本实用新型涉及岩土工程测试装备技术领域，具体设计一种粗粒土筛分装置。
背景技术：
粗颗粒土（如堆石料、砂卵砾石料、掺砾心墙料等）因强度高、压实密度大、变形小等工程特性，成为土石坝填筑、路基加固、建筑物软弱地基处理等工程中重要的工程材料，并具有广阔的应用范围。粗粒土因粒径较大，级配分布不均，存在筛分难度大等问题。室内试验是进行粗粒土力学特性试验的重要手段，大批量的试验，需要不同级配的粗颗粒土，传统的筛分多数为手工，且筛分量较少，部分传统机械筛分后，移动筛盒极为不便，很难满足现代室内大型试验的需求。
中国专利cn211160635u公开了一种粗粒土振动水筛装置，包括筛网机构、振动机构和清洗机构，利用装置底部放置的振动机构，将投入装置内部的粗粒土分层过筛，并利用装置一侧设置的清洗机构对经过每层筛网的粗粒土进行清洗。但装置整体并不牢固，振动机构和筛网机构之间容易因反复上下晃动而不稳定，存在较大安全隐患。因此，继续开发一中适用于大批量的粗颗粒土筛分装置以满足室内大型试验的需要。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种粗粒土筛分装置，其结构简单、设计合理，利用电机带动筛网转动以完成对粗粒土的筛分作业，既提高了筛分效率，又确保了操作安全。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
粗粒土筛分装置，包括底座、旋转机构、筛网机构和保护机构，旋转机构位于底座内，筛网机构和保护机构均设置在底座上方，且筛网机构位于保护机构的内侧，
所述底座包括横截面为等腰梯形的人工梯台及其内部的圆台形滑槽；
所述旋转机构包括孔输出三相电机及插入三相电机输出孔中的旋转轴，三相电机竖向设置在滑槽底面中心，旋转轴竖向设置且穿过滑槽顶面的通孔竖直向上；
所述筛网机构包括自上至下依次设置的四个直径相同的半球形筛网，筛网的筛孔直径自上至下顺次缩小且底部侧面均开有第一出料口；
所述保护机构包括两根竖向设置的支架及固定在其中一根支架上的两个完全相同的保护壳，两个支架分别为固定有保护壳的第一支架和未固定保护壳的第二支架；两个保护壳关于第一支架对称设置，且两个保护壳均通过上下两端的合页固定在第一支架的两侧。
所述四个筛网底部均开有与旋转轴直径相同的通孔，且筛网的底部固定有两块固定钢板，利用两块固定钢板将筛网固定在旋转轴上，旋转轴转动时带动筛网同步转动。
所述固定钢板均为弧形钢板，同一筛网底部的两块固定钢板的弧面均朝向旋转轴设置，并利用螺栓将固定钢板固定在旋转轴处。
所述旋转轴在与固定钢板连接的位置设有多个凹槽，固定钢板内侧在相应位置设有与凹槽尺寸对应的凸块，利用凹槽与凸块的配合将固定钢板与旋转轴稳固固定，在旋转轴带动筛网旋转时保证二者之间不产生相互滑动。
所述两个保护壳均为半圆环形，其顶端与最上层筛网的开口所在平面齐平、其底端位于最下层筛网的底端下方，将四个筛网完全罩住，保护壳均由钢化玻璃制成，两个保护壳的旋转轴均为同一根支架，将两个保护壳合拢后即能将筛网机构完全包裹，对操作人员起到很好的保护效果。
所述两个保护壳底部远离第一支架的一端均设有第一固定卡扣，第二支架处对应位置设有第二固定卡扣，第一固定卡扣与第二固定卡扣互相配合，在保护壳合拢时将保护壳固定成圆筒整体。
所述筛网外侧设有圆筒形护料仓，护料仓由钢化玻璃制成，且上下两端均敞口，将四个筛网包裹在其中，护料仓的半径比筛网的半径宽但两者之差小于最下方筛网的筛孔直径，护料仓的左右两端与第一支架和第二支架固定连接，以保证旋转筛分过程中粗颗粒料不因离心力散落掉下，护料仓的直径大于筛网直径也避免影响筛网的旋转。
所述护料仓侧面开有四个第二出料口，第二出料口自上至下顺次排布，且与筛网处第一出料口的位置一一对应；第一出料口和第二出料口均为方形通孔，且均在外侧设有出料口阀门，便于将筛网中的粗粒土取出。
所述第一支架和第二支架处各设有两根加固杆，加固杆的一端固定在第一支架、第二支架处，另一端固定在地面上，每个支架的两根加固杆之间呈60度夹角，加固杆为工程常用的工字钢或方钢，两根加固杆与地面呈三角形稳定结构，以增强装置整体的稳定性。
所述第一支架顶端还固定有顶端保护壳，顶端保护壳为下端敞口的半球形硬质塑料，顶端保护壳底面的一端固定在第一支架的顶端，顶端保护壳处还设有一根气动支撑杆，气动支撑杆的一端固定在顶端保护壳内侧靠近第一支架处、另一端固定在第一支架朝向筛网机构的一侧，气动支撑杆的两端均为铰连接，利用气动支撑杆实现顶端保护壳的转动，便于顶端保护壳的打开及闭合；顶端保护壳的弧顶处还开有圆形通孔，在需要对粗粒土冲洗时，将水管通过圆形通孔插入即可对粗粒土清洗。
本实用新型提供了一种粗粒土筛分装置，利用孔输出三相电机及插入其输出孔内的旋转轴带动四个筛网旋转，有效将粗粒土按照粒径筛分，并借助护料仓、保护壳和顶端保护壳有效保证筛分过程中粗粒土不被甩出，提高了装置整体的安全性，本装置结构简单、设计合理，有效提高了粗粒土的筛分作业效率，具有极强的实际使用价值。
附图说明
图1是装置的结构示意图；
其中，11.滑槽；12人工梯台；21.三相电机；22.旋转轴；31.筛网；32.第一出料口；41.第一支架；411.加固杆；42.第二支架；43.保护壳；431.第一固定卡扣；432.第二固定卡扣；44.顶端保护壳；441.气动支撑杆；5.护料仓。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1所示，粗粒土筛分装置，包括底座、旋转机构、筛网机构和保护机构，旋转机构位于底座内，筛网机构和保护机构均设置在底座上方，且筛网机构位于保护机构的内侧，底座包括横截面为等腰梯形的人工梯台12和其内部的圆台形滑槽11，旋转机构包括孔输出三相电机21和插入输出孔中的旋转轴22，三相电机21竖向设置在滑槽11底面中心，旋转轴22竖向设置并穿过滑槽11顶面的通孔竖直向上。筛网机构包括自上至下依次设置的四个直径相同的半球形筛网31，筛网31的筛孔直径自上至下顺次缩小且底部侧面均开有第一出料口31，四个筛网31底部均开有与旋转轴22直径相同的通孔，且筛网31的底部固定有两块固定钢板，利用钢板将筛网31固定在旋转轴上，固定钢板为弧形钢板，同一筛网31底部的两块固定钢板的弧面均朝向旋转轴22设置，并利用螺栓将固定钢板固定在旋转轴22处。进一步，旋转轴22在与固定钢板连接的位置设有多个凹槽，固定钢板内侧在相应位置设有与凹槽尺寸对应的凸块，利用凹槽和凸块的配合，将固定钢板与旋转轴稳固固定，在旋转轴22带动筛网31转动时，保证二者之间不产生相对滑动。保护机构包括两根竖向设置的支架及固定在其中一根支架上的两个完全相同的保护壳43，两个支架分别为固定有保护壳的第一支架41和为固定保护壳的第二支架42，两个保护壳43均为半圆环形，其顶端与最上层筛网31的开口所在平面齐平、其底端位于最下层筛网31的底端下方，将四个筛网31完全罩住，保护壳43均由钢化玻璃制成，两个保护壳43关于第一支架41对称设置，且两个保护壳43通过上下两端的合页固定在第一支架41的两侧，将两个保护壳43合拢后即将筛网机构完全包裹，两个保护壳43底部远离第一支架41的一端均设有第一固定卡扣431，第二支架42处对应位置设有第二固定卡扣432，第一固定卡扣431和第二固定卡扣互相配合，在保护壳43合拢时将保护壳43固定成圆筒整体。第一支架41和第二支架42处各设有两根加固杆411，加固杆411的一端固定在第一支架41、第二支架42处，另一端固定在地面上，每根支架的两根加固杆411之间呈60度夹角，加固杆411为工程常用的工字钢或方钢，两根加固杆411与地面呈三角形稳定结构，增强装置整体的稳定性。第一支架41的顶端还固定有顶端保护壳44，顶端保护壳44为下端敞口的半球形硬质塑料，顶端保护壳44的一端固定在第一支架41的顶端，顶端保护壳44处还设有一根气动支撑杆441，气动支撑杆441的一端固定在顶端保护壳44内侧靠近第一支架处、另一端固定在第一支架41朝向筛网机构的一侧，气动支撑杆441的两端均为铰连接，利用气动支撑杆441实现对顶端保护壳44的转动。顶端保护壳44的弧顶处还开有圆形通孔，在需要对粗粒土冲洗时，将水管通过圆形通孔插入即可对粗粒土清洗。
筛网31外侧还设有圆筒形护料仓5，护料仓5由钢化玻璃制成，且上下两端均敞口，将四个筛网31包裹在其中，护料仓5的半径比筛网31宽但两者之差小于最下层筛网31的筛孔直径，护料仓5的左右两端与第一支架41和第二支架42固定连接；护料仓5侧面开有四个第二出料口，第二出料口与筛网31处的第一出料口32位置一一对应，第一出料口和第二出料口均为方形通孔，且均在外侧设有出料口阀门。
具体使用时，将装置整体安装，利用第一固定卡扣431和第二固定卡扣432合拢两个保护壳43，并利用卷扬机将待筛分的粗粒土原料投入筛网装置内，将顶端保护壳44拉下，启动三相电机21，旋转轴22带动筛网31旋转，将粗粒土按照粒径顺次筛分，并将直径小于最底层筛网的颗粒沿滑槽排出筛网机构，待筛分作业完成后，打开第二出料口和第一出料口32处的出料口阀门，将筛网31内的粗粒土取出即可。需要对粗粒土清洗时，将水管插入顶端保护壳44顶部的通孔处，即可对粗粒土进行冲洗。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
技术特征：
1.一种粗粒土筛分装置，包括底座、旋转机构、筛网机构和保护机构，旋转机构位于底座内，筛网机构和保护机构均设置在底座上方，且筛网机构位于保护机构的内侧，其特征是，
所述底座包括横截面为等腰梯形的人工梯台及其内部的圆台形滑槽；
所述旋转机构包括孔输出三相电机及插入三相电机输出孔中的旋转轴，三相电机竖向设置在滑槽底面中心，旋转轴竖向设置且穿过滑槽顶面的通孔竖直向上；
所述筛网机构包括自上至下依次设置的四个直径相同的半球形筛网，筛网的筛孔直径自上至下顺次缩小且底部侧面均开有第一出料口；
所述保护机构包括两根竖向设置的支架及固定在其中一根支架上的两个完全相同的保护壳，两个支架分别为固定有保护壳的第一支架和未固定保护壳的第二支架；两个保护壳关于第一支架对称设置，且两个保护壳均通过上下两端的合页固定在第一支架的两侧。
2.如权利要求1所述的粗粒土筛分装置，其特征是，所述四个筛网底部均开有与旋转轴直径相同的通孔，且筛网的底部固定有两块固定钢板，利用两块固定钢板将筛网固定在旋转轴上，旋转轴转动时带动筛网同步转动。
3.如权利要求2所述的粗粒土筛分装置，其特征是，所述固定钢板均为弧形钢板，同一筛网底部的两块固定钢板的弧面均朝向旋转轴设置，并利用螺栓将固定钢板固定在旋转轴处。
4.如权利要求2所述的粗粒土筛分装置，其特征是，所述旋转轴在与固定钢板连接的位置设有多个凹槽，固定钢板内侧在相应位置设有与凹槽尺寸对应的凸块。
5.如权利要求1所述的粗粒土筛分装置，其特征是，所述两个保护壳均为半圆环形，其顶端与最上层筛网的开口所在平面齐平、其底端位于最下层筛网的底端下方，将四个筛网完全罩住，保护壳均由钢化玻璃制成。
6.如权利要求1所述的粗粒土筛分装置，其特征是，所述两个保护壳底部远离第一支架的一端均设有第一固定卡扣，第二支架处对应位置设有第二固定卡扣。
7.如权利要求1所述的粗粒土筛分装置，其特征是，所述筛网外侧设有圆筒形护料仓，护料仓由钢化玻璃制成，且上下两端均敞口，将四个筛网包裹在其中，护料仓的半径比筛网的半径宽但两者之差小于最下方筛网的筛孔直径，护料仓的左右两端与第一支架和第二支架固定连接。
8.如权利要求7所述的粗粒土筛分装置，其特征是，所述护料仓侧面开有四个第二出料口，第二出料口自上至下顺次排布，且与筛网处第一出料口的位置一一对应；第一出料口和第二出料口均为方形通孔，且均在外侧设有出料口阀门。
9.如权利要求1所述的粗粒土筛分装置，其特征是，所述第一支架和第二支架处各设有两根加固杆，加固杆的一端固定在第一支架、第二支架处，另一端固定在地面上，每个支架的两根加固杆之间呈60度夹角，加固杆为工程常用的工字钢或方钢。
10.如权利要求1所述的粗粒土筛分装置，其特征是，所述第一支架顶端还固定有顶端保护壳，顶端保护壳为下端敞口的半球形硬质塑料，顶端保护壳底面的一端固定在第一支架的顶端，顶端保护壳处还设有一根气动支撑杆，气动支撑杆的一端固定在顶端保护壳内侧靠近第一支架处、另一端固定在第一支架朝向筛网机构的一侧，气动支撑杆的两端均为铰连接；顶端保护壳的弧顶处还开有圆形通孔。
技术总结
本实用新型公开了一种粗粒土筛分装置，包括底座、旋转机构、筛网机构和保护机构，底座包括横截面为等腰梯形的人工梯台及其内部的圆台形滑槽；旋转机构包括孔输出三相电机及插入三相电机输出孔中的旋转轴，利用三相电机带动筛网旋转将粗粒土筛分，保护机构将筛网包裹在其中放置粗粒土在旋转时被甩出造成安全事故。本实用新型提供了一种粗粒土筛分装置，利用孔输出三相电机及插入其输出孔内的旋转轴带动四个筛网旋转，有效将粗粒土按照粒径筛分，并借助护料仓、保护壳和顶端保护壳有效保证筛分过程中粗粒土不被甩出，提高了装置整体的安全性，本装置结构简单、设计合理，有效提高了粗粒土的筛分作业效率，具有极强的实际使用价值。
技术研发人员：徐卫卫;傅中志;石北啸;陈生水;钟启明;吉恩跃;韩华强;凌华;张意江;刘翀
受保护的技术使用者：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
技术研发日：2020.11.04
技术公布日：2021.07.23
声明：
“粗粒土筛分装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
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