专利名称：沙粒冲击器的制作方法
技术领域：
沙粒冲击器技术领域[0001]本实用新型涉及一种用于实验室研究风沙物理沙粒冲击沙床面的器具。
技术背景[0002]近半个世纪，我国科技工作者经野外观测试验和理论的不断探索，在风沙物理学研究方面获得大量直观的感性认识，积累了相关资料。观察研究发现，风沙移动在两种基本方式即整个沙丘体的移动和风沙流。产生风沙流的条件(起动风速)一般为5m · s—1 6m· s"1 · S-在光板地上，沙粒粒径为0. 25mm、0. 50mm和1. OOmm起风速度为6. 8m· s人 8. Im · S"1 11. 7m-S^10起动风速的大小受多种上因素的影响，如沙地水分，地表状况和沙粒粒径。从上述大范围区域观察来看，沙粒运动总是取决于近地面气流的合成风向。但从小范围来观察，沙粒移动方向又随单一的正风向或受小地形影响后改变方向的变向风，即二次流转移。[0003]风沙移动，从宏观上看是整体风沙流运动，从微观上看是无数单颗粒的移动。颗粒在气流中运动的受力机制是风沙颗粒运动的核心问题，从事风沙流科学研究学者们认识到，沙粒跃移运动是造成各种风沙危害的重要原因，要科学有效地防止风沙危害也必须了解风沙颗粒运动，特别是跃移运动的机制，但是风沙运动是一种贴近地表的气流对沙粒的搬运现象，而且沙粒细小，几何形状不规则，运动变化迅速，采用一般的测试手段和方向难以确定风沙颗粒运动的诸要素，颗粒的受力机制包括两个方面，一是在运动瞬间的受力，二是颗粒在跃移过程中的受力。风沙运动首先考虑表现为单颗粒沙粒与气流的相互作用，发生颗粒运动对风沙运动机制的深入认识首先要从单颗粒运动研究入手。而单颗粒运动理论方面的研究进展甚微。理论上的突破依赖于研究手段的革新，必须借助于科研器材的研发， 因此，试验手段的先进对于风沙颗粒运动的研究关系甚大。发明内容[0004]鉴于上述，本实用新型的目的在于提供一种沙粒冲击器。利用该仪器，在高速摄影的配合下，对单颗粒沙粒轨迹运动的研究提供了技术保证。[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案来达到[0006]一种沙粒冲击器，是由长管、后盖、后活塞、活塞套、后塞、前盖、定位套、前活塞、弹簧和定位销组成。长管内装有活塞套，活塞套置有前活塞和后活塞，前活塞与定位套间装有弹簧，定位套和前活塞轴线上设有中心孔，开孔的前盖紧箍于长管；后活塞与后塞间设有弹簧，后盖紧箍长管；长管一侧有槽口，固结在后活塞上的拉栓置于槽口中；长管的开口与后活塞底部的凹孔相对，定位销插于凹孔中，长管座落在支座上。[0007]本实用新型的特点和产生的有益效果是[0008]1、本实用新型采用高速摄影和理论相结合的方法研究风沙运动的微观过程，分析不同粒径颗粒在力的冲击作用下，颗粒的起跳角，运动轨迹进行数据解析，其对于单颗粒沙粒轨迹运动的研究提供影像资料，为开展风沙颗粒跃移理论提供了试验手段。[0009]2、本实用新型结构简单，装卸方便。可用于0. 25mm 1. OOmm风沙颗粒运动试验，
[0010]图1是本实用新型示意图。
具体实施方式
[0011]如图1所示，一种沙粒冲击器，是由长管1、后盖4、后活塞2、活塞套3、后塞5、前盖6、定位套7、前活塞8、弹簧9和定位销16组成。长管1内装有活塞套3，活塞套3置有前活塞8和后活塞2，前活塞8与定位套7间装有弹簧9，定位套7和前活塞8轴线上设有中心孔10，开孔的前盖6紧箍于长管1 ；后活塞2与后塞5间设有弹簧14，后盖4紧箍长管 1 ；长管1 一侧有槽口 11，固结在后活塞2上的拉栓12置于槽口 11中；长管1的开口与后活塞2底部的凹孔13相对，定位销16插于凹孔13中，长管1座落在支座15上。[0012]卸下开孔的前盖6，前活塞8与定位套7的中心孔10装入0.25mm沙颗粒，再装上前盖6，并与长管1拧紧。[0013]摆好高速摄影机，然后抽掉凹孔13中的定位销16，在弹簧14的作用下，后活塞2 撞击前活塞8，将中心孔10装入0. 25mm沙颗粒射出，然后拉动拉栓12沿着槽口 11后移，压缩弹簧14，当后活塞2底部有凹孔与长管1开口相对，定位销16插于凹孔13中，继续下一轮风沙颗粒跃移试验。[0014]从高速摄影的影像可以看到当后活塞2撞击前活塞8瞬间，中心孔10中的 0. 25mm沙颗粒最先振动，到起动时，振动加强，在冲出中心孔10的刹那间，骤然向上起跳， 沙粒在气流中的运动轨迹具有特殊抛物线形状，沙粒可以以各种角度向上起跳，起跳角为 30° 50°。当沙粒下落时，与地面发生冲击，这种冲击可以看作弹性碰撞。
权利要求1. 一种沙粒冲击器，是由长管(1)、后盖G)、后活塞O)、活塞套(3)、后塞(5)、前盖 (6)、定位套(7)、前活塞(8)、弹簧(9)和定位销(16)组成，其特征是长管(1)内装有活塞套 (3)，活塞套C3)置有前活塞(8)和后活塞0)，前活塞(8)与定位套(7)间装有弹簧(9)， 定位套(7)和前活塞(8)轴线上设有中心孔(10)，开孔的前盖(6)紧箍于长管(1)；后活塞 ⑵与后塞(5)间设有弹簧(14)，后盖(4)紧箍长管⑴；长管⑴一侧有槽口(11)，固结在后活塞(2)上的拉栓(12)置于槽口(11)中；长管(1)的开口与后活塞(2)底部的凹孔 (13)相对，定位销(16)插于凹孔(13)中，长管(1)座落在支座(15)上。
专利摘要本实用新型涉及一种沙粒冲击器，其结构特征是长管内装有活塞套，活塞套置有前活塞和后活塞，前活塞与定位套间装有弹簧，定位套和前活塞轴线上设有中心孔，开孔的前盖紧箍于长管；后活塞与后塞间设有弹簧，后盖紧箍长管；长管一侧有槽口，底部有底座，固结在后活塞上的拉栓置于槽口中；长管与后活塞底部有凹孔，定位销插于凹孔中，长管座落在支座上。本实用新型结构简单，装卸方便。可用于0.25mm～1.00mm风沙颗粒运动试验，其对于研究单颗粒沙粒轨迹运动提供了试验手段。
文档编号G01N15/10GK202281743SQ20112028524
公开日2012年6月20日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者张智, 董治宝, 赵爱国 申请人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所