一种带有快插输料的模型试验材料智能铺设系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带有快插输料的模型试验材料智能铺设系统，涉及煤炭开采

【技术实现步骤摘要】
一种带有快插输料的模型试验材料智能铺设系统


[0001]本专利技术涉及煤炭开采
、
岩土工程科研
，尤其涉及一种带有快插输料的模型试验材料智能铺设系统
。

技术介绍

[0002]在地下煤层开采等领域，现场施工环境复杂
、
研究难度大
、
容易发生重大事故，造成不必要的人员伤亡和经济损失，然而物理模拟试验因其可重复模拟
、
操作简单安全
、
可模拟多种条件下的工况
、
易于控制等优点，因此，常用物理模拟试验作为研究地下工程的一种方法手段
。
[0003]物理模拟试验是把现场情况通过一定的相似比换算，通过试验模型模拟现场工况现象的一种方法手段
。
它可以反映地质构造和工程结构的关系，更精确地模拟施工过程和影响，试验结果更加直观，更容易分析岩体工程的受力分布
、
变形规律及稳定性的特点
。
因此配置适合的地层相似材料并且进行材料的输送
、
模型的制作是完成相似模拟试验的必要条件
。
传统的相似模拟试验都是通过人工配料
、
输送
、
铺料，自动化化程度低，且过程较为复杂
。
[0004]现有的相似材料的配料
、
输送
、
铺料系统方法主要有以下几种：
[0005]中国专利
ZL201510889401.1
专利技术了“一种用于相似材料模拟试验的自动铺料装置及其使用方法”，该专利技术盛料箱的出料口在振动装置的上下震动下开始出料，在出料过程中
,
由操作人员通过手持式开关盒，操控振动装置边铺料边捣实
。
但该装置需人工手动配置相似材料添加到盛料箱，并且需要人工操作开关控制振动装置的走向与移动快慢，铺设过程中需要人工补料，效率低下
。
[0006]中国专利
ZL201510475636.6
专利技术了基于
3D
打印快速成型技术的相似模拟实验系统及实验方法，该专利技术能进行褶曲
、
断层
、
陷落柱等传统手段无法铺设的复杂地质构造岩体模型的铺设
。
但该专利技术在输料过程中由于干湿料混合容易导致材料堵塞输料管，影响输料效率；材料铺设时无法全方位覆盖铺设，导致铺设不均匀；无压实装置，导致材料强度降低
。
[0007]中国专利
ZL 201910378657.4
专利技术了一种用于材料
3D
打印的输料机构，该专利技术机构移动方便
、
且可定量向打印机内添加原料粉末，可实现不停机填料，并且可对加料时飘散的粉尘进行收集
。
但该专利技术需要输料机构跟随打印机共同移动，操作复杂，自动化程度不高；且只能进行干料粉末的输送，不能进行流体的输送
。
[0008]现有的配料
、
输送
、
铺料系统方法各有特点
、
但主要局限性如下：
[0009]1)
系统装置自动化程度不高
、
需要耗费大量的人力物力，不能实现自动填料
、
称量
、
搅拌
、
输送
、
铺料；
[0010]2)
输料过程密封性差，容易产生粉尘扩散，危害人体健康；且存在粉尘爆炸的安全隐患；
[0011]3)3D
打印铺设不具备振动压实装置，无法控制材料的强度及密实度，影响模型成型的效果，不能实现复杂地质的精确还原；
[0012]4)
无法实现干料
、
流体分离输送，湿料输料过程容易堵塞管道
、
输料效率低下
。
[0013]如何开发一种带有快插输料的模型试验材料智能铺设系统，能够高效
、
便捷地实现相似材料的全自动化配比
、
搅拌
、
输料
、
下料
、
压实过程成为本领域技术人员亟需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0014]本专利技术的目的是提供一种带有快插输料的模型试验材料智能铺设系统，解决
技术介绍
中所列的问题
。
[0015]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0016]本专利技术一种带有快插输料的模型试验材料智能铺设系统，包括相似材料自动配料搅拌装置
、
快插输料装置
、3D
智能建造相似材料铺设装置；所述相似材料自动配料搅拌装置通过一根输料管与所述快插输料装置的进料端连通；所述快插输料装置的出料端通过另一根所述输料管连通所述
3D
智能建造相似材料铺设装置
。
[0017]优选的，所述相似材料自动配料搅拌装置包括输料管
、
干粉混合机
、
真空上料机
、
料仓
、
称重机
、
称重计量罐和无尘投料站；所述料仓的顶部连通有所述真空上料机，所述真空上料机通过管道连通所述无尘投料站；所述料仓的底部出口安装有所述称重机，所述称重机的底部连通有所述称重计量罐；所述称重计量罐的底部出口通过底部的所述输料管与所述干粉混合机的顶部连通；所述干粉混合机的底部出口通过所述输料管连通所述快插输料装置
。
[0018]优选的，所述料仓包括两个大料仓和四个小料仓，所述大料仓与所述小料仓并排布置；所述无尘投料站设置有两个，且分别通过管道向大料仓和小料仓进行供料
。
[0019]优选的，所述快插输料装置包括活动横梁
、
材料活动接头
、
水气活动接头
、
材料固定接头
、
水气固定接头
、
固定横梁
、
第一阀体固定板
、
第二阀体固定板和连接轴；所述活动横梁和固定横梁并排布置，所述活动横梁的右侧壁上通过所述连接轴安装有多个所述第一阀体固定板，所述固定横梁的左侧壁上通过所述连接轴安装有多个所述第二阀体固定板；所述材料活动接头
、
所述水气活动接头分别安装在所述第一阀体固定板的上方，所述材料固定接头
、
所述水气固定接头分别安装在所述第二阀体固定板的上方，且所述材料活动接头
、
所述水气活动接头分别与所述材料固定接头
、
所述水气固定接头的安装位置一一对应；所述活动横梁可左右活动的安装在所述
3D
智能建造相似材料铺设装置上方的轨道上，所述固定横梁固定安装在所述
3D
智能建造相似材料铺设装置上方轨道的右侧；所述材料固定接头的进料端通过所述输料管与所述干粉混合机的出料端连通，所述水气固定接头通过管道与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种带有快插输料的模型试验材料智能铺设系统，其特征在于：包括相似材料自动配料搅拌装置
(1)、
快插输料装置
(2)、3D
智能建造相似材料铺设装置
(3)
；所述相似材料自动配料搅拌装置
(1)
通过一根输料管
(1
‑
1)
与所述快插输料装置
(2)
的进料端连通；所述快插输料装置
(2)
的出料端通过另一根所述输料管
(1
‑
1)
连通所述
3D
智能建造相似材料铺设装置
(3)。2.
根据权利要求1所述一种带有快插输料的模型试验材料智能铺设系统，其特征在于：所述相似材料自动配料搅拌装置
(1)
包括输料管
(1
‑
1)、
干粉混合机
(1
‑
2)、
真空上料机
(1
‑
3)、
料仓
(1
‑
4)、
称重机
(1
‑
5)、
称重计量罐
(1
‑
6)
和无尘投料站
(1
‑
7)
；所述料仓
(1
‑
4)
的顶部连通有所述真空上料机
(1
‑
3)
，所述真空上料机
(1
‑
3)
通过管道连通所述无尘投料站
(1
‑
7)
；所述料仓
(1
‑
4)
的底部出口安装有所述称重机
(1
‑
5)
，所述称重机
(1
‑
5)
的底部连通有所述称重计量罐
(1
‑
6)
；所述称重计量罐
(1
‑
6)
的底部出口通过底部的所述输料管
(1
‑
1)
与所述干粉混合机
(1
‑
2)
的顶部连通；所述干粉混合机
(1
‑
2)
的底部出口通过所述输料管
(1
‑
1)
连通所述快插输料装置
(2)。3.
根据权利要求2所述一种带有快插输料的模型试验材料智能铺设系统，其特征在于：所述料仓
(1
‑
4)
包括两个大料仓和四个小料仓，所述大料仓与所述小料仓并排布置；所述无尘投料站
(1
‑
7)
设置有两个，且分别通过管道向大料仓和小料仓进行供料
。4.
根据权利要求2所述一种带有快插输料的模型试验材料智能铺设系统，其特征在于：所述快插输料装置
(2)
包括活动横梁
(2
‑
1)、
材料活动接头
(2
‑
2)、
水气活动接头
(2
‑
3)、
材料固定接头
(2
‑
4)、
水气固定接头
(2
‑
5)、
固定横梁
(2
‑
6)、
第一阀体固定板
(2
‑
7)、
第二阀体固定板
(2
‑
8)
和连接轴
(2
‑
9)
；所述活动横梁
(2
‑
1)
和固定横梁
(2
‑
6)
并排布置，所述活动横梁
(2
‑
1)
的右侧壁上通过所述连接轴
(2
‑
9)
安装有多个所述第一阀体固定板
(2
‑
7)
，所述固定横梁
(2
‑
6)
的左侧壁上通过所述连接轴
(2
‑
9)
安装有多个所述第二阀体固定板
(2
‑
8)
；所述材料活动接头
(2
‑
2)、
所述水气活动接头
(2
‑
3)
分别安装在所述第一阀体固定板
(2
‑
7)
的上方，所述材料固定接头
(2
‑
4)、
所述水气固定接头
(2
‑
5)
分别安装在所述第二阀体固定板
(2
‑
8)
的上方，且所述材料活动接头
(2
‑
2)、
所述水气活动接头
(2
‑
3)
分别与所述材料固定接头
(2
‑
4)、
所述水气固定接头
(2
‑
5)
的安装位置一一对应；所述活动横梁
(2
‑
1)
可左右活动的安装在所述
3D
智能建造相似材料铺设装置
(3)
上方的轨道上，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：武洋，王汉鹏，曹志国，张冰，李梦天，查尔晟，
申请(专利权)人：山东大学北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：