CN102720146B - 旋转式机械沙障 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转式机械沙障，包括多个板面设有多个透气孔的阻沙板，每个阻沙板的底面均固接有一个竖直设置的回转轴，一个回转轴与一个安装基础相连接，回转轴可绕其自身轴线往复转动；实际使用时，相邻两个阻沙板通过同步机构相连接，多个阻沙板中的一个阻沙板上安装有风向仪和调整驱动装置，该调整驱动装置驱动该阻沙板转动。本机械沙障的阻沙板可根据风向旋转，使阻沙板始终垂直于有害风向，发挥最大的防沙效益，且现场施工快捷、方便、主要构件可重复使用、施工难度小、造价低。能快速有效地对危及铁路、公路、古遗址等保护目标的风沙灾害进行防治。

Description

旋转式机械沙障

技术领域

本发明属于风沙灾害防治工程技术领域，涉及一种适用于铁路、公路、古遗址保护和城市建设等领域的机械沙障，具体涉及一种旋转式机械沙障。

背景技术

我国西北部地区气候干旱，降雨稀少，风沙活动频繁，风沙活动区植物成活困难。近年来，随着我国西部大开发的推进，西北地区的基础设施建设飞速发展，但风沙灾害防治难题仍困扰铁路、公路、古遗址保护和城市建设等领域的工程建设，成为影响这些领域的工程建设质量的重要问题，在一定程度上制约了西部地区经济建设的发展。

机械沙障是一种工程防沙措施，是防治铁路或公路沙害的重要技术手段，常见的工程防沙措施有混凝土轨枕高立式沙障、PE网高立式沙障、挂板式沙障等，这些工程防沙措施在既有铁路、公路等风沙灾害防治工程中起到了一定的作用。但现有的机械沙障一旦设置便无法改变沙障迎风面的角度，而风沙灾害发生的地区往往有多个威胁防护目标的有害风向，由于沙障在垂直于有害风向设置的情况下才能发挥其最大的防沙效益，导致现有的沙障防沙效益较低。此外，现有的沙障还普遍存在施工工期长、难度大、无法重复使用等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种能随风向改变角度的旋转式机械沙障，使沙障始终垂直于风向，保证沙障的防沙效益。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种旋转式机械沙障，包括多个板面设有多个透气孔的阻沙板，每个阻沙板的底面均固接有一个竖直设置的回转轴，一个回转轴与一个安装基础相连接，回转轴可绕其自身轴线往复转动；实际使用时，相邻两个阻沙板通过同步机构相连接，多个阻沙板中的一个阻沙板上安装有风向仪和调整驱动装置，该调整驱动装置驱动该阻沙板转动。

安装基础包括固定基础和设置于固定基础内的安装底座，安装底座通过轴承与回转轴相连接。

本发明机械沙障采用可根据风向旋转的阻沙板，使阻沙板始终垂直于有害风向，发挥最大的防沙效益，现场施工快捷、方便、防沙效益优良、主要构件可重复使用，且施工难度小、造价低。能快速有效地对危及铁路、公路、古遗址等保护目标的风沙灾害进行防治，同时在风沙灾害防治工程领域开拓新的研究思路。

附图说明

图1是本发明旋转式机械沙障的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的俯视图。

图4是本发明旋转式机械沙障的使用状态图。

图中：1.阻沙板，2.预埋套筒，3.安装底座，4.回转轴，5.连接板，6.预埋螺栓，7.透风孔，8.夹板，9.支撑板，10.连接器，11.摆动臂，12.摇杆，13.铰接头，14.风向仪，15.传感器，16.调节驱动装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明旋转式机械沙障，包括筒形的安装底座3和竖直设置的板状的阻沙板1；阻沙板1的端面上设有多个透气孔7，阻沙板1的下端固接有回转轴4，回转轴4的上端与阻沙板1固接，回转轴4的下端伸入安装底座3内，并通过轴承与安装底座3相连接；安装底座3远离阻沙板1的一端安装有端盖；阻沙板1的下部设置有夹板8和支撑板9，夹板8和支撑板9分别位于阻沙板1的两个端面上，并相对设置；支撑板9上固接有连接器10，连接器10的轴线与回转轴4的轴线相垂直。连接器10的一端与支撑板9固接，连接器10的另一端为自由端。

根据设置区风力等级，阻沙板1采用高强度工程塑料或钢筋混凝土预制构件制成。透风孔7的孔径和数量根据设置区的风速、输沙量和地形地貌等参数进行设计，阻沙板1的孔隙度一般为30～60%。

根据风沙活动区的风速、输沙量等风沙灾害防治工程设计参数，确定不同规格阻沙板1的结构和孔隙度，预先加工好适合于不同风沙流特点的阻沙板1；根据设计图纸加工制作旋转式机械沙障的固定基础、阻沙装置、基础预埋件、同步机构和转角限位装置；现场勘察确定旋转式机械沙障的设置位置；平整施工场地，基坑设置位置划线；开挖基坑，在每个基坑中放入固定基础，然后进行混凝土垫层施工；该固定基础由桶形的预埋套筒2、连接板5和预埋螺栓6构成，预埋套筒2的开口端固接有连接板5，连接板5为环形板，连接板5上还设有预埋螺栓6；混凝土垫层凝固后，通过预埋螺栓6把合固定安装底座3，预埋套筒2用来保护安装底座3。固定基础也可采用钢筋混凝土结构代替。

根据需要安装相应数量的沙障，使沙障上安装有连接器10的一侧背风设置，阻沙板1与地面之间留一定空隙。如图4所示，在其中一个沙障上安装风向仪14、传感器15和调节驱动装置16，风向仪14与传感器15相连接，传感器15与调节驱动装置16电连接，调节驱动装置16与沙障上的连接器10相连接，并驱动该沙障的阻沙板1绕回转轴4的轴线往复转动。相邻两个沙障之间通过同步机构相连接，该同步机构包括摇杆12，摇杆12的一端连接有一根摆动臂11，摇杆12通过铰接头13与摆动臂11的一端相连接，该两根摆动臂11的另一端分别与相邻设置的两个沙障上的连接器10相连接。

通过多个同步机构将所有的沙障连接起来，当风沙流垂直于阻沙板1吹向防护目标时，阻沙板1对风沙起到阻挡作用，由于阻沙板1与地面之间留有空隙，该空隙有局部加强风力的作用，可使沙粒的沉积位置距阻沙板1有一定距离，方便积沙清理，并使机械沙障不被沙埋。当风沙流沿不垂直于阻沙板1吹向防护目标时，风向仪14测定风向，传感器15根据风向仪14测定的风向产生相应的信号，并将该信号传输给调节驱动装置16，调节驱动装置16根据接收到的信号，产生相应方向的驱动力，通过该沙障上的连接器10带动阻沙板1绕回转轴4的轴线转动，阻沙板1转动过程中通过同步机构带动所有的阻沙板1同向转动，使所有阻沙板1的阻沙端面与风向相垂直，起到防风阻沙的作用；此时，调节驱动装置16自锁，防止阻沙板1转动。当风向发生改变时，风向仪14测定风向，传感器15根据风向仪14测定的风向产生相应的信号，并将该信号传输给调节驱动装置16，调节驱动装置16接收到信号后，先解除自锁，然后产生相应方向的驱动力，通过连接器10带动阻沙板1绕回转轴4的轴线转动，阻沙板1转动过程中通过同步机构带动所有的阻沙板1同向转动，使所有阻沙板1的阻沙端面与风向相垂直，此时，调节驱动装置16再次自锁，进行防风阻沙。

采用风洞模拟试验的方法对机械沙障与风向呈不同角度的防沙效果进行研究，在风洞中模拟野外风沙活动区风速分别为10m/s、18m/s、25m/s时的风沙流场，分别对机械沙障与风向呈60°和90°夹角时的阻沙率进行了测试，测试数据见表1。

表1  风洞模拟试验机械沙障与风向呈不同角度时的阻沙率

由表1可知，在模拟现场风速分别为10m/s、18m/s、25m/s的情况下，机械沙障阻沙板与风向之间呈90°夹角时的阻沙率比机械沙障阻沙板与风向之间呈60°夹角时的阻沙率分别提高了6.9%、14.7%、18.5%，说明沙障迎风面在垂直于风向的情况下才能发挥其最大的防沙效益，沙障才能起到好的防沙效果。而现有沙障设置后便无法改变沙障迎风面的角度，当有害风向不垂直于沙障迎风面时，现有沙障就不能完全发挥作用，导致现有沙障防沙效益较低。本发明旋转式机械沙障，通过自动测得风向，驱动沙障的迎风面始终垂直于方向，无论风向如何，都能最大程度地发挥防风阻沙的作用，明显提高沙障防风沙的效果。

Claims (4)

1.一种旋转式机械沙障，包括多个板面设有多个透气孔（7）的阻沙板（1），其特征在于，每个阻沙板（1）的底面均固接有一个竖直设置的回转轴（4），一个回转轴（4）与一个安装基础相连接，回转轴（4）可绕其自身轴线往复转动；实际使用时，相邻两个阻沙板（1）通过同步机构相连接，多个阻沙板（1）中的一个阻沙板（1）上安装有风向仪（14）和调节驱动装置（16），该调节驱动装置（16）驱动该阻沙板（1）转动。

2. 根据权利要求1所述的旋转式机械沙障，其特征在于，所述的安装基础包括固定基础和设置于固定基础内的安装底座（3），安装底座（3）通过轴承与回转轴（4）相连接。

3. 根据权利要求1所述的旋转式机械沙障，其特征在于，所述的同步机构包括两根摆动臂（11），该两根摆动臂（11）通过摇杆（12）相连接，摇杆（12）的两端分别与两根摆动臂（11）的一端铰接，两根摆动臂（11）的另一端分别与相邻两块阻沙板（1）相连接。

4. 根据权利要求1所述的旋转式机械沙障，其特征在于，所述的风向仪（14）与传感器（15）相连接，传感器（15）与调节驱动装置（16）电连接。