一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，包括：可隨風(fēng)向變化而任意旋轉(zhuǎn)的風(fēng)向標(biāo)、旋轉(zhuǎn)軸、基座和基座護(hù)罩；所述旋轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置，所述風(fēng)向標(biāo)安裝在旋轉(zhuǎn)軸的頂端，當(dāng)風(fēng)沙流來臨時(shí)，風(fēng)向標(biāo)帶動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)軸的底端固定在基座內(nèi)；基座的底端安裝在基座護(hù)罩內(nèi)；所述旋轉(zhuǎn)軸沿軸向安裝有多個(gè)集沙裝置固定支架；每個(gè)所述集沙裝置固定支架的中部固定在旋轉(zhuǎn)軸上；每個(gè)集沙裝置固定支架的兩端分別安裝有集沙裝置。所述基座護(hù)罩的材質(zhì)為尼龍。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確、便于安裝與冰面、容易操作等優(yōu)點(diǎn)，是研究冰面風(fēng)沙輸移過程必不可少的儀器。
【專利說明】
一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀。
【背景技術(shù)】
[0002]土壤風(fēng)蝕研究的一項(xiàng)重要任務(wù)就是通過輸沙率隨高度位置變化，進(jìn)而確定特定風(fēng)速條件下的風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)及風(fēng)沙輸移量。風(fēng)沙流是一種沙粒的集團(tuán)運(yùn)動，是風(fēng)沙活動過程中的重要環(huán)節(jié)，了解風(fēng)沙流沙粒的流動特性、搬運(yùn)過程、侵蝕危害對防治水土流失，保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。
[0003]由于環(huán)境的特殊性，河流(如黃河)沿岸的風(fēng)沙活動過程既不同于沙漠、沙地區(qū)域，也有別于海岸地區(qū)，特別是在冬季進(jìn)入全面冰封期后，河道水面變成冰面，這一時(shí)段風(fēng)沙活動也進(jìn)入活躍期，與冰面接觸的流沙以風(fēng)沙流和沙丘前移的方式向河道推進(jìn)，進(jìn)入冰面沙物質(zhì)在冰面上形成風(fēng)沙流在冰上運(yùn)移。所以，冬季風(fēng)沙活動涉及到冰面風(fēng)沙過程，了解這一過程對風(fēng)沙入河過程及入河量的確定具有重要意義，對有效防止風(fēng)沙入河提供科學(xué)的理論依據(jù)。
[0004]集沙儀是研究風(fēng)沙移動規(guī)律，觀測風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征和風(fēng)沙輸移量的重要儀器之一。目前，大部分的集沙儀主要是應(yīng)用于沙漠、沙地、草原、農(nóng)田等野外風(fēng)沙流動的觀測。
[0005]將目前主流的集沙儀在冰面安裝測定風(fēng)沙流及輸沙通量，出現(xiàn)以下幾個(gè)問題:
[0006]1.大部分集沙儀都是金屬類的，基座與冰面接觸，一段時(shí)間后冰面融化集沙儀會出現(xiàn)傾斜或者倒伏，影響到收沙效果，無法保證測量結(jié)果準(zhǔn)確性和精度。
[0007]2.部分集沙儀由于沙物質(zhì)存儲部分在基座，基座部分較為龐大，在冰面上挖取大坑安裝集沙儀很難實(shí)現(xiàn)，集沙儀基座深度可能超過冰層厚度導(dǎo)致無法在冰面安裝。
[0008]出現(xiàn)上述原因:金屬類的基座在冰面上極易融化，且融化速度可快;冬季溫度雖然在零度以下，但金屬比熱容與水的相差較大，升溫較快，所以在近中午時(shí)集沙儀基座與冰面接觸處易使冰面融化，使得基座處產(chǎn)生松動，導(dǎo)致集沙儀傾斜和倒伏。同時(shí)，集沙儀基座以上部分金屬重量較大和近年氣候冬季氣候變暖加劇了這一現(xiàn)象發(fā)生。暖冬也導(dǎo)致近年冬季冰層變薄，在分布實(shí)驗(yàn)區(qū)冬季冰層厚度30cm左右，對于那些基座較為龐大的集沙儀在冰面上很難有立足之地。
[0009]針對目前存在的問題和目前集沙儀在冰面使用的弊端和局限性，急需要研制能克服以上困難，適合在冰面上安裝的集沙儀，完成冰面風(fēng)沙輸移過程的觀測，為風(fēng)沙入河觀測提供行之有效的工具。本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確、便于安裝的研究冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)式集沙儀。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，實(shí)現(xiàn)了在河道冰面上對任意方向的近地表沙物質(zhì)的收集，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確、便于安裝與冰面、容易操作等優(yōu)點(diǎn)，是研究冰面風(fēng)沙輸移過程必不可少的儀器。
[0011 ]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0012]—種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，包括:可隨風(fēng)向變化而任意旋轉(zhuǎn)的風(fēng)向標(biāo)、旋轉(zhuǎn)軸、基座和基座護(hù)罩；
[0013]所述旋轉(zhuǎn)軸豎直設(shè)置，所述風(fēng)向標(biāo)安裝在旋轉(zhuǎn)軸的頂端，當(dāng)風(fēng)沙流來臨時(shí)，風(fēng)向標(biāo)帶動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；
[0014]旋轉(zhuǎn)軸的底端固定在基座內(nèi)；基座的底端安裝在基座護(hù)罩內(nèi)；
[0015]所述旋轉(zhuǎn)軸沿軸向安裝有多個(gè)集沙裝置固定支架;每個(gè)所述集沙裝置固定支架的中部固定在旋轉(zhuǎn)軸上;每個(gè)集沙裝置固定支架的兩端分別安裝有集沙裝置；
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]本實(shí)用新型是以冬季河道沿岸風(fēng)沙運(yùn)移野外試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)研制出的可以設(shè)置于河道等冰面上的可旋轉(zhuǎn)集沙儀。
[0018]基座與基座護(hù)罩連接使集沙儀穩(wěn)定置于冰面上，利用風(fēng)向標(biāo)隨風(fēng)向變化而任意旋轉(zhuǎn)，從而帶動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，以及安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的集沙裝置旋轉(zhuǎn)，通過集沙裝置收集不同高度、不同方向的冰面風(fēng)沙量。
[0019]本實(shí)用新型將沙物質(zhì)利用設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸上的集沙裝置收集，在同一高度的積沙裝置有2個(gè)，這樣相當(dāng)于在試驗(yàn)中做了重復(fù)試驗(yàn)，這樣提高了試驗(yàn)數(shù)據(jù)精度；同時(shí)與現(xiàn)有技術(shù)中將沙物質(zhì)存儲于基座相比，基座較小，安裝時(shí)無須挖取大坑，具有便于安裝和使用等優(yōu)點(diǎn)。
[0020]本實(shí)用新型能真實(shí)反映冬季冰面風(fēng)沙流特征及輸沙通量輸沙通量，彌補(bǔ)了現(xiàn)有集沙儀器在應(yīng)用區(qū)域上的局限性。本實(shí)用新型所述測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀具有結(jié)構(gòu)簡單、測量準(zhǔn)確、便于安裝于冰面、容易操作等優(yōu)點(diǎn)，是研究冰面風(fēng)沙過程必不可少的儀器。
[0021]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0022]進(jìn)一步，所述基座護(hù)罩的材質(zhì)為尼龍。
[0023]采取上述方案的有益效果為:發(fā)明人通過設(shè)置尼龍材質(zhì)的基座護(hù)罩隔離冰面與基座的接觸，避免金屬在冰面易融化而導(dǎo)致的整個(gè)裝置發(fā)生傾斜。
[0024]進(jìn)一步，所述集沙裝置迎風(fēng)設(shè)置，用于收集風(fēng)沙；
[0025]所述集沙裝置包括集沙筒和套在集沙筒外的集沙袋；
[0026]所述集沙筒包括夾持部和與夾持部的一端連接的收集部，所述夾持部的內(nèi)部與收集部的內(nèi)部連通，所述收集部為長條形槽狀結(jié)構(gòu)；
[0027]所述集沙袋呈內(nèi)部中空的長條形，其一端開口，另一端閉口，開口的一端與集沙筒的夾持部一起固定在集沙裝置固定支架上;所述集沙袋的閉口的一端套在收集部的另一端外。
[0028]進(jìn)一步，所述夾持部的另一端設(shè)有可拆卸地封堵蓋;所述收集部的另一端呈弧形。
[0029]進(jìn)一步，所述集沙袋由400目的雙層不銹鋼絲網(wǎng)制成。
[0030]采用上述方案的有益效果是:
[0031]集沙筒的結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可以盡量擴(kuò)大透風(fēng)面積，同時(shí)也起到對集沙袋的支撐作用，防止集沙袋內(nèi)沙物質(zhì)堆積對集沙袋擠壓變形影響透風(fēng)效果。
[0032]集沙袋選擇過風(fēng)不過沙的絲網(wǎng)，主要是保證風(fēng)沙流的流暢性，提高集沙裝置的收沙效率，同時(shí)絲網(wǎng)集沙袋可以避免冬季積雪對集沙袋的打濕損壞，又避免集沙裝置進(jìn)入積雪后融化后水與沙物質(zhì)混合不易取樣，集沙袋透風(fēng)好，同時(shí)有利于光照直射沙物質(zhì)，加快沙物質(zhì)的干燥，提高取樣效率。
[0033]集沙袋為400目的雙層不銹鋼絲網(wǎng)，既可以提高氣流進(jìn)入集沙袋的流暢性，減少氣流阻力，也保證了流入沙塵量的近自然流量，提高了集沙儀的積沙效率。
[0034]通過設(shè)置封堵蓋，在測定開始之前，可以利用封堵蓋阻止沙粒進(jìn)入集沙裝置。
[0035]進(jìn)一步，所述集沙裝置固定支架包括支架片和設(shè)置在支架片上的固定夾；
[0036]所述支架片包括兩翼以及位于兩翼之間的固定部，所述固定部與與旋轉(zhuǎn)軸固定連接，支架片的兩翼的最遠(yuǎn)端設(shè)有固定夾，固定夾用于夾持集沙裝置。
[0037]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:采用固定夾，可以保證取樣的靈活性，提高了取樣效率。
[0038]進(jìn)一步，所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)有多個(gè)用于固定的固定凹槽，支架片的固定部嵌入在固定凹槽內(nèi)。
[0039]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:固定凹槽可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位和牢固固定集沙裝置固定支架避免發(fā)生傾斜。
[0040]進(jìn)一步，固定部為豎直設(shè)置的片狀結(jié)構(gòu)，且所述兩翼分別與固定部垂直，兩翼橫向設(shè)置且兩翼的厚度面迎風(fēng)設(shè)置，減小積沙筒周圍的支架片的迎風(fēng)面，減小對風(fēng)的干擾。
[0041]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:減少集沙裝置支架片在兩翼位置對風(fēng)沙干擾阻力，保證風(fēng)沙流順暢進(jìn)入到集沙筒。
[0042]進(jìn)一步，所述風(fēng)向標(biāo)包括風(fēng)向標(biāo)葉片、連接桿和平衡錘;連接桿水平設(shè)置，連接桿的一端與風(fēng)向標(biāo)葉片連接，連接桿的另一端與平衡錘連接，連接桿的中部通過風(fēng)向標(biāo)固定器與旋轉(zhuǎn)軸的頂端固定連接。
[0043]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過風(fēng)向標(biāo)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)置，風(fēng)向標(biāo)葉片產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力帶動旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，平衡錘的設(shè)置達(dá)到風(fēng)向標(biāo)整體的配重作用，有利于保證轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)性。
[0044]進(jìn)一步，所述基座包括基座軸和帶沿防塵罩;所述基座軸的頂部內(nèi)嵌有用于與旋轉(zhuǎn)軸的底部連接的頂絲;所述基座軸還安裝有軸承；帶沿防塵罩安裝在基座軸上且?guī)а胤缐m罩位于軸承上方；
[0045]所述軸承設(shè)有兩個(gè)，上下相對地安裝在基座軸上，兩個(gè)軸承嵌入到基座護(hù)罩內(nèi)部的中空部分，使得軸承與基座護(hù)罩內(nèi)部的中空部分的內(nèi)壁緊貼一起，在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)不發(fā)生相對滑動；
[0046]所述基座護(hù)罩的頂部沿周向設(shè)有外沿，正常使用時(shí)，基座護(hù)罩嵌入冰面內(nèi)，所述帶沿防塵罩與基座護(hù)罩的外沿抵接，并與冰面平行。
[0047]進(jìn)一步，位于上方的所述軸承為上滾珠軸承，位于下方的所述軸承為下滾珠軸承，且上滾珠軸承的內(nèi)徑大于下滾珠軸承的內(nèi)徑。
[0048]采用上述方案的有益效果是:
[0049]基座設(shè)有的帶沿防塵罩可以有效防止沙物質(zhì)進(jìn)入基座內(nèi)軸承，避免影響到可旋轉(zhuǎn)集沙儀的旋轉(zhuǎn)效果。
[0050]軸承分為上、下兩個(gè)滾珠軸承，基座軸的外徑和滾珠軸承內(nèi)徑緊貼，通過內(nèi)摩擦力緊貼固定，既保證軸承旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定的同時(shí)，又能減少與基座護(hù)罩壁摩擦。
【附圖說明】

[0051 ]圖1為一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀立體圖；
[0052]圖2為一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀風(fēng)向標(biāo)立體圖，包括圖2A至圖2C;
[0053]圖3為一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀風(fēng)向標(biāo)固定器立體圖；
[0054]圖4為一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀旋轉(zhuǎn)軸立體圖；
[0055]圖5為一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀基座立體圖；
[0056]圖6為一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀基座護(hù)罩立體圖；
[0057]圖7為一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀集沙裝置固定支架立體圖；
[0058]圖8為一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀集沙裝置立體圖，包括圖8A至圖8C。
[0059]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
[0060]1、風(fēng)向標(biāo)，11、風(fēng)向標(biāo)葉片，12、連接桿，13平衡錘，2、風(fēng)向標(biāo)固定器，3、旋轉(zhuǎn)軸，31、上連接口，32、固定凹槽，33、下連接口，4、基座，41、頂絲，42、帶沿防塵罩，43、軸承，5、基座護(hù)罩，6、集沙裝置固定支架，61、固定夾，62、支架片，7、集沙裝置，71、集沙筒，72、集沙袋，73、封堵蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0061]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0062]如圖1-8所示，一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，包括:可隨風(fēng)向變化而任意旋轉(zhuǎn)的風(fēng)向標(biāo)1、旋轉(zhuǎn)軸3、基座4和基座護(hù)罩5;
[0063]所述旋轉(zhuǎn)軸3豎直設(shè)置，所述風(fēng)向標(biāo)I安裝在旋轉(zhuǎn)軸3的頂端，當(dāng)風(fēng)沙流來臨時(shí)，風(fēng)向標(biāo)I帶動旋轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn);旋轉(zhuǎn)軸3的底端固定在基座4內(nèi)；基座4的底端安裝在基座護(hù)罩5內(nèi)；所述旋轉(zhuǎn)軸3沿軸向安裝有多個(gè)集沙裝置固定支架6;每個(gè)所述集沙裝置固定支架6的中部固定在旋轉(zhuǎn)軸3上;每個(gè)集沙裝置固定支架6的兩端分別安裝有集沙裝置7。所述基座護(hù)罩5的材質(zhì)為不易使冰融化的材質(zhì)。所述基座護(hù)罩5的材質(zhì)為尼龍。因?yàn)檎麄€(gè)裝置在運(yùn)行的過程中旋轉(zhuǎn)軸不斷旋轉(zhuǎn)，為了保持整個(gè)裝置的正常運(yùn)行，基座護(hù)罩5的材質(zhì)的選擇是關(guān)鍵。發(fā)明人在研究的過程中嘗試了很多種材質(zhì)的基座，意外地發(fā)現(xiàn)，以尼龍為材質(zhì)，可以避免因冰面融化導(dǎo)致集沙儀傾斜倒伏進(jìn)而影響收沙效果，可以保證測量結(jié)果的精度和準(zhǔn)確度。
[0064]如圖8所示，所述集沙裝置7迎風(fēng)設(shè)置，用于收集風(fēng)沙。集沙裝置7包括集沙筒71、封堵蓋73和套在集沙筒71外的集沙袋72。
[0065]集沙筒71整體呈半開口設(shè)計(jì)。所述集沙筒71包括夾持部和與夾持部的一端連接的收集部，所述夾持部的內(nèi)部與收集部的內(nèi)部連通，所述收集部為長條形槽狀結(jié)構(gòu)；
[0066]所述集沙袋72呈內(nèi)部中空的長條形，其一端開口，另一端閉口，開口的一端與集沙筒的夾持部一起固定在集沙裝置固定支架6上;所述集沙袋的閉口的一端套在收集部的另一端外。所述夾持部的另一端設(shè)有可拆卸地封堵蓋73;所述收集部的另一端呈弧形。
[0067]所述集沙袋72由400目的雙層不銹鋼絲網(wǎng)制成。使用時(shí)，取下封堵蓋73，風(fēng)沙從集沙筒71的夾持部通過進(jìn)入到收集部，由于收集部為槽狀結(jié)構(gòu)且外面套著集沙袋，風(fēng)沙進(jìn)入到集沙袋中，集沙袋由400目的雙層不銹鋼絲網(wǎng)制成，可以透風(fēng)但不透沙，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)沙的收集。
[0068]如圖7所示，集沙裝置固定支架6包括支架片62和設(shè)置在支架片62上的固定夾61;所述支架片62包括兩翼以及位于兩翼之間的固定部，所述固定部與與旋轉(zhuǎn)軸3固定連接，支架片62的兩翼的最遠(yuǎn)端均設(shè)有固定夾61，固定夾61將集沙袋72、集沙筒71固定在一起。固定部為豎直設(shè)置的片狀結(jié)構(gòu)，且所述兩翼分別與固定部垂直，兩翼橫向設(shè)置且兩翼的厚度面迎風(fēng)設(shè)置，使得支架片的厚度面迎風(fēng)，減小積沙筒周圍的支架片的迎風(fēng)面，減小對風(fēng)的干擾。
[0069]如圖4所示，所述旋轉(zhuǎn)軸的頂端為上連接口31，用于與風(fēng)向標(biāo)固定器2固定連接;所述旋轉(zhuǎn)軸的底端為下連接口 33，用于與基座的內(nèi)嵌頂絲連接。旋轉(zhuǎn)軸3設(shè)有多個(gè)用于固定的固定凹槽32，支架片62的固定部嵌入在固定凹槽32內(nèi)，還可以用螺絲進(jìn)一步固定。
[0070]如圖2所示，風(fēng)向標(biāo)I包括風(fēng)向標(biāo)葉片11、連接桿12和平衡錘13;連接桿12水平設(shè)置，連接桿12的一端與風(fēng)向標(biāo)葉片11連接，連接桿12的另一端與平衡錘13連接，連接桿12的中部通過風(fēng)向標(biāo)固定器2與旋轉(zhuǎn)軸3的頂端固定連接，所述連接桿12與旋轉(zhuǎn)軸3垂直。
[0071 ]如圖5和圖6所示，所述基座4包括基座軸、軸承43和帶沿防塵罩42;所述基座軸的頂部內(nèi)嵌有頂絲41，用于與旋轉(zhuǎn)軸3的底部連接;所述基座軸還安裝有軸承43;帶沿防塵罩42安裝在基座軸上且?guī)а胤缐m罩42位于軸承43上方；
[0072]所述軸承43設(shè)有兩個(gè)，上下相對的安裝在基座軸上，兩個(gè)軸承43嵌入到基座護(hù)罩5內(nèi)部的中空部分，使得軸承與基座護(hù)罩5內(nèi)部的中空部分的內(nèi)壁緊貼一起，在軸承43旋轉(zhuǎn)時(shí)不發(fā)生相對滑動；
[0073]所述基座護(hù)罩5的頂部沿周向設(shè)有外沿，正常使用時(shí)，基座護(hù)罩5嵌入冰面內(nèi)，所述帶沿防塵罩42與冰面平行，所述基座的帶沿防塵罩42與基座護(hù)罩5的外沿抵接。具體設(shè)置時(shí)，位于上方的所述軸承43為上滾珠軸承，位于下方的所述軸承43為下滾珠軸承，且上滾珠軸承的內(nèi)徑大于下滾珠軸承的內(nèi)徑，保證上滾珠軸承安裝后對基座軸的磨損使基座軸的直徑變小后，小內(nèi)徑的下滾珠軸承安裝后仍然可以和基座軸有很好的摩擦效果，最終保證運(yùn)行的平穩(wěn)。
[0074]運(yùn)行的過程中，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)向標(biāo)旋轉(zhuǎn)，帶動旋轉(zhuǎn)軸以及旋轉(zhuǎn)軸設(shè)有的集沙裝置旋轉(zhuǎn)，集沙裝置收集風(fēng)沙，由于旋轉(zhuǎn)軸的底部與基座軸的內(nèi)嵌頂絲連接，帶動基座軸、上滾珠軸承、下滾珠軸承以及帶沿防塵罩都一起旋轉(zhuǎn)。帶沿防塵罩42與基座護(hù)罩5的外沿抵接，基座護(hù)罩5為整個(gè)裝置提供支撐力。
[0075]下面通過一個(gè)具體的實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0076]—種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀整體結(jié)構(gòu)為直立筒狀，從上到下依次為:可隨風(fēng)向變化而任意旋轉(zhuǎn)的風(fēng)向標(biāo)1、旋轉(zhuǎn)軸3、基座4和基座護(hù)罩5。所述旋轉(zhuǎn)軸3豎直設(shè)置，所述風(fēng)向標(biāo)I安裝在旋轉(zhuǎn)軸3的頂端，當(dāng)風(fēng)沙流來臨時(shí)，風(fēng)向標(biāo)I帶動旋轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)軸3的底端固定在基座4內(nèi)；基座4的底端安裝在基座護(hù)罩5內(nèi)；所述旋轉(zhuǎn)軸3沿軸向安裝有多個(gè)集沙裝置固定支架6;每個(gè)所述集沙裝置固定支架6的中部固定在旋轉(zhuǎn)軸3上;每個(gè)集沙裝置固定支架6的兩端分別安裝有集沙裝置7。
[0077]如圖2所示，風(fēng)向標(biāo)I包括風(fēng)向標(biāo)葉片11、連接桿12和平衡錘13;連接桿12水平設(shè)置，連接桿12的一端與風(fēng)向標(biāo)葉片11通過螺栓連接，連接桿12的另一端與平衡錘13連接，連接桿12的中部通過風(fēng)向標(biāo)固定器2與旋轉(zhuǎn)軸3的頂端通過螺栓固定連接，所述連接桿12與旋轉(zhuǎn)軸3垂直。
[0078]集沙儀旋轉(zhuǎn)軸及風(fēng)向標(biāo)選擇較為堅(jiān)硬和輕特點(diǎn)的合金材料，例如:鋁合金，可以減輕集沙儀自身的重量。
[0079]如圖4所示，所述旋轉(zhuǎn)軸3頂端為上連接口31，用于與風(fēng)向標(biāo)固定器固定連接;所述旋轉(zhuǎn)軸的底端為下連接口 33，用于與基座的內(nèi)嵌頂絲連接。旋轉(zhuǎn)軸3設(shè)有多個(gè)用于固定集沙裝置固定支架6的固定凹槽32，每個(gè)固定凹槽32與一個(gè)集沙裝置固定支架6固定，每個(gè)集沙裝置固定支架6設(shè)有兩個(gè)固定夾，每個(gè)固定夾夾持一個(gè)集沙裝置。
[0080]風(fēng)向標(biāo)固定器2為矩形片狀結(jié)構(gòu)，上部的螺栓用于與連接12固定連接，下部的螺栓用于與旋轉(zhuǎn)軸3的上連接口 31固定連接。
[0081 ]如圖7所示，集沙裝置固定支架6包括支架片62和設(shè)置在支架片62上的固定夾61;所述支架片62包括兩翼以及位于兩翼之間的固定部，所述固定部與與旋轉(zhuǎn)軸3固定連接，支架片62的兩翼的最遠(yuǎn)端設(shè)有固定夾61，固定夾61通過螺栓與支架片62的兩翼固定連接。固定部為豎直設(shè)置的片狀結(jié)構(gòu)，且所述兩翼分別與固定部垂直，兩翼橫向設(shè)置且兩翼的厚度面迎風(fēng)設(shè)置，用于減少集沙裝置對風(fēng)沙干擾阻力。
[0082]支架片62的固定部嵌入在固定凹槽32內(nèi)，并通過螺栓擰緊與旋轉(zhuǎn)軸3連接。
[0083]如圖8所示，所述集沙裝置7迎風(fēng)設(shè)置，用于收集風(fēng)沙;集沙裝置7包括集沙筒71、封堵蓋73和套在集沙筒71外的集沙袋72;集沙筒71呈半開口設(shè)計(jì)，通過集沙筒71的半開口設(shè)計(jì)可以增加通風(fēng)面積，增強(qiáng)通風(fēng)進(jìn)沙效果，同時(shí)用于支撐集沙袋72。
[0084]所述集沙裝置7包括集沙筒71和套在集沙筒71外的集沙袋72;
[0085]所述集沙筒71包括夾持部和與夾持部的一端連接的收集部，收集部的另一端呈弧形，夾持部的另一端設(shè)有可拆卸地封堵蓋73，測定開始之前，利用封堵蓋73阻止沙粒進(jìn)入集沙裝置7，測試開始后，可以將封堵蓋73取下，用于收集風(fēng)沙;所述夾持部的內(nèi)部與收集部的內(nèi)部連通，所述收集部為長條形槽狀結(jié)構(gòu)；
[0086]所述集沙袋72呈內(nèi)部中空的長條形，其一端開口，另一端閉口，開口的一端與集沙筒的夾持部一起固定在集沙裝置固定支架6上;所述集沙袋的閉口的一端套在收集部的另一端外。使用時(shí)，將集沙袋72的開口端套在夾持部外，使集沙袋72的閉口套在收集部外。
[0087]所述集沙袋72由400目的雙層不銹鋼絲網(wǎng)制成。防止風(fēng)沙、降雪對集沙裝置的破壞，同時(shí)最大限度保證通風(fēng)減少風(fēng)沙進(jìn)入集沙袋時(shí)阻力，提高集沙儀集沙效果。
[0088]按住固定夾61的固定夾柄可以將集沙袋72、集沙筒71—起夾持在固定夾61，從而進(jìn)行固定。
[0089]如圖5和圖6所示，所述基座4包括基座軸、軸承43和帶沿防塵罩42;所述基座軸的頂部內(nèi)嵌頂絲41，用于與旋轉(zhuǎn)軸3的底部連接;所述基座軸還安裝有軸承43;帶沿防塵罩42安裝在基座軸上且?guī)а胤缐m罩42位于軸承上方;用于防止風(fēng)沙、降雪等進(jìn)入基座護(hù)罩5。
[0090]所述軸承43設(shè)有兩個(gè)，上下相對地安裝在基座軸上，兩個(gè)軸承43嵌入到基座護(hù)罩5內(nèi)部的中空部分，使得軸承與基座護(hù)罩5內(nèi)部的中空部分的內(nèi)壁緊貼一起，在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)不發(fā)生相對滑動；
[0091]所述基座護(hù)罩5為頂部開口且內(nèi)部中空的柱狀結(jié)構(gòu)，所述基座護(hù)罩5的頂部沿周向設(shè)有外沿，正常使用時(shí)，基座護(hù)罩5嵌入冰面內(nèi)，所述帶沿防塵罩42與冰面平行，所述基座的帶沿防塵罩42與基座護(hù)罩5的外沿抵接，使旋轉(zhuǎn)集沙儀牢固的固定于冰面。
[0092]位于上方的所述軸承43為上滾珠軸承，位于下方的所述軸承4為下滾珠軸承，且上滾珠軸承的內(nèi)徑大于下滾珠軸承的內(nèi)徑。通過上、下兩個(gè)滾珠軸承的設(shè)置，既保證軸承旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定的同時(shí)，又能減少與基座護(hù)罩5壁摩擦
[0093]所述基座護(hù)罩5的材質(zhì)為尼龍。發(fā)明人在研究中意外的發(fā)現(xiàn)，采用尼龍材質(zhì)的基座護(hù)罩避免因冰面融化導(dǎo)致集沙儀傾斜倒伏進(jìn)而影響收沙效果，可以保證測量結(jié)果的精度和準(zhǔn)確度?；o(hù)罩的底端的直徑為10-15cm，外沿的直徑為15-20cm，高度為15-20cmo
[0094]使用時(shí)，先將基座護(hù)罩5嵌入冰面下，基座護(hù)罩5的外沿置于冰面上，基座4置于基座護(hù)罩5內(nèi)，帶沿防塵罩42與冰面平行，旋轉(zhuǎn)軸3下連接口33與內(nèi)嵌頂絲4-1緊密連接。
[0095]旋轉(zhuǎn)軸3的軸體上設(shè)置十處固定凹槽32，十處固定凹槽32與帶沿防塵罩42上沿的間距分別為5cm、10cm、15cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、80cm、10cm0
[0096]使用方法如下:
[0097]風(fēng)沙流來臨時(shí)，風(fēng)向標(biāo)I隨風(fēng)向旋轉(zhuǎn)帶動旋轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動，打開封堵蓋73，集沙裝置7迎風(fēng)收集風(fēng)沙流，不同高度土壤風(fēng)蝕沙粒由集沙筒71的頭部處匯集流至集沙袋72內(nèi)。同時(shí)配合小型氣象站，記錄開始時(shí)間、風(fēng)向、風(fēng)速值。
[0098]風(fēng)沙流過后，記錄停止時(shí)間，按照旋轉(zhuǎn)軸上集沙裝置7布置順序，由上至下依次打開集沙裝置固定支架6的固定架取出集沙裝置7，將各集沙裝置7的集沙袋72內(nèi)沙粒倒入密封袋，帶回實(shí)驗(yàn)室稱重記錄。根據(jù)公式計(jì)算單位時(shí)間、單位面積進(jìn)入不同高度集沙裝置7土壤風(fēng)蝕量以及流進(jìn)集沙裝置的輸沙通量。
[0099]本實(shí)用新型通過測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀的結(jié)構(gòu)合理設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了在河道冰面上對任意方向的近地表沙物質(zhì)的收集。
[0100]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，其特征在于，包括:可隨風(fēng)向變化而任意旋轉(zhuǎn)的風(fēng)向標(biāo)(I)、旋轉(zhuǎn)軸(3)、基座(4)和基座護(hù)罩(5); 所述旋轉(zhuǎn)軸(3)豎直設(shè)置，所述風(fēng)向標(biāo)(I)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(3)的頂端，當(dāng)風(fēng)沙流來臨時(shí)，風(fēng)向標(biāo)(I)帶動旋轉(zhuǎn)軸(3)旋轉(zhuǎn)； 旋轉(zhuǎn)軸(3)的底端固定在基座(4)內(nèi)；基座(4)的底端安裝在基座護(hù)罩(5)內(nèi)； 所述旋轉(zhuǎn)軸(3)沿軸向安裝有多個(gè)集沙裝置固定支架(6);每個(gè)所述集沙裝置固定支架(6)的中部固定在旋轉(zhuǎn)軸(3)上；每個(gè)集沙裝置固定支架(6)的兩端分別安裝有集沙裝置(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，其特征在于，所述基座護(hù)罩(5)的材質(zhì)為尼龍。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，其特征在于，所述集沙裝置(7)迎風(fēng)設(shè)置，用于收集風(fēng)沙； 所述集沙裝置(7)包括集沙筒(71)和套在集沙筒(71)外的集沙袋(72); 所述集沙筒(71)包括夾持部和與夾持部的一端連接的收集部，所述夾持部的內(nèi)部與收集部的內(nèi)部連通，所述收集部為長條形槽狀結(jié)構(gòu)； 所述集沙袋(72)呈內(nèi)部中空的長條形，其一端開口，另一端閉口，開口的一端與集沙筒的夾持部一起固定在集沙裝置固定支架(6)上;所述集沙袋的閉口的一端套在收集部的另一端外。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，其特征在于，所述夾持部的另一端設(shè)有可拆卸地封堵蓋(73);所述收集部的另一端呈弧形。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，其特征在于，所述集沙袋(72)由400目的雙層不銹鋼絲網(wǎng)制成。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，其特征在于，所述集沙裝置固定支架(6)包括支架片(62)和設(shè)置在支架片(62)上的固定夾(61)； 所述支架片(62)包括兩翼以及位于兩翼之間的固定部，所述固定部與旋轉(zhuǎn)軸(3)固定連接，支架片(62)的兩翼的最遠(yuǎn)端均設(shè)有固定夾(61)，固定夾(61)用于夾持集沙裝置(7)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸(3)設(shè)有多個(gè)用于固定的固定凹槽(32)，支架片(62)的固定部嵌入在固定凹槽(32)內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，其特征在于，固定部為豎直設(shè)置的片狀結(jié)構(gòu)，且所述兩翼分別與固定部垂直，兩翼橫向設(shè)置且兩翼的厚度面迎風(fēng)設(shè)置。9.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，其特征在于，所述風(fēng)向標(biāo)(I)包括風(fēng)向標(biāo)葉片(11)、連接桿(12)和平衡錘(13);連接桿(12)水平設(shè)置，連接桿(12)的一端與風(fēng)向標(biāo)葉片(11)連接，連接桿(12)的另一端與平衡錘(13)連接，連接桿(12)的中部通過風(fēng)向標(biāo)固定器(2)與旋轉(zhuǎn)軸(3)的頂端固定連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述一種測定冰面風(fēng)沙流及輸沙通量的可旋轉(zhuǎn)集沙儀，其特征在于，所述基座(4)包括基座軸和帶沿防塵罩(42);所述基座軸的頂部內(nèi)嵌有用于與旋轉(zhuǎn)軸(3)的底部連接的頂絲(41);所述基座軸還安裝有軸承(43);帶沿防塵罩(42)安裝在基座軸上且?guī)а胤缐m罩(42)位于軸承(43)上方；所述軸承(43)設(shè)有兩個(gè)，上下相對的安裝在基座軸上，兩個(gè)軸承(43)嵌入到基座護(hù)罩(5)內(nèi)部的中空部分，使得軸承與基座護(hù)罩(5)內(nèi)部的中空部分的內(nèi)壁緊貼一起，在軸承(43)旋轉(zhuǎn)時(shí)不發(fā)生相對滑動； 所述基座護(hù)罩(5)的頂部沿周向設(shè)有外沿，正常使用時(shí)，基座護(hù)罩(5)嵌入冰面內(nèi)，所述帶沿防塵罩(42)與基座護(hù)罩(5)的外沿抵接，并與冰面平行； 位于上方的所述軸承(43)為上滾珠軸承，位于下方的所述軸承(43)為下滾珠軸承，且上滾珠軸承的內(nèi)徑大于下滾珠軸承的內(nèi)徑。
【文檔編號】G01M9/00GK205719469SQ201620689938
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】李錦榮, 珊丹, 楊志勇, 郭建英, 劉艷萍, 榮浩, 吳永勝
【申請人】水利部牧區(qū)水利科學(xué)研究所