水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，包括用于盛放挾沙水體并觀測(cè)泥沙顆粒沉降過程的沉降筒，所述沉降筒外側(cè)頂部安裝有為提供試驗(yàn)裝置振動(dòng)時(shí)所需動(dòng)力的動(dòng)力系統(tǒng)，沉降筒外側(cè)垂向靠側(cè)壁設(shè)置有用于將動(dòng)力系統(tǒng)提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平往返直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，沉降筒內(nèi)部設(shè)置有若干垂直且平行的振動(dòng)?xùn)鸥瘢鰝鲃?dòng)系統(tǒng)與振動(dòng)?xùn)鸥窆潭ㄟB接，振動(dòng)?xùn)鸥裨趥鲃?dòng)系統(tǒng)的帶動(dòng)下呈水平往返直線運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明提供的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置只產(chǎn)生水體的紊動(dòng)而不會(huì)在顆粒沉降方向產(chǎn)生額外的附加慣性力，這種紊動(dòng)的作用可近似認(rèn)為是各向同性的，則其對(duì)沉速的影響就孤立出來了，即該裝置能夠準(zhǔn)確模擬泥沙顆粒在真實(shí)紊動(dòng)水體中的沉降運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
【專利說明】水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水利測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及對(duì)紊動(dòng)水體中泥沙顆粒沉降速度進(jìn)行測(cè)量的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]由于泥沙的比重大于水，水體中的泥沙在重力的作用下會(huì)往下沉降，泥沙在靜水中的沉降是最簡(jiǎn)單的實(shí)例。泥沙顆粒的沉速是研究泥沙問題的基礎(chǔ)，如河道的泥沙輸移、水庫或港口的泥沙淤積問題等都需要準(zhǔn)確地求解泥沙顆粒的沉速。在天然情況下和實(shí)際工程應(yīng)用中的水流形態(tài)幾乎都是紊流，真實(shí)泥沙顆粒的沉降運(yùn)動(dòng)總是在紊動(dòng)水體中發(fā)生的。在對(duì)泥沙沉降問題的傳動(dòng)研究中，試驗(yàn)裝置大多只適用于對(duì)靜水中泥沙的沉降速度進(jìn)行測(cè)量，試驗(yàn)結(jié)果與與實(shí)際情況不符。
[0003]隨著認(rèn)知和技術(shù)水平的提升，在近代流體力學(xué)的研究中，有學(xué)者開始研究泥沙顆粒在紊動(dòng)水體中的沉降。Rouse在含沙水體中采用垂向振動(dòng)格柵使水體產(chǎn)生各種垂向的紊動(dòng)，研究泥沙顆粒在此種紊動(dòng)條件下的沉降規(guī)律，此后的學(xué)者均沿用此技術(shù)進(jìn)行了各種紊動(dòng)條件的研究。然而，垂向振動(dòng)在產(chǎn)生水體紊動(dòng)的同時(shí)，也向泥沙顆粒施加了額外的附加慣性力，當(dāng)格柵向下運(yùn)動(dòng)、使水體產(chǎn)生向下的紊動(dòng)時(shí)，其附加慣性力會(huì)加大顆粒的沉速，當(dāng)格柵向上振動(dòng)時(shí)則減小顆粒的沉速，即顆粒的沉降受到垂直振動(dòng)附加慣性力的影響，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果存在較大的誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種能夠減小誤差來測(cè)量泥沙顆粒在紊動(dòng)水體沉降速度的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置。
[0005]一種水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，包括用于盛放挾沙水體并觀測(cè)泥沙顆粒沉降過程的沉降筒，所述沉降筒外側(cè)頂部安裝有為提供試驗(yàn)裝置振動(dòng)時(shí)所需動(dòng)力的動(dòng)力系統(tǒng)，沉降筒外側(cè)垂向靠側(cè)壁設(shè)置有用于將動(dòng)力系統(tǒng)提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平往返直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，沉降筒內(nèi)部設(shè)置有若干垂直且平行的振動(dòng)?xùn)鸥?，所述傳?dòng)系統(tǒng)與振動(dòng)?xùn)鸥窆潭ㄟB接，振動(dòng)?xùn)鸥裨趥鲃?dòng)系統(tǒng)的帶動(dòng)下呈水平往返直線運(yùn)動(dòng)。
[0006]進(jìn)一步地，如上所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括電機(jī)、用于支撐電機(jī)的機(jī)座、以及與電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接的驅(qū)動(dòng)齒輪。
[0007]進(jìn)一步地，如上所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括三部分；第一部分包括從動(dòng)輪、左偏心輪、右偏心輪、左連桿、右連桿、上橫梁、下橫梁、連接板、支架、第一豎直導(dǎo)軌、第一豎直滑塊；第二部分包括第二豎直導(dǎo)軌、可在第二豎直導(dǎo)軌上上下滑動(dòng)的若干第二豎直滑塊、內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板、外豎直驅(qū)動(dòng)板；第三部分包括若干水平導(dǎo)軌、在所述水平導(dǎo)軌上左右滑動(dòng)的水平滑塊、上連桿、下連桿、套在所述水平導(dǎo)軌上的套筒；
[0008]其中，第一部分，所述第一豎直導(dǎo)軌垂直固定在支架上，第一豎直滑塊可在第一豎直導(dǎo)軌上上下滑動(dòng)；所述從動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)齒輪相互咬合，所述左偏心輪、右偏心輪分別同軸安裝在從動(dòng)輪的左右兩側(cè)，左偏心輪通過左連桿與上橫梁直接相連，右偏心輪通過右連桿、第一豎直滑塊和連接板與下橫梁連接，左連桿與左偏心輪的連接位置、右連桿與右偏心輪的連接位置相差180°，當(dāng)偏心輪隨從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，左連桿、右連桿驅(qū)動(dòng)上、下兩根橫梁沿第一豎直導(dǎo)軌相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；
[0009]第二部分，所述第二豎直導(dǎo)軌垂直固定在支架的兩端，所述下橫梁的兩端分別垂直連接平行設(shè)置的兩條內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板，上橫梁的兩端分別垂直連接平行設(shè)置的兩條外豎直驅(qū)動(dòng)板，所述兩條外豎直驅(qū)動(dòng)板上設(shè)置有供第奇數(shù)個(gè)第二豎直滑塊上下滑動(dòng)的窄槽，兩條內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板上設(shè)置有與第偶數(shù)個(gè)第二豎直滑塊活動(dòng)連接的圓孔，所述外豎直驅(qū)動(dòng)板、內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板隨著上橫梁、下橫梁的相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)沿著第二豎直導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)第奇數(shù)個(gè)第二豎直滑塊滑動(dòng)；
[0010]第三部分，所述水平導(dǎo)軌垂直固定在第二豎直導(dǎo)軌上，第奇數(shù)個(gè)第二豎直滑塊與所述上連桿的一端鉸接連接，第偶數(shù)個(gè)第二豎直滑塊與所述下連桿的一端鉸接連接，所述上連桿、下連桿的另一端分別鉸接連接在水平滑塊的上下兩端，所述水平滑塊與套筒的一端固定連接，水平滑塊、套筒的一端穿過沉降筒的側(cè)壁后，套筒與所述沉降筒內(nèi)的振動(dòng)?xùn)鸥窆潭ㄟB接。
[0011]進(jìn)一步地，如上所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，所述振動(dòng)?xùn)鸥裆戏植加腥舾晒┥乘┻^的小孔。
[0012]進(jìn)一步地，如上所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，所述沉降筒的側(cè)壁上還設(shè)置有供插入壓力傳感器可插入的測(cè)量小孔。
[0013]進(jìn)一步地，如上所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，所述沉降筒的四個(gè)側(cè)壁上分別安裝有白玻璃。
[0014]進(jìn)一步地，如上所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，所述傳動(dòng)系統(tǒng)的第二部分及第三部分的一部分包圍在第一容器內(nèi)，所述第一容器安裝在所述沉降筒的側(cè)壁上；所述傳動(dòng)系統(tǒng)的第一部分包圍在第二容器內(nèi)，所述第二容器安裝在所述沉降筒的頂部。所述動(dòng)力系統(tǒng)安裝在第二容器的外部頂部。
[0015]進(jìn)一步地，如上所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，所述第二容器、第一容器上安裝有用于觀察傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的白玻璃。
[0016]本發(fā)明提供的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置只產(chǎn)生水體的紊動(dòng)而不會(huì)在顆粒沉降方向產(chǎn)生額外的附加慣性力，這種紊動(dòng)的作用可近似認(rèn)為是各向同性的，則其對(duì)沉速的影響就孤立出來了，即該裝置能夠準(zhǔn)確模擬泥沙顆粒在真實(shí)紊動(dòng)水體中的沉降運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置主視圖；
[0018]圖2為本發(fā)明傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖一；
[0019]圖3為本發(fā)明傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0020]圖4為第一容器與沉降筒的安裝位置圖；
[0021]圖5為第一容器、第二容器與沉降筒的安裝位置圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]圖1為本發(fā)明水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置主視圖；如圖1所示，本發(fā)明提供的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，包括用于盛放挾沙水體并觀測(cè)泥沙顆粒沉降過程的沉降筒1，所述沉降筒I外側(cè)頂部安裝有為提供試驗(yàn)裝置振動(dòng)時(shí)所需動(dòng)力的動(dòng)力系統(tǒng)，沉降筒I外側(cè)垂向靠側(cè)壁設(shè)置有用于將動(dòng)力系統(tǒng)3提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平往返直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，沉降筒I內(nèi)部設(shè)置有若干垂直且平行的振動(dòng)?xùn)鸥?，所述傳動(dòng)系統(tǒng)與振動(dòng)?xùn)鸥?固定連接，振動(dòng)?xùn)鸥?在傳動(dòng)系統(tǒng)的帶動(dòng)下呈水平往返直線運(yùn)動(dòng)。
[0024]圖2為本發(fā)明傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖一，圖3為本發(fā)明傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖二，如圖2及圖3所示，所述動(dòng)力系統(tǒng)3包括電機(jī)31、用于支撐電機(jī)31的機(jī)座32、以及與電機(jī)31的轉(zhuǎn)軸連接的驅(qū)動(dòng)齒輪33 ；
[0025]所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括三部分；第一部分包括從動(dòng)輪411、左偏心輪4121、右偏心輪4122、左連桿4131、右連桿4132、上橫梁4141、下橫梁4142、連接板417、支架419、第一豎直導(dǎo)軌418、第一豎直滑塊416 ;第二部分包括第二豎直導(dǎo)軌421、可在第二豎直導(dǎo)軌421上上下滑動(dòng)的若干第二豎直滑塊424、內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板422、外豎直驅(qū)動(dòng)板423 ;第三部分包括若干水平導(dǎo)軌433、在所述水平導(dǎo)軌433上左右滑動(dòng)的水平滑塊432、上連桿4311、下連桿4312、套在所述水平導(dǎo)軌433上的套筒434 ；
[0026]其中，第一部分，所述第一豎直導(dǎo)軌418垂直固定在支架419上，第一豎直滑塊416可在第一豎直導(dǎo)軌418上上下滑動(dòng)；所述從動(dòng)輪411與驅(qū)動(dòng)齒輪33相互咬合，所述左偏心輪4121、右偏心輪4122分別同軸安裝在從動(dòng)輪411的左右兩側(cè)，左偏心輪4121通過左連桿4131與上橫梁4141直接相連，右偏心輪4122通過右連桿4132、第一豎直滑塊416和連接板417與下橫梁4142連接，左連桿4131與左偏心輪4121的連接位置、右連桿4132與右偏心輪4122的連接位置相差180°，當(dāng)偏心輪隨從動(dòng)輪411旋轉(zhuǎn)時(shí)，左連桿4131、右連桿4132驅(qū)動(dòng)上、下兩根橫梁沿第一豎直導(dǎo)軌418相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；
[0027]第二部分，所述第二豎直導(dǎo)軌421垂直固定在支架419的兩端，所述下橫梁4142的兩端分別垂直連接平行設(shè)置的兩條內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板422，上橫梁4141的兩端分別垂直連接平行設(shè)置的兩條外豎直驅(qū)動(dòng)板423，所述兩條外豎直驅(qū)動(dòng)板423上設(shè)置有供第奇數(shù)個(gè)第二豎直滑塊424上下滑動(dòng)的窄槽4231，兩條內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板422上設(shè)置有與第偶數(shù)個(gè)第二豎直滑塊424活動(dòng)連接的圓孔4232，所述外豎直驅(qū)動(dòng)板423、內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板422隨著上橫梁4141、下橫梁4142的相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)沿著第二豎直導(dǎo)軌421上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)第奇數(shù)個(gè)第二豎直滑塊424滑動(dòng)；
[0028]第三部分，所述水平導(dǎo)軌433垂直固定在第二豎直導(dǎo)軌421上，第奇數(shù)個(gè)第二豎直滑塊424與所述上連桿4311的一端鉸接連接，第偶數(shù)個(gè)第二豎直滑塊424與所述下連桿4312的一端鉸接連接，所述上連桿4311、下連桿4312的另一端分別鉸接連接在水平滑塊432的上下兩端，所述水平滑塊432與套筒434的一端固定連接，水平滑塊432、套筒434的一端穿過沉降筒I的側(cè)壁后，套筒434與所述沉降筒I內(nèi)的振動(dòng)?xùn)鸥?固定連接；所述振動(dòng)?xùn)鸥?上分布有若干供沙水穿過的小孔。
[0029]進(jìn)一步地，所述沉降筒I的側(cè)壁上還設(shè)置有供插入壓力傳感器可插入的測(cè)量小孔
11。所述沉降筒I的四個(gè)側(cè)壁上分別安裝有白玻璃2。
[0030]圖4為第一容器與沉降筒的安裝位置圖，圖5為第一容器、第二容器與沉降筒的安裝位置圖，如圖4及圖5所示，所述傳動(dòng)系統(tǒng)的第二部分及第三部分的一部分包圍在第一容器6內(nèi)，所述第一容器6安裝在所述沉降筒I的側(cè)壁上；所述傳動(dòng)系統(tǒng)的第一部分包圍在第二容器7內(nèi)，所述第二容器7安裝在所述沉降筒I的頂部；所述動(dòng)力系統(tǒng)3安裝在第二容器7的外部頂部。所述第二容器7、第一容器6上安裝有用于觀察傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的白玻璃2。
[0031]具體地，本發(fā)明的提供的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，由支撐框架8，沉降筒1，動(dòng)力系統(tǒng)3，傳動(dòng)系統(tǒng)和振動(dòng)?xùn)鸥?五部分構(gòu)成。其中，支撐框架8用于安裝固定所述沉降筒1、第一容器6、第二容器7 ;支撐框架8位于整個(gè)試驗(yàn)裝置的外部，起支撐和固定作用；沉降筒I固定在支撐框架8的中下部，是盛放挾沙水體并觀測(cè)泥沙顆粒沉降過程的容器；動(dòng)力系統(tǒng)3安裝在支撐框架8的頂部平臺(tái)上，負(fù)責(zé)提供試驗(yàn)裝置振動(dòng)時(shí)所需動(dòng)力；傳動(dòng)系統(tǒng)沿試驗(yàn)裝置的垂向靠側(cè)壁布局，其作用是將動(dòng)力系統(tǒng)3提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平往返直線運(yùn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)振動(dòng)?xùn)鸥?沿水平方向來回振動(dòng)；振動(dòng)?xùn)鸥?與傳動(dòng)系統(tǒng)連接，在傳動(dòng)系統(tǒng)的帶動(dòng)下做水平往返運(yùn)動(dòng)，使挾沙水體處于紊動(dòng)狀態(tài)。
[0032]所述支撐框架8由立柱81、中部平臺(tái)83和頂部平臺(tái)82三部分組成。其中，立柱81為四根75型角鋼；中部平臺(tái)83為1mm厚碳鋼平板，平臺(tái)上預(yù)留圓孔固定豎直導(dǎo)軌，預(yù)留方孔供內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板422、外豎直驅(qū)動(dòng)板423穿過；頂部平臺(tái)83為1mm厚碳鋼平板，預(yù)留圓孔固定動(dòng)力系統(tǒng)和部分傳動(dòng)系統(tǒng)，預(yù)留方孔供左連桿4131、右連桿4132穿過；中部平臺(tái)83和頂部平臺(tái)82通過螺絲與立柱81連接構(gòu)成整個(gè)支撐框架。
[0033]所述沉降筒I由底板、前面板、后面板、左面板、右面板組成。其中，底板為1mm厚碳鋼平板，其中部設(shè)有排水口供排水排沙，底板通過螺絲與支撐框架8的立柱81進(jìn)行連接；前、后面板均為16mm厚碳鋼平板,面板內(nèi)部各安裝一塊1mm厚超白玻璃2以便于從外部觀測(cè)泥沙沉降過程；左面板為16mm厚碳鋼平板，右面板為16mm厚碳鋼平板，平板內(nèi)部安裝數(shù)塊1mm超白玻璃以便于觀測(cè)泥沙沉降過程，玻璃窗之間設(shè)有測(cè)量小孔11用于插入壓力傳感器等小型測(cè)量?jī)x器；第一容器6與沉降筒I之間的隔板為8_厚碳鋼平板，隔板中部預(yù)留6個(gè)圓孔以通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的水平導(dǎo)軌433，第一容器主要用于安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，沉降筒為試驗(yàn)區(qū)，第一容器與沉降筒分開隔板的目的是為了避免了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的挾沙水流產(chǎn)生不規(guī)則擾動(dòng)。底板、各面板之間板均通過螺絲進(jìn)行連接和固定，板與板之間的接縫敷設(shè)玻璃膠以防止漏水。
[0034]所述電機(jī)31選用惠斯通SM150-23020型伺服電機(jī)，電機(jī)31通過機(jī)座32固定在支撐框架8的頂部平臺(tái)82 ;驅(qū)動(dòng)齒輪33為直徑100mm、厚1mm的100齒2模直齒輪，與電機(jī)31的轉(zhuǎn)軸連接和驅(qū)動(dòng)。
[0035]所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括三部分，第一部分將電機(jī)31提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直往復(fù)運(yùn)動(dòng)，第二下部分、第三部分將豎直往返運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述從動(dòng)輪411為直徑200mm,厚1mm的200齒2模直齒輪，與驅(qū)動(dòng)齒輪33相互咬合；所述內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板422、外豎直驅(qū)動(dòng)板423為1mm厚碳鋼平板，其中內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板422驅(qū)動(dòng)第奇數(shù)個(gè)第二豎直滑塊424，外豎直驅(qū)動(dòng)板423驅(qū)動(dòng)第偶數(shù)個(gè)第二豎直滑塊424。為便于安裝，每根外豎直驅(qū)動(dòng)板423上均預(yù)留圓孔4232、窄槽4231，其中圓孔4232用于和第二豎直滑塊424相連接，窄槽4231為第二豎直滑塊424預(yù)留滑動(dòng)空間。所述振動(dòng)?xùn)鸥?為均勻分布有圓孔的碳鋼薄板，每塊振動(dòng)?xùn)鸥?上預(yù)留圓孔用于和套筒434連接，振動(dòng)?xùn)鸥?跟隨套筒434往返運(yùn)動(dòng)從而形成紊動(dòng)水體團(tuán)，紊動(dòng)水團(tuán)的大小隨孔徑和孔距改變，本發(fā)明振動(dòng)?xùn)鸥?上孔的孔徑為20mm、孔距100mm。
[0036]本發(fā)明水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置工作原理:首先在沉降筒內(nèi)盛放待測(cè)含沙水體，打開驅(qū)動(dòng)電機(jī)31并根據(jù)試驗(yàn)需求調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速(紊動(dòng)水團(tuán)的頻率)和偏心度(紊動(dòng)水團(tuán)的振幅)。在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，振動(dòng)?xùn)鸥?沿水平導(dǎo)軌433往返運(yùn)動(dòng)，在水體中形成一定尺度的紊動(dòng)水團(tuán)。沉降筒內(nèi)泥沙顆粒在紊動(dòng)條件下的沉降運(yùn)動(dòng)過程通過布置在沉降筒玻璃窗外側(cè)和通過測(cè)量小孔11插入水體內(nèi)部的儀器進(jìn)行測(cè)量。
[0037]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括用于盛放挾沙水體并觀測(cè)泥沙顆粒沉降過程的沉降筒(I)，所述沉降筒(I)外側(cè)頂部安裝有為提供試驗(yàn)裝置振動(dòng)時(shí)所需動(dòng)力的動(dòng)力系統(tǒng)，沉降筒(I)外側(cè)垂向靠側(cè)壁設(shè)置有用于將動(dòng)力系統(tǒng)(3)提供的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平往返直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，沉降筒(I)內(nèi)部設(shè)置有若干垂直且平行的振動(dòng)?xùn)鸥?5)，所述傳動(dòng)系統(tǒng)與振動(dòng)?xùn)鸥?5)固定連接，振動(dòng)?xùn)鸥?5)在傳動(dòng)系統(tǒng)的帶動(dòng)下呈水平往返直線運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述動(dòng)力系統(tǒng)(3)包括電機(jī)(31)、用于支撐電機(jī)(31)的機(jī)座(32)、以及與電機(jī)(31)的轉(zhuǎn)軸連接的驅(qū)動(dòng)齒輪(33)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括三部分；第一部分包括從動(dòng)輪(411)、左偏心輪(4121)、右偏心輪(4122)、左連桿(4131)、右連桿(4132)、上橫梁(4141)、下橫梁(4142)、連接板(417)、支架(419)、第一豎直導(dǎo)軌(418)、第一豎直滑塊(416);第二部分包括第二豎直導(dǎo)軌(421)、可在第二豎直導(dǎo)軌(421)上上下滑動(dòng)的若干第二豎直滑塊(424)、內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板(422)、外豎直驅(qū)動(dòng)板(423)；第三部分包括若干水平導(dǎo)軌(433)、在所述水平導(dǎo)軌(433)上左右滑動(dòng)的水平滑塊(432)、上連桿(4311)、下連桿(4312)、套在所述水平導(dǎo)軌(433)上的套筒(434)； 其中，第一部分，所述第一豎直導(dǎo)軌(418)垂直固定在支架(419)上，第一豎直滑塊(416)可在第一豎直導(dǎo)軌(418)上上下滑動(dòng)；所述從動(dòng)輪(411)與驅(qū)動(dòng)齒輪(33)相互咬合，所述左偏心輪(4121)、右偏心輪(4122)分別同軸安裝在從動(dòng)輪(411)的左右兩側(cè)，左偏心輪(4121)通過左連桿(4131)與上橫梁(4141)直接相連，右偏心輪(4122)通過右連桿(4132)、第一豎直滑塊(416)和連接板(417)與下橫梁(4142)連接，左連桿(4131)與左偏心輪(4121)的連接位置、右連桿(4132)與右偏心輪(4122)的連接位置相差180°，當(dāng)偏心輪隨從動(dòng)輪(411)旋轉(zhuǎn)時(shí)，左連桿(4131)、右連桿(4132)驅(qū)動(dòng)上、下兩根橫梁沿第一豎直導(dǎo)軌(418)相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 第二部分，所述第二豎直導(dǎo)軌(421)垂直固定在支架(419)的兩端，所述下橫梁(4142)的兩端分別垂直連接平行設(shè)置的兩條內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板(422)，上橫梁(4141)的兩端分別垂直連接平行設(shè)置的兩條外豎直驅(qū)動(dòng)板(423)，所述兩條外豎直驅(qū)動(dòng)板(423)上設(shè)置有供第奇數(shù)個(gè)第二豎直滑塊(424)上下滑動(dòng)的窄槽(4231)，兩條內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板(422)上設(shè)置有與第偶數(shù)個(gè)第二豎直滑塊(424)活動(dòng)連接的圓孔(4232)，所述外豎直驅(qū)動(dòng)板(423)、內(nèi)豎直驅(qū)動(dòng)板(422)隨著上橫梁(4141)、下橫梁(4142)的相向往復(fù)運(yùn)動(dòng)沿著第二豎直導(dǎo)軌(421)上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)第奇數(shù)個(gè)第二豎直滑塊(424)滑動(dòng)； 第三部分，所述水平導(dǎo)軌(433)垂直固定在第二豎直導(dǎo)軌(421)上，第奇數(shù)個(gè)第二豎直滑塊(424)與所述上連桿(4311)的一端鉸接連接，第偶數(shù)個(gè)第二豎直滑塊(424)與所述下連桿(4312)的一端鉸接連接，所述上連桿(4311)、下連桿(4312)的另一端分別鉸接連接在水平滑塊(432)的上下兩端，所述水平滑塊(432)與套筒(434)的一端固定連接，水平滑塊(432)、套筒(434)的一端穿過沉降筒(I)的側(cè)壁后，套筒(434)與所述沉降筒(I)內(nèi)的振動(dòng)?xùn)鸥?5)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述振動(dòng)?xùn)鸥?5)上分布有若干供沙水穿過的小孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述沉降筒(I)的側(cè)壁上還設(shè)置有供插入壓力傳感器可插入的測(cè)量小孔(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述沉降筒(I)的四個(gè)側(cè)壁上分別安裝有白玻璃(2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)系統(tǒng)的第二部分及第三部分的一部分包圍在第一容器￠)內(nèi)，所述第一容器(6)安裝在所述沉降筒(I)的側(cè)壁上；所述傳動(dòng)系統(tǒng)的第一部分包圍在第二容器(7)內(nèi)，所述第二容器(7)安裝在所述沉降筒(I)的頂部；所述動(dòng)力系統(tǒng)(3)安裝在第二容器(7)的外部頂部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水平振動(dòng)型泥沙沉降試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第二容器(7)、第一容器(6)上安裝有用于觀察傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的白玻璃(2)。
【文檔編號(hào)】G09B23/12GK104165751SQ201410197953
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】李文杰, 陳啟剛, 楊勝發(fā), 張鵬, 王興奎, 曹慶萬 申請(qǐng)人:重慶交通大學(xué)