本发明专利技术公开了一种基于混凝土裂缝自修复的复合胶囊制备装置，涉及微生物修复领域，包括本体，在本体顶部设有两个顶升气缸，每一个弧形板的外侧端上均设有限位导轨；在本体顶端的中部设有注浆管，注浆管外套设有进液管，在空腔内设有与进液管连通的金属软管，活动板内设有输液管路，注浆管沿金属软管的轴线竖直向下延伸后通过次级插接头与输液管路的次级支路连通，两个顶升气缸的输出端延伸段分别与初级插接头的外壁连接。本发明专利技术对现有工艺进行改进，即首先制备芯核，再对芯核进行多层复合包覆，以完成复合微生物胶囊的批量生产，同时控制微生物胶囊在使用时的稳定性，降低制备过程中微生物胶囊失活的几率。中微生物胶囊失活的几率。中微生物胶囊失活的几率。
【技术实现步骤摘要】
一种基于混凝土裂缝自修复的复合胶囊制备装置
[0001]本专利技术涉及建筑施工领域，具体涉及一种基于混凝土裂缝自修复的复合胶囊制备装置。
技术介绍
[0002]混凝土构件因强度高、取材易、可模性强、整体性好而被广泛应用于土木建筑领域。然而混凝土是一种典型的多孔脆性材料，受温度变化、腐蚀老化等不利因素影响，长期荷载作用下构件内部因损伤累积将不可避免地滋生各种宽度裂缝，降低构件力学性能的同时威胁结构耐久性；传统混凝土结构裂缝修复方法如表面密封法，凿槽填补法，注浆堵漏法等存在能耗高、成本高、环境不友好，甚至会对建筑结构进行二次破坏等一系列问题。现有技术中公示以下几种混凝土自修复的方法：形状记忆合金自修复、空心光纤和空心纤维自修复、微生物自修复与微胶囊自修复，其中微胶囊自修复以其较为优异的自修复性能与相对较低的经济成本受到了广泛的青睐，微胶囊自修复是通过把微胶囊均匀地分散在混凝土中，当混凝土受到外应力的作用产生微裂缝的时候，对应裂缝处的微胶囊的囊壁就会破裂，其核心的芯材作为修复剂被析出，从而实现修复混凝土的微裂缝。基于微胶囊集微生物菌种与无机壁材结合而成的特殊性，且与传统的医用胶囊相比，在微胶囊制备时需要进行包括壁材、营养基质、固化液以及微生物核心等多层复合包裹处理，并且在制备过程中些许温度变化极容易导致微生物失活，使得微胶囊的整体生产工艺复杂，且制备效率低下。
技术实现思路
[0003]本专利技术目的在于提供一种基于混凝土裂缝自修复的复合胶囊制备装置，通过对微生物菌种与凝胶质的混合形成微胶囊芯核，确保微生物菌种的活性满足后续建筑构件的修复要求。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：包括内部开设空腔的本体，在所述空腔内转动设置有成型组件，在本体顶部设有两个顶升气缸，在空腔内水平设置有呈弧形的活动板，活动板的两端外圆周壁上分别开有纵向截面呈T型的滑槽，顶升气缸的输出端竖直向下延伸且在其延伸段上设有弧形板，每一个弧形板的外侧端上均设有与滑槽配合的限位导轨，成型组件的两端位于两个限位导轨中；在本体顶端的中部设有注浆管，注浆管外套设有进液管，且在空腔内设有与进液管连通的金属软管，活动板内设有输液管路，金属软管的端部设有与输液管路的初级支路进液端配合的初级插接头，注浆管沿金属软管的轴线竖直向下延伸后通过次级插接头与输液管路的次级支路连通，且两个顶升气缸的输出端延伸段分别与初级插接头的外壁连接；在初级插接头外壁上设有连接杆，本体顶部设有驱动气缸，驱动气缸的输出端贯穿本体后与连接杆连接；使用时，所述成型组件与输液管路的出液端对接配合以实现复合胶囊芯核的制备成型。
[0005]针对现有技术中，微生物胶囊在制备时的繁琐工艺，申请人对现有工艺进行改进，
即首先制备芯核，再对芯核进行多层复合包覆，以完成复合微生物胶囊的批量生产，同时控制微生物胶囊在使用时的稳定性，降低制备过程中微生物胶囊失活的几率；具体操作步骤如下：预先配制芯核所需的溶液，本技术方案中芯核的主要成分包括氯化钙溶液、海藻酸钠溶液以及巴氏芽孢杆菌，利用氯化钙溶液与海藻酸钠溶液的反应产生凝胶，同时将巴氏芽孢杆菌混合，在凝胶成型固定后，进行排液操作，金属软管、注浆管与输液管路脱离，然后经成型组件的离心操作后完成芯核的批量成型，以供复合微生物胶囊的批量生产。其中，本技术方案无需特殊的环境条件要求，在室温下进行即可；具体使用时，巴氏芽孢杆菌与海藻酸钠溶液混合成预设浓度的混合液，经注浆管注入至输液管路的次级支路中，然后在次级支路的电磁阀的开闭控制下流入至成型组件内，与此同时，氯化钙溶液经进液管注入至输液管路的初级支路中，然后在初级支路的电磁阀的开闭控制下进入至成型组件中，以实现氯化钙溶液与海藻酸钠溶液的相互反应。
[0006]所述成型组件包括套筒、调整电机以及成型筒，套筒水平设置在本体中部，在套筒的两侧分别设有用于封堵的套筒开放端且均呈圆形的左封堵板、右封堵板，在左封堵板与右封堵板相背的侧壁上均设有旋转筒，旋转筒转动设置在本体的内侧壁上，调整电机水平设置在本体外壁且其输出端依次活动贯穿本体外壁、左封堵板中部后与套筒内壁固定连接；所述成型筒水平设置且其两端的内圆周壁分别与左封堵板、右封堵板的外圆周壁连接，沿成型筒的轴向在其外圆周壁上开有多个初级成型槽，在活动板的内弧面上设有多个外套管，每一个外套管端部均连接有与初级成型槽对应的下压块，下压块上开有次级成型槽，初级成型槽与次级成型槽合为组成成型腔；所述外套管内设有内套管，且外套管与输液管路的初级支路出液端连通，内套管与输液管路的次级支路出液端连通，且输液管路的次级支路置于初级支路内部；沿成型筒的轴向在其内圆周壁上开有多个通孔，通孔与所述初级成型槽连通，在每一个通孔均滑动设置有封堵块，封堵块内部开有L型流道；在成型筒内设有驱动封堵块沿通孔轴向做直线运动的调节机构，驱动封堵块以实现成型腔内部经L型流道与成型筒内部连通。
[0007]进一步地，成型组件作为本技术方案的核心部件，与活动板之间能实现贴合与分离，并且其主要部件为成型筒，成型筒外壁上开设多个初级成型槽，初级成型槽由圆形槽、设置在圆形槽底部且呈半椭圆状的底槽构成，活动板内侧壁上的下压块端面开有与初级成型槽对应的同样呈半椭圆形的次级成型槽，活动板与成型筒贴合时，下压块进入至圆形槽内，底槽与次级成型槽合为构成溶液反应产生凝胶的椭圆形成型腔，再经过活动板与成型筒的离心操作，使得成型腔中的芯核呈椭圆状，且优选成型为椭圆状的芯核，其目的是为了在后续多层复合包裹时增加芯核与外附层的贴合度，同时方便微生物胶囊在实际使用中增加在裂缝的空间占比，同时与球状的微生物胶囊相比，本技术方案中的微生物胶囊在局部外附层破裂的情况下芯核中的微生物即能快速与营养基质接触，进而实现快速繁殖产生碳酸钙来进行修复操作，即椭圆形的微生物胶囊能在一定程度上缩短芯核中微生物菌种的释放时间；输液管路为套装式结构，即与注浆管和进液管的方式相同，其包括初级支路与次级支路，初级支路套设于次级支路外，注入的条件为氯化钙溶液注入量大于海藻酸钠与微
生物菌种的注入量；待成型腔中的溶液注入完毕后，驱动气缸输出端回缩后带动金属软管、注浆管与输液管路脱离，成型腔中生成凝胶，静止一段时间，进行排液操作，即通过调节机构使得L型流道的出液端从通孔中脱离，除凝胶以外的液体则经L型流道的进液端进入，再由其出液端流至成型筒内，然后经排液管集中外排，再次操作调节机构，使得封堵块复位，此时活动板与成型筒成为一个整体后在调整电机的带动下一并进行圆周运动，即开始对产生的凝胶进行离心脱水。
[0008]所述调节机构包括推拉气缸、随动板以及设置在随动板上的多个导向杆，推拉气缸设置在本体外壁且其输出端与随动板外侧壁转动连接，随动板置于右封堵板外侧壁上的旋转筒内，且多个导向杆的端部活动贯穿右封堵板后向远离随动板的方向延伸；在导向杆上设有多个楔形块，每一个封堵块外壁上均设有支撑块，沿导向杆的轴向在支撑块底部开有导向槽，推拉气缸推动导向杆做水平往复运动的同时带动楔形块与导向槽的槽底接触或分离，以实现L型流道与成型筒内部的连通或隔绝。
[0009]进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于混凝土裂缝自修复的复合胶囊制备装置，包括内部开设空腔的本体（1），其特征在于：在所述空腔内转动设置有成型组件，在本体（1）顶部设有两个顶升气缸（2），在空腔内水平设置有呈弧形的活动板（7），活动板（7）的两端外圆周壁上分别开有纵向截面呈T型的滑槽，顶升气缸（2）的输出端竖直向下延伸且在其延伸段上设有弧形板（3），每一个弧形板（3）的外侧端上均设有与滑槽配合的限位导轨（32），成型组件的两端位于两个限位导轨（32）中；在本体（1）顶端的中部设有注浆管（4），注浆管（4）外套设有进液管（5），且在空腔内设有与进液管（5）连通的金属软管（6），活动板（7）内设有输液管路（8），金属软管（6）的端部设有与输液管路（8）的初级支路进液端配合的初级插接头（9），注浆管（4）沿金属软管（6）的轴线竖直向下延伸后通过次级插接头与输液管路（8）的次级支路连通，且两个顶升气缸（2）的输出端延伸段分别与初级插接头（9）的外壁连接；在初级插接头（9）外壁上设有连接杆，本体（1）顶部设有驱动气缸，驱动气缸的输出端贯穿本体（1）后与连接杆连接；使用时，所述成型组件与输液管路（8）的出液端对接配合以实现复合胶囊芯核的制备成型。2.根据权利要求1所述的一种基于混凝土裂缝自修复的复合胶囊制备装置，其特征在于：所述成型组件包括套筒（27）、调整电机（12）以及成型筒（13），套筒（27）水平设置在本体（1）中部，在套筒（27）的两侧分别设有用于封堵的套筒（27）开放端且均呈圆形的左封堵板（29）、右封堵板（11），在左封堵板（29）与右封堵板（11）相背的侧壁上均设有旋转筒，旋转筒转动设置在本体（1）的内侧壁上，调整电机（12）水平设置在本体（1）外壁且其输出端依次活动贯穿本体（1）外壁、左封堵板（29）中部后与套筒（27）内壁固定连接；所述成型筒（13）水平设置且其两端的内圆周壁分别与左封堵板（29）、右封堵板（11）的外圆周壁连接，沿成型筒（13）的轴向在其外圆周壁上开有多个初级成型槽（26），在活动板（7）的内弧面上设有多个外套管，每一个外套管端部均连接有与初级成型槽（26）对应的下压块（30），下压块（30）上开有次级成型槽（31），初级成型槽（26）与次级成型槽（31）合为组成成型腔；所述外套管内设有内套管，且外套管与输液管路（8）的初级支路出液端连通，内套管与输液管路（8）的次级支路出液端连通，且输液管路（8）的次级支路置于初级支路内部；沿成型筒（13）的轴向在其内圆周壁上开有多个通孔，通孔与所述初级成型槽（26）连通，在每一个通孔均滑动设置有封堵块（25），封堵块（25）内部开有L型流道（38）；在成型筒（13）内设有驱动封堵块（25）沿通孔轴向做直线运动的调节机构，驱动封堵块（25）以实现成型腔内部经L型流道（38）与成型筒（13）内部连通。3.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，赵金龙，居晨，吴金凤，罗玄黎，王云翔，林星竹，路益，王保权，谢嘉恒，文海旭，张敏，郭豪，何肖玉，朱大鹏，纪佑军，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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