專利名稱：離心機土料拋填裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種離心機土料拋填裝置，特別是涉及一種能實現移動式拋填、土料的分層拋填和動態成型的離心機土料拋填裝置。
背景技術：
為了研究土壩和路堤的變形、穩定等問題，土工離心模型試驗成為一種可行的方法，應用于土工離心機上的各種專用設備也應運而生。離心機土料拋填設備是一套可在離心場下工作的試驗設備，當離心機運行時，能通過該設備將無粘性土料受控拋入模型箱中，形成不同的斷面和厚度，給試驗者提供一種動態下的模型成型手段。目前離心機上使用的土料拋填裝置主要有兩種一種是固定式一次性拋填，另一種是移動式多次拋填。圖9是固定式一次性拋填裝置，將內置多層隔板的大料箱固定在模型箱上。首先在不同的隔板層預裝不同量的土料，一次性將土壩或路堤的模型做好；當離心機運轉后，液壓缸打開閘門，土料模型全部被拋入模型箱中，一次成型。固定式一次性拋填裝置的拋填斷面效果好，大G值重力場下料箱強度與穩定性好、可拋土料多；但由于是一次性拋填，無法實現分層拋填和動態成型。圖10是料箱移動式多次拋填裝置，設計了可移動的小料箱結構。首先在小料箱中裝入一定的土料；當離心機運轉后，料箱在主液壓缸的作用下移動到某個位置，液壓缸打開閘門，土料被拋入模型箱中；下次再移動到其他位置進行拋填。移動式拋填裝置拋填斷面效果好，可實現分層及動態拋填；但由于大G值重力場下移動裝置的強度與穩定行差，料箱及預裝的土料不能太重，每次土料拋填完畢需要停機才能預裝土料。
實用新型內容本實用新型的目的是為了解決上述問題而提供一種能實現移動式拋填、土料的分層拋填、動態成型，而且斷面成型效果好、一次性可裝土料多的離心機土料拋填裝置。本實用新型是通過以下技術方案實現的一種離心機土料拋填裝置，包括儲料裝置、拋料裝置和支撐裝置，所述儲料裝置安裝于離心機中的轉臂上，所述拋料裝置安裝于所述支撐裝置上方，所述拋料裝置和所述支撐裝置安裝在模型箱上并放置在吊籃內，所述吊籃的離心場大于所述轉臂的離心場。通過設置大容量儲料裝置和小容量拋料裝置，可實現移動式拋填。這種雙料箱結構在大G值重力場環境下穩定性好、強度高，不會引起移動機構的過負載等問題。支撐裝置用來控制拋料箱的運動和位置，來實現模型箱長度方向上土料的分層拋填、動態成型。作為本實用新型的優選是，所述儲料裝置包括儲料箱，所述儲料裝置包括儲料箱，所述儲料箱的一側設有出料口，所述出料口安裝有由第一液壓驅動系統控制開閉的儲料箱閘門，所述第一液壓驅動系統包括第一液壓缸和第一導軌和安裝于第一導軌上的第一滑塊，所述第一液壓缸通過第一液壓缸安裝座與設有出料口一端的儲料箱固定連接，所述第一液壓缸的活塞桿與所述儲料箱閘門通過連接螺母連接，所述儲料箱閘門固定于所述第一滑塊上，所述第一導軌安裝在設有出料口一端的儲料箱的外壁上，所述儲料箱的底部安裝有能夠檢測儲料箱閘門開口大小的第一位移傳感器。通過第一液壓缸控制儲料箱閘門開閉，離心機運轉后，第一液壓缸打開儲料箱閘門，儲料箱中土料進入拋料箱中。拋料箱上安裝了稱重傳感器，可檢測從儲料箱進入拋料箱中的土料量，當達到需要的土料量時，第一液壓驅動系統控制儲料箱閘門關閉。作為本實用新型的優選是，所述拋料裝置包括拋料箱，所述拋料裝置包括拋料箱，所述拋料箱的底端設有拋料口，所述拋料口安裝有由第二液壓驅動系統控制開閉的拋料箱閘門，所述第二液壓驅動系統包括第二液壓缸和第二導軌和安裝于第二導軌上的第二滑塊，所述第二液壓缸通過第二液壓缸安裝座與所述拋料箱的底板固定連接，所述第二液壓缸的活塞桿與所述拋料箱閘門通過螺母連接，所述拋料箱閘門固定于所述第二滑塊上，所述第二導軌安裝于所述拋料箱的底板上，所述拋料箱的底板上安裝有能夠檢測拋料箱閘門開口大小的第二位移傳感器。通過第二液壓缸控制拋料箱閘門的開閉，離心機運轉后，第二液壓缸打開拋料箱閘門，拋料箱中土料拋入模型箱內。需要給拋料箱中供給土料時，第一液壓驅動系統控制儲料箱閘門的開啟，土料進入拋料箱中。作為本實用新型的優選是，所述支撐裝置包括支撐架、第三液壓缸、第一稱重傳感器、第二稱重傳感器、第三稱重傳感器、第四稱重傳感器和第三位移傳感器，所述支撐架的一側設有第三導軌和位于第三導軌上的第三滑塊和第四滑塊，所述第三滑塊和第四滑塊與所述第三液壓缸的下側固定連接，所述第三液壓缸兩側的活塞桿分別與液壓缸支架的兩端固定連接，所述第三液壓缸上側的兩端分別與所述第一稱重傳感器和第二稱重傳感器連接，所述支撐架另一側設有輔助梁，所述輔助梁的一端與所述支撐架連接，所述輔助梁的另一端與第四導軌連接，所述第四導軌上安裝有第五滑塊和第六滑塊，所述第五滑塊和第六滑塊與所述第三稱重傳感器和第四稱重傳感器固定連接，所述第三位移傳感器為2個，兩個所述第三位移傳感器分別安裝于所述液壓缸支架的兩端。在支撐架上設置雙導軌，一邊通過單液壓缸驅動，另一邊通過輔助梁浮動連接，由于不存在油缸同步問題，所以能保證運動順暢，采用位移傳感器檢測和反饋控制油缸行走位置。支撐裝置上安裝有液壓缸及位移傳感器檢測系統，用來控制拋料裝置的行程和拋填。本實用新型的有益效果是通過設置大容量儲料裝置和小容量拋料裝置，可實現移動式拋填。這種雙料箱結構在大G值重力場環境下穩定性好、強度高，不會引起移動機構的過負載等問題，并采用液壓驅動的方式來實現供料、定位、拋料等動作。支撐裝置上的液壓缸和位移傳感器，用來控制拋料箱的運動和位置，來實現模型箱長度方向上土料的分層拋填、動態成型，而且斷面成型效果好、一次性可裝土料多。本實用新型能在O IOOg離心場下實現O 400kg無粘性土料的分層拋填與動態成型試驗。
圖1是本實用新型離心機土料拋填裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型離心機土料拋填裝置中儲料裝置的主視圖；圖3是本實用新型離心機土料拋填裝置中儲料裝置的右視圖；[0019]圖4是本實用新型離心機土料拋填裝置中拋料裝置沿X向的剖視圖；圖5是圖4沿A-A剖視線的剖視圖；圖6是本實用新型離心機土料拋填裝置中支撐裝置的主視圖；圖7是圖6沿B-B剖視線的剖視放大圖；圖8本實用新型離心機土料拋填裝置的工作原理示意圖；圖9是固定式一次性拋填裝置的結構示意圖；圖10是料箱移動式多次拋填裝置的結構示意圖。圖中1-儲料裝置，101-第一液壓缸，102-第一液壓缸安裝座，103_儲料箱， 104-儲料箱蓋，105-第一液壓缸的活塞桿，106-連接螺母，107-儲料箱閘門，108_出料口， 109-第一導軌，110-第一位移傳感器，2-拋料裝置，201-拋料箱，202-拋料ロ，203-拋料 箱閘門，204_螺母，205-第二液壓缸的活塞桿，206-第二液壓缸，207-第二導軌，208-第 二滑塊，209-第二位移傳感器，210-第二液壓缸安裝座，3-支撐裝置，301-液壓缸支架， 302-第三液壓缸的活塞桿，303-第三液壓缸，304-第三滑塊，305-第三導軌，306-第三位移 傳感器，307-支撐架，308-輔助梁，309-第四導軌，310-第四滑塊，311-第一稱重傳感器， 312-第二稱重傳感器，313-第五滑塊，4-轉臂，5-模型箱，6-吊籃，7-大料箱，8-隔板，9-土 料，10-大料箱閘門，11_大料箱閘門液壓缸，12-小料箱，13-小料箱閘門液壓缸，14-主液壓 缸，15-小料箱閘門。
具體實施方式
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明目前離心機上使用的土料拋填裝置主要有固定式一次性拋填裝置和料箱移動式多次拋填裝置，如圖9所示，固定式一次性拋填裝置包括大料箱7、隔板8、大料箱閘門10和大料箱閘門液壓缸11，將內置多層隔板8的大料箱固定在模型箱5上。先在不同的隔板8預裝不同量的土料9，一次性將土壩或路堤的模型做好；當離心機運轉后，大料箱閘門液壓缸11打開大料箱閘門10,土料模型全部被拋入模型箱5中，一次成型。固定式一次性拋填裝置的拋填斷面效果好，大G值重力場下料箱強度與穩定性好、可拋土料多；但由于是一次性拋填，無法實現分層拋填和動態成型。如圖10所示，料箱移動式多次拋填裝置包括小料箱12、小料箱閘門液壓缸13、主液壓缸14和小料箱閘門15，首先在小料箱12中裝入一定的土料9 ;當離心機運轉后，小料箱12在主液壓缸14的作用下移動到某個位置，小料箱閘門液壓缸13打開小料箱閘門15，土料9被拋入模型箱5中；下次再移動到其他位置進行拋填。移動式拋填裝置拋填斷面效果好，可實現分層及動態拋填；但由于大G值重力場下移動裝置的強度與穩定行差，小料箱12及預裝的土料9不能太重，每次土料9拋填完畢需要停機才能預裝土料9。為了克服固定式一次性拋填裝置和料箱移動式多次拋填裝置進行土料拋填存在的缺點，設計了具有大容量儲料裝置I和小容量拋料裝置2并且可實現移動式拋填的離心機土料拋填裝置。如圖1至圖8所示，本實用新型所述離心機土料拋填裝置，包括儲料裝置1、拋料裝置2和支撐裝置3，儲料裝置I安裝于離心機中離心場較小的轉臂4上，拋料裝置2安裝與支撐裝置3上方，拋料裝置2與支撐裝置3安裝在模型箱5上并放置在離心場較大的吊籃6內。通過設置大容量儲料裝置I和小容量拋料裝置2，可實現移動式拋填。這種雙料箱結構在大G值重力場環境下穩定性好、強度高，不會引起移動機構的過負載等問題。支撐裝置3用來控制拋料箱的運動和位置，來實現模型箱5長度方向上土料的分層拋填、動態成型。儲料裝置I包括儲料箱103，儲料箱103的一側設有出料口 108，出料口 108上安裝有由第一液壓驅動系統控制開閉的儲料箱閘門107，第一液壓驅動系統包括第一液壓缸101、第一導軌109和安裝于第一導軌109上的第一滑塊(圖中未示)，第一液壓缸101通過第一液壓缸安裝座102與儲料箱103上設有出料口 108的一端固定連接，第一液壓缸的活塞桿105與儲料箱閘門107通過螺母連接，儲料箱閘門107固定于第一滑塊(圖中未示)上，第一導軌109安裝在設有出料口 108 —端的儲料箱103的外壁上，儲料箱103的底部安裝有能夠檢測儲料箱閘門107開口大小的第一位移傳感器110。通過第一液壓缸101控制儲料箱閘門107開閉，離心機運轉后，第一液壓缸101打開儲料箱閘門107，儲料箱103中土料進入拋料箱201中。拋料箱201上安裝了稱重傳感器，可檢測從儲料箱103進入拋料箱201中的土料量，當達到需要的土料量時，第一液壓驅動系統控制儲料箱閘門107的關閉。[0031 ] 拋料裝置2包括拋料箱201，拋料箱201的底端設有拋料口 202，拋料口 202安裝有由第二液壓驅動系統控制開閉的拋料箱閘門203，第二液壓驅動系統包括第二液壓缸206、第二導軌207和安裝于第二導軌207上的第二滑塊208，第二液壓缸206通過第二液壓缸安裝座210與拋料箱201的底板固定連接，第二液壓缸的活塞桿205與拋料箱閘門203通過螺母204連接，拋料箱閘門203固定于第二滑塊208上，第二導軌207安裝于拋料箱201的底板上，拋料箱201的底板上安裝有能夠檢測拋料箱閘門203開口大小的第二位移傳感器209。通過第二液壓缸206控制拋料箱閘門203的開閉，離心機運轉后，第二液壓缸206打開拋料箱閘門203，拋料箱201中土料拋入模型箱5內。需要給拋料箱201中供給土料時，第一液壓驅動系統控制儲料箱閘門107的開啟，土料進入拋料箱201中。 支撐裝置3包括支撐架307、第三液壓缸303、第一稱重傳感器311、第二稱重傳感器312、第三稱重傳感器(圖中未示)、第四稱重傳感器(圖中未示)和第三位移傳感器306，支撐架307的一側設有第三導軌305和位于第三導軌305上的第三滑塊304和第四滑塊310，第三滑塊304和第四滑塊310與第三液壓缸303的下側固定連接，第三液壓缸303兩側的活塞桿分別與液壓缸支架301的兩端固定連接，第三液壓缸303上側的兩端分別與第一稱重傳感器311和第二稱重傳感器312連接，支撐架307另一側設有輔助梁308，輔助梁308的一端與支撐架307連接，輔助梁308的另一端與第四導軌309連接，第四導軌309上安裝有第五滑塊313和第六滑塊(圖中未示),第五滑塊313和第六滑塊(圖中未示)與第三稱重傳感器(圖中未示)和第四稱重傳感器(圖中未示)固定連接，第三位移傳感器306為2個，兩個第三位移傳感器306分別安裝于液壓缸支架301的兩端。在支撐架307上設置雙導軌，一邊通過單液壓缸驅動，另一邊通過輔助梁308浮動連接，由于不存在油缸同步問題，所以能保證運動順暢，采用位移傳感器檢測和反饋控制油缸行走位置。支撐裝置3上安裝有液壓缸及位移傳感器檢測系統，用來控制拋料裝置2的行程和拋填。
權利要求1.一種離心機土料拋填裝置，其特征在于包括儲料裝置、拋料裝置和支撐裝置，所述儲料裝置安裝于離心機中的轉臂上，所述拋料裝置安裝于所述支撐裝置上方，所述拋料裝置和所述支撐裝置安裝在模型箱上并放置在吊籃內，所述吊籃的離心場大于所述轉臂的離心場。
2.根據權利要求1所述的離心機土料拋填裝置，其特征在于所述儲料裝置包括儲料箱，所述儲料箱的一側設有出料口，所述出料口安裝有由第一液壓驅動系統控制開閉的儲料箱閘門，所述第一液壓驅動系統包括第一液壓缸和第一導軌和安裝于第一導軌上的第一滑塊，所述第一液壓缸通過第一液壓缸安裝座與設有出料口一端的儲料箱固定連接，所述第一液壓缸的活塞桿與所述儲料箱閘門通過連接螺母連接，所述儲料箱閘門固定于所述第一滑塊上，所述第一導軌安裝在設有出料口一端的儲料箱的外壁上，所述儲料箱的底部安裝有能夠檢測儲料箱閘門開口大小的第一位移傳感器。
3.根據權利要求1所述的離心機土料拋填裝置，其特征在于所述拋料裝置包括拋料箱，所述拋料箱的底端設有拋料口，所述拋料口安裝有由第二液壓驅動系統控制開閉的拋料箱閘門，所述第二液壓驅動系統包括第二液壓缸和第二導軌和安裝于第二導軌上的第二滑塊，所述第二液壓缸通過第二液壓缸安裝座與所述拋料箱的底板固定連接，所述第二液壓缸的活塞桿與所述拋料箱閘門通過螺母連接，所述拋料箱閘門固定于所述第二滑塊上，所述第二導軌安裝于所述拋料箱的底板上，所述拋料箱的底板上安裝有能夠檢測拋料箱閘門開口大小的第二位移傳感器。
4.根據權利要求1所述的離心機土料拋填裝置，其特征在于所述支撐裝置包括支撐架、第三液壓缸、第一稱重傳感器、第二稱重傳感器、第三稱重傳感器、第四稱重傳感器和第三位移傳感器，所述支撐架的一側設有第三導軌和位于第三導軌上的第三滑塊和第四滑塊，所述第三滑塊和第四滑塊與所述第三液壓缸的下側固定連接，所述第三液壓缸兩側的活塞桿分別與液壓缸支架的兩端固定連接，所述第三液壓缸上側的兩端分別與所述第一稱重傳感器和第二稱重傳感器連接，所述支撐架另一側設有輔助梁，所述輔助梁的一端與所述支撐架連接，所述輔助梁的另一端與第四導軌連接，所述第四導軌上安裝有第五滑塊和第六滑塊，所述第五滑塊和第六滑塊與所述第三稱重傳感器和第四稱重傳感器固定連接，所述第三位移傳感器為2個，兩個所述第三位移傳感器分別安裝于所述液壓缸支架的兩端。
專利摘要本實用新型公開了一種離心機土料拋填裝置，包括儲料裝置、拋料裝置和支撐裝置，所述儲料裝置安裝于離心機中的轉臂上，所述拋料裝置安裝與所述支撐裝置上方，所述拋料裝置和所述支撐裝置安裝在模型箱上并放置在吊籃內，所述吊籃的離心場大于所述轉臂的離心場。通過設置大容量儲料箱裝置和小容量拋料箱裝置，可實現移動式拋填。這種雙料箱結構在大G值重力場環境下穩定性好、強度高，不會引起移動機構的過負載等問題，并采用液壓驅動的方式來實現供料、定位、拋料等動作。本實用新型能在0～100g離心場下實現0～400kg無粘性土料的分層拋填與動態成型試驗。
文檔編號G01N33/24GK202870078SQ20122044455
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月3日 優先權日2012年9月3日
發明者劉顯軍, 王軍, 李思忠, 程永輝, 劉偉, 程發斌, 杜壽兵, 楊玉明 申請人:中國工程物理研究院總體工程研究所