CN206248309U - 大容量自旋式集沙仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大容量自旋式集沙仪，包括立柱，支柱上安装有多个可自旋转的集沙单体，集沙单体包括中空的倒置的“L”形的上集沙筒，上集沙筒顶部固接有尾翼，上集沙筒上有进沙口，上集沙筒下部固接有漏斗形的下集沙筒，下集沙筒下部设有排沙口，上集沙筒内固接有两个漏斗形的扰流环；上集沙筒侧壁上设有“Z”字形的排气管，排气管出气口方向与进沙口方向相反，排气管进气口位于两个扰流环之间。该集沙仪排气口与集沙筒之间建立压力平衡，携沙气流进入集沙仪后，通过排气口消减了一定的能量，使得沙粒较大限度的沉降到集沙室内，从而减少沙通量的误差；同时，圆锥形的筒底，避免了沙粒外排时的滞留问题，提高风沙采样率。

Description

大容量自旋式集沙仪

技术领域

本实用新型属于风沙取样技术领域，涉及一种野外戈壁荒漠区风沙灾害监测仪器，特别涉及一种大容量自旋式集沙仪。

背景技术

全国沙漠、戈壁和沙化土地普查及荒漠化调研结果表明，我国荒漠化土地面积为262.2万平方公里，占国土面积的27.4%，近4亿人口受到荒漠化的影响。据中、美、加国际合作项目研究，中国因荒漠化造成的直接经济损失约为541亿人民币。我国的沙漠深居内陆，大致在乌鞘岭和贺兰山以西分布比较集中，占沙漠总面积的90%，该线以东，分布较为零散，面积也较小，仅占沙漠总面积的10%。我国西北部地区地域辽阔，沙漠广布，气候干旱，降雨稀少，生态环境极其脆弱，频繁的风沙活动已成为制约区域基础建设和经济发展的重大问题之一。集沙仪是一种野外风沙活动监测仪器，是研究土壤风蚀以及沙丘移动等风沙运动规律，观测风沙流结构特征，取得风沙防治工程设计基本参数必不可少的仪器之一。现有的集沙仪器存在沙物质采集率低，细颗粒物质丢失严重等问题。

实用新型内容

本发明的目的是提供一种适用于野外戈壁荒漠区风沙灾害监测的沙物质采集率高、细颗粒物质丢失少的大容量自旋式集沙仪。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种大容量自旋式集沙仪，包括立柱，支柱上安装有多个可自旋转的集沙单体，集沙单体包括中空的倒置的“L”形的上集沙筒，上集沙筒顶部固接有尾翼，上集沙筒上位于竖直平面内的开口为进沙口，上集沙筒下部固接有漏斗形的下集沙筒，下集沙筒下部设有排沙口，上集沙筒内固接有两个漏斗形的扰流环；上集沙筒侧壁上设有“Z”字形的排气管，排气管的出气口方向与进沙口的方向相反，排气管的进气口位于两个扰流环之间。

本实用新型自旋式集沙仪的优点：

1）结构简单、操作方便、实用性强、相对成本较低。

2）排气口与集沙筒之间建立压力平衡，携沙气流进入集沙仪后，通过排气口消减了一定的能量，使得沙粒较大限度的沉降到集沙室内，从而减少沙通量的误差；同时，圆锥形的筒底，避免了沙粒外排时的滞留问题。

3）抗风沙侵蚀能力强，使用寿命长，适用于戈壁荒漠地区风沙活动的长期观测。

4）具有较好的抗倾覆性，双轴承能够有效克服采样过程中引起的偏心效应，大大提高风沙采样率。

5）拆卸运输便利。立柱间依靠法兰连接，可以根据地域来调节高度，且拆卸方便，便于运输，利用气流多方位扰动时的能量损耗，达到气固分离的效果。

附图说明

图1是本实用新型集沙仪的整体结构示意图。

图2是本实用新型集沙仪中集沙单体的侧视图。

图3是本实用新型集沙仪中集沙单体的正视图。

图4是本实用新型集沙仪连接器中卡座的示意图。

图中：1.立柱，2.连接器，3.横杆，4.防尘轴承，5.尾翼，6.进沙口，7.上集沙筒，8.下集沙筒，9.底盖，10.防雨罩，11.连接轴，12.折射挡板，13.排气管，14.扰流环，15.排沙口，16.卡座体，17.第一凹槽，18.条形孔，19.第二凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型集沙仪，包括支柱1，支柱1上设置有多个集沙单体，每个集沙单体通过两根水平设置的横杆3安装于立柱1上，横杆3的一端通过连接器2与立柱1固接，横杆3的另一端通过防尘轴承4与集沙单体相连接。

该集沙单体如图2和图3所示，包括中空的倒置的“L”形的上集沙筒7，上集沙筒7水平部分和竖直部分的外连接处为斜面连接，该斜面为折射挡板12，折射挡板12与水平面之间的夹角为45°；上集沙筒7顶部固接有尾翼5和连接轴11，连接轴11上套装有防尘轴承4，该防尘轴承4与横杆3相连接，上集沙筒7上位于竖直平面内的开口为进沙口6，进沙口6直径10～20cm；上集沙筒7内固接有两个漏斗形的扰流环14，两个扰流环14上下设置，扰流环14直径较大端与上集沙筒7内壁固接，相邻两个扰流环14之间的距离为10～20cm；上集沙筒7的侧壁上设有“Z”字形的排气管13，排气管13的出气口方向与进沙口6的方向相反，排气管13出气口的内径沿排气管14进气口到出气口的方向逐渐减小，排气管13的进气口位两个于扰流环14之间；上集沙筒7下部固接有漏斗形的下集沙筒8，下集沙筒8下部设有直径3～5cm的排沙口15，排沙口15上套装有防尘轴承4，该防尘轴承4与横杆3相连接，排沙口15的出口设有底盖9，排沙口15上固接有防雨罩10；底盖9内安装有密封橡胶垫，底盖9通过挂扣和排沙口15相连，拆卸十分方便。

本实用新型集沙仪中的连接器6包括紧固件和图4所示的卡座，该卡座包括卡座体16，卡座体16上加工有相垂直的第一凹槽17和第二凹槽19，第一凹槽17和第二凹槽19隔开的区域内均加工有条形孔18；使用连接器6时：将横杆3的一端穿入第二凹槽19，将第一凹槽17卡在立柱1上，然后用紧固件（U形螺栓）将卡座固定在立柱1上。

野外试验中，由于采用了连接器6，使得集沙单体可以360°自由旋转，并可按测试要求调节集沙单体的高度。尾翼5使得进沙口8正对着风的来向；在风力作用下，大量的沙粒由进沙口6进入到集沙仪内部，由于排气管13的出气口与集沙室间压力平衡，且排气管13的出气口与进气口平行、方向相反，排气管13的进气口位于两个扰流环14之间，气流经过排气管13时，既增大了气流的行程，又降低了气流的携沙能力，使得气流携沙气流动能降低，沙物质大量沉降；在此过程中，上大下小的两个扰流环14可使集沙仪中的反向上升气流受阻，有效地降低了集沙室内上冲气流的速度，通过消减动能来减少所收集沙粒的流失，使沙粒自然沉降到集沙室内，避免所收集沙粒的流失；当沙粒采集完毕后，可以很容易从下部排沙口15中排出。

两个扰流环14类似于两道阻沙措施，能够发挥整体的最大阻沙效果，逐渐降低集沙筒内的反向外冲气流，净化含沙气流，增强被收集沙物质的沉积率，降低实验误差。

折射挡板12与进样口来流方向呈45°夹角，使得冲击荷载较大的沙物质通过折射反弹现象，进入集沙仪中，并在来风速度过大、沙粒冲击速度高时，起到较好的疏导发射作用，大大提高对沙粒的采集能力。防雨罩10可以有效防止降水对集沙筒底盖橡胶的腐蚀和钢材的锈蚀，保证底盖的严密性；排气管13的出气口与进沙口6平行，且朝向气流的前进方向，排气孔管径逐渐减少，这样可以避免当风向脉动时，沉积在集沙室内的沙粒被反方向带出集沙仪。

在一定的风速作用下，流动的沙粒通过进沙口6进入到集沙仪内部，因内部的多个扰流环14设计，迫使气流在前进过程中，出现剧烈扰动，消耗动能，致使沙粒不断地沉降到沙物质收集器内，达到气固分离的效果。

Claims (5)

1.一种大容量自旋式集沙仪，包括立柱（1），支柱（1）上安装有多个可自旋转的集沙单体，集沙单体包括中空的倒置的“L”形的上集沙筒（7），上集沙筒（7）顶部固接有尾翼（5），上集沙筒（7）上位于竖直平面内的开口为进沙口（6），上集沙筒（7）下部固接有漏斗形的下集沙筒（8），下集沙筒（8）下部设有排沙口（15），其特征在于，上集沙筒（7）内固接有两个漏斗形的扰流环（14）；上集沙筒（7）侧壁上设有“Z”字形的排气管（13），排气管（13）的出气口方向与进沙口（6）的方向相反，排气管（13）的进气口位于两个扰流环（14）之间。

2.根据权利要求1所述的大容量自旋式集沙仪，其特征在于，所述上集沙筒（7）水平部分和竖直部分的外连接处为斜面连接，该斜面为折射挡板（12）。

3.根据权利要求2所述的大容量自旋式集沙仪，其特征在于，所述折射挡板（12）与水平面之间的夹角为45°。

4.根据权利要求1所述的大容量自旋式集沙仪，其特征在于，两个扰流环（14）之间的距离为10～20 cm。

5.根据权利要求1所述的大容量自旋式集沙仪，其特征在于，所述排气管（13）出气口的内径逐渐减小。