一種氣流回旋集沙儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土壤風(fēng)蝕監(jiān)測裝置，特別涉及風(fēng)沙監(jiān)測裝置，具體屬于一種氣流回旋集沙儀。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤風(fēng)蝕沙化已成為北方旱區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展最為突出的問題，土地荒漠化是我國干旱、半干旱地區(qū)的主要環(huán)境問題之一，對中國北方社會生活和經(jīng)濟發(fā)展造成了極大的威脅。集沙儀是一種風(fēng)蝕監(jiān)測裝置，是研究土壤風(fēng)蝕以及沙丘移動等風(fēng)沙運動規(guī)律、觀測風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征時必不可少的儀器。因此，設(shè)計制造既適應(yīng)野外環(huán)境又工作精確的集沙儀就顯得十分必要。本發(fā)明設(shè)計的固定粧通過鋼結(jié)構(gòu)的有機組合，顯著增加了固定粧的截面模量和結(jié)構(gòu)剛度，提高了粧基的承載能力、抗剪、抗彎能力，降低了粧基的水平位移值，很好地解決了土質(zhì)疏松地區(qū)使用風(fēng)沙儀的制約因素。為了提高測量精度，本發(fā)明設(shè)計的集沙模塊利用氣流產(chǎn)生回旋能量降低的原理，使含塵氣流進入集沙模塊后顯著降低氣固二相流的流速和動能，便于沙粒沉降，達到氣流和沙塵的高效分離。本集沙儀為模塊化設(shè)計，拆裝方便，可對不同高度水平的風(fēng)沙流進行分析測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種氣流回旋集沙儀，利用該集沙儀可實現(xiàn)野外環(huán)境下來風(fēng)方向土壤沙塵量的定點收集和精確測量。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]—種氣流回旋集沙儀，包括固定粧、密封圓錐滾子軸承組件、橫向支承架、風(fēng)向標和集沙模塊；所述橫向支承架一端固定風(fēng)向標，另一端與集沙模塊固接；橫向支承架固定在密封圓錐滾子軸承組件上；密封圓錐滾子軸承組件固定在固定粧上，它們之間只能相對旋轉(zhuǎn)。
[0006]作為優(yōu)化，上述固定粧由下法蘭盤、固定管、上法蘭盤、螺桿、鋼管座、鋼管、鋼管連接套，螺釘、鋼管固定套、鋼絲繩、鋼釬組成；下法蘭盤和上法蘭盤內(nèi)側(cè)圓周具有螺紋，且均有2個對稱的螺桿孔，用于安裝螺桿，把下法蘭盤擰緊于固定管下端，把上法蘭盤擰緊于固定管上端；上、下法蘭盤的半徑比固定筒的半徑大得多，目的是加強固定，防止側(cè)傾；同時，上法蘭盤半徑大于下法蘭盤半徑，更有利于穩(wěn)定；鋼管座焊接在上法蘭盤上，內(nèi)孔為螺紋孔；鋼管兩端開螺紋，一端旋入鋼管座中，另一端連接鋼管連接套；鋼管連接套的內(nèi)孔開有螺紋，用于連接上下兩根鋼管，為了防止集沙儀旋轉(zhuǎn)松動，用螺釘固定鋼管連接套和鋼管；在固定粧的最頂端裝有鋼管固定套，和鋼絲繩的一端連接；鋼絲繩的另一端與插入土壤中的鋼釬連接，三根鋼絲繩，各成120度的夾角，以此固定固定粧。
[0007]作為優(yōu)化，上述密封圓錐滾子軸承組件包括第一軸承座、軸承外圈、滾子和保持架、軸承內(nèi)圈和第二軸承座；軸承外圈與第一軸承座固定連接；軸承內(nèi)圈與滾子和保持架一起組成的組件與第二軸承座固定連接；第二軸承座與第一軸承座組成封閉結(jié)構(gòu)防止灰塵進入；當風(fēng)向標隨風(fēng)向變化時，第一軸承座相對第二軸承座發(fā)生轉(zhuǎn)動，使進氣管始終對準來流方向；由于圓錐滾子軸承可以分離，使得第一軸承座和第二軸承座可以分離，方便拆裝和運輸。
[0008]作為優(yōu)化，上述橫向支承架包括橫支架、配重、螺栓螺母；風(fēng)向標通過2個螺栓螺母固定于橫支架的一端；通過集沙模塊上所焊的兩個耳片，利用2個螺栓螺母，把集沙模塊固定于橫支架的另一端；為避免風(fēng)向標與集沙模塊重量不平衡時發(fā)生側(cè)傾，在橫支架的風(fēng)向標一側(cè)通過螺栓螺母固定配重。
[0009]作為優(yōu)化，上述集沙模塊由上部主筒體、下部錐形筒體、集沙管、第一環(huán)片、集沙袋、耳片、密封橡膠圈、螺栓螺母、筒蓋、出氣管、進氣管、第二環(huán)片、紗網(wǎng)、擋風(fēng)片組成；主筒體中沿周向和軸向分布有擋風(fēng)片；錐形筒體上端和主筒體下端相連，錐形筒體下端和集沙管上端相連；為方便固定集沙袋防止其下滑，集沙管的下端焊有第一環(huán)片，利用塑料扎帶把集沙袋固定在集沙管上，沙塵顆粒經(jīng)集沙管落入集沙袋中；主筒體上部設(shè)有可以打開的筒蓋，通過4個對稱的螺栓螺母，筒蓋固定在主筒體上；為了便于密封，筒蓋與主筒體之間有密封橡膠圈；筒蓋中心開有圓孔，出氣管穿過此孔焊接在筒蓋上；為了方便在出氣管上固定紗網(wǎng)，出氣管在主筒體內(nèi)的那一端邊緣焊有第二環(huán)片，紗網(wǎng)用塑料扎帶固定在出氣管上；進氣管的直徑由小變大，以斜向下的角度從側(cè)面沿切線方向插入主筒體中，管徑由小變大可以降低氣流的流速，斜向下從側(cè)面沿切線方向插入主筒體中可以引導(dǎo)氣流沿筒壁旋轉(zhuǎn)向下。
[0010]作為優(yōu)化，上述密封圓錐滾子軸承組件、橫向支承架、風(fēng)向標和集沙模塊的數(shù)量可為多個。
[0011]作為優(yōu)化，上述固定粧的鋼管兩端加工螺紋，通過鋼管間的連接套進行連接，根據(jù)測量的實際需要，確定鋼管長度和所需要的節(jié)數(shù)。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點和產(chǎn)生的有益效果是:
[0013]本集沙儀能夠使含塵氣流進入集沙模塊后顯著降低氣固二相流的流速和動能，便于沙粒沉降，達到氣流和沙塵的高效分離，從而提高測量精度；固定粧通過鋼結(jié)構(gòu)的有機組合，顯著增加了固定粧的截面模量和結(jié)構(gòu)剛度，提高了粧基的承載能力、抗剪、抗彎能力，降低了粧基的水平位移值，很好地解決了土質(zhì)疏松地區(qū)使用風(fēng)沙儀的制約因素；同時，密封圓錐滾子軸承組件的設(shè)計，可以提高風(fēng)向標隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)的靈敏度，使進氣管始終對準來流方向，并且有效防止灰塵進入，進一步提高獲取數(shù)據(jù)質(zhì)量；配重的添加更加細致，有效避免風(fēng)向標與集沙模塊重量不平衡時發(fā)生側(cè)傾。本集沙儀為模塊化設(shè)計，拆裝方便，適合在野外環(huán)境下對不同高度水平的風(fēng)沙流進行分析測試。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明集沙儀剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明集沙儀三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明集沙儀固定粧剖面結(jié)構(gòu)示意圖及三維分解示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明集沙儀密封圓錐滾子軸承組件剖面結(jié)構(gòu)示意圖及三維分解示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明集沙儀橫向支架結(jié)構(gòu)示意圖及三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6為本發(fā)明集沙儀集沙模塊剖面結(jié)構(gòu)示意圖及三維分解示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0021]圖1為本發(fā)明一種氣流回旋集沙儀二維剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述集沙儀包括固定粧1、密封圓錐滾子軸承組件2、橫向支承架3、風(fēng)向標4和集沙模塊5。所述橫向支承架3 —端固定風(fēng)向標4，另一側(cè)與集沙模塊5固接；橫向支承架3固定在密封圓錐滾子軸承組件2上；密封圓錐滾子軸承組件2固定在固定粧I上，它們之間只能相對旋轉(zhuǎn)。為方便理解，本發(fā)明集沙儀三維結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。
[0022]如圖3所示，所述固定粧I自下而上依次由下法蘭盤1-1、固定管1-2、上法蘭盤1-3、螺桿1-4、鋼管座1-5、鋼管1-6、鋼管連接套1-7，螺釘1_8、鋼管固定套1_9、鋼絲繩1-10、鋼釬1-11組成。挖一個高度大于固定管1-2，寬度大于上法蘭盤1-3大小的坑，用螺桿1-4把下法蘭盤1-1擰緊于固定管1-2下端，把下法蘭盤連同固定管垂直放入坑內(nèi)，填土壓實，用螺桿1-4把上法蘭盤1-3擰緊于固定管1-2上端。鋼管1-6 —端旋入焊接在上法蘭盤1-3上的鋼管座1-5中，另一端連接鋼管連接套用于連接另一根鋼管1-6，為了防止集沙儀旋轉(zhuǎn)松動，用螺釘1-8固定鋼管連接套1-7和鋼管1-6，根據(jù)測量的實際需要，確定鋼管
1-6長度和所需要的節(jié)數(shù)。最上部鋼管1-6最頂端安裝鋼管固定套1-9，通過螺釘1-8和鋼絲