高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线及方法
本发明属于土体固化胶囊生产设备，具体涉及一种高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线及方法。
背景技术：
1、伴随国家基础建设发展，现有土体固化技术多以抛洒、掺和以及胶囊固化为主。现有的固化胶囊外壳直接为固化材料、编织纤维及其电泳成膜。其中以固化材料为胶囊外壳的情况下易导致压实前过早固化进而导致最终固化不均匀；编制纤维成膜为缫丝领域常规技术手段，但应用于实际工程中仍然存在一定局限性；电泳成膜技术要求较高、成本较高且效率较低。因此，需要一种制作效率高、制作成本低且便于操作的高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线及方法。
技术实现思路
1、本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种制作效率高、制作成本低且便于操作的高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线及方法。
2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
3、高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线，包括吊轨支架，吊轨支架上安装有循环轨道，循环轨道上滑动设置有多个模具组件，模具组件沿循环轨道循环移动，循环轨道的下方从左至右依次设置有沉淀料池、养护取样箱、皮带输送机和集料箱；
4、沉淀料池的左端设置有支撑架，支撑架上设置有带有称重功能的下料组件和连接进水管道的搅拌组件，搅拌组件连通沉淀料池；
5、下料组件将称重完成的胶囊外壳制作材料送至搅拌组件，通过进水管道向搅拌组件内通入净水，搅拌组件进行搅拌后将配比完成的胶囊外壳制作材料送至沉淀料池内，模具组件通过沉淀料池蘸取外壳材料后经养护取样箱养护，养护完成后，胶囊外壳脱离模具组件落在皮带输送机上，经皮带输送机输送至集料箱，完成胶囊外壳制作；
6、下料组件、搅拌组件、模具组件、皮带输送机均连接有控制系统，实现流水线的自动化运作。
7、循环轨道为“口”字形首尾相连的环状轨道，模具组件通过平移组件安装在循环轨道上；
8、平移组件包括通过行走轮连接循环轨道的平移板，为行走轮提供动力源的平移电机，模具组件安装在平移板上。
9、模具组件包括伸缩杆，伸缩杆的下端设置有安装板，安装板的上板面安装有气泵，安装板的下板面安装有多个柔性胶囊外壳制作模具，气泵连接柔性胶囊外壳制作模具。
10、养护取样箱包括左右开口的养护箱体，养护箱体的顶板上开设有左右设置的平移通道，模具组件的安装板及其上的气泵和柔性胶囊外壳制作模具通过左开口进入养护箱体内部，养护完成后通过右开口移出养护箱体，整个过程中，伸缩杆通过平移通道穿过养护箱体，养护箱体的前后内壁上安装有加热板和对流风扇。
11、下料组件包括下料箱体，下料箱体包括通过竖板隔开的第一称重空腔和第二称重空腔，第一称重空腔的底部设置有第一称重板，第二称重空腔的底部设置有第二称重板，第一称重板和第二称重板的下方设置有下料斜板，下料箱体的右侧壁开设有对应于下料斜板的出料口；
12、第一称重板旋转连接在下料箱体的左侧壁上，第二称重板旋转连接在下料箱体的竖板上，第一称重板与下料斜板之间设置有第一伸缩气缸，第二称重板和下料斜板之间设置有第二伸缩气缸，当第一称重板和第二称重板称重完成后，第一伸缩气缸和第二伸缩气缸缩回带动第一称重板和第二称重板旋转，称重后的胶囊外壳制作干料经下料斜板向出料口输送。
13、搅拌组件包括搅拌箱体，搅拌箱体的右侧壁紧贴下料箱体的左侧壁，搅拌箱体的右侧壁上开设有对应于出料口的进料口，称重后的胶囊外壳制作干料经进料口进入搅拌箱体内部；
14、搅拌箱体内设置有搅拌器，搅拌器连接有搅拌电机，搅拌箱体的顶部通过进水口连接有进水管道，搅拌箱体的底部通过排污口连接有排污管道，通过排料口连接有排料管道，排料管道连通沉淀料池；
15、搅拌箱体的外壳为隔热保温外壳，搅拌箱体的外壳内部设置有加热丝，搅拌箱体的内壁上部、中部和下部安装有多个第一温度传感器。
16、控制系统包括控制面板和plc控制器，第一称重板上安装有第一称重传感器，第二称重板上安装有第二称重传感器，第一称重传感器、第二称重传感器、第一伸缩气缸和第二伸缩气缸均连接plc控制器和控制面板，当第一称重传感器和第二称重传感器达到设定的重量后，plc控制器控制第一伸缩气缸和第二伸缩气缸带动第一称重板和第二称重板旋转进行卸料，当卸料完成后，plc控制器控制第一伸缩气缸和第二伸缩气缸带动第一称重板和第二称重板回复至原位，通过控制面板可以调节第一称重传感器和第二称重传感器的设定重量。
17、沉淀料池的池壁上设置有液面高度传感器，排料管道上设置有排料阀门，液面高度传感器和排料阀门均连接plc控制器，当胶囊外壳制作过程中，沉淀料池内的液面低于液面高度传感器所在液面后，plc控制器控制排料阀门处于打开状态，当沉淀料池内的液面始终处于液面高度传感器所在液面时，plc控制器控制排料阀门处于关闭状态。
18、安装板上设置有蘸料传感器和震动块，震动块、蘸料传感器、气泵和伸缩杆均连接plc控制器和控制面板，当模具组件平移至沉淀池上方后，伸缩杆带动柔性胶囊制作模具蘸取胶囊外壳制作材料，达到设定时长后，plc控制器控制伸缩杆回复至原位，通过控制面板调节设定时长，使柔性胶囊外壳制作模具充分蘸取材料；
19、平移电机连接plc控制器，使plc控制器控制平移电机带动模具组件的移动，皮带输送机上安装有红外传感器，红外传感器连接plc控制器，当模具组件到达皮带输送机上方时，plc控制器控制气泵停止充气并控制震动块震动，柔性胶囊外壳制作模具缩小加上震动块的震动使成型的胶囊外壳从模具上脱落掉在皮带输送机上；
20、养护取样箱内安装有第二温度传感器，第二温度传感器、加热板、对流风扇均连接plc控制器，plc控制器根据第二温度传感器的温度信号控制加热板和对流风扇的启闭；
21、第一温度传感器、加热丝和搅拌电机连接plc控制器和控制面板，plc控制器根据第一温度传感器的温度信号控制加热丝的启闭，并根据控制面板设定的搅拌时长控制搅拌电机的启闭。
22、基于上述高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线的制作方法，包括如下步骤：
23、（（1）对胶囊外壳制作原材料进行称重；
24、（2）根据配比向原材料内加入一定量的水并进行加热搅拌，完成胶囊外壳制作材料的制备；
25、（3）使用柔性胶囊外壳制作模具蘸取胶囊外壳制作材料；
26、（4）养护成型，完成胶囊外壳的制作。
27、本发明首先通过下料箱体进行原材料的称重，将称重好的原材料通过下料斜板卸料至搅拌箱体内，通过进水管道向搅拌箱体内通入水，搅拌箱体内的加热丝工作直至达到设定温度并利用搅拌器进行搅拌，搅拌完成后通过排料管道进入沉淀料池内，胶囊制备原液液面达到液位高度传感器所在位置后，模具组件通过平移组件在循环轨道上移动，当模具组件移至沉淀料池上方时，气泵启动向柔性胶囊外壳制作模具充气，伸缩杆伸长使柔性胶囊外壳制作模具进入沉淀料池内蘸取制作材料，根据设定蘸料时长蘸取一定时长后，伸缩杆收缩带动柔性胶囊外壳制作模具继续平移进入养护箱体内进行养护，养护完成后，平移组件带动伸缩杆继续平移，平直至皮带输送机上方后，气泵停止充气，柔性胶囊外壳制作模具收缩，模具组件中设置的震动块震动，使成型的胶囊外壳脱落掉在皮带输送机上，皮带输送机输送胶囊外壳至集料箱内，完成胶囊外壳的制作，当成型的胶囊外壳脱落后，气泵继续充气使柔性胶囊外壳制作模具进行下一轮制作。本技术极大地简化了胶囊外壳的制作流程和制作工艺，提高了胶囊外壳的制作效率，降低了制作成本；另一方面，本技术的控制系统配合各个工序的传感器实现对制作流水线的自动控制，使得本技术自动化程度高，减少了制作胶囊外壳过程中的劳动强度，进一步地提高了制作效率，有效地解决了现有胶囊外壳制作过程工序繁杂、劳动强度高、成本高、制作效率低的技术问题。
技术特征：
1.高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线，其特征在于：包括吊轨支架，吊轨支架上安装有循环轨道，循环轨道上滑动设置有多个模具组件，模具组件沿循环轨道循环移动，循环轨道的下方从左至右依次设置有沉淀料池、养护取样箱、皮带输送机和集料箱，；
2.根据权利要求1所述的高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线，其特征在于：循环轨道为“口”字形首尾相连的环状轨道，模具组件通过平移组件安装在循环轨道上；
3.根据权利要求2所述的高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线，其特征在于：模具组件包括伸缩杆，伸缩杆的下端设置有安装板，安装板的上板面安装有气泵，安装板的下板面安装有多个柔性胶囊外壳制作模具，气泵连接柔性胶囊外壳制作模具。
4.根据权利要求3所述的高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线，其特征在于：养护取样箱包括左右开口的养护箱体，养护箱体的顶板上开设有左右设置的平移通道，模具组件的安装板及其上的气泵和柔性胶囊外壳制作模具通过左开口进入养护箱体内部，养护完成后通过右开口移出养护箱体，整个过程中，伸缩杆通过平移通道穿过养护箱体，养护箱体的前后内壁上安装有加热板和对流风扇。
5.根据权利要求4所述的高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线，其特征在于：下料组件包括下料箱体，下料箱体包括通过竖板隔开的第一称重空腔和第二称重空腔，第一称重空腔的底部设置有第一称重板，第二称重空腔的底部设置有第二称重板，第一称重板和第二称重板的下方设置有下料斜板，下料箱体的右侧壁开设有对应于下料斜板的出料口；
6.根据权利要求5所述的高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线，其特征在于：搅拌组件包括搅拌箱体，搅拌箱体的右侧壁紧贴下料箱体的左侧壁，搅拌箱体的右侧壁上开设有对应于出料口的进料口，称重后的胶囊外壳制作干料经进料口进入搅拌箱体内部；
7.根据权利要求6所述的高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线，其特征在于：控制系统包括控制面板和plc控制器，第一称重板上安装有第一称重传感器，第二称重板上安装有第二称重传感器，第一称重传感器、第二称重传感器、第一伸缩气缸和第二伸缩气缸均连接plc控制器和控制面板，当第一称重传感器和第二称重传感器达到设定的重量后，plc控制器控制第一伸缩气缸和第二伸缩气缸带动第一称重板和第二称重板旋转进行卸料，当卸料完成后，plc控制器控制第一伸缩气缸和第二伸缩气缸带动第一称重板和第二称重板回复至原位，通过控制面板可以调节第一称重传感器和第二称重传感器的设定重量。
8.根据权利要求7所述的高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线，其特征在于：沉淀料池的池壁上设置有液面高度传感器，排料管道上设置有排料阀门，液面高度传感器和排料阀门均连接plc控制器，当胶囊外壳制作过程中，沉淀料池内的液面低于液面高度传感器所在液面后，plc控制器控制排料阀门处于打开状态，当沉淀料池内的液面始终处于液面高度传感器所在液面时，plc控制器控制排料阀门处于关闭状态。
9.根据权利要求8所述的高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线，其特征在于：安装板上设置有蘸料传感器和震动块，震动块、蘸料传感器、气泵和伸缩杆均连接plc控制器和控制面板，当模具组件平移至沉淀池上方后，伸缩杆带动柔性胶囊制作模具蘸取胶囊外壳制作材料，达到设定时长后，plc控制器控制伸缩杆回复至原位，通过控制面板调节设定时长，使柔性胶囊外壳制作模具充分蘸取材料；
10.基于如权利要求1-9任一所述的高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线的制作方法，其特征在于：
技术总结
本发明公开了高集成度的自动化土体固化胶囊外壳制作流水线及方法，所述流水线包括吊轨支架，吊轨支架上安装有循环轨道，循环轨道上滑动设置有多个模具组件，模具组件沿循环轨道循环移动，循环轨道的下方从左至右依次设置有沉淀料池、养护取样箱、皮带输送机和集料箱；沉淀料池的左端设置有支撑架，支撑架上设置有带有称重功能的下料组件、连接进水管道的搅拌组件，搅拌组件连通沉淀料池；下料组件、搅拌组件、模具组件、皮带输送机均连接有控制系统，实现流水线的自动化运作。本申请简化了胶囊外壳的制作流程和制作工艺，提高了胶囊外壳的制作效率，降低了制作成本,有效地解决了现有胶囊外壳制作过程工序繁杂、成本高、制作效率低的技术问题。
技术研发人员：邢天佑,高远,潘佳辉,余海洋,张嘉欣,李国强,邢飞航
受保护的技术使用者：河南工程学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23