Устройство для исследования физико-механических свойств сыпучих материалов и грунтов Советский патент 1982 года по МПК E02D1/00 G01N33/24 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при определении прочностных свойств сыпучих материалов, например песка, цемента и др. или их сочетаний. Известно устройство для определения физико-механических свойств сыпучих материалов, вк.пючаю1дее емкость с выдвижным днищем l3 Недостатком этого устройства является неточность определения угла обрушения материалов. Наиболее близким к предлагаемому, является устройство для исследования физико-механических свойств сыпучих материалов и грунтов, включающее опорные стойки и установленную на .них накопительную емкость с выдвижным . днищем и средство для распределения материсша 2. Недостатками известного устройства являются неравномерная послойная засыпка материала, низкая точность и ограниченный диапазон его исследовани Цель изобретения - расширение днапазона исследований. Поставленная цель достигается тем что устройство для исследования физико-механических свойЬйгв сыпучих .Mare риалов и грунтов, включающее опорныр стойки и установленную на них накопительную емкость с выдвижным днищем, .и средство для распределения материала, снабжено рамным корпусом, в котором смонтированы накопительные бункера с дозатсрными камерами и отсекаг телями, ось реверсивного привода и находящийся с ним в контакте поворотный сектор и направляющий элемент с конхоидальным пазом и шарнирно-установленной телескопической штангой с раскладочной емкостью, причем одно плечо штанги выполнено подпружиненным и через поворотный сектор связано с осью реверсивного привода, а средство для распределения материала имеет направляющий ролик с ребордой, разме1( в конхоидальном пазу. При .этом поворотный сектор выполнен с криволинейной поверхностью. Купоне-того, кривизна конхоидальноге паза направляющего элемента определяется по формуле где и - длина подпружиненного конца телескопической штанги Е - минимальная длина телескопической штанги; а - длина жесткого плеча телескопической штанги; Ч - угол раскрытия конуса раскладочной емкости. Жесткое плечо рычага снабжено симметрично расположенными вилками, а Накопительная емкость вьтолнена с про межуточной дозаторной камерой с отсекателями, взаимодействующими свилк . При этом средство для распределеНИН материала снабжено контактным эле ментом его включения, взаимодействующим. с вилками штанги. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг,2 - то же, вид сверху. Устройство состоит из следующих уз лов . На рамном корпусе 1 размещены стой ки 2 с накопительной емкостью 3 с выдвижным днищем 4 и направляющий элемент 5 в виде пластины с конхоидальным пазом А, вал 6 и ось реверсивнога привода 7. На раме 1 по краям установлены накопительные бункеры 8, имеющие проме жуточную дозаторную камеру 9 с отсекателями 10 и И. На валу б смонтированы поворотный сектор 12, взаимодействующий с приводом 7, и телескопическая штанга. плечо которой 13 выполнено подпружиненным. Плечо 14 штанги имеет ролик с ребордой 15, перемещающийся по пазу А и на конце несет раскладочную емк-ость 16 с открытой верхней частью и щелевым выпуском.Кроме того,на плече l4 закреплены вилки 17 и 18, взаимодействуюище своими зубьями с отсекателями 10 и 11 и средствами перемещения раскладочного узла 3 с выдвижным днищем 4, например через концевой переключатель 19. Устройство работает следующим образом. Накопительная емкость 3 с выдвижным днищем 4 размещается в устройстве и в накопительные бункеры 8 засыпается исследуемый материал, в одном случае с пигментом. Промежуточная доза торная камера 9 оказывается заполнен ной, причем нижний отсекатель перекрывает выходное отверстие. С включением привода 7 начинает пе ремещатьря сектор 12 и вместе с ним . приходит в движение штднга. Ролик с .ребордами 15 движется по конхоидальному пазу А, плечо 13 меняет длину в отверстии с профилем паза. Нижний ко нец плеча 14 таким образом при движении идет паралельно днищу 4. Когда телескопическая штанга дохо дит до крайнего положения, вилка 17 закрывает верхний отсекатель дозатор ной камеры 9, а вилка 1В открывает нижний. Материал высыпается в раскладочную емкость 16. В зто время срабатывает реле и телескопическая штанга перемещается в другую сторону. По мере перемещения материал высыпается равномерно через щель в р.аскладочной емкости 16 и, когда штанга приходит в крайнее положение, емкость 16 истойцается, механизм перемещения срабатывает и раскладочный узел 3 опускается на заданную величину, в это же время гфоисходит загрузка раскладочной ёмкости 16 и цикл повторяется. Вилки 17 и 18 открыванием и закрыванием отсекателей 1.0 и 11 регулируют заполнение промежуточной дозаторпой к амеры 9.s Для обеспечения прямолинейного движения щелевого отверстия раскла-: дочной емкости кривизна конхоидального паза определяется из выражения где О - длина подпружиненного конца телескопической штанги(изменяемая) ; а - длина жесткого плеча телескопической штанги (неизменяемая) ; 6 - минимальная длина телескопической штанги; Ч - угол раскрытия конуса раскладочной емкости, или угол размаха движения телескопической штанги, или внутренний угол раскрытия сектора. Чтобы щелевое отверстие перемещалось с постоянной линейной скоростью Vy,поворотный сектор выполняется с криволинейной рабочей поверхностью, радиус которой определяется из выраженияRfl.(.t-aco% Ч) где R - радиус приводного валика; 51 - его угловая скорость. Установка позволяет производить послойную укладку исследуемого материала. При предварительной окраске засыпаемого в одну накопительную емкость материала появляется возможность получить раскладку с чередованием слоев окрашенного и неокрашенного материала. Раскладка материала слоями с различной окраской позволяет осуществлять наблюдение черег прозрачную стенку прибора и фиксировать перемещение поверхностного контура материала и его внутренних слоев. Применение предлагаемого устройства позволяет более глубоко изучить механизм поведения сыпучих материалов и, в часности, исследовать угол обрушения материала в зависимости от высоты насыпания; форму откоса от нагрузки сооружениями, например модулями нефтяных резервуаров; изменение напряженного состояния и деформаций сыпучих материалов и грунтов при поверхностной нагрузке сооружениями с различной формой основания, забивке свай 5 и т .п. Формула изобретения 1,Устройство для исследования физико-механических свойств сыпучих материалов и грунтов, включающее опорные, стойки и установленную на них накопительную емкость с выдвижным днищем,, и средство для распределения материала, отличающее с я тем, что, с целью расширения диапазона исследований, оно снабжено рамным корпусом, в котором смонтированы накопительные бункера с. дозатор ными камерами и отсекателями, ось реверсивного привода и находящийся с ним в-контакте поворотный сектор, и направляющий элемент с конхоидгшьным пазом и шарнирно-устайовленной телескопической штангой с раскладочной емкостью, причем одно плечо штанги выполнено подпружиненным и через поворотный сектор связано с осью ревер сивного привода, а средство для распределения материала имеет направляю щий ролик с ребордой, размещенный в конхоидсшьном пазу. 2.Устройство по пЛ, отлича ющее с я тем, что, с йелью перемещения щелевого отверстия раскладоч ной емкости с постоянной линейной скоростью, поворотный сектор выполне с криволинейной поверхностью.

3. Устройство по П.1, о т .л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью прямо,линейного перемещения щелевого отверстия раскладочной емкости, кривизна конхоидального паза направляющего эле мента определяется по формуле где,и - длина подпружиненного конца телескопической штанги - минимальная длина телескопической штанги; а - длина жесткого плеча телескопической штанги, f - угол раскрытия конуса раскла дочной емкости 4.Устройство по пп.1-4,о т л и чающееся тем, что жесткое плечо рычага снабжено cи ф eтpичнo расположенными вилками, а накопительная емкость установлена под промежуточной дозаторной камерой с отсекателями, взаимодействующими с вилками. 5.Устройство по пп.1-4, отличающееся тем, что средство для распределения материала снабжено контактным элементом его включения, взаимодействующим с вилками штанги. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зенков Р.Л. Механика насыпных грунтов. М,, Машиностроение, 1963, с.33. 2.Авторское свидетельство СССР 696379, кл. GOI N 33/24, 1978(прототип) .