[发明专利]一种高铁路基防冻胀填料自动筛分与拌和系统及方法

说明书

本发明涉及一种高铁路基防冻胀填料自动筛分与拌和系统及方法，设置颗粒筛分模块、冲洗烘干模块、注水拌合出料模块；所述颗粒筛分模块由满足寒区路基设计规范要求下不同粒径的多功能颗粒筛与振动控制系统互相协调构成；所述冲洗烘干模块，包括由针对大粒径的多角度水洗颗粒筛、基于导热材料支撑的多角度搅拌装置以及泥水回收烘干装置相互协调而成；所述注水拌合出料模块包括基于微型重力传感器的级配填料质量控制装置、智能喷水装置、多角度拌和装置。可高效科学地完成寒区路基填料的筛分和配置工作，极具实用性和准确性。

技术领域

本发明涉及路基建设技术领域，尤其涉及一种高铁路基防冻胀填料自动筛分与拌和系统及方法。

背景技术

寒区轨道交通路基工程中对粗-细混合填料的含水量、细粒含量的控制要求极其苛刻，寒区路基防冻胀填料物理力学性能的系统化研究已成为众多学者日益关注的重要课题。在实验室开展的防冻胀填料构成的单元体试验研究，研究结果的可靠性与填料的颗粒级配以及含水量有着密切的关系，因此如何科学高效的获得不同级配土体含水量下的粗-细颗粒混合填料对于相关研究尤为重要。

实验室开展针对路基填料的单元体试验，制备试样首先需要筛分填料得到预定颗粒级配的土体，并按照一定含水量将不同级配的土体搅拌均匀。目前使用的颗粒振动筛结构设计简单，依靠单一方向的转动弹簧对颗粒筛中的土体进行竖向振动筛分。这样的筛分设备存在以下问题：1粗颗粒表面含有大量细颗粒无法筛分出来；2细颗粒土体不易被筛出；3颗粒筛分仪的振动频率不可调节，整个筛分体系易产生共振，缩短仪器寿命；4细颗粒土容易在颗粒筛缝隙中扬出造成填料浪费的问题；5人工搅拌土体容易造成粗-细填料混合不均匀和土-水混合不均匀的现象。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高铁路基防冻胀填料自动筛分与拌和系统及方法，实现对路基填料粗-细颗粒的快速筛分，所述智能拌和可准确配置符合寒区路基填料设计要求的含水量、细粒含量，并实现均匀拌和。为科学准确地研究寒区路基填料的物理力学性能奠定基础。

为达到上述目的，本发明提供了一种高铁路基防冻胀填料自动筛分与拌和系统，包括颗粒筛分模块、冲洗烘干模块以及注水拌合出料模块；

所述颗粒筛分模块包括若干振动颗粒筛，按照孔径由大到小，由上至下设置，振动颗粒筛承载并振动筛分填料；

所述冲洗烘干模块包括若干水洗颗粒筛，按照孔径由大到小，由上至下设置，所述冲洗烘干模块承载、水洗、搅拌并烘干振动筛分后粒径大于阈值的填料；

所述注水拌合出料模块按照级配要求注入填料；选择设定质量的填料，按照配置要求计算注水量，按照注水量注水拌合，注水拌合出料模块注入的填料来自于烘干后的填料、振动筛分后粒径不大于阈值的填料和/或其它途径获取的填料。

进一步地，所述颗粒筛分模块包括质量分析单元、若干振动颗粒筛、细颗粒收集盒、若干振动加载器、若干水平向弹簧、若干竖向弹簧以及振动控制单元；

所述细颗粒收集盒位于若干振动颗粒筛的下方；

各个振动颗粒筛和所述细颗粒收集盒连接至颗粒筛分模块侧壁，每个振动颗粒筛和所述细颗粒收集盒通过水平向弹簧连接对应的振动加载器；所述细颗粒收集盒通过若干竖直向弹簧连接对应的振动加载器；

所述振动控制单元控制各振动加载器按照设定振动时序加载振动至振动颗粒筛和细颗粒收集盒；

所述质量分析单元监测每个振动颗粒筛和所述细颗粒收集盒的质量变化，当质量变化率小于设定阈值时，结束振动筛分。

进一步地，振动颗粒筛和所述细颗粒收集盒外环设置凹槽、凸槽形成的螺纹与颗粒筛分模块侧壁螺纹匹配固定；振动颗粒筛和所述细颗粒收集盒内嵌导电铜片，电阻的大小随振动颗粒筛中填料的质量大小变化，检测振动颗粒筛中填料的质量，当单位时间内振动颗粒筛中填料的质量变化小于设定阈值时，判断完成振动筛分。