[發明專利]用于高速遠程滑坡裹氣流變特性研究的剪切流變裝置

有效

• 申請號: 201310526938.2
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103543098A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 王玉峰;程謙恭;羅忠旭;陳鑼增;仲昱全;吳九江
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

技術領域

本發明涉及實驗設備領域，具體涉及一種用于高速遠程滑坡裹氣流變特性研究的剪切流變裝置。

背景技術

不同于常規低速近程滑坡，高速遠程滑坡運動過程中常表現出異常流動性特征，如：在滑體整體順溝谷向下游高速運動過程中，當遇到障礙物時，常可像流體一樣繞過障礙物繼續向前運動。高速遠程滑坡運動過程中的這種異常流動性特征是其能夠實現超長距離運動的關鍵，是高速遠程滑坡運動機理研究的重中之重，也是近一個世紀以來，國內外學者一直關注的重點問題。流體力學實驗作為測試流體流變特性的重要手段，已在空氣動力學研究、泥石流流變特性研究、水力學研究等領域中得到了廣泛應用，并取得了豐碩的研究成果；旋轉式流變計作為研究流體流變特性的重要裝置，亦已在泥石流流變特性研究中得到了較廣泛的應用。然而，迄今為止，運用旋轉式流變計研究高速遠程滑坡運動過程中碎屑流流變特性的成果十分有限，尤其是高速遠程滑坡運動過程中碎屑流裹氣流變特性的研究更是無人涉及，在滑體的高速運行過程中，其對前緣及周邊空氣的高速壓縮與裹挾是不容忽視的一個重要物理力學作用過程，開展高速遠程滑坡運動過程中裹氣流變特性的研究，了解碎屑流在裹入氣流影響下的剪切流變特征，對于更加深入地了解高速遠程滑坡運動過程中的動力學作用機制具有重要意義。對高速遠程滑坡運動過程中的裹氣流變特性進行研究，以分析碎屑流在不同氣力值下的剪切流變特性，能進一步揭示高速遠程滑坡的動力學機理提供參考。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠實現試樣在裹入氣流作用下剪切流變特性定量化研究的用于高速遠程滑坡裹氣流變特性研究的剪切流變裝置。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：該用于高速遠程滑坡裹氣流變特性研究的剪切流變裝置，包括風機、輸風管線、支架、動力裝置、風室、第一布風板、第二布風板、內筒、外筒、稱重傳感器、扭矩傳感器、轉速傳感器，所述動力裝置與設置在風室上的第一齒輪連接，所述風室通過軸承安裝在支架上方，所述風室通過輸風管線與風機連接，所述風室的出風口端面設置有法蘭盤，所述第一布風板覆蓋在法蘭盤上，所述外筒設置在第一布風板上并與第一布風板以及法蘭盤連接為一體，所述第二布風板設置在外筒內，所述第二布風板的圓周面與外筒的內壁相適配，所述第一布風板與第二布風板之間設置有稱重傳感器，所述內筒固定連接在第二布風板上，所述外筒與內筒之間的距離為70-90mm，所述內筒外壁、外筒內壁以及第二布風板所圍成的空間形成環形載物槽，所述環形載物槽內設置有與環形載物槽相適配的環形蓋板，所述環形蓋板通過連接桿與扭矩傳感器連接，所述動力裝置與轉速傳感器連接，所述攝像裝置通過設置在法蘭盤上的橫桿安裝在環形載物槽外側。

進一步的是，所述動力裝置包括電機、減速器以及設置在減速器輸出軸上的第二齒輪，所述第二齒輪與風室上的第一齒輪嚙合。

進一步的是，所述風室的入風口設置在風室底部，其中心與第一布風板的中心位于同一軸線，所述入風口處還設置有入風管，所述第一齒輪固定在入風管的外壁上。

進一步的是，所述第一布風板上設置有第一環形氣孔帶，所述第一環形氣孔帶的外形與環形載物槽尺寸相對應，所述第一環形氣孔帶內均勻設置的氣孔以正三角形方式排列，所述第二布風板上設置有與第一環形氣孔帶相對應的第二環形氣孔帶，所述第一環形氣孔帶的中心與第二環形氣孔帶的中心位于同一軸線。

進一步的是，所述第二布風板的第二環形氣孔帶上表面設置有防漏網，所述防漏網上還設置有凹凸不平的第一阻流層。

進一步的是，所述環形蓋板上設置有多個逸散孔，其下表面設置有凹凸不平的第二阻流層。

進一步的是，所述環形載物槽由透明材質的材料構成，其高度范圍為270-300mm。

進一步的是，所述攝像裝置為至少1臺高速攝像機。

進一步的是，所述連接桿包括固定在環形蓋板上表面的至少2根向上延伸的伸縮桿以及設置在伸縮桿另一端的橫梁，所述扭矩傳感器設置在橫梁中部。

進一步的是，所述輸風管線上設置有轉子流量計。