一种能自动补给和收集物料的碎屑流斜槽实验装置

技术领域

本发明涉及实验装置技术领域，具体涉及一种能自动补给和收集物料的碎屑流斜槽实验装置。

背景技术

由散粒体堆积形成的斜坡称之为散粒体斜坡，其几何尺寸基本属于同一量级的颗粒的集合体。天然情况下，散粒体斜坡主要是高陡斜坡在强烈的物理风化作用下，形成的大量砂粒和碎屑，在自重作用下发生以碎屑流形式的溜动，并在坡脚堆积形成锥状斜坡。

这种常以碎屑式滑动的散粒体斜坡具有发育广泛、自稳性差、复发性强、突发性高的特点。此类不稳定的散粒体斜坡常常对其周围的人类工程建筑物诸如公路等造成不同类型的干扰和破坏(掩埋道路、冲毁土挡墙、破坏车辆、砸伤行人)。其对山区线性工程等基础设施的建设、安全运营同样产生不利影响。因此，探究散粒体的碎屑式流动机理对解决相关地质灾害和颗粒流领域研究难题具有重要的现实意义。

在碎屑流滑动的的广泛研究中，斜槽实验为常用的实验模型，通常将斜槽和水平槽拼接作为散粒体运动和堆积的平台，以实现模型物料滑动和堆积的过程。而对于不同成因的碎屑流运动，其运动堆积过程中内部碎屑的运动形式有明显差异。通常的模型模型实验中，多以单次添加物料、抽取抽板释放物料以实现物料补给过程，因此模型实验中散粒体是碎屑以间断性滑动堆积，大多忽略了现实过程的中物料是按时间为单位的持续性补给这一因素，同样固定斜槽与水平板的接触的夹角、限制堆积水平板的长度，物料堆积前端无阻挡隔板，都缺乏对不同外界条件下起始失稳条件的考虑。因此，现有技术中存在碎屑流斜槽实验难以模拟真实条件下碎屑流动的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能自动补给和收集物料的碎屑流斜槽实验装置，以解决现有技术中碎屑流斜槽实验难以模拟真实条件下碎屑流动的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种能自动补给和收集物料的碎屑流斜槽实验装置，包括：支撑组件、悬挂组件、补给组件、斜槽组件以及收集组件；

悬挂组件设置在支撑组件的顶端；

补给组件包括输送机和储料盒，输送机和储料盒分别位于悬挂组件上，储料盒的顶部开口设置，输送机包括入口端和出口端，储料盒靠近输送机的入口端的一面也设有开口；

斜槽组件的顶端与支撑组件连接并位于输送机的出口端的下方，斜槽组件的底端与收集组件连接。

本发明的支撑组件用于对悬挂组件、斜槽组件和收集组件进行支撑，悬挂用于放置补给组件；储料盒用于存储实验物料，物料受重力影响通过侧面的开口流至输送机上方，从而实现自动补给的效果；传动带将上方的物料传送至下方的斜槽组件中，物料在斜槽组件中滑动并最终进入收集组件中，从而在自动收集物料的同时模拟真实条件下碎屑流动情况。

进一步地，上述支撑组件包括底部钢架和支撑杆，支撑杆的底端与底部钢架连接，支撑杆还分别与悬挂组件以及斜槽组件连接，支撑杆上设有多个与斜槽组件配合的固定孔。

本发明的斜槽组件与不同的固定孔配合，可对斜槽组件的倾斜角度进行调整，从而方便模拟不同倾斜角度的碎屑流斜槽试验。

进一步地，上述斜槽组件包括侧挡板、倾斜底板以及倾斜支架，倾斜底板设置在倾斜支架上，倾斜支架通过斜槽螺栓分别与侧挡板连接，所述支架的顶端与固定孔配合，倾斜支架的底端连接有轴承。

本发明倾斜支架用于对倾斜底板进行支撑，倾斜底板和侧挡板配合，方便物料在上方进行滑动并且避免从两侧滑出；斜槽支架底端连接轴承，方便配合固定孔调整斜槽组件的倾斜角度。

进一步地，上述收集组件包括堆积支架以及收集盒，堆积支架与底部钢架滑动配合，堆积支架上设有相互垂直的堆积底板和堆积挡板，堆积底板和堆积挡板分别与斜槽组件的底端配合，收集盒通过支撑钢与堆积支架连接，收集盒位于堆积挡板远离堆积底板的一侧。

本发明的堆积支架可在底部钢架内发生滑动，配合斜槽组件调整倾斜角度；堆积底板用于承受从斜槽组件中滑出的物料，堆积挡板用于阻止物料流动，方便使物料由运动状态转换为堆积状态；收集盒则用于收集从堆积挡板溢出的物料；支撑钢用于支撑固定收集盒。

进一步地，上述储料盒包括滑板、两个侧板、底板以及后板，滑板与其两侧的侧板滑动连接。

本发明的滑板与侧板滑动连接，便于控制储料盒的侧面开口大小，从而配合输送机改变碎屑流出速度。

进一步地，上述侧板与滑板接触的位置设有与滑板配合的凹槽，滑板的两侧开设有多个凹眼，凹眼通过卡垫与侧板抵接。

本发明通过在侧板与滑板之间设置卡垫，通过卡垫与凹眼接触，从而对滑板在侧板上滑动的位置进行固定，避免在物料流出过程中滑板的位置发生改变，从而影响物料流出速度。

进一步地，上述悬挂组件包括悬架、悬板以及限位块，悬架与支撑组件连接，限位块位于悬架底端，悬板与限位块接触并位于限位块顶侧。

本发明的悬架用于与支撑组件连接对悬板和补给组件进行支撑，补给组件放置在悬板顶侧，悬板的底侧设有限位块，用于对悬板进行位置限定，避免悬板在悬架上发生滑落。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的支撑组件用于支撑整体装置，悬挂组件用于放置补给组件；储料盒用于存储实验物料，物料受重力影响通过侧面的开口流至输送机上方，从而实现自动补给的效果；传动带将上方的物料传送至底侧的斜槽组件中，物料在斜槽组件中滑动并最终进入收集组件中，从而在自动收集物料的同时模拟真实条件下碎屑流动情况。

(2)本发明的斜槽组件与不同的固定孔配合，可对斜槽组件的倾斜角度进行调整，从而方便模拟不同倾斜角度的碎屑流斜槽试验。

(3)本发明的滑板与侧板滑动连接，并且通过在侧板与滑板之间设置卡垫，通过卡垫与凹眼接触对滑板在侧板上的位置进行固定，从而固定物料盒的开口大小，避免在碎屑流出过程中滑板的位置发生改变，从而影响碎屑流出速度。

附图说明

图1为本发明能自动补给和收集物料的碎屑流斜槽实验装置的结构示意图；

图2为本发明支撑组件的结构示意图；

图3为本发明悬挂组件的结构示意图；

图4为本发明补给组件的结构示意图；

图5为本发明斜槽组件的结构示意图；

图6为本发明收集组件的结构示意图。

图中：1-支撑组件；11-底部钢架；12-支撑杆；13-支撑螺栓；14-斜杆；15-套筒；16-连接垫；17-座件；18-轴件；19-固定孔；2-悬挂组件；21-悬架；211-横杆；212-竖杆；22-悬板；23-限位块；24-扣件；3-补给组件；31-输送机；311-传送带；312-传送带侧挡板；313-固定角码；314-固定螺丝；315-传送带支撑架；316-支撑架吸盘；317-入口端；318-出口端；32-储料盒；321-滑板；322-侧板；323-底板；324-后板；325-卡垫；326-储料盒脚架；327-脚架吸盘；4-斜槽组件；41-侧挡板；42-倾斜底板；43-倾斜支架；44-斜槽螺栓；45-轴承；5-收集组件；51-堆积底板；52-堆积挡板；53-堆积支架；54-支撑钢；55-收集盒；56-挡板螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

参照图1，一种能自动补给和收集物料的碎屑流斜槽实验装置，包括：支撑组件1、悬挂组件2、补给组件3、斜槽组件4以及收集组件5。

参照图1和图2，支撑组件1包括底部钢架11和支撑杆12，底部钢架11和支撑杆12的底端通过支撑螺栓13连接固定，用于对整体装置的其他组件进行支撑。支撑杆12的顶端设有连接垫16，支撑杆12的顶端侧壁通过斜杆14连接有套筒15，套筒15和斜杆14的数量为四组，用于悬挂组件2中的杆件穿过，并使悬挂组件2中的杆件与连接垫16卡接，从而对悬挂组件2进行连接固定。

参照图1和图3，悬挂组件2包括悬架21、悬板22以及限位块23，悬架21包括相互连接的横杆211和竖杆212，横杆211和竖杆212之间通过扣件24进行连接。横杆211的其中一端与套筒15和连接垫16配合，竖杆212的数量为四根，分别穿过悬板22的四角，悬板22用于放置补给组件3。每根竖杆212的底端分别与限位块23螺纹连接，限位块23位于悬板22的底侧，从而由限位块23对悬板22进行支撑限位，避免悬板22从悬架21上滑落。

参照图1和图4，补给组件3包括输送机31和储料盒32，储料盒32用于存储碎屑流斜槽实验所用的物料，储料盒32的顶部开口设置，方便直接从顶部向储料盒32内添加物料。储料盒32包括滑板321、两个侧板322、底板323以及后板324，滑板321与其两侧的侧板322滑动配合，侧板322在与滑板321接触的位置设有凹槽，使滑板321位于凹槽内，从而避免滑板321偏斜。滑板321的两侧还开设有多个凹眼，凹眼通过卡垫325与侧板322抵接，从而对滑板321在侧板322上滑动的位置进行固定，避免在物料流出过程中滑板321的位置发生改变，从而影响物料流出速度。储料盒32的底部四角还分别连接有四个储料盒脚架326，储料盒脚架326上海分别连接有脚架吸盘327，通过脚架吸盘327便于吸附固定在悬板22上。

输送机31包括入口端317和出口端318，入口端317靠近储料盒32，出口端318位于斜槽组件4的上方，输送机31上的物料输送方向与入口端317至出口端318的延伸方向一致。输送机31还包括包括传送带311、传送带侧挡板312、传送带支撑架315以及电机组成,传送带侧挡板312通过固定角码313和固定螺丝314配合固定在传送带支撑架315上，并位于传送带311的两侧，并在连接位置做好密封处理，从而避免物料从传送带311的两侧滑出。传送带311远离储料盒32的端部位于斜槽组件4的顶侧，从而方便将储料盒32中流出的物料输送到斜槽组件4中。传送带支撑架315的底部也连接有四个支撑架吸盘316，通过支撑架吸盘316便于吸附固定在悬板22上。

参照图1和图5，斜槽组件4包括侧挡板41、倾斜底板42以及倾斜支架43，倾斜底板42固定在倾斜支架43上，侧挡板41的数量为两个，分别通过斜槽螺栓44与倾斜支架43连接，从而避免物料从倾斜底板42的两侧滑出。

参照图2和图5，倾斜支架43的顶端与支撑杆12连接，并且倾斜支架43上开设有多个通孔，支撑杆12上也开设有多个固定孔19，通过倾斜支架43与不同固定孔19之间的连接，可实现对倾斜支架43的角度调整，从而模拟不同角度的物料流动情况。

倾斜支架43的底端与底部钢架11连接，并且倾斜支架43的底端还连接有轴承45，轴承45的数量为两个。底部钢架11上设有与轴承45外表面接触的座件17，两个轴承45之间设有轴件18，通过座件17、轴件18以及轴承45的配合可对倾斜支架43进行支撑固定。

参照图1和图6，收集组件5包括堆积支架53和收集盒55，堆积支架53与底部钢架11滑动配合，堆积支架53的端部深入到底部钢架11内，可根据斜槽组件4的倾斜角度调整堆积支架53伸入底部钢架11内的尺寸。堆积支架53上设有相互垂直的堆积底板51和堆积挡板52，堆积底板51与堆积底板51和侧挡板41配合，用于承受从斜槽组件4中滑出的物料。堆积挡板52通过挡板螺栓56固定在堆积支架53上，用于阻止物料流动，使物料由运动状态转换为堆积状态。

堆积底板51位于堆积挡板52靠近斜槽组件4的一侧，收集盒55位于堆积挡板52远离斜槽组件4的一侧，用于收集从堆积挡板52溢出的物料。收集盒55的底部还连接有支撑钢54，支撑钢54的端部与堆积支架53固定连接，从而对收集盒55进行支撑固定，避免因物料堆积过多或者流速过快造成收集盒55的位置发生改变。

本发明的操作过程：(1)移动滑板321至合适高度，并通过卡垫325使其位置固定；(2)物料由滑板321底侧的开口流出至输送机31上；(3)输送机31将其上方的物料输送至斜槽组件4中。(4)物料沿倾斜底板42下滑，进行碎屑流动观察；(5)物料下滑与堆积挡板52接触并在堆积底板51上形成堆积；(6)物料堆积后溢出堆积挡板52流入至收集盒55中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。