一种离心式分砂装置
阅读说明：本技术 一种离心式分砂装置 (Centrifugal sand separating device ) 是由 吴建兴 黎伟林 于 2020-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种离心式分砂装置,包括第一筛具和呈环形的轨道,第一筛具沿轨道做圆周运动；第一筛具内部具有盛装砂粒的第一空腔,第一筛具远离轨道圆心的侧壁上设置有第一筛网,粒径小于第一筛网的网眼的砂粒在离心力作用下被筛出第一筛具；该装置可以批量的快速筛分砂粒,并且筛分精度高。(The invention discloses a centrifugal sand separating device, which comprises a first sieve and an annular track, wherein the first sieve does circular motion along the track; a first cavity for containing sand grains is arranged in the first sieve, a first screen is arranged on the side wall of the first sieve far away from the circle center of the track, and sand grains with the grain size smaller than the meshes of the first screen are sieved out of the first sieve under the action of centrifugal force; the device can sieve sand grains in batches and quickly, and has high sieving precision.)
技术领域
本发明涉及施工监测设备技术领域，具体涉及一种离心式分砂装置。
背景技术
在进行道路或者地基压实度检测时，可以采用灌砂法进行灌砂试验。灌砂法的基本原理是利用粒径0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清洁干净的标准砂，从一定高度自由下落到试洞内，按其单位重不变的原理来测量试洞的容积(即用标准砂来置换试洞中的集料)，并结合集料的含水量来推算出试样的实测干密度。
在试验时，会先在测试地点挖出标准的试坑，再用标准砂去填充挖出的试坑。在道路和建筑工程中，压实度是基础性试验，标准砂消耗量非常巨大，如果每次试验都使用新的标准砂，会造成极大的成本损失，并且会产生固体垃圾，进而污染环境。因此，测试单位希望能够回收标准砂进行二次使用。但是，填充后回收的砂会接触地面以及试坑，不可避免的会混杂其他颗粒物，导致颗粒级配发生变化，其密度与标准砂之间产生偏差，影响试验效果。
目前主流的砂筛分设备，大多依靠振动盘的振动，来实现不同种类砂粒的筛分。但是，这种设备效率低下。当振动盘内只能处理薄薄的一层砂，砂粒多了会在振动时相互碰撞，阻碍筛分；振动频率和力量也基本不能调节，振动频率只能固定在筛分物的共振频率附近，振动力量太大会导致砂粒飞出振动盘；另外，不同颗粒度的砂在分界处仍有混杂，影响了筛分精度。
因此，需要一种设备，能够将回收的砂快速筛分，恢复成标准颗粒度的标准砂。
发明内容
鉴于上述，本发明提供了一种离心式分砂装置，该装置可以在离心力作用下筛分砂粒。
一种离心式分砂装置，包括第一筛具和呈环形的轨道，第一筛具沿轨道做圆周运动；
第一筛具内部具有盛装砂粒的第一空腔，第一筛具远离轨道圆心的侧壁上设置有第一筛网，粒径小于第一筛网的网眼的砂粒在离心力作用下被筛出第一筛具。
优选的，第一筛具固定安装有车架上，车架设置有可调整方向的承重轮，承重轮沿径向轮面设置有环形凹槽；
轨道的上部凸起设置有与环形凹槽相应的导轨，导轨呈与轨道同圆心的环形；
第一筛具在圆周运动时，导轨会迫使承重轮在运动过程中不断进行方向调整，并增大轨道与承重轮的作用面积。
优选的，导轨上设置有多个缺口，其作用是承重轮经过缺口时会产生振动，进而对第一筛具内的砂粒产生振捣效果；
位于第一空腔内的砂粒受到离心力的影响向第一筛网运动，无法通过第一筛网的砂粒会聚集、覆盖在第一筛网的部分表面，使第一筛网的部分网眼被堵塞进而影响筛分效率，当承重轮经过缺口时会产生震动，震动力会传导延伸至第一筛具整体包括第一筛网，第一筛网会在震动时弹落覆盖于其表面的砂粒，使该部分恢复筛分砂粒的功能。
优选的，轨道的纵截面呈“T”形，包括上部的承载部和下部的支撑部；
导轨凸出设置在承载部上；
车架的本体包括支撑板，支撑板的上部与第一筛具固定连接，支撑板的底部沿前后方向安装有多个承重轮；
支撑板的底部两侧分别向下伸出第一安装臂和第二安装臂，第一安装臂的下部和第二安装臂的下部对向安装有第一限位轮组和第二限位轮组；
车架沿轨道运动时，承重轮位于承载部上侧压着导轨运动，第一限位轮组和第二限位轮组位于承载部下侧贴着承载部下表面运动；
另外，第一限位轮组和第二限位轮组的其中一个位于支撑部的内侧，另一个位于支撑部的外侧，提高了第一筛具沿轨道做圆周运动时的侧向稳定性。
当需要筛分出两种以上颗粒度的砂粒时，需要多级筛分，优选的，还包括第二筛具，第二筛具固定设置在第一筛具的下部，与第一筛具进行同步圆周运动；
第二筛具内部具有盛装砂粒的第二空腔，第一筛具远离轨道圆心的侧壁上设置有第二筛网，粒径小于第二筛网的网眼的砂粒在离心力作用下被筛出第二筛具；
还包括连通管，连通管的上端连接于第一筛具的底部，并与第一空腔连通，连通管的下端连接于第二筛具的上部，并与第二空腔连通；
第二筛具的网眼孔径大于第一筛具的网眼孔径；
砂粒通过第一筛具进行一级筛分，筛分后残留在第一空腔的砂粒通过连通管进入第二空腔，通过第二筛具进行二级筛分；
如果需要更多级的筛分，可以在第二筛具下方继续增设第三筛具、第四筛具......
优选的，第一筛具和第二筛具组合为多级筛具，轨道上呈圆周阵列分布有多组多级筛具，使筛分效率成倍提高。
优选的，还包括同步转轴，同步转轴的圆周立面径向伸出多组连杆，每组连杆与一组多级筛具固定连接；
同步转轴转动时，驱动各组多级筛具以同步转轴为轴心同步旋转。
优选的，还包括分砂斗，分砂斗固定安装于同步转轴的顶部并随同步转轴同步旋转；
分砂斗底部与多个多级筛具一一对应的设置有多个分砂口，分砂口通过管道与所对应的第一空腔连通；
不论运动还是静止，分砂斗的分砂口与对应的多级筛具始终保持相对位置不变，因此，在离心式分砂装置运行时，工作人员可以持续向分砂斗注入砂粒，无需中止运行进行加料。
优选的，第一空腔为球形，球形相比其他形状容积最大，并且没有边角，砂粒在第一空腔内的运动不会受边角阻碍；
第一筛网为弧面，弧面的作用面积相较平面更大，有助于筛分效率的提高。
为了避免通过第一筛网的砂粒任意抛洒，优选的，第一筛具还设置有导流罩，导流罩用于束缚被筛出第一筛网的砂粒并引导砂粒流向收集装置。
导流罩为中空管状，其上端与第一筛具的本体固定连接，并将第一筛网含于其上端管口中，其下端向收集装置的方向延伸。
本发明的有益效果为：一种离心式分砂装置，包括第一筛具和呈环形的轨道，第一筛具沿轨道做圆周运动；第一筛具内部具有盛装砂粒的第一空腔，第一筛具远离轨道圆心的侧壁上设置有第一筛网，粒径小于第一筛网的网眼的砂粒在离心力作用下被筛出第一筛具；该装置可以批量的快速筛分砂粒，并且筛分精度高。
附图说明
下面结合附图对本发明一种离心式分砂装置作进一步说明。
图1是本发明一种离心式分砂装置的立体图。
图2是本发明一种离心式分砂装置的俯视图。
图3是多级筛具的剖视图。
图4是轨道的截面图。
图5是车架的结构放大图。
图中：
1-第一筛具，10-进料口，11-第一空腔，12-第一筛网，2-轨道，21-导轨，211-缺口，22-承载部，23-支撑部，3-车架，31-承重轮，311-环形凹槽，32-支撑板，33-第一安装臂，331-第一限位轮组，34-第二安装臂，341-第二限位轮组，4-第二筛具，40-出料口，41-第二空腔，42-第二筛网，5-连通管，51-阀门，6-同步转轴，61-连杆，7-分砂斗，71-分砂口，72-分砂管，8-导流罩，100-多级筛具。
具体实施方式
下面结合附图1～5对本发明一种离心式分砂装置作进一步说明。
如图1-2所示，环形的轨道2上相隔90°设置了4套多级筛具100，在轨道2的轴心处设置了一根同步转轴6，每套多级筛具100均通过连杆61连接到同步转轴6下部的圆周面上，同步转轴6的顶端安装有分砂斗7。同步转轴6底端通过电机驱动旋转，同步转轴6会带动分砂斗7和所有的多级筛具100同步旋转；
分砂斗7的底部设置有4个分砂口71，分砂口71与多级筛具100一一对应，并通过分砂管72将混合砂输送至多级筛具100进行筛分。
如图3所示，多级筛具100包括上部的第一筛具1和下部的第二筛具4；
第一筛具1的底部安装有车架3，车架3沿着轨道2做圆周运动，第二筛具4吊装在车架3的底部；
第一筛具1的顶部设置有进料口10，进料口10与分砂管72连接，混合砂从进料口10进入第一筛具1内部的第一空腔11；
第一筛具1的远离同步转轴6的一侧设置有第一筛网12，第一筛网为2.36mm标准筛，第一筛网12成为了第一空腔11腔壁的一部分，混合砂在第一空腔11内受离心力作用下向第一筛网12运动，小于2.36mm粒径的细砂穿过第一筛网12被甩出第一空腔11，在第一筛网12的外部还安装有导流罩8，可以约束甩出的细砂落向一个环形的收集区域，因为4个多级筛具100的规格相同，因此甩出的细砂会落在同一个环形区域；
第二筛具4的内部具有第二空腔41，第二空腔41的上部设有开口，第一空腔11的下部也设有开口，两个开口通过连通管5进行连通，靠近第一空腔11的开口处设置有阀门51，当第一筛具1中的混合砂筛分完成后，打开阀门51，剩余的砂会流入第二空腔41进行下一级筛分；
第二筛具4的远离同步转轴6的一侧设置有第二筛网42，第二筛网为4.75mm标准筛，第二筛网42成为了第二空腔41腔壁的一部分，混合砂在第二空腔41内受离心力作用下向第二筛网42运动，小于4.75mm粒径的细砂穿过第二筛网42被甩出第二空腔41，在第二筛网42的外部也安装有导流罩8，可以约束甩出的细砂落向另一个环形的收集区域；
第二筛具4的底端设置有出料口40，筛分后残留在第二空腔41内的残砂从出料口40排出并收集；
阀门51和出料口40可以通过单片机控制其开关，当第一筛具1完成筛分时阀门51自动打开，当第二筛具4完成筛分时出料口40自动打开，使离心式分砂装置可以持续不停的工作。
图4展示了轨道2的截面图，轨道2的纵截面呈“T”形，包括上部的承载部22和下部的支撑部23，承载部22用于承载车架3以及第一筛具1、第二筛具4的重量，支撑部23用于提高轨道2的结构稳定性；
承载部22的中部向上凸起形成环形的导轨21。
图5展示了车架3与第一筛具1、第二筛具4的连接方式，并展示了车架3与轨道2的配合方式；
车架3的本体包括支撑板32，支撑板32的顶部与第一筛具1的底部固定连接，支撑板32的底部沿前后方向安装有多个承重轮31，承重轮31沿径向轮面设置有环形凹槽311，环形凹槽311与导轨21相应设置，运动时，导轨21位于环形凹槽311中间，引导承重轮31转向；
支撑板32的底部两侧分别向下伸出第一安装臂33和第二安装臂34，第一安装臂33的下部和第二安装臂34的下部对向安装有第一限位轮组331和第二限位轮组341；
车架3沿轨道2运动时，第一限位轮组331和第二限位轮组341位于承载部22下侧贴着承载部22下表面运动；
车架3通过承重轮31、第一限位轮组331和第二限位轮组341抱住了承载部22，避免车架3脱轨。
为了避免砂粒堵塞第一筛网12和第二筛网42，本实施例通过震动来弹落堵塞网眼的砂粒；
导轨21设置有多个缺口211，每当承重轮31经过缺口时，轮面与缺口的撞击会产生震动，承重轮31会将震动传导至第一筛网12和第二筛网42；
另外，砂粒在离心式分砂装置筛分过程中，保持从高势能位置向低势能运动的趋势，但是砂粒属于固体，震动会提高砂粒的流动性，避免砂粒在设备内局部堆积。
为了进一步提高效率，第一筛具1和第二筛具4为球形，第一内腔11和第二空腔41也为球形，不仅可以容纳更多的砂，并且没有边角阻碍砂粒运动，不会造成砂粒堆积；
第一筛网12和第二筛网42均为弧面，增加了有效作业面积。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
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