磨粉收塵系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)進(jìn)行磨粉收塵的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磨粉收塵系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)進(jìn)行磨粉收塵的方法，特別適用于對水泥基材料試件進(jìn)行打磨并收集粉末。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥基材料是一種多孔材料，水、氣、離子等介質(zhì)可以通過這些孔隙在其內(nèi)部傳輸，而如氯離子、硫酸根離子等有害介質(zhì)在水泥基材料內(nèi)部的侵蝕是導(dǎo)致其性能劣化的最主要原因。通過將水泥基材料(如混凝土)磨成粉末，來分析外部介質(zhì)或材料內(nèi)部組分在材料內(nèi)部的重新分布及含量大小，是一種被廣泛應(yīng)用的技術(shù)手段。如在對混凝土中的氯離子含量進(jìn)行分析時(shí)，不論是化學(xué)分析法，還是滴定條法，首先都要制得混凝土的粉末，然后分析其中的氯離子含量。根據(jù)水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程(JT270-98)，水溶性氯離子和酸溶性氯離子含量的測試都需使用粉末樣品。
[0003]目前將水泥基材料制作成粉末的方法和設(shè)備主要有以下幾種:1、將混凝土敲碎成小塊后研磨成粉，此方法勞動(dòng)量大，效率十分低，而且不能精確地從混凝土表面逐層的制取粉末；2、利用電鉆鉆孔取粉，此方法消耗人力，不能準(zhǔn)確控制每次鉆取粉末的深度；3、打磨機(jī)取樣，此方法也是目前最為常用的一種方法。如中國專利文獻(xiàn)CN101138745A公開了一種高端湍流振動(dòng)研磨機(jī)，中國專利文獻(xiàn)CN101264460B公開了一種混凝土粉末打磨機(jī)，這些設(shè)備能夠?qū)⒒炷裂心ゼ?xì)化，也可以實(shí)現(xiàn)從基體表面逐層磨粉，但還存在兩個(gè)方面的主要問題:一是精確度不夠，只有磨粉的厚度在大于1mm時(shí)，上述設(shè)備才具有一定的精確性，因此無法滿足更精細(xì)取樣的要求；二是過多消耗人力，上述設(shè)備磨下來的粉末需要人工不斷地收集，且設(shè)備工作時(shí)粉塵很大，不利于身體健康。因此，需要一種能夠更高精度逐層磨粉且可以自動(dòng)吸取粉末的設(shè)備，從而不僅為相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測定提供更精確的保證，而且大大提高效率，節(jié)省了人力時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的
[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種磨粉收塵系統(tǒng)，可以高精度地對水泥基材料進(jìn)行逐層磨粉，并自動(dòng)吸取粉末。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供使用上述系統(tǒng)進(jìn)行磨粉收塵的方法。
[0007]發(fā)明概述
[0008]在本發(fā)明的第一方面，提供一種磨粉收塵系統(tǒng)，包括PLC控制部、磨粉部、吸塵部和收集部，其中
[0009]磨粉部用于對試件表層進(jìn)行研磨，包括第一基座和兩兩互相垂直的X向?qū)к墶向?qū)к?、Z向?qū)к?，Z向?qū)к壱苿?dòng)支架上設(shè)有可沿Z向?qū)к壱苿?dòng)的第一電機(jī)和固定在第一電機(jī)輸出軸端的磨頭及吸塵罩，磨頭下端設(shè)有刀刃，吸塵罩從磨頭上部外側(cè)罩住磨頭，吸塵罩下端的開口面基本垂直于第一電機(jī)輸出軸，刀刃沿第一電機(jī)輸出軸背離吸塵罩方向的最遠(yuǎn)端與吸塵罩下端的開口面之間存在不大于3_的間隙；Y向?qū)к壒潭ㄓ诘谝换?，X向?qū)к壒潭ㄓ讦聪驅(qū)к壱苿?dòng)支架上，并可沿Υ向?qū)к壱苿?dòng)；Χ向?qū)к壱苿?dòng)支架上設(shè)有可沿X向?qū)к壱苿?dòng)的用于固定試件的夾具，通過移動(dòng)夾具使試件需要打磨的位置對準(zhǔn)刀刃；
[0010]吸塵部用于吸取所述磨粉部研磨下來的粉末，包括吸塵器和吸塵管道，所述吸塵管道為具有伸縮性的軟管，其一端與磨粉部的吸塵罩密封連接，另一端與所述吸塵器連接;
[0011]收集部用于收集所述吸塵部吸取的粉末，包括出塵管道，所述出塵管道的上端與所述吸塵器連接；
[0012]X向?qū)к壱苿?dòng)支架、Υ向?qū)к壱苿?dòng)支架和Ζ向?qū)к壱苿?dòng)支架的驅(qū)動(dòng)裝置以及第一電機(jī)均由PLC控制部控制。
[0013]X向?qū)к壱苿?dòng)支架、Υ向?qū)к壱苿?dòng)支架和Ζ向?qū)к壱苿?dòng)支架的驅(qū)動(dòng)裝置以及第一電機(jī)由PLC控制部控制，在保證每層磨粉厚度精確性大于90%的情況下，每層最小磨粉厚度可以達(dá)到0.2_，其中精確性測試及計(jì)算方法為:以磨粉厚度為1.0_為例，在系統(tǒng)中設(shè)置每層磨1.0mm,磨粉前在每個(gè)試件上標(biāo)注8個(gè)位置并測試該位置試件的高度XI，磨粉完成后，測試對應(yīng)位置的高度X2，那么X1-X2就是誤差，(1.0mm-(X1-X2) )/1.0mm*100%就是精確性，由8個(gè)位置取平均值得到最終的每層磨粉厚度精確性。因此，本發(fā)明的所述磨粉收塵系統(tǒng)能夠自動(dòng)從水泥基材料試件表面到內(nèi)部根據(jù)需求厚度高精度逐層磨粉，并且自動(dòng)收集每一層磨下來的粉末，最終獲得試件從表面到內(nèi)部連續(xù)不同深度處的粉末樣品，為相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測定提供更精確的保證。磨頭外設(shè)有吸塵罩，使得一旦產(chǎn)生粉末便被直接吸走，避免了粉末飛濺，保證了吸塵的效率；吸塵罩下端開口與刀刃的最遠(yuǎn)端存在間隙，使得磨粉操作可以順利進(jìn)行，不會(huì)被吸塵罩妨礙。所述間隙太大，則可能影響吸塵效果，產(chǎn)生粉末飛濺；間隙太小，吸塵罩又可能會(huì)與被研磨的試件表面產(chǎn)生摩擦，對磨粉操作造成不利影響。所述間隙的大小，是指所述刀刃最遠(yuǎn)端到吸塵罩下端的開口面的點(diǎn)到面的距離。優(yōu)選的，所述間隙不大于2mm，如1mm。刀刃可通過磨頭上設(shè)置的刀刃安裝槽固定于磨頭上，這樣可在磨損后自由拆卸更換，使用非常方便。由于電機(jī)帶動(dòng)磨頭和刀刃高速轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行磨粉，因此使用本發(fā)明所述系統(tǒng)磨出的粉末很細(xì)，可直接過80um方孔篩，避免了由于粉末過粗還要研磨的工序。X向?qū)к?、Y向?qū)к?、Z向?qū)к壍淖畲笠苿?dòng)行程可根據(jù)試件的大小進(jìn)行選擇，完全能夠滿足水泥基材料試件(最常用的是lOOmmX lOOmmXmm立方體試件)的磨粉需求。PLC控制部可設(shè)置觸摸屏，以方便操作。
[0014]進(jìn)一步地，所述吸塵部還包括和吸塵器固定連接的高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述吸塵器振動(dòng)，以振掉所述吸塵器內(nèi)壁粘附的粉末，所述高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)幅度不大于1mm。所述高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，一般振動(dòng)頻率為40?400Hz (赫茲，即每秒完成40?400次振動(dòng)回合或循環(huán))，可選用市售的產(chǎn)品，其一般帶有用于調(diào)整振動(dòng)頻率和幅度的控制器。吸塵器內(nèi)壁可經(jīng)拋光處理，從而不易粘附粉末；吸塵部設(shè)有振動(dòng)機(jī)構(gòu)，即使有粉末粘附于吸塵器內(nèi)壁，也會(huì)被振下，這樣就大大提高了收塵效率，顯著減少了上一層粉末對下一層粉末的污染。更進(jìn)一步地，所述高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑動(dòng)導(dǎo)軌，所述高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述吸塵器沿所述滑動(dòng)導(dǎo)軌振動(dòng)。
[0015]更進(jìn)一步地，所述吸塵器和高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)由PLC控制部控制，以實(shí)現(xiàn)吸塵部的自動(dòng)化工作，節(jié)省人力，提高效率。
[0016]更進(jìn)一步地，所述收集部包括分度盤機(jī)構(gòu)，所述分度盤機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤和多個(gè)集塵容器，所述集塵容器沿周向均勻分布在所述轉(zhuǎn)盤上，所述出塵管道下端置于相對的集塵容器上方，并高出所述集塵容器上端平面l_2mm。采用分度盤機(jī)構(gòu)，更加便于多層連續(xù)磨粉收塵工作。更進(jìn)一步地，所述分度盤機(jī)構(gòu)還包括用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的第三電機(jī)，第三電機(jī)由PLC控制部控制，以實(shí)現(xiàn)收集部的自動(dòng)化工作，從而更有利于實(shí)現(xiàn)水泥基材料試件的逐層、循環(huán)連續(xù)磨粉收塵。
[0017]更進(jìn)一步地，出塵管道下端外緣在相對的集塵容器上端外緣的內(nèi)側(cè)，且在高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)方向上，出塵管道下端外緣與相對的集塵容器上端外緣的距離大于所述振動(dòng)幅度。這樣，即使所述出塵管道隨著所述吸塵器產(chǎn)生0-1_的振動(dòng)，也能保證粉末全部落入所述集塵容器中。
[0018]在本發(fā)明第二方面，還提供了使用所述系統(tǒng)進(jìn)行磨粉收塵的方法，包括以下步驟:
[0019](A)移動(dòng)X向?qū)к壱苿?dòng)支架、Y向?qū)к壱苿?dòng)支架、Z向?qū)к壱苿?dòng)支架，使所述刀刃與試件需要打磨的位置接觸；
[0020](B)備好收集粉末的裝置，使之與出塵管道相對；
[0021](C)磨粉部X向?qū)к壱苿?dòng)支架、Y向?qū)к壱苿?dòng)支架和Z向?qū)к壱苿?dòng)支架驅(qū)動(dòng)裝置及第一電機(jī)開始工作，打磨單次試件表層需要打磨的區(qū)域，吸塵部吸塵器不晚于第一電機(jī)開始工作，打磨得到的粉末經(jīng)吸塵器送入出塵管道，落入所述收集粉末的裝置；
[0022](D)磨粉部X向?qū)к壱苿?dòng)支架、Y向?qū)к壱苿?dòng)支架和Z向