[發明專利]高梯度分層旋轉立式集沙儀

無效

• 申請號: 201210068284.9
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102589836A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 楊印海;李勇;朱本珍;張芳;蔣富強;鄭靜;熊治文;薛春曉;李凱崇;達益正;魏永梁
• 申請（專利權）人: 中鐵西北科學研究院有限公司
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 田玉蘭

技術領域

本發明涉及一種野外風沙地區風沙流運動形式的觀測儀器，具體涉及一種高梯度分層旋轉立式集沙儀。

背景技術

風沙研究的一項重要任務是確定輸沙率隨高度位置變化的規律和風沙流的結構。而集沙儀是研究風沙流結構的重要工具，通過集沙儀測得的風沙流結構可用以準確認識和掌握地區風沙運動性質，從而為防沙手段的準確選擇提供科學的技術依據。因此，選用的集沙儀的測試精度直接影響對當地風沙流結構和風沙流運動規律的判斷，進而影響防沙措施設定的有效性和合理性。

目前，國內普遍采用的集沙儀在設計和適用性方面存在一定的問題。

首先，在設計中只考慮了3m以下的輸沙量，在對青藏高原風沙流和新疆強風地區風礫流的觀測中，我們發現，風沙流或風礫流的飛揚高度可達10m以上，且其在3m以上的沙粒含量達40%以上。

其次，集沙筒的通氣條件較差。有的集沙儀沒有考慮輸沙筒內的風壓，導致許多沙粒被筒內的風壓憋出，降低集沙率；有的雖然考慮了風壓，在集沙筒上設置不銹鋼網排氣孔、進沙口上部設排氣口、數個貫通上下邊的方形孔、在筒頂部開排氣孔等，但在現場實測中，發現有許多沙粒被吹出或者鋼網在使用一段時間后發生破損現象而影響測試精度。

第三，許多集沙儀設計中集沙器都固定在一個方向進行沙樣采集，無法實現準確收集來自不同方向的沙粒，有的雖然可以旋轉，但靈敏度較低，或長時間受風吹日曬后，轉動軸生銹而無法實現自動靈活旋轉。

第四，集沙筒（盒）設計中只考慮了短時期的小容量輸沙量，無法針對大風區、高梯度、長時間的大容量輸沙量的測試。

第五，集沙儀在設計中只能固定測定某一高度的積沙，不能隨著科研試驗的進度和要求進行自我調節。

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種可適用于戈壁強風地區、青藏高原高海拔地區以及普通沙漠地區的高梯度分層旋轉立式集沙儀，能調整觀測高度，觀測不同高度的風沙運動情況，集沙筒內的氣壓與氣流中的氣壓一致，能準確采集沙粒，提高測試精度。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種高梯度分層旋轉立式集沙儀，包括豎直設置的主桿，主桿上至少水平安裝有四根第一連接桿，第一連接桿在主桿上的位置可上下調節；第一連接桿上設有集沙單體；每根第一連接桿上方的主桿上均水平安裝有一根第二連接桿，該第二連接桿的方向與該第一連接桿的方向位于180°方向上；第二連接桿在主桿上的位置可上下調節，第二連接桿上分別安裝有風向儀和風速儀，集沙單體進沙口軸線的位置與風向儀軸線的位置相平齊。

集沙單體包括豎直設置的集沙筒，集沙筒的上端固接有水平設置的進沙管，進沙管的一端與集沙筒固接，進沙管的另一端為進沙口；進沙管的頂部分別設有風向標和排氣管；排氣管的軸線與進沙管的軸線相平行，排氣管的內孔為錐孔；排氣管內孔直徑較大的一端與進沙管的內孔相連接，排氣管內孔直徑較小的一端沿背離進沙管進沙口的方向設置，集沙筒的下端與豎直設置的筒形的轉動軸的上端固接，轉動軸的下端為排沙口；轉動軸設置于筒形的防風沙罩內，轉動軸可沿其自身軸線轉動，防風沙罩與第一連接桿相連接。

本發明集沙儀的優點和產生的積極效果是：

1、結構簡單、操作方便、實用性強、適用范圍廣、成本較低。

2、設計合理。排氣孔與集沙筒之間建立壓力平衡，攜沙氣流進入集沙儀后，通過排氣口消減了集沙筒內的壓力，使集沙筒內外壓差一致，保證沙粒沉降到集沙筒內，從而真實的收集到斷面的輸沙量。

3、風向標可依據現場風況進行自由前后調整，采用了雙軸承的轉動軸，和全封閉式的防風沙罩，確保了集沙筒能夠長期、靈活、自動旋轉。

4、采用抽拉式底板，方便了現場取樣，并確保了取樣的真實、可靠。

5、具有較強的抗風沙侵蝕能力，使用壽命長，適用于風沙大，尤其是戈壁、青藏高原等高海拔強風地區風沙運動的長期監測。

附圖說明

圖1是本發明集沙儀的結構示意圖。

圖2是本發明集沙儀中集沙單體的結構示意圖。

圖中：1.可調式風向標，2.排氣管，3.進沙口，4.集沙筒，5.防風沙罩，6.轉動軸，7.排沙口，8.第一連接桿，9.風向儀，10.風速儀，11.主桿，12.基座，13.第二連接桿，14.集沙單體。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。