CN105961102A - 一种降雨模拟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种降雨模拟装置，主要由降雨装置、分级控水装置和模型箱组成。所述的降雨装置包括设于模型箱顶部的一根根平行的可转动管道，在可转动管道上固定安有数个喷头。每一可转动管道端头由一块固定板固定卡住；所有的固定板均与同一推拉杆转动式连接。所述的分级控水装置设置在可转动管道封口端的对应端，它包括一根主进水管和与可转动管道相同数量的导水管；每一导水管与一可转动管道旋动式连接。本发明简单、实用、直观，易于操控，模拟效果好。其造价低，占地较小，适用于地质力学和其他工业、交通等领域的降雨模拟实验。

Description

一种降雨模拟装置
技术领域
本发明涉及一种模拟装置，具体涉及一种模拟自然界降雨的实验装置。
背景技术
目前，在一些工业、交通、地质等领域中，需要采用设计的人工降雨模拟装置来模拟自然降雨，以研究在不同降雨条件下各研究对象的抗雨、除雨能力。如果模拟降雨不逼真，则试验将达不到预期的效果。现有的淋雨模拟装置可以对雨天环境的近似模拟进行简单操作，如模拟小雨、大雨、暴雨等不同强度的降雨天气。在现有的一些降雨模拟装置中，有的较笨重复杂，不但占用较大空间，而且造价较高；有的过于简单，只能调节降雨喷头的降雨量，喷头不能摇摆；有的虽然能够摇摆喷头，但摇摆机构过于复杂；等等。由于这些降雨模拟装置的缺陷，使它们不能简单有效地模拟各种强度和角度的降雨，不能连续变化降雨量和降雨方向，与自然界实际降雨之间的差异明显，模拟降雨的效果不是特别理想。
发明内容
为了更好地模拟自然界各种降雨现象，本发明设计一种简单实用的模拟降雨的实验装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种降雨模拟装置，主要由降雨装置、分级控水装置和模型箱组成；模型箱两个相对的侧箱壁上端，各设有一排水平圆孔，两侧箱壁上的水平圆孔一一对应。
所述的降雨装置包括数根可转动管道和固定安在可转动管道上的数个喷头；每一可转动管道均穿过两侧箱壁相对的一对圆孔搭在模型箱内，每一可转动管道伸出在模型箱其中一侧箱壁外的管端头被封口，并各由一块固定板固定卡住；所有的固定板均与同一推拉杆转动式连接；
所述的分级控水装置设置在模型箱另一侧箱壁外，它包括一根主进水管和与所述的可转动管道相同数量的导水管；每一导水管与一可转动管道旋动式连接；在每一导水管上设有分控阀门。
在所述一侧箱壁的圆孔上都套装有一个透明接头圆盘，透明接头圆盘内孔直径与可转动管道的直径相匹配，可转动管道通过其固定，使可转动管道在两侧的圆孔中只能转动而不会产生轴向位移。
所述的固定板是通过连接件与推拉杆转动式连接。
所述的连接件或是销轴，或是转动式螺栓。
在主进水管上安有总控阀门。
所述的导水管是通过管接头与可转动管道旋动式连接。
在透明接头圆盘上设置指针，对应的箱体上刻制有刻度。
在主进水管上设置有流量计。
在模型箱底板上设有数个排水孔，以在实验时排出降水。
本发明通过降雨装置对降水不同方向的调节，以及通过分级控水装置对进水量的调节，可以实现整个装置控制降雨量、降雨强度和降雨角度的效果。本发明简单、实用、直观，易于操控，模拟效果好。其造价低，占地较小，适用于地质力学和其他工业、交通等领域的降雨模拟实验。
附图说明
图1是本降雨模拟装置整体示意图；
图2是降雨装置的结构示意图；
图3是分级控水装置的结构示意图；
图4是图1中A部的放大图；
图5是推拉杆被推动时的状态示意放大图。
图中标记：
1-降雨装置，1.1-推拉杆，1.2-可转动管道，1.3-喷头，1.4-固定板，1.5-连接件；
2-分级控水装置，2.1-主进水管，2.2-流量计，2.3-总控阀门，2.4-分控阀门，2.5-导水管，2.6-管接头；
3-模型箱；
4-排水孔；
5-透明接头圆盘。
具体实施方式
本发明是一种降雨模拟装置。其整体结构如图1所示，主要由降雨装置1、分级控水装置2和模型箱3组成。模型箱两个相对的侧箱壁上端，各设有一排水平圆孔，两侧箱壁上的水平圆孔一一对应。
降雨装置1的结构参见图2、图4所示，它包括数根可转动管道1.2和固定安在可转动管道1.2上的喷头1.3。每一可转动管道1.2均穿过两侧箱壁相对的一对圆孔搭在模型箱3内。在模型箱3其中一侧箱壁的每一圆孔中各套装一个透明接头圆盘5，透明接头圆盘5内孔直径与可转动管道1.2的直径相匹配，可转动管道1.2通过其固定，使可转动管道1.2在两侧的 圆孔中只能转动而不会产生轴向位移。每一可转动管道1.2伸出在模型箱3此侧箱壁外的管端头被封口，并由一块固定板1.4固定卡住。所有的固定板1.4通过各自的连接件1.5与同一推拉杆1.1转轴式连接。所述的连接件1.5可以是销轴，也可以是转动式螺栓。所有的固定板1.4与同一推拉杆1.1之间构成了一个以推拉杆1.1为动力源的联动机构。在模型箱3内，每一根可转动管道1.2上固定安有数个喷头1.3。实验时，当需要改变降雨的角度，把推拉杆1.1前推或后拉，通过其纵向运动使推拉固定板1.4以连接件1.5为中心产生角度的变化(参见图5所示)，则使得可转动管道1.2和喷头1.3转动相应的角度，达到改变降雨角度的实验效果。固定板1.4确保这一角度在实验过程中保持不变。为准确掌握降雨角度，可以在透明接头圆盘5上设置指针，安装时指针竖直向上。对应的箱体上刻制有刻度，因圆盘透明，可以看见箱体上的刻度，通过指针与刻度可以控制喷头出水的角度值，达到控制降雨角度的直观测量。
参见图3，分级控水装置2设置在模型箱3另一侧箱壁外，它包括一根主进水管2.1和与所述的可转动管道1.2相同数量的导水管2.5。每一导水管2.5通过管接头2.6与一可转动管道1.2旋动式连接。在主进水管2.1上安有总控阀门2.3，在每一导水管2.5上设有分控阀门2.4，每一分控阀门2.4单独控制各可转动管道1.2的开关和进一步改变由导水管2.5引入的水流大小，掌控进水量，进而可以起到改变降雨强度的效果，以达到配合总控阀门2.3进一步控制降雨强度和降雨量的目的。该装置对降雨强度的改变是通过总控阀门2.3和分控阀门2.4的联合控制来实现的。在主进水管2.1上设置流量计2.2，通过流量计2.2上的读数可以得知通过的水流量，进而得知总降雨量。
在模型箱3底板上设有数个排水孔4，以在实验时排出降水。
作为一个优选实施例，模型箱3制成长、宽、高1800×1600×1400mm的箱体，模型箱3箱壁上的孔洞直径为10mm，主进水管2.1直径为20mm，整个控制降雨角度装置的可控范围是-30°—30°。

Claims (10)

1.一种降雨模拟装置，其特征在于：主要由降雨装置、分级控水装置和模型箱组成；模型箱两个相对的侧箱壁上端，各设有一排水平圆孔，两侧箱壁上的水平圆孔一一对应。
2.根据权利要求1所述的降雨模拟装置，其特征在于：所述的降雨装置包括数根可转动管道和固定安在可转动管道上的数个喷头；每一可转动管道均穿过两侧箱壁相对的一对圆孔搭在模型箱内，每一可转动管道伸出在模型箱其中一侧箱壁外的管端头被封口，并各由一块固定板固定卡住；所有的固定板均与同一推拉杆转动式连接；
所述的分级控水装置设置在模型箱另一侧箱壁外，它包括一根主进水管和与所述的可转动管道相同数量的导水管；每一导水管与一可转动管道旋动式连接；在每一导水管上设有分控阀门。
3.根据权利要求2所述的降雨模拟装置，其特征在于：在所述一侧箱壁的圆孔上都套装有一个透明接头圆盘，透明接头圆盘内孔直径与可转动管道的直径相匹配，可转动管道通过其固定，使可转动管道在两侧的圆孔中只能转动而不会产生轴向位移。
4.根据权利要求2所述的降雨模拟装置，其特征在于：所述的固定板是通过连接件与推拉杆转动式连接。
5.根据权利要求4所述的降雨模拟装置，其特征在于：所述的连接件或是销轴，或是转动式螺栓。
6.根据权利要求2所述的降雨模拟装置，其特征在于：在主进水管上安有总控阀门。
7.根据权利要求2或6所述的降雨模拟装置，其特征在于：所述的导水管是通过管接头与可转动管道旋动式连接。
8.根据权利要求3所述的降雨模拟装置，其特征在于：在透明接头圆盘上设置指针，对应的箱体上刻制有刻度。
9.根据权利要求2或6所述的降雨模拟装置，其特征在于：在主进水管上设置有流量计。
10.根据权利要求1所述的降雨模拟装置，其特征在于：在模型箱底板上设有数个排水孔，以在实验时排出降水。
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