[發明專利]一種用于制備土工離心模型試驗的砂雨裝置及其制備方法

在審

• 申請號: 201710103081.1
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106596231A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 丁磊;刁紅國;王德;郭金平;樊文杰;司雙;喬炳乾;傅蕾蕾;何栓;陸晶;張德玲
• 申請（專利權）人: 宿遷電力設計院有限公司;河海大學;國網江蘇省電力公司宿遷供電公司;國網江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N9/04
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司32215
• 代理人: 奚勝元,奚曉寧

1.一種用于制備土工離心模型試驗的砂雨裝置，其特征在于：包括懸掛式電子秤、制動滑輪、砂箱和模型箱，所述懸掛式電子秤、制動滑輪和砂箱之間通過吊繩依次連接；砂箱頂部內嵌有圓水準器，用以保證砂箱的水平；砂箱底部設有出砂口和激光測距儀；所述出砂口均勻分布并貫通于砂箱底部，出砂口為上大下小的漏斗形，在出砂口的兩端開口處分別設有篩網，出砂口內設有電動球閥；所述電動球閥由電動執行機構和球閥組成；

在砂箱的側壁外部上設有控制面板；控制面板上設有控制旋鈕和電子屏幕，所述控制旋鈕與所述電動球閥的電動執行機構的輸入控制端通過導線相連；所述電子屏幕通過單片機與激光測距儀相連。

2.根據權利要求1所述的用于制備土工離心模型試驗的砂雨裝置，其特征在于：所述制動滑輪包括雙排滾輪和制動閥，制動閥安裝在雙排滾輪側面，用以約束雙排滾輪的轉動。

3.根據權利要求1或2所述的用于制備土工離心模型試驗的砂雨裝置，其特征在于：在控制面板上還設有總開關，所述總開關分別與電子屏幕和激光測距儀的控制開關相連，通過總開關控制電子屏幕和激光測距儀的開關。

4.根據權利要求1或2所述的用于制備土工離心模型試驗的砂雨裝置，其特征在于：所述單片機采用MCS89C52單片機。

5.根據權利要求1或2所述的用于制備土工離心模型試驗的砂雨裝置，其特征在于：所述電子屏幕采用LCD液晶顯示屏或LED顯示屏。

6.根據權利要求1或2所述的用于制備土工離心模型試驗的砂雨裝置，其特征在于：所述激光測距儀設置在砂箱底部中心，激光測距儀的下端與出砂口的下端平齊，實時測量出砂口下端與模型箱內砂土表面之間的距離，即落距。

7.根據權利要求1或2所述的用于制備土工離心模型試驗的砂雨裝置，其特征在于：所述控制面板對稱安置在砂箱側壁。

8.根據權利要求1或2所述的用于制備土工離心模型試驗的砂雨裝置，其特征在于：所述出砂口的分布范圍不小于模型箱底部截面尺寸。

9.根據權利要求1或2所述的用于制備土工離心模型試驗的砂雨裝置，其特征在于：所述電動球閥的閉合程度與出砂口的流量成正比。

10.采用權利要求1或2所述的用于制備土工離心模型試驗的砂雨裝置進行砂雨制備的方法，其特征在于，包括步驟如下：

1）通過調節控制旋鈕打開電動球閥，保證出砂口的流量為定值后，將此時控制旋鈕的位置為標定位置；同時標定砂土密度與落距的關系，確定試驗要求砂土密度對應的落距H；

2）在電動球閥關閉狀態下，調節制動滑輪直至圓水準器中的氣泡保持居中，保證砂箱的水平；

3）垂直移動吊繩至出砂口下端初始位置與模型箱內底的距離達到步驟1）中的標定落距H，同時記錄懸掛式電子秤的初始讀數；

4）調節控制旋鈕至步驟1）中的標定位置，打開電動球閥，開始撒砂；

5）通過調節砂箱高度，保證電子屏幕上顯示的激光測距儀的讀數始終為落距H，即出砂口下端與模型箱內砂土表面的距離始終不變；

6）當模型箱內砂土高度達到試驗要求后，調節控制旋鈕為零，結束撒砂，同時記錄懸掛式電子秤的最終讀數，計算出砂土密度。