一種雙向顆粒流動光彈實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于流動光彈實驗技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙向顆粒流動光彈實驗裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來綜放開采技術(shù)以顆粒介質(zhì)為對象的科學(xué)與工程問題日益突出，包括綜放開 采放頂煤運移、金屬放礦、儲藏骨料、地質(zhì)碎肩流動特征等取得了可觀的研宄成果，多數(shù)學(xué) 者認(rèn)為顆粒在流動過程中顆粒間存在力鏈空間作用，結(jié)構(gòu)體系力的空間內(nèi)在關(guān)系與力鏈機(jī) 制聯(lián)系起來理論還尚未成熟。光彈性實驗主要是研宄特定雙折射材料在受力條件下所呈現(xiàn) 處的特定光性的實驗，其能夠在不破壞材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，清晰展現(xiàn)出應(yīng)力條紋，結(jié)合 數(shù)字圖像處理技術(shù)，可以對材料中的應(yīng)力路徑進(jìn)行提取，實現(xiàn)散體顆粒力鏈演化過程可視 化分析。
[0003] 應(yīng)用光彈性實驗這一優(yōu)點，將其運用到散體顆粒在流動過程中的力鏈結(jié)構(gòu)的演化 與作用，能夠非常方便的觀察到散體顆粒受到不同外界荷載條件下的力鏈演化情況。結(jié)合 后期數(shù)字圖像的提取分析，為研宄顆粒大范圍流動過程中諸如頂煤運移、金屬放礦、儲藏骨 料、地質(zhì)碎肩流動等的力鏈形成機(jī)制以及成拱規(guī)律提供實驗依據(jù)。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型主要通過雙向顆粒流動光彈實驗裝置，對谷倉倉料存儲、鐵路碎石路 基、巖土工程材料、地下固體資源如金屬及煤礦、邊坡等由散體顆粒為主要組成介質(zhì)在流動 過程中的光彈力鏈中進(jìn)行實驗室模擬，貼近實際、靈活、多元化反應(yīng)實際工程情況，并為以 散體顆粒為主的工程情況的深入研宄提供基礎(chǔ)實驗裝置。
[0005] 本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種雙向顆粒流動光彈實驗裝置，其特征在 于由水平電動缸、承載框架、試樣方容器、機(jī)柜、垂直電動缸、活動透鏡支架、活動道管導(dǎo)軌 組成；
[0006] 其中水平電動缸與垂直電動缸分別固定在承載框架垂直和水平方向上，承載框 架中間固定著試樣方容器，承載框架置于機(jī)柜上方；
[0007] 活動透鏡支架在活動道管導(dǎo)軌上，在承載框架的正前方和正后方分別固定兩個活 動道管導(dǎo)軌；
[0008] 試樣方容器由玻璃框下部邊沿固定水平承載框和豎直方向一邊邊沿固定垂直承 載框，在水平承載框上設(shè)有水平通心槽，水平鋼擋板覆蓋在水平通心槽上方，在垂直承載 框上設(shè)有垂直通心槽，垂直鋼擋板覆蓋在垂直通心槽上方。
[0009] 所述承載框架的一邊是圓立柱形，能支撐實驗力，并能用于試樣方容器的門軸。
[0010] 所述水平電動缸和垂直電動缸都是由電機(jī)帶動的加載缸，加載缸推動活塞桿，活 塞桿前端與鋼板銜接。
[0011] 所述試樣方容器中水平鋼擋板和垂直鋼擋板數(shù)量相同，能根據(jù)不同的實驗設(shè)計需 要的不同顆粒流的流動形式選擇不同的擋板開啟與關(guān)閉的組合。
[0012] 所述活動透鏡支架能在活動道管導(dǎo)軌上任意移動，通過擰動圓把手鎖緊。本實用 新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
[0013] 本實用新型的一種雙向顆粒流動光彈實驗裝置，根據(jù)實驗不同顆粒流動要求，對 鋼鋼板進(jìn)行開啟與閉合，以達(dá)到兩個方向顆粒釋放組合。這里顆粒釋放的過程由于底部與 側(cè)面是兩個方向相互獨立，顧既可以對底部進(jìn)行獨立操作，也可以對側(cè)面進(jìn)行單獨操作，亦 可以兩個方向組合操作。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型的顆粒雙向流動光彈實驗設(shè)備主視圖；
[0015] 圖2為本實用新型的顆粒雙向流動光彈實驗設(shè)備左視圖；
[0016] 圖3為試樣方容器（1-3)示意圖；
[0017] 圖4為試樣方容器（1-3)中A-A剖面圖。
[0018] [主要標(biāo)記符號說明]
[0019] 1-1水平電動缸、1-2承載框架、1-3試樣方容器、2-1機(jī)柜、2-2垂直電動缸、2-3活 動透鏡支架、2-4活動道管導(dǎo)軌、3-1水平通心槽、3-2水平鋼擋板、3-3水平承載框、4-1垂直 承載框、4-2垂直鋼擋板、4-3垂直通心槽、P-I玻璃框。
【具體實施方式】
[0020] 為使本實用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖 及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0021] 本實用新型針對散體顆粒為主要組成介質(zhì)在流動過程中的光彈力鏈中進(jìn)行實驗 室模擬，提供了一種雙向顆粒流動光彈實驗裝置。
[0022] 如圖1、2所示，該裝置包括水平電動缸1-1、承載框架1-2、試樣方容器1-3、機(jī)柜 2-1、垂直電動缸2-2、活動透鏡支架2-3、活動道管導(dǎo)軌2-4 ;
[0023] 其中水平電動缸1-1與垂直電動缸2-2分別固定在承載框架1-2垂直和水平方向 上，承載框架1-2中間固定著試樣方容器1-3,承載框架1-2置于機(jī)柜2-1上方；
[0024] 活動透鏡支架2-3在活動道管導(dǎo)軌2-4上，在承載框架1-2的正前方和正后方分 別固定兩個活動道管導(dǎo)軌2-4。
[0025] 如圖3、4所示，試樣方容器1-3由玻璃框P-I下部邊沿固定水平承載框3-3和豎 直方向一邊邊沿固定垂直承載框4-1，在水平承載框3-3上設(shè)有水平通心槽3-1，水平鋼擋 板3-2覆蓋在水平通心槽3-1上方，在垂直承載框4-1上設(shè)有垂直通心槽4-3,垂直鋼擋板 4-2覆蓋在垂直通心槽4-3上方。
[0026] 所述承載框架1-2的一邊是圓立柱形，能支撐實驗力，并能用于試樣方容器1-3的 門軸。
[0027] 所述水平電動缸1-1和垂直電動缸2-2都是由電機(jī)帶動的加載缸，加載缸推動活 塞桿，活塞桿前端與鋼板銜接。
[0028] 所述試樣方容器1-3中水平鋼擋板3-2和垂直鋼擋板4-2數(shù)量相同，能根據(jù)不同 的實驗設(shè)計需要的不同顆粒流的流動形式選擇不同的擋板開啟與關(guān)閉的組合。
[0029] 所述活動透鏡支架2-3能在活動道管導(dǎo)軌2-4上任意移動，通過擰動圓把手鎖緊。
[0030] 本實用新型裝置在盛顆粒容器法相和切向加載的條件下，將加載框其余兩側(cè)即底 部與側(cè)面開通3cm，然后在水平方向用長5cm垂直向為高5cm，寬度與承載框相同的共11個 鋼板垂直方向11個作為支擋結(jié)構(gòu)。為研宄問題方便，標(biāo)記底部水平方向靠近切向加載鋼片 的鋼擋板記為1#，則依順序至水平向最后塊擋板記為11#。同理，垂直方向近法相加載鋼 片的鋼擋板記為A#，則依順序至垂直方向最后塊擋板記為K#。其水平與垂直共11個擋板相 互之間無約束，可以自由開啟與關(guān)閉，因此根據(jù)試驗得不同需要進(jìn)行組合，計算公式如下：
[0031]
【主權(quán)項】
1. 一種雙向顆粒流動光彈實驗裝置，其特征在于由水平電動缸（1-1)、承載框架 (1-2)、試樣方容器（1-3)、機(jī)柜（2-1)、垂直電動缸（2-2)、活動透鏡支架（2-3)、活動道管導(dǎo) 軌（2-4)組成； 其中水平電動缸（1-1)與垂直電動缸（2-2)分別固定在承載框架（1-2)垂直和水平方 向上，承載框架（1-2)中間固定著試樣方容器（1-3)，承載框架（1-2)置于機(jī)柜（2-1)上方； 活動透鏡支架（2-3)在活動道管導(dǎo)軌（2-4)上，在承載框架（1-2)的正前方和正后方 分別固定兩個活動道管導(dǎo)軌（2-4); 試樣方容器（1-3)由玻璃框（P-I)下部邊沿固定水平承載框（3-3)和豎直方向一邊 邊沿固定垂直承載框（4-1)，在水平承載框（3-3)上設(shè)有水平通心槽（3-1)，水平鋼擋板 (3-2)覆蓋在水平通心槽（3-1)上方，在垂直承載框（4-1)上設(shè)有垂直通心槽（4-3)，垂直 鋼擋板（4-2)覆蓋在垂直通心槽（4-3)上方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向顆粒流動光彈實驗裝置，其特征在于：所述承載框架 (1-2)的一邊是圓立柱形，能支撐實驗力，并能用于試樣方容器（1-3)的門軸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向顆粒流動光彈實驗裝置，其特征在于：所述水平電動缸 (1-1)和垂直電動缸（2-2)都是由電機(jī)帶動的加載缸，加載缸推動活塞桿，活塞桿前端與 鋼板銜接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向顆粒流動光彈實驗裝置，其特征在于：所述試樣方容器 (1-3)中水平鋼擋板（3-2)和垂直鋼擋板（4-2)數(shù)量相同，能根據(jù)不同的實驗設(shè)計需要的不 同顆粒流的流動形式選擇不同的擋板開啟與關(guān)閉的組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向顆粒流動光彈實驗裝置，其特征在于：所述活動透鏡支 架（2-3)能在活動道管導(dǎo)軌（2-4)上任意移動，通過擰動圓把手鎖緊。
【專利摘要】本實用新型涉及一種雙向顆粒流動光彈實驗裝置，屬于流動光彈實驗技術(shù)領(lǐng)域。該裝置主要由水平電動缸、承載框架、試樣方容器、機(jī)柜、垂直電動缸、活動透鏡支架、活動道管導(dǎo)軌組成。運用于散體顆粒在流動過程中的力鏈結(jié)構(gòu)的演化與作用的研究，非常方便的觀察到散體顆粒受到不同外界荷載條件下的力鏈演化情況。結(jié)合后期數(shù)字圖像的提取分析，為研究顆粒大范圍流動過程中諸如頂煤運移、金屬放礦、儲藏骨料、地質(zhì)碎屑流動等的力鏈形成機(jī)制以及成拱規(guī)律提供實驗依據(jù)。
【IPC分類】G01N15-00
【公開號】CN204556449
【申請?zhí)枴緾N201520217474
【發(fā)明人】王金安, 龐偉東, 梁超, 韓現(xiàn)剛
【申請人】北京科技大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月10日