CN105823616B - 推移质模拟器 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种用于模拟推移质在河流中以滚动方式运动的推移质模拟器，包括支架、托盘、推移质桶、驱动装置(可调速)和测温装置。所述推移质桶呈两端封闭的圆筒状，其侧面开设有用于放入和取出推移质的进料口，并设有桶盖，所述推移质桶水平被放置在支架上，由上述驱动装置与推移质桶传动连接，以驱动推移质桶自转。测温***是一个双探头的热电偶装置，其导线通过推移质桶的中心轴进入桶内，以实现对桶内的温度监控。托盘位于推移质桶正下方的支架上，用来接清洗推移质桶的水等物质。本装置能够模拟河流沉积物在流水搬运作用下推移质滚动的状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种模拟装置，尤其涉及一种用于模拟推移质在河流中以滚动方式运动的推移质模拟器。
背景技术
推移质是指在水流中沿河底滚动、移动、跳跃或以层移方式运动的泥沙颗粒，在运动过程中与床沙之间经常进行交换。推移质泥沙颗粒在水下的运动状态异常复杂，滑动、滚动以及跳跃是其主要的运动形式。推移质在滚动过程中，除受到水下重力、水流作用产生的推力和上举力外，还有若干其它作用力，如magnus力、saffman力、离心力、附加质量力、接触点的法向及切向反力、竖向运动阻力等等。要研究除自然光照作用以外，河沙中的石英颗粒以滚动方式运动时，对石英颗粒的电子自选共振信号产生的影响，对石英电子自选共振测年具有重要意义。然而，在自然条件下很难实现对同一河流沉积物的在河流中滚动不同时间时的石英电子自选共振信号的监测，并且有支流的物质混入等干扰因素。
发明内容
本发明目的是提供一种能够模拟推移质的滚动状态的推移质模拟器。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种推移质模拟器，包括支架、推移质桶和驱动装置，
所述推移质桶呈两端封闭的圆筒状，在推移质桶上开设有用于放入和取出推移质的进料口，所述进料口通过安装在推移质桶上的桶盖封闭，
所述推移质桶可转动，水平安装在所述支架上，
所述驱动装置与推移质桶传动连接，用于驱动推移质桶自转。
可选的，本装置还包括测温***，所述测温***为热电偶，所述热电偶的探头设置在所述推移质桶内，用于监控推移质桶内的温度。
可选的，所述推移质桶采用不透明的材料制作。
可选的，所述推移质桶的数量两个，两个推移质桶的中心线均在同一水平面上，且相互对称设置，所述驱动装置与两个推移质桶传动连接。
可选的，所述推移质桶的两端分别固定安装有第一转轴和第二转轴，所述第一转轴和第二转轴均与推移质桶同轴设置，第一转轴和第二转轴通过轴承安装在支架上，所述支架上还固定安装有中心杆，所述推移质桶的两端开设有通孔，所述第一转轴和第二转轴上也开设有通孔，所述中心杆穿过第一转轴、推移质桶和第二转轴，中心杆与第一转轴、推移质桶和第二转轴之间均存在间隙，所述中心杆上开设有用于穿过热电偶测温导线的导线孔。
可选的，所述第一转轴和第二转轴均固定安装在推移质桶的通孔上，所述中心杆与第一转轴和第二转轴之间通过轴承连接。
可选的，所述驱动装置固定安装在支架上，所述驱动装置的输出轴上固定安装有主动齿轮，两个所述推移质桶端部的第一转轴上均固定安装有从动齿轮，所述主动齿轮与两个从动齿轮啮合。
可选的，所述支架上还固定安装有托盘，所述托盘位于两个推移质桶的正下方。
可选的，所述支架包括底部框架、第一上部框架、第二上部框架和第三上部框架，所述第一上部框架、第二上部框架和第三上部框架相互平行，且固定安装在底部框架上，所述第二上部框架位于第一上部框架和第三上部框架之间，所述第一转轴安装在第二上部框架上，所述第二转轴安装在第三上部框架上，所述中心杆和驱动装置固定安装在第一上部框架上。
可选的，所述底部框架上还固定安装有滚轮。
本发明具有如下有益效果：本发明通过将推移质桶可转动地安装在支架上，通过驱动装置驱动推移质桶自转，当模拟推移质的滚动状态时，将推移质桶上的桶盖打开，将推移质放入推移质桶内，然后盖上桶盖，通过驱动装置驱动推移质桶转动，随着推移质桶的自转，带动其内的推移质以滚动的方式运动，从而实现河流沉积物在流水搬运作用下滚动运动状态的模拟。
附图说明
图1为本发明推移质模拟器的立体图；
图2为本发明推移质模拟器的俯视图；
图3为本发明推移质模拟器的左视图；
图4为本发明推移质模拟器的主视图；
图5为图2中沿A-A方向的剖视图；
图6为图2中沿B-B方向的剖视图；
图中标记示意为：10－驱动装置；20－推移质桶；21－桶盖；22－第一转轴；23－第二转轴；24－中心杆；25－导线孔；26－主动齿轮；27－从动齿轮；28－托盘；29－安装部；30－底部框架；31－第一上部框架；32－第二上部框架；33－第三上部框架；34－滚轮；35－固定管；36－第一轴承座；37－第二轴承座。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种推移质模拟器，如图1所示，包括支架、托盘28、推移质桶20和驱动装置10。支架用于安装推移质桶20、托盘28、驱动装置10和测温***。
本实施例中支架包括底部框架30、第一上部框架31、第二上部框架32和第三上部框架33。底部框架30的形状为矩形，第一上部框架31、第二上部框架32和第三上部框架33的形状为向下开口的门框形，均是通过槽钢焊接而成。第一上部框架31、第二上部框架32和第三上部框架33均焊接在底部框架30上，且三者之间相互平行。第二上部框架32位于第一上部框架31和第三上部框架33之间。在底部框架30上还固定安装有滚轮34，本实施例中滚轮34的数量为4个，固定安装在底部框架30的四角处。
结合图4所示，推移质桶20水平设置，可转动地安装在支架上，推移质桶20呈两端封闭的圆筒状，在推移质桶20的侧壁上开设有用于放入和取出推移质的进料口，进料口位于推移质桶20的中部，进料口通过安装在推移质桶20上的桶盖21封闭，本实施例中桶盖21通过螺栓可拆卸地安装在进料口上，为了避免推移质和水从进料口与桶盖21之间的缝隙中漏出，在桶盖21上设置有密封圈，当桶盖21盖在推移质桶20上时，桶盖21与推移质桶20的外壁挤压密封圈，使密封圈发生变形，从而达到较好的密封效果。其中密封圈可以固定在桶盖或推移质桶的外壁上。
结合图3所示，本实施例中推移质桶20的数量两个，两个推移质桶20的中心线均在同一水平面上，且相互对称设置，驱动装置10与两个推移质桶20传动连接，用于驱动推移质桶20自转。
本实施例中推移质桶20采用不透明的材料制作，如不锈钢，从而避免外界光线对推移质的影响，保证模拟的准确性。
如图2所示，本实施例中，在推移质桶20的两端分别固定安装有第一转轴22和第二转轴23，第一转轴22和第二转轴23均与推移质桶20同轴设置，第一转轴22和第二转轴23通过轴承安装在支架上，其中第一转轴22通过轴承安装在第二上部框架32上的第一轴承座36，第二转轴23通过轴承安装在第三上部框架33上的第二轴承座37上。本实施例中在推移质桶20的两端开设有通孔，第一转轴22和第二转轴23上也开设有通孔。推移质桶20与支架之间的连接方式也可以采用直接将推移质桶20的两端通过轴承安装在支架上的方式。
具体的，如图5所示，在第一转轴22和第二转轴23的内端均向内延伸出一安装部29，安装部29的外径小于第一转轴22和第二转轴23的外径，且安装部29的外径略小于推移质桶20两端开设的通孔的直径，在安装部29上设置有螺纹。第一转轴22和第二转轴23上的安装部***推移质桶20上的通孔内，并且位于推移质桶20内的安装部29上安装有螺母，推移质桶20的端壁由螺母和第一转轴22或第二转轴23的内端端面夹紧固定，从而实现第一转轴22和第二转轴23与推移质桶20的固定。为了提高密封性，在安装部29上开设有安装槽，安装槽内设置有密封圈，用于密封推移质桶20上通孔与安装部29之间的间隙。
为了验证温度对推移质在滚动状态时产生的影响，本装置中设置有测温***，该测温***采用热电偶，优选双探头的热电偶，热电偶的探头设置在推移质桶内，用于监控推移质桶内的温度。支架上固定安装有中心杆24。具体的，如图5所示中心杆24固定安装在第一上部框架31上。中心杆24穿过第一转轴22、推移质桶20和第二转轴23，中心杆24与第一转轴22、推移质桶20和第二转轴23之间均存在间隙。在中心杆24上开设有用于穿过热电偶测温导线的导线孔25。结合图6所示，本实施例中在中心杆24的中部固定安装有固定管35，固定管35的上端与中心杆24的导线孔25连通，固定管35的下端开口向下，热电偶的探头设置于固定管35内。
为了使中心杆24更加稳固，中心杆24与第一转轴22和第二转轴23之间通过轴承连接。
如图1所示，驱动装置10固定安装在支架上，具体的，驱动装置10固定安装在第一上部框架31上。结合图2、图3所示，驱动装置10的输出轴上固定安装有主动齿轮26，两个推移质桶20端部的第一转轴22上均固定安装有从动齿轮27，主动齿轮26与两个从动齿轮27啮合。主动齿轮26位于两个从动齿轮27之间，从动齿轮27的齿数大于主动齿轮26的齿数。本实施例中驱动装置10采用减速电机，电机可以通过控制器控制其转速。当然，驱动装置10也可以采用如液压马达等其他动力源。
本实施例中，托盘28固定安装在支架上，如图1、图5、图6所示，托盘28位于两个推移质桶20的正下方，用来接清洗推移质桶的水等物质。本实施例中托盘28呈上端敞口的方盒状，设置在第二上部框架32和第三上部框架33之间。
本推移质模拟器在使用时，通过电动机同时驱动两个推移质桶20转动，从而能够实现两种不同的推移质同时模拟滚动方式的运动，进而提高模拟效率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种推移质模拟器，其特征在于，包括支架、推移质桶(20)和驱动装置(10)，
所述推移质桶(20)呈两端封闭的圆筒状，在推移质桶(20)上开设有用于放入和取出推移质的进料口，所述进料口通过安装在推移质桶(20)上的桶盖(21)封闭，
所述推移质桶(20)可转动，水平安装在所述支架上，
所述驱动装置(10)与推移质桶(20)传动连接，用于驱动推移质桶(20)自转；
还包括测温***，所述测温***为热电偶，所述热电偶的探头设置在所述推移质桶(20)内，用于监控推移质桶(20)内的温度；
所述推移质桶(20)的两端分别固定安装有第一转轴(22)和第二转轴(23)，所述第一转轴(22)和第二转轴(23)均与推移质桶(20)同轴设置，第一转轴(22)和第二转轴(23)通过轴承安装在支架上，所述支架上还固定安装有中心杆(24)，所述推移质桶(20)的两端开设有通孔，所述第一转轴(22)和第二转轴(23)上也开设有通孔，所述中心杆(24)穿过第一转轴(22)、推移质桶(20)和第二转轴(23)，中心杆(24)与第一转轴(22)、推移质桶(20)和第二转轴(23)之间均存在间隙，所述中心杆(24)上开设有用于穿过热电偶测温导线的导线孔(25)。
2.根据权利要求1所述的推移质模拟器，其特征在于，所述推移质桶(20)采用不透明的材料制作。
3.根据权利要求1或2所述的推移质模拟器，其特征在于，所述推移质桶(20)的数量两个，两个推移质桶(20)的中心线均在同一水平面上，且相互对称设置，所述驱动装置(10)与两个推移质桶(20)传动连接。
4.根据权利要求3所述的推移质模拟器，其特征在于，所述第一转轴(22)和第二转轴(23)均固定安装在推移质桶(20)的通孔上，所述中心杆(24)与第一转轴(22)和第二转轴(23)之间通过轴承连接。
5.根据权利要求4所述的推移质模拟器，其特征在于，所述驱动装置(10)固定安装在支架上，所述驱动装置(10)的输出轴上固定安装有主动齿轮(26)，两个所述推移质桶(20)端部的第一转轴(22)上均固定安装有从动齿轮(27)，所述主动齿轮(26)与两个从动齿轮(27)啮合。
6.根据权利要求5所述的推移质模拟器，其特征在于，所述支架上还固定安装有托盘(28)，所述托盘(28)位于两个推移质桶(20)的正下方。
7.根据权利要求6所述的推移质模拟器，其特征在于，所述支架包括底部框架(30)、第一上部框架(31)、第二上部框架(32)和第三上部框架(33)，所述第一上部框架(31)、第二上部框架(32)和第三上部框架(33)相互平行，且固定安装在底部框架(30)上，所述第二上部框架(32)位于第一上部框架(31)和第三上部框架(33)之间，所述第一转轴(22)安装在第二上部框架(32)上，所述第二转轴(23)安装在第三上部框架(33)上，所述中心杆(24)和驱动装置(10)固定安装在第一上部框架(31)上。
8.根据权利要求7所述的推移质模拟器，其特征在于，所述底部框架(30)上还固定安装有滚轮(34)。
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