本發(fā)明屬于土工試驗(yàn)顆粒篩分，涉及一種基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、土的顆粒級(jí)配又稱（粒度）級(jí)配，是指土中不同粒組的相對(duì)含量，常以占總量的百分?jǐn)?shù)來表示。研究土體的顆粒級(jí)配，以便于更好地利用和改造土體，使其適應(yīng)和滿足工程建設(shè)需要。在建筑工程中，土體的顆粒級(jí)配直接影響到整體的強(qiáng)度、剛度、變形模量等力學(xué)特性；在土工試驗(yàn)領(lǐng)域，顆粒分析試驗(yàn)也是土的常規(guī)試驗(yàn)之一，定量描述土粒中各個(gè)粒組的含量，為土的工程分類和了解土的工程性質(zhì)提供依據(jù)。

2、傳統(tǒng)的顆粒級(jí)配篩分方法主要是通過人工震動(dòng)篩網(wǎng)，將物料分離，這種方式勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率較低，并且受人工影響較大。隨著工業(yè)發(fā)展，人工篩分逐漸被機(jī)械篩分設(shè)備取代，早期的機(jī)械化篩分設(shè)備包括簡單的振動(dòng)篩、滾筒篩等，它們通過機(jī)械振動(dòng)幫助物料通過篩網(wǎng)實(shí)現(xiàn)分離，但是篩分精度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置及方法，采用在篩分箱相互對(duì)應(yīng)側(cè)設(shè)置風(fēng)力裝置和收集裝置，且垂直設(shè)置多個(gè)層級(jí)，風(fēng)力裝置向上偏移收集裝置，風(fēng)力裝置的風(fēng)量和風(fēng)速大小由計(jì)算機(jī)控制從上向下依次遞增，并通過計(jì)算機(jī)收集各層篩分后的原料顆粒質(zhì)量，計(jì)算顆粒級(jí)配，實(shí)現(xiàn)智能篩分并實(shí)時(shí)優(yōu)化篩分方案。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置，它包括篩分箱、風(fēng)力裝置、收集裝置和計(jì)算機(jī)；風(fēng)力裝置和收集裝置分別布設(shè)于篩分箱的兩側(cè)且相互對(duì)應(yīng)；在篩分箱垂直方向多個(gè)風(fēng)力裝置偏上對(duì)應(yīng)多個(gè)收集裝置形成多個(gè)分層；每個(gè)風(fēng)力裝置的風(fēng)量和風(fēng)速大小從上向下依次遞增；風(fēng)力裝置和收集裝置與計(jì)算機(jī)電性連接，計(jì)算機(jī)控制風(fēng)量和風(fēng)速及采集各層顆粒重量并計(jì)算顆粒級(jí)配。

3、篩分箱為中空的箱體，位于箱體頂部設(shè)置與箱體連通的進(jìn)料盒；進(jìn)料盒的上側(cè)面設(shè)置對(duì)開門密封盒口；進(jìn)料盒底部設(shè)置電磁閥與計(jì)算機(jī)電性連接。

4、風(fēng)力裝置為鼓風(fēng)機(jī)，每個(gè)鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)力大小由計(jì)算機(jī)控制調(diào)節(jié)。

5、收集裝置包括篩盒內(nèi)設(shè)置的篩網(wǎng)；篩盒為卡插抽屜結(jié)構(gòu)，抽屜背側(cè)設(shè)置落料口，抽屜內(nèi)兩側(cè)設(shè)置支板，篩網(wǎng)平置于支板上將抽屜分隔成上下兩層。

6、篩盒底部設(shè)置第一質(zhì)量傳感器與計(jì)算機(jī)連接；篩網(wǎng)底部設(shè)置第二質(zhì)量傳感器與計(jì)算機(jī)連接。

7、多個(gè)收集裝置內(nèi)的篩網(wǎng)的網(wǎng)孔從上向下依次遞增。

8、如上的基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置的自動(dòng)風(fēng)篩方法，包括如下步驟：

9、s1，設(shè)置參數(shù)，通過計(jì)算機(jī)依次調(diào)整風(fēng)力裝置的風(fēng)量和風(fēng)速；該步驟中，多個(gè)鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)速從上向下依次增大；

10、s2，上料，從需要篩分的原料中取出一小部分放入進(jìn)料盒內(nèi)，并關(guān)閉對(duì)開門；

11、s3，篩分，啟動(dòng)風(fēng)力裝置，進(jìn)料盒底部的電磁閥打開，原料進(jìn)入篩分箱內(nèi)，在鼓風(fēng)機(jī)的作用下，不同重量和不同體積的原料顆粒在不同鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)速作用下，從落料口進(jìn)入到對(duì)應(yīng)的篩盒內(nèi)；

12、s4，采集數(shù)據(jù)，第一質(zhì)量傳感器采集篩盒內(nèi)原料顆粒的重量并反饋至計(jì)算機(jī)；第二質(zhì)量傳感器采集篩網(wǎng)上原料顆粒的重量并反饋至計(jì)算機(jī)；

13、s5，分析，當(dāng)篩網(wǎng)上分布的顆粒粒徑較大時(shí)，重量超過預(yù)設(shè)閾值，則判斷風(fēng)量或風(fēng)速過大導(dǎo)致大顆粒原料也被篩分；

14、s6，調(diào)整，計(jì)算機(jī)根據(jù)第一質(zhì)量傳感器和第二質(zhì)量傳感器反饋的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整各鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量或風(fēng)速；

15、s7，優(yōu)化，清理篩盒內(nèi)和篩網(wǎng)上的原料后，重復(fù)s2~s6，直至第一質(zhì)量傳感器和第二質(zhì)量傳感器反饋至計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)在預(yù)設(shè)閾值范圍；

16、s8，自動(dòng)篩分，將剩余原料放入進(jìn)料盒內(nèi)后，重復(fù)s3~s4，計(jì)算機(jī)采集各層篩盒的質(zhì)量數(shù)據(jù)，計(jì)算出土體顆粒級(jí)配。

17、本發(fā)明的主要有益效果在于：

18、進(jìn)料盒、風(fēng)力裝置和收集裝置集成于篩分箱上形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，在篩分過程中有效避免了塵埃的外溢。

19、各層的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)速皆由計(jì)算機(jī)同一控制，且根據(jù)不同層級(jí)可分層獨(dú)立控制風(fēng)量和風(fēng)速，從而達(dá)到篩分出不同顆粒粒徑的原料，適應(yīng)范圍廣。

20、基于風(fēng)量和風(fēng)速可控，且篩網(wǎng)為活動(dòng)設(shè)置，可隨時(shí)取出更換不同網(wǎng)孔的篩網(wǎng)，達(dá)到了精細(xì)篩分的效果。

21、根據(jù)第一質(zhì)量傳感器和第二質(zhì)量傳感器實(shí)時(shí)反饋至計(jì)算機(jī)的重量數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出原料顆粒級(jí)配。

22、基于空氣動(dòng)力學(xué)的風(fēng)力篩分，沒有機(jī)械部件之間的磨損和硬性摩擦，減少了裝置對(duì)原料的磨損和破壞，使得篩分出的顆粒不被破壞，提高顆粒級(jí)配精度。

技術(shù)特征：

1.一種基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置，其特征是：它包括篩分箱（1）、風(fēng)力裝置（2）、收集裝置（3）和計(jì)算機(jī)（4）；所述風(fēng)力裝置（2）和收集裝置（3）分別布設(shè)于篩分箱（1）的兩側(cè)且相互對(duì)應(yīng)；在篩分箱（1）垂直方向多個(gè)風(fēng)力裝置（2）偏上對(duì)應(yīng)多個(gè)收集裝置（3）形成多個(gè)分層；每個(gè)風(fēng)力裝置（2）的風(fēng)量和風(fēng)速大小從上向下依次遞增；風(fēng)力裝置（2）和收集裝置（3）與計(jì)算機(jī)（4）電性連接，計(jì)算機(jī)（4）控制風(fēng)量和風(fēng)速及采集各層顆粒重量并計(jì)算顆粒級(jí)配。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置，其特征是：所述篩分箱（1）為中空的箱體，位于箱體頂部設(shè)置與箱體連通的進(jìn)料盒（11）；進(jìn)料盒（11）的上側(cè)面設(shè)置對(duì)開門（12）密封盒口；進(jìn)料盒（11）底部設(shè)置電磁閥與計(jì)算機(jī)（4）電性連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置，其特征是：所述風(fēng)力裝置（2）為鼓風(fēng)機(jī)，每個(gè)鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)力大小由計(jì)算機(jī)（4）控制調(diào)節(jié)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置，其特征是：所述收集裝置（3）包括篩盒（31）內(nèi)設(shè)置的篩網(wǎng)（32）；篩盒（31）為卡插抽屜結(jié)構(gòu)，抽屜背側(cè)設(shè)置落料口（33），抽屜內(nèi)兩側(cè)設(shè)置支板，篩網(wǎng)（32）平置于支板上將抽屜分隔成上下兩層。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置，其特征是：所述篩盒（31）底部設(shè)置第一質(zhì)量傳感器（34）與計(jì)算機(jī)（4）連接；篩網(wǎng)（32）底部設(shè)置第二質(zhì)量傳感器（35）與計(jì)算機(jī)（4）連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置，其特征是：多個(gè)所述收集裝置（3）內(nèi)的篩網(wǎng)（32）的網(wǎng)孔從上向下依次遞增。

7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置的自動(dòng)風(fēng)篩方法，其特征是，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
一種基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的自動(dòng)化風(fēng)篩裝置及方法，它包括篩分箱、風(fēng)力裝置、收集裝置和計(jì)算機(jī)，采用在篩分箱相互對(duì)應(yīng)側(cè)設(shè)置風(fēng)力裝置和收集裝置，且垂直設(shè)置多個(gè)層級(jí)，風(fēng)力裝置向上偏移收集裝置，風(fēng)力裝置的風(fēng)量和風(fēng)速大小由計(jì)算機(jī)控制從上向下依次遞增，并通過計(jì)算機(jī)收集各層篩分后的原料顆粒質(zhì)量，計(jì)算顆粒級(jí)配，實(shí)現(xiàn)智能篩分并實(shí)時(shí)優(yōu)化篩分方案；基于空氣動(dòng)力學(xué)的風(fēng)力篩分，沒有機(jī)械部件之間的磨損和硬性摩擦，減少了裝置對(duì)原料的磨損和破壞，使得篩分出的顆粒不被破壞，提高顆粒級(jí)配精度。

技術(shù)研發(fā)人員：張景昱,劉盼,程雷,王文豪,詹潤禾,李佳成,錢信之
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三峽大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10