一种快速检测原砂含泥量的自动装置
含泥量对型砂性能及铸件质量的影响（可编辑）
含泥量对型砂性能及铸件质量的影响2003年第 3期自动控制系统中含泥量对型砂性能和铸件质量的影响霍卯田武炳焕刘永安东风汽车公司铸造一厂442048摘要本文简述了我／-4~~型砂自动控制系统配制型砂的应用情况；通过生产应用表明：在湿型砂混砂批料自动控制中，含泥量对型砂性能及其稳定性的影响是至关重要的，型砂中的含泥量太低，紧实率对水分敏感，型砂性能极不稳定。
通过回用除尘粉等方法，既可以提高型砂含泥量，稳定型砂质量，叉可以节约材料成本，保护环境。
关键词含泥量型砂性能铸件质量TheEffectofClayContentin AutomaticControlSystemonthePropertiesofMoldingSandandtheQualityofCastingsHuoMaotianWuBinghuanLiuYong’an No：1FoundryofDFMAbstract Inthispaper，thepracticalapplicationofautomaticcontrolsystem formoldingsandhasbeenstated．Theresultsofpracticaluseindicatedthattheeffectofclayconte ntonthequalityofmoldingsandanditsstabilityisveryimportant．Iftheclaycontentofmoldingsand istoo low ，thecompactibilityofmoldingstabilitysandistoosensitivetomoistureand theabilityofthepropertiesofmoldingsandisverypoor．Bytakingthemeasures，forexample，usingthereturnclay，theclaycontentofmolding sandisimprovedandthequalityofmoldingsand issteady．Andalso，thecostofmaterialissaved，theenvironmentofworkingshopisimproved．Keywords Claycontent Propertiesofmoldingsand Qualityofcasting1 前言煤粉，根据旧砂湿度、温度以及前几批型砂性能等因我厂原来使用多触头高压造型线生产发动机铸素进行不断的优化和调整，保证型砂紧实率和剪切强件，铸型表面的型砂紧实度均匀性差、铸型表面疏松度满足设定的指标，完全实现了配砂自动化。
砂型铸造——黏土砂型
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
1.水分和紧实率 2)紧实率：湿型砂用1 MPa的压力压实或者在锤击式制样机上打击3 次，用试样紧实前后高度变化的百分数来表示。 （1）测定方法的依据:较干的型砂自由流入试样筒中时，砂粒松散 密度较高，在相同的紧实力作用下，型砂体积减小较少。 （2）根据型砂紧实率大小的变化，就可以检查出型砂水分是否合 适，并能较好地反映型砂的造型性能。一般情况下，混砂时的加水 量应按固定的紧实率范围来控制。
（1）测定的原理：称取定量的型砂，放入105~110℃烘干装置中使 之干燥，由烘干前后的质量差异计算出型砂的水分。 （2）一般手工造型水分为4. 5%~5.5% ，机器造型的水分为3%一4 %。 这种参数并不完全反映型砂的干湿程度。型砂的成分不同，达到最 适宜干湿程度的水分一也不同。
6.1 黏土砂型
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
③环形空腔法:按标准圆柱形试样的质量称取型砂，放入特制试样筒 中，试样筒的下端有一环形空腔。在制样机上冲击3次，测量高度h。 h愈小，表示型砂的流动性愈好。
6.1 黏土砂型
6.1 黏土砂型
6.1.2 湿型砂性能要求
测流动性的方法: ③环形空腔法:按标准圆柱形试样的质量称取型砂，放入特制试样筒 中，试样筒的下端有一环形空腔。在制样机上冲击3次，测量高度h。 h愈小，表示型砂流动性愈好。
6. 1.3 湿型砂用原材料及其质量要求
2. 非石英质原砂: 是指矿物组成中不含或只会少量游离Si02的原砂。 在铸钢生产中采用非石英质原砂来配置无机和有机化学黏结剂型砂、 芯砂或涂料。 1)优点：较高的耐火性、热传导率和较低的蓄热系数、热膨胀系数， 膨胀均匀，无体积突变，与金属氧化物的反应能力低。 2）缺点：材料中某种配料价格较高。
浊度法检测原砂含泥量
浊度法检测原砂含泥量作者：马旭梁刘泽宇李大勇来源：《哈尔滨理工大学学报》2020年第06期摘要：含泥量是原砂质量的重要表征参数之一，含泥量通过影响以原砂为骨料的型砂的性能而影响铸件质量。
目前原砂含泥量检测以国标检测方法为主，因其操作过程繁琐，耗时较长，不适合铸造车间配砂现场检测。
在遵循国标检测方法基本原则的基础上，采用浊度传感器对涡洗之后的原砂进行含泥量测定，开发了一种测量周期短、自动化程度高的快速检测方法及装置。
与国标检测方法相比，测试时间减少90%，通过T检验证明，与国标检测法测试结果接近程度为99%。
关键词：原砂;含泥量;快速检测;浊度传感器DOI：10.15938/j.jhust.2020.06.018中图分类号： TG247文献标志码： A文章编号： 1007-2683（2020）06-0126-05Turbidity Method for Detecting Mud Content in Base SandMA Xu-liang， LIU Ze-yu， LI Da-yong（School of Material Science and Engineering， Harbin University of Science and Technology， Harbin， 150040，China）Abstract：The mud content is one of the important characterization parameters of the quality of the base sand. It affects the quality of castings by its effects on the mold sand， in which base sand is the aggregate. At present， the detection of mud content in base sand is mainly based on the national standard detection method， and the operation process is cumbersome and time-consuming， so it is not suitable for on-site inspection in sand mixing shop. Based on the basic principles of the national standard detection method， uses a turbidity sensor to measure the mud content of the base sand after vortex washing， and develops a rapid detection method and device with short measurement period and high degree of automation. Compared with the national standard detection method， the test time is reduced by 90%. Through T-test， it is proved that the test results are 99% close to those of the national standard.Keywords：base sand; mud content; rapid detection; turbidity sensor0 引言含泥量是原砂質量的重要表征参数之一，对湿型黏土砂性能具有直接影响。
一种土壤环境检测用自动取样装置[实用新型专利]
![一种土壤环境检测用自动取样装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9915a940f342336c1eb91a37f111f18583d00c20.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201821603541.3(22)申请日 2018.09.29(73)专利权人 焦健地址 453000 河南省新乡市人民东路甲2号新乡市环境保护监测站专利权人 孟飞(72)发明人 焦健 孟飞 王宇龙 (74)专利代理机构 新乡市平原智汇知识产权代理事务所(普通合伙) 41139代理人 路宽(51)Int.Cl.G01N 1/08(2006.01)(54)实用新型名称一种土壤环境检测用自动取样装置(57)摘要本实用新型公开了一种土壤环境检测用自动取样装置，包括底座、支架、螺纹导轨、伺服电机、取样器、存放箱和刮板，底座上部的右侧安装有支架，支架的上端安装有固定板，且支架分布在固定板的四角位置处，固定板的下部安装有伺服电机，伺服电机通过电机座与固定板固定连接，伺服电机下部的输出轴上安装有主动轮，主动轮通过传动链条与从动轮传动连接，从动轮安装在螺纹导轨上。
本实用新型提供了一种土壤环境检测用自动取样装置，通过设置的底座、支架、螺纹导轨、伺服电机、取样器、存放箱和刮板，解决了人工手动取样，费时费力，劳动量较大，且取样效率低，人工清表，增加了工人的工作量的问题。
权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 209085975 U 2019.07.09C N 209085975U1.一种土壤环境检测用自动取样装置，包括底座（1）、支架（4）、螺纹导轨（6）、伺服电机（8）、取样器（14）、存放箱（16）和刮板（20），其特征在于：底座（1）上部的右侧安装有支架（4），支架（4）的上端安装有固定板（5），且支架（4）分布在固定板（5）的四角位置处，固定板（5）的下部安装有伺服电机（8），伺服电机（8）通过电机座（9）与固定板（5）固定连接，伺服电机（8）下部的输出轴上安装有主动轮（10），主动轮（10）通过传动链条（11）与从动轮（12）传动连接，从动轮（12）安装在螺纹导轨（6）上，螺纹导轨（6）上安装有固定座（13），固定座（13）的下部安装有取样器（14），支架（4）左侧底座（1）的上部安装有存放箱（16），底座（1）的下部安装有刮板（20）。
混凝土用沙的含泥量试验
混凝土用沙的含泥量试验（验证性实验）一、实验意义和目的混凝土用沙的含泥量对混凝土的技术性能有很大影响，故在拌制混凝土时应对建筑用砂含泥量进行试验，为普通混凝土配合比设计提供原材料参数。
试验依据为国家标准GB/T14684-2001《建筑用砂》和建设部行业标准JGJ52-92《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》二、试验理论依据沙的含泥量是指沙中粒径小于0．080mm的颗粒含量。
石子的含泥量是指粒径小于0．080mm的颗粒含量。
沙、石的含泥量会降低混凝土拌合物的流动性，或增加用水量，同时由于它们对骨料的包裹，大大降低了骨料与水泥石之间的界面粘结强度，从而使混凝土的强度和耐久性降低，变形增大。
故对于含泥量高的沙石在使前应用水冲洗或淋洗。
三、沙的含泥量测定1．仪器设备(1)托盘天平：称量1kg，感量1g；(2)烘箱：能使温度控制在105℃±5℃；(3)筛：孔径0．080mm和1．25mm各一个；(4)洗沙用筒及烘干用的浅盘2．试验准备将试样在潮湿状态下用四分法缩分至约1 100g ，置于温度在105℃±5℃ 的烘箱中烘干至恒重。
冷却至室温，称出400g 的试样(0m )两份。
3．试验步骤(1)滤洗：将一份试样置于容器中，注入饮用水，水面约高出沙面150mm 。
充分拌匀后，浸泡2h 。
然后用手在水中淘洗沙样，使尘屑、淤泥和粘土与沙粒分离并使之悬浮或溶于水中。
将筛子用水湿润，1．25mm 的筛套在0．080mm 的筛子上，将浑浊液缓缓倒入套筛，滤去小于0．080 mm 的颗粒。
在整个过程中严防沙粒丢失。
再次向筒中加水，重复淘洗过滤，直到筒内洗出的水清澈为止。
(2)烘干称量：用水冲洗留在筛上的细粒，将0．080 mm 的筛放在水中，使水面高出沙粒表面，来回摇动，以充分洗除小于0.080 mm 的颗粒。
仔细取下筛余的颗粒，与筒内已洗净的试样一并装入浅盘。
置于温度为105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。
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综上所述，对比GB/T2684—2009检测方法和快速 检测方法检测步骤可知，GB/T2684—2009检测方法在 检测过程中应用电子天平、涡洗式洗砂机、烘干器等 设备，整个检测过程耗时长，人工劳动量过大，应用 此方法很难将此三种设备置于同一工作界面实现装置 的一体化、智能化；而快速检测方法在检测过程中只 应用了电子天平和涡洗式洗砂机，省去了较为繁杂的 烘干过程，由公式（9）可知，只需要得到三个在相同 水位线下不同组分的质量，即可求得含泥量，缩短了 测量周期，且更易于实现装置的一体化、智能化。因 此，以快速检测方法为基础，设计了一种快速检测装 置，它在不失精度的前提下能够实现原砂含泥量的快 速检测。
干并称量、计算，即可得到砂样中泥分的含量。此方法是目前最普遍的测量原砂含
泥量的方法，但该检测方法主要依靠人工操作，步骤多而繁杂，用时长，过多的人
为参与增添了许多麻烦。为了解决这些问题，李绍鹏等设计了一种测量精度高、测
量周期短、自动性强的快速测量原砂含泥量的自动装置[7-9]。
目前含泥量的检测方法主要采用GB/T 2684—2009规定的标准方法及一些企业
在快速检测方法中，检测原砂含泥量简单易行[10]，具体步骤如下：
（1）
（1）向专用600 mL洗砂杯加水至洗砂杯刻线处（图1a刻线高为h），准确称出
其质量为Q1（此数为常数，可事先称好直接记于杯上）； （2）在洗砂杯中先装入一定量的清水（刻线一半高为宜），然后取欲测含泥量
的砂样约50 g（不需称量，不需烘干），投入洗砂杯中，稍加摇动，排除水中气泡，
关键词：快速检测；含泥量；原砂
作者简介： 郭景宝（1992-），男，硕 士 研 究 生， 主 要 从 事 铸 造 过程快速检测技术研究。 通讯作者： 马旭梁，男，教授，E-mail: 1336657568@
中图分类号：TG247 文献标识码：A 文章编号 ：1001-4977（2019） 02-0181-05
收稿日期： 2018-10-22 收到初稿， 2018-11-13 收到修订稿。
在铸造生产中，含泥量是湿型粘土砂的重要组分参数，也是对性能最为敏感
的参数之一。含泥量增多致使型砂变脆，起模性变坏，同时也会使砂型的透气性降
低，导致铸件产生气孔、浇不足等缺陷。因此为保证铸件的质量，对含泥量的检
测、控制是必不可少的[1-5]。
水位达到相同高度h处时，Q1表示洗砂杯+水的质量， Q2表示洗砂杯+水+砂+泥份的质量，Q3表示洗砂杯+水+ 砂的质量，则：
Q1=M+Vρ
（3）
（4）
（5）
联立（3）、（5）式得：
（6）
联立（4）、（5）式得：
（7）
含泥量表达式为：
（8） 联立（6）、（7）、（8）式得含泥量最终表达式 为：
（9）
1 快速检测装置的设计与实现
为实现快速检测法测量原砂含泥量，在涡洗式 洗砂仪的基础上，该装置还应实现自动加水、自动虹 吸、精确称量等功能。在分别实现各功能的同时，应 保证各系统之间具有一定的连贯性，本设计的原则是 分系统设计，相互配合制约，最后加以整合，装置整 体如图2所示，装置主要分为加水、虹吸系统、搅拌系 统、称量系统、升降机构及中央控制系统。
2019年 第2期/第68卷
设备与检测
181
一种快速检测原砂含泥量的自动装置
郭景宝1，马旭梁1，李大勇1，薛 江2
(1. 哈尔滨理工大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨 150040；2. 无锡市三峰仪器设备有限公司， 江苏无锡 214151）
摘要：GB/T2684－2009所述的原砂含泥量传统检测方法和装置简易，以人工操作为主，步骤 繁杂，用时较长。为解决这一问题，设计一种快速测量原砂含泥量的自动装置，它在不失精 度的前提下能够实现快速检测。介绍了如何对检测装置的各个系统进行设计来实现含泥量的 自动快速检测。
再加水至步骤1相同刻线处（图1b），准确称出其质量为Q2； （3）对洗砂杯内待测试样进行涡洗、沉降、虹吸操作（直至最后一次虹吸结
束）；
（4）向步骤3去除泥份后的洗砂杯再次加水至与步骤1和步骤2相同刻线处（图
182
设备与检测
Vol.68 No.2 2019
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（a）水 （b）未洗砂与水 （c）洗净后砂与水 图1 快速检测原砂含泥量原理图
1.1 自动加水、虹吸系统 （1）水箱。为方便完成自动加水过程，在测量装
置上部安放了水箱，采用重力加水。为保证系统完成 一个测量周期，水箱中所盛装水的体积应能够将待测 原砂试样洗净。对原砂含泥量检测需水量进行试验， 结果如表1所示。
由表1数据可知，当虹吸7次时，含泥量达到稳 定。经计算用水约为2 000 mL。考虑到装置整体外形， 将水箱外观设计成长方体结构，从装置的空间利用率
Fig. 1 Schematic diagram of rapid detection for clay content in base sand
1c），准确称出其质量为Q3； （5）原砂含泥量按下式计算：
（2）
其原理是，设砂样质量为G0=G1+G2，其中G1和G2分 别表示质量为G0的原砂中砂的质量和泥份的质量，G0、 G1、G2的密度均为r，水位达到高为h处的刻线体积为 V，洗砂杯的质量为M，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，当
采用的快速检测方法，这两种方法都是通过涡洗、沉降、虹吸的过程将泥分与砂子
分离，只是含泥量的计算方法有所差异。
在GB/T 2684—2009规定的检测原砂含泥量标准方法中，具体操作过程为取
样、称量、涡洗、沉降、虹吸（直到水清为止）；待砂样中泥分洗净，烘干并称量
剩余砂样的重量。含泥量表达式为：
x=[（M1-M2）/M2]×100 式中：x为含泥量，M1为水洗前试样质量，M2为水洗后试样质量。
目前含泥量的检测方法主要采用GB/T 2684—2009规定的标准检测方法[6]，其方
法是先根据悬浮在水中的原砂和泥分的直径大小不同，其下降速度也不同的原理将
泥分与砂粒分开，然后用虹吸管将洗砂杯中上部分水和悬浮的泥分吸出。经过多次
反复沉降和虹吸，直到水清为止，此时表明砂样中泥分已洗净。最后将剩余砂样烘