Устройство для исследования физико-механических свойств сыпучих материалов и грунтов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<о939639 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 170180 (21) 2871874/29- 33 с присоединением заявки HP (23) Приоритет(51)M Кл з

E 02 D 1/00

G 01 и 33/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК624. 131. 37 (088. 8)

Опубликовано 300682. Бюллетень НР24

Дата опубликования описания 3006.82 (72) Авторы изобретения

И.П. Варшавский, А. Д. Олейник, М.В.Гольда а

1

1 Сйбжилстрой Трест Оргтехстрой Объединения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

И ГРУНТОВ! 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, включающее емкость с выдвижным днищем $ 1).

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 выдвйжным днищем и средство для распределения материала 21.

Недостатками известного устройства являются неравномерная послойная засыпка материала, низкая точность и ограниченный диапазон его исследования.

Цель изобретения — расширение диа- - 2э пазона исследований.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для исследования физи-. ко-механических свойсТв сыпучих .мате риалов и грунтов, включающее опорные стойки и установленную на них накопительную емкость с выдвижным днищем, и средство для распределения материала, снабжено рамным корпусом, в котором смонтированы накопительные бункера с дозаторными камерами и отсека-, телями, ось реверсивного привода и находящийся с ним в контакте поворотный сектор и направляющий элемент с конхоидальным пазом и шарнирно-установленной телескопической штангой с раскладочиой 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, размеа ейнйй в конхоидальном пазу.

При этом поворотный сектор выполнен с криволинейной поверхностью.

Кроме того, кривизна конхоидального паза направляющего элемента определяется по формуле ц- О

Сов 1 где Ц вЂ” длина подпружиненного конца телескопической штанги

8 - минимальная длина телескопической штанги

939639 е

U= О, С05 9

С - длина жесткого плеча телескопической штанги

9 — угол раскрытия конуса раскладочной емкости.

Жесткое плечо рычага снабжено симметрично расположенными вилками, а накопительная емкость выполнена с промежуточной дозаторной камерой с отсекателями, взаимодействующими с вил-, ками.

При этом средство для распределе- )0 ния материала снабжено контактным элементом его включения, взаимодействующим. с вилками штанги.

На фиг. l изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 — то же, вид сверху.

Устройство состоит из следующих узлов .

На рамном корпусе 1 размецены стойки 2 с накопительной емкостью 3 с выдвижным дницем 4 и направляющий эле20 мент 5 в виде пластины с конхоидальным пазом А, вал 6 и ось реверсивногс привода 7.

На раме 1 по краям установлены нэ. копительные бункеры 8, имеющие проме-. жуточную доэаторную камеру 9 с отсекателями 10 и 11.

На валу 6 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

A и на конце несет раскладочную емкость 16 с открытой верхней частью и 35 щелевым выпуском. Кроме того,на плече

14 закреплены вилки 17 и 18, взаимодействующие своими зубьями с отсекателями 10 и 11 и средствами перемещения раскладочного узла 3 с выдвижным 40 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 дозаторная камера 9 оказывается заполненной, причем нижний отсекатель перекрывает выходное отверстие.

С включением привода 7 начинает перемещаться сектор 12 и вместе с ним приходит в движение штанга. Ролик с .ребордами 15 движется по конхоидальному пазу А, плечо 13 меняет длину в отверстии с профилем паза. Нижний конец плеча 14 таким образом при движении идет паралельно днищу 4. 60

Когда телескопическая штанга доходит до крайнего положения, вилка 17 закрывает верхний отсекатель доэаторной камеры 9, а вилка 18 открывает нижний. Материал высыпается в раскла-65 дочную емкость 16, В это время срабатывает реле и телескопическая штанга перемещается в другую сторону. По мере перемещения материал высыпается равномерно через щель в раскладочной емкости 16 и, когда штанга приходит в крайнее положение, емкость 16 истощается, механизм перемещения срабатывает и раскладочный узел 3 опускается на заданную величину. В это же время происходит загрузка раскладочной емкости .16 и цикл повторяется.

Вилки 17 и 18 открыванием и закрыванием отсекателей 10 и 11 регулируют заполнение промежуточной доэаторной камеры 9.

Для обеспечения прямолинейного движения щелевого отверстия раскла- . дочной емкости кривизна конхоидального паза определяется иэ выражения где 0 — длина подпружиненного конца телескопической штанги (изменяемая); — длина жесткого плеча телескопической штанги (неизменяемая ) 1 — минимальная длина телескопической штанги; угол раскрытия конуса раскладочной емкости, или угол раэ— маха движения телескопической штанги, или внутренний угол раскрытия сектора.

Чтобы целевое отверстие перемецалось с постоянной линейной скоростью

V поворотный сектор выполняется с криволинейной рабочей поверхностью, радиус которой определяется из выражения где R — радиус приводного валика;

Я вЂ” его угловая скорость.

Установка поз воляет проиэ водить послойную укладку исследуемого материала. При предварительной окраске засыпаемого в одну накопительную емкость материала появляется воэможность получить раскладку с чередованием слоев окрашенного и неокрашенного материала.

Раскладка материала слоями с различной окраской позволяет осуществлять наблюдение через 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 насыпанияу форму откоса от на939639 грузки сооружениями, например. модулями нефтяных резервуаров; изменение напряженного состояния и деформации 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, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения диапазона исследований, оно снабжено рамным корпусом, в котором смонтированы накопительные бункера с дозатор- 20 ными камерами и отсекателями, ось реверсивного привода и находящийся с ним в контакте поворотный сектор, и направляющий элемент с конхоидальным пазом и шарнир нирно-установленной теле- 25 скопической штангой с раскладочной емкостью, причем одно плечо штанги выполнено подпружиненным и через поворотный сектор связано с осью реверсивного привода, а средство для рас- З0 пределения материала имеет направляющий ролик с ребордой, размещенный в конхоидальном пазу.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с белью пеРе- 35 мещения щелевого отверстия раскладочной емкости с постоянной линейной . скоростью, поворотный сектор выполнен с криволинейной поверхностью.

3. Устройс во по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью прямолинейного перемещения щелевого отверI стия раскладочной емкости, кривизна конхоидального паза направляющего эле мента определяется по формуле

Ц.а е а, сои где,U - -длина подпружиненного конца телескопической штанги

- минимальная длина телескопической штанги;

a — длина жесткого плеча телескопической штанги, 9 - угол раскрытия конуса раскладочной емкости

4. Устройство bio пп.1-4,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что жесткое плечо рычага снабжено симметрично расположенными вилками, а накопительная емкость установлена под промежуточной доэаторной камерой с отсека- . телями, взаимодействующими с вилками.

5. Устройство по пп.1-4, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что средство для распределения материала снабжено контактным элементом его включения, взаимодействующим с вилками штанги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зенков P.Ë. Механика насыпных грунтов. М., . Машиностроение, 1963, с. 33.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 696379, кл. 601 Й 33/24, 1978 (прототип) °