粉樣收集器5位于限位桿902與電機安裝架301之間。
[0034]如圖1至圖3所示，所述第二驅動部2包括絲杠202和安裝在絲杠202頂端的旋轉盤201，機架I的頂端焊接有與絲杠202相適配的螺母203，所述頂板101上開設有可供絲杠202穿過的通孔107，絲杠202穿過該通孔107后與電機安裝架301相連，在絲杠202和螺母203的共同作用下，操縱旋轉盤201的正反轉，可推動電機安裝架301在直線導軌110上來回滑動，從而實現了鉆頭4的前進與后退，直線導軌110有效地保證了鉆頭4在工作過程中不發生橫向位移，并且有效地保證了鉆頭4的軸向與其行進方向相同，使得鉆頭4推進時用力均勻。
[0035]如圖1及圖3所示，所述機架I的一側安裝有風機10以及用于對所述風機10和電機302進行控制的控制器11，風機10在每一層的取粉完畢后用于把殘留的粉樣清除，從而減少了相鄰深度處粉樣的互相影響，提高了粉樣的代表性，進而提高了測試精度。
[0036]本實用新型主要用于實體結構混凝土中氯離子分布規律檢測時不同深度處的取粉，本實用新型的工作過程大致為:將機架I固定在試驗壁面后調整鉆頭4的作業半徑，記錄指針109此刻所指的刻度尺108的數據,啟動電機302,混凝土試樣慢慢接觸鉆頭4,鉆頭4開始鉆粉，粉樣隨機落入高度可調式粉樣收集器5并從出粉通道503導出，當鉆進深度達到預定值時，控制器11控制電機302停轉，鉆頭4停止鉆進，旋轉齒輪軸705從而縮小鉆頭4的作業半徑，并調整高度可調式粉樣收集器5的高度，打開風機10，通過風機10所產生的風將鉆孔內部的殘余粉末清除，重復上述操作，直到鉆進深度達到預定的最大值，待鉆粉完畢后，回旋旋轉盤201使鉆頭4與試驗壁面分離，關閉電機302，整個鉆粉過程即結束。
[0037]本實用新型中未述及的部分采用或借鑒已有技術即可實現。
[0038]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0039]此外，本實用新型中的“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0040]盡管本文較多地使用了諸如機架1、左支撐板102、刻度尺108、第二驅動部2、旋轉盤201、電機安裝架301、出粉通道503、高度調整器6、螺紋套筒603、調節組件7、控制器10等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型的精神相違背的。
[0041]需要進一步說明的是，本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型的精神所作的舉例說明。本實用新型所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
【權利要求】
1.一種實體結構混凝土取粉設備，其特征在于:包括機架，機架上安裝有用于對試驗樣品進行鉆粉的鉆粉機構、帶動所述鉆粉機構旋轉的第一驅動部以及帶動所述鉆粉機構和第一驅動部整體升降的第二驅動部，機架上還設置有用于支撐和引導第一驅動部上下運動的直線導軌，鉆粉機構包括鉆頭及對鉆頭的作業范圍進行調整的調節組件，鉆頭的后方設置有高度可調式粉樣收集器，高度可調式粉樣收集器的前端與鉆頭前端在鉆頭軸向上的距離為一個試樣取粉層的厚度。
2.根據權利要求1所述的一種實體結構混凝土取粉設備，其特征在于:所述鉆頭包括刀架和刀具，刀架包括相連的左支架和右支架，左、右支架內側的相對位置處均開設有滑槽，所述調節組件包括用于安裝刀具的刀具支撐板，刀具支撐板的左、右兩端面上均凸設有與滑槽相適配的第一滑塊，刀具支撐板的頂端固設有齒條，齒條的上方設置有與齒條相嚙合的齒輪，齒輪內穿設有齒輪軸，齒輪軸貫穿左、右支架。
3.根據權利要求2所述的一種實體結構混凝土取粉設備，其特征在于:所述第一驅動部包括電機，電機的輸出軸通過套筒與安裝在刀具頂端的傳動軸相連，電機通過電機安裝架安裝在機架的內部，電機安裝架的兩側分別設置有與上述直線導軌相適配的第二滑塊。
4.根據權利要求1所述的一種實體結構混凝土取粉設備，其特征在于:所述第二驅動部包括絲杠和安裝在絲杠頂端的旋轉盤，機架的頂端固設有與絲杠相適配的螺母，機架的頂端還開設有可供絲杠穿過的通孔，絲杠穿過該通孔后與第一驅動部相連。
5.根據權利要求3所述的一種實體結構混凝土取粉設備，其特征在于:所述高度可調式粉樣收集器整體呈圓頭鐵锨狀，其包括收集頭和與收集頭一體固連的收集管，收集管與收集頭相連通，收集管的底端開設有出粉通道。
6.根據權利要求5所述的一種實體結構混凝土取粉設備，其特征在于:所述高度可調式粉樣收集器位于電機安裝架的后方，電機安裝架的頂端設置有高度調整器，該高度調整器包括套置在收集管外側的脹緊套以及對所述脹緊套的脹緊程度進行調節的松緊調節組件，該松緊調節組件包括調節螺栓，調節螺栓的一端與脹緊套相連、另一端與固設在電機安裝架頂端的定位塊相連，調節螺栓的外側套置有螺紋套筒，螺紋套筒上穿接有旋轉手柄。
7.根據權利要求3、5或6任一項權利要求所述的一種實體結構混凝土取粉設備，其特征在于:所述電機安裝架的下部設置有防止高度可調式粉樣收集器晃動的限位部，該限位部包括分別固設在電機安裝架下部兩側的安裝座，兩安裝座之間穿設有限位桿，高度可調式粉樣收集器位于限位桿與電機安裝架之間。
8.根據權利要求2所述的一種實體結構混凝土取粉設備，其特征在于:所述左、右支架的外側分別設置有防止鉆頭左右移動的限位組件，限位組件包括套置在齒輪軸端的棘輪和分別安裝在左、右支架上且對各棘輪的轉動起阻礙作用的卡條，卡條與左、右支架之間設置有用于對卡條進行鎖緊的彈簧，棘輪與齒輪軸之間為鍵連接，兩個棘輪的棘齒的朝向相反。
9.根據權利要求3所述的一種實體結構混凝土取粉設備，其特征在于:所述機架包括頂板以及分別與頂板底端兩側固連的左、右支撐板，上述直線導軌有兩條，其分別安裝在左、右支撐板內側的相對位置處，左支撐板的前端固連有與電機安裝架的前端面平齊的豎板，豎板的上部設置有自上而下的刻度尺，電機安裝架的左側頂部安裝有指針。
10.根據權利要求3所述的一種實體結構混凝土取粉設備，其特征在于:所述機架的一側安裝有風機以及用于對所述風機和電機進行控制的控制器。
【文檔編號】G01N1/08GK203837948SQ201420223499
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】郭保林, 羅伍周, 趙寧, 蓋國暉, 丁小杰, 劉洪欣, 顧瑞海, 王鵬偉, 孫瑜, 李偉, 李鎮, 劉本金, 王延峰 申請人:山東高速青島發展有限公司, 青島林川工程技術咨詢有限公司