模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置

摘要

本发明公开了一种模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置，包括带倒锥筒仓、试验贮料、筒仓支架、贮料回收装置、应变测试仪、数据处理装置、高速摄影机支架、高速摄影机、若干挡板、若干应变式压力传感器。所述带倒锥筒仓底部带有圆锥并固定在筒仓支架上，圆锥上设若干卸料口，挡板固定在卸料口上，应变式压力传感器设在圆锥和筒仓内壁上，并与应变测试仪的输入端连接，应变测试仪的输出端与数据处理装置连接，贮料回收装置位于卸料口下方，用于回收试验贮料，试验贮料填充在带倒锥筒仓内，高速摄影机通过高速摄影机支架与筒仓支架固定。本发明可采集带倒锥筒仓内的贮料流态，得到卸料过程中筒仓仓壁和圆锥压力的超压系数，用于指导带倒锥筒仓结构的设计。

权利要求

1.一种模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置，其特征在于：包括带倒锥筒仓（1）、试验贮料（4）、筒仓支架（5）、贮料回收装置（6）、应变测试仪（8）、数据处理装置（9）、高速摄影机支架（10）、高速摄影机（11）、若干个挡板（3）、若干个第一应变式压力传感器（7）和若干个第二应变式压力传感器（2）；所述带倒锥筒仓（1）的底部带有圆锥，其底部固定在筒仓支架（5）上，所述圆锥上均匀分布若干个卸料口（12），挡板（3）固定在卸料口（12）上，通过电磁阀控制挡板（3）向下打开，圆锥上均匀分布若干个第一应变式压力传感器（7），所述第一应变式压力传感器（7）位于卸料口（12）上方，且位于带倒锥筒仓（1）内；贮料回收装置（6）位于卸料口（12）下方，用于回收试验贮料（4）；带倒锥筒仓（1）内壁设有若干个第二应变式压力传感器（2），试验贮料（4）填充在带倒锥筒仓（1）内，应变测试仪（8）的输入端分别与第一应变式压力传感器（7）和第二应变式压力传感器（2）连接，输出端与数据处理装置（9）连接，高速摄影机（11）设置在带倒锥筒仓（1）的外壁，并通过高速摄影机支架（10）与筒仓支架（5）固定，便于观察带倒锥筒仓（1）内试验贮料（4）的流态。

2.根据权利要求1所述的模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置，其特征在于：所述带倒锥筒仓（1）采用透明材质。

3.根据权利要求1所述的模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置，其特征在于：所述带倒锥筒仓（1）的圆锥顶点向上，且圆锥的母线与水平面夹角为60度。

4.根据权利要求1所述的模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置，其特征在于：所述卸料口（12）为6个。

5.根据权利要求4所述的模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置，其特征在于：所述卸料口（12）大小相同，且沿圆锥的圆周方向分布。

6.根据权利要求1所述的模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置，其特征在于：所述筒仓支架（5）上设有一圈环形滑轨，高速摄影机支架（10）与所述环形滑轨固连，使得高速摄影机支架（10）能够绕着带倒锥筒仓（1）转动。

7.根据权利要求1所述的模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置，其特征在于：在地面上设置一圈环形滑轨，高速摄影机支架（10）还可以与所述环形滑轨固连，使得高速摄影机支架（10）能够绕着带倒锥筒仓（1）转动。

说明书

模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置

技术领域

[0001] 本发明属于筒仓结构检测和设计领域，特别是一种模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置。

背景技术

[0002] 近年来，由于库底结构的先进性，带倒锥筒仓结构在水泥工业领域和粮仓农业领域中得到了广泛应用。然而带倒锥筒仓结构受力复杂，卸料过程中动态作用效应明显，贮料对筒仓结构的压力与传统平底筒仓有较大区别。

[0003] 现有比较成熟的筒仓设计标准包括：欧盟EN1991-4（2006）标准以及德国 DIN 1055-6标准。在日常设计中我们采用的设计原则通常是基于国家标准《钢筋混凝土筒仓设计规范》（GB-50077-2003）以及《贮仓结构设计手册》，同时根据项目具体要求结合以上两种国外筒仓标准进行设计，但是各规范中对带倒锥筒仓的结构设计均没有明文规定与指导。

[0004] 由于存在设计上的困难，现有带倒锥筒仓结构在使用过程中经常会出现结构破坏或者钢筋浪费等问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置，可以及时快速的对带倒锥筒仓内的贮料的流动状态进行采集，还可以得到卸料过程中筒仓仓壁和倒锥压力的超压系数，找到结构最不利位置，用于指导带倒锥筒仓结构的设计。

[0006] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置，包括带倒锥筒仓、试验贮料、筒仓支架、贮料回收装置、应变测试仪、数据处理装置、高速摄影机支架、高速摄影机、若干个挡板、若干个第一应变式压力传感器和若干个第二应变式压力传感器。

[0007] 所述带倒锥筒仓的底部带有圆锥，其底部固定在筒仓支架上，所述圆锥上均匀分布若干个卸料口，挡板固定在卸料口上，通过电磁阀控制挡板向下打开，圆锥上均匀分布若干个第一应变式压力传感器，所述第一应变式压力传感器位于卸料口上方，且位于带倒锥筒仓内；贮料回收装置位于卸料口下方，用于回收试验贮料；带倒锥筒仓内壁设有若干个第二应变式压力传感器，试验贮料填充在带倒锥筒仓内，应变测试仪的输入端分别与第一应变式压力传感器和第二应变式压力传感器连接，输出端与数据处理装置连接，高速摄影机设置在带倒锥筒仓的外壁，并通过高速摄影机支架与筒仓支架固定，便于观察带倒锥筒仓内试验贮料的流态。

[0008] 所述带倒锥筒仓采用透明材质。

[0009] 所述带倒锥筒仓的圆锥顶点向上，且圆锥的母线与水平面夹角为60度。

[0010] 所述卸料口为6个。

[0011] 所述卸料口大小相同，且沿圆锥的圆周方向分布。

[0012] 所述筒仓支架上设有一圈环形滑轨，高速摄影机支架与所述环形滑轨固连，使得高速摄影机支架能够绕着带倒锥筒仓转动。

[0013] 在地面上设置一圈环形滑轨，高速摄影机支架还可以与所述环形滑轨固连，使得高速摄影机支架能够绕着带倒锥筒仓转动。

[0014] 本发明与现有技术相比，其显著优点：

[0015] （1）可监测仓壁和倒锥的动态压力，用于指导带倒锥筒仓结构的设计。

[0016] （2）倒锥部分开有若干个卸料口，试验可以通过打开不同位置和不同数目的卸料口实现不同的卸料模式。

[0017] （3）带倒锥筒仓采用透明材料，便于观察流态、采集位置多样化。

[0018] （4）带倒锥筒仓卸料试验在实验室里就能开展，避免了在工程现场实验会遇到的各种困难。

[0019] （5）试验数据采集自动化，误差小。

附图说明

[0020] 图1为本发明模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置的整体结构示意图。

[0021] 图2为本发明模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置的带倒锥筒仓的底面仰视图。

[0022] 图3为本发明模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置的带倒锥筒仓的圆锥的剖视图。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

[0024] 结合图1，一种模拟带倒锥筒仓卸料的试验装置，包括带倒锥筒仓1、试验贮料4（市购）、筒仓支架5、贮料回收装置6、应变测试仪8（市购）、数据处理装置9（采用PC机，市购）、高速摄影机支架10、高速摄影机11（市购）、若干个挡板3、若干个第一应变式压力传感器7（市购）和若干个第二应变式压力传感器2（市购）。

[0025] 所述带倒锥筒仓1的底部带有圆锥，其底部固定在筒仓支架5上，所述圆锥上均匀分布若干个卸料口12，挡板3固定在卸料口12上，通过电磁阀控制挡板3向下打开，试验可以通过打开不同位置和不同数目的卸料口12实现不同的卸料模式。圆锥上均匀分布若干个第一应变式压力传感器7，所述第一应变式压力传感器7位于卸料口12上方，且位于带倒锥筒仓1内。贮料回收装置6位于卸料口12下方，用于回收试验贮料4。带倒锥筒仓1内壁设有若干个第二应变式压力传感器2，试验贮料4填充在带倒锥筒仓1内，应变测试仪8的输入端分别与第一应变式压力传感器7和第二应变式压力传感器2连接，输出端与数据处理装置9连接，高速摄影机11设置在带倒锥筒仓1的外壁，并通过高速摄影机支架10与筒仓支架5固定，便于观察带倒锥筒仓1内试验贮料4的流态。

[0026] 进一步地，所述带倒锥筒仓1采用透明材质。

[0027] 进一步地，所述带倒锥筒仓1的圆锥顶点向上，且圆锥的母线与水平面夹角为60度。

[0028] 结合图2，进一步地，所述卸料口（12）为6个，大小相同，且沿圆锥的圆周方向分布。

[0029] 进一步地，所述筒仓支架5上设有一圈环形滑轨，高速摄影机支架10与所述环形滑轨的滑块固连，使得高速摄影机支架10能够绕着带倒锥筒仓1转动。也可在地面上设置一圈环形滑轨，高速摄影机支架10与所述环形滑轨的滑块固连，使得高速摄影机支架10能够绕着带倒锥筒仓1转动。

[0030] 进一步地，所述贮料回收装置6用于收集试验贮料，可选用回收桶、回收箱等。

[0031] 进一步地，所述数据处理装置9用于采集和处理第一应变式压力传感器7和第二应变式压力传感器2测得的测力测得的压力数据，可选用PC或存储卡等（利用dh3816n静态应变测试系统处理数据）。

[0032] 工作过程如下：

[0033] 选定卸料方式后，调整好高速摄影机支架10和高速摄影机11的位置，固定好并打开电源准备摄影。打开应变测试仪8和数据处理装置9的电源，第一应变式压力传感器7和第二应变式压力传感器2分别调零后在带倒锥筒仓1内装入试验贮料4，打开相应的挡板3的开关阀，卸料开始，高速摄影机11采集图像信息，数据处理装置9收集处理试验数据。

[0034] 实施例1：

[0035] 带倒锥筒仓1仓壁内径400mm，高1000mm，筒仓高径比2.4，壁厚10mm，圆锥的底面外径360mm，壁厚8mm，卸料口12直径50mm，卸料口12中心与圆锥底部距离70mm，第一应变式压力传感器7和第二应变式压力传感器2的参数相同，直径20mm，厚度5mm。以单独打开图2中0°卸料口12这一卸料模式为例，圆锥分别在0°（近端）、60°、180°（远端）这三列布设第一应变式压力传感器7，如图3所示，第一应变式压力传感器7分别设在与圆锥顶点B的距离为60mm、160mm、260mm处，圆锥上共设有9个第一应变式压力传感器7。相应的，带倒锥筒仓1的内壁也在0°（近端）、60°、180°（远端）这三列布设第二应变式压力传感器2，从带倒锥筒仓1的内壁底部开始，每隔150mm设置一个第二应变式压力传感器2，一列设有7个第二应变式压力传感器2，共设有21个第二应变式压力传感器2。带倒锥筒仓1采用透明有机玻璃。

[0036] 调整好高速摄影机支架10和高速摄影机11的位置使其与带倒锥筒仓1的0°这一列垂直，固定好并打开电源准备摄影。打开应变测试仪8和数据处理装置9的电源，应变式压力传感器7调零后在带倒锥筒仓1内装入试验贮料4，打开图2中0°卸料口12对应的挡板3的开关阀，卸料开始，高速摄影机11采集图像信息，数据处理装置9收集处理试验数据。

[0037] 综上所述，本发明可以及时快速的对带倒锥筒仓内的贮料的流动状态进行采集，还可以得到卸料过程中筒仓仓壁和倒锥压力的超压系数，找到结构最不利位置，用于指导带倒锥筒仓结构的设计。