[发明专利]一种测定松散颗粒产生裹挟铲刮后的冲击力的装置及方法

权利要求书

1.一种测定松散颗粒产生裹挟铲刮后的冲击力的装置，其特征在于，包括支架、流通斜槽、闸门、裹挟铲刮区、刚性挡板和土压力传感器，所述流通斜槽由两个侧板和一个底板构成，所述流通斜槽安装在所述支架上，所述流通斜槽与水平面之间设有夹角；所述闸门设置在所述流通斜槽上游，所述刚性挡板设置在所述流通斜槽下游端头处，所述刚性挡板垂直于流通斜槽的底板；沿所述刚性挡板垂直方向的中心线上，间隔设置多个土压力传感器；所述流通斜槽下游底板设有长方孔，所述裹挟铲刮区为多个并排的方槽，所述裹挟铲刮区设置在所述长方孔的下方。

2.根据权利要求1所述的测定松散颗粒产生裹挟铲刮后的冲击力的装置，其特征在于，配置多个与所述方槽容积相当的塞块，通过在一部分所述方槽内填充所述塞块，在另一部分所述方槽内填充松散颗粒，能够调整裹挟铲刮区的长度以及裹挟铲刮区上游边界与所述闸门之间的距离。

3.根据权利要求1所述的测定松散颗粒产生裹挟铲刮后的冲击力的装置，其特征在于，所述支架为可调高度立柱，通过调节所述支架的高度来控制所述流通斜槽与水平面的夹角大小。

4.根据权利要求1所述的测定松散颗粒产生裹挟铲刮后的冲击力的装置，其特征在于，所述土压力传感器外接采集与测试系统。

5.根据权利要求1所述的测定松散颗粒产生裹挟铲刮后的冲击力的装置，其特征在于，还设有高速数字摄像机。

6.一种测定松散颗粒产生裹挟铲刮后的冲击力的方法，其特征在于，利用如权利要求1-5所述的测定松散颗粒产生裹挟铲刮后的冲击力的装置，具体步骤如下：

步骤一：平整试验场地，将支架放置于试验场地，并将流通斜槽固定于支架上，通过调整支架高度，使流通斜槽与水平面成一定角度；

步骤二：在闸门与流通斜槽之间放置松散颗粒，在所述裹挟铲刮区内填充松散颗粒或塞块，以调整所述裹挟铲刮区长度以及裹挟铲刮区上游边界与闸门之间的距离；

步骤三：快速抽开闸门，松散颗粒沿流通斜槽滑下，经过裹挟铲刮区时产生裹挟铲刮作用，经过裹挟铲刮区后继续运动，冲击所述刚性挡板，最终在刚性挡板位置产生堆积；

步骤四：在松散颗粒冲击刚性挡板的过程中，通过土压力传感器及采集与测试系统来测得松散颗粒冲击刚性挡板的作用力；

步骤五：采用称重设备测得松散颗粒最终质量，并将其与松散颗粒初始质量做差，得到裹挟铲刮区裹挟铲刮质量；

步骤六：通过改变流通斜槽与水平面的夹角或者初始松散颗粒的高度，得到在不同控制条件下松散颗粒裹挟铲刮过程，及其对松散颗粒冲击刚性挡板的作用力的影响。

7.根据权利要求6所述的测定松散颗粒产生裹挟铲刮后的冲击力的方法，其特征在于，所述高速数字摄像机能够记录松散颗粒裹挟铲刮及冲击刚性挡板的过程及形态。