CN116183839B - 一种坡面径流模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物产业领域，具体公开了一种坡面径流模拟装置，包括：水箱，所述水箱内部填充有实验用水；液压杆，所述液压杆一端与水箱侧壁转动连接；本发明通过在实验箱内部设置侧板、转板以及压力开启组件，使用人员可以调节转板在侧板上的卡接为位置，以此调整转板底部与试验箱内底壁之间的距离，从而改变蓄水区与实验区之间连接通道的大小，使得实验人员能够自由调整径流的流量和高度，同时当蓄水区内部水位高度一定时，水压通过转板使得压力开启组件运转，然后转板能够转动使得蓄水区内部蓄水在短时间内部全部倾出，以此模拟径流水流量突然增加时对坡面上防护材料的影响，有利于帮助实验人员收集更多的实验数据以完善防护材料。

Description

一种坡面径流模拟装置

技术领域

本发明属于生物产业技术领域，具体涉及一种坡面径流模拟装置。

背景技术

当前由于人类活动的影响，对流域坡面造成了人为干扰，从而对坡面流的形成及汇流过程产生较大影响，降雨与坡面径流的响应关系变得异常，加剧了暴雨、洪水的发生，并容易引发水文地质灾害，造成巨大的经济损失，因此人们为了保护流域坡面设置了一些保护方法，比如在流域斜坡上种植植物或者在流域坡面上安装一些防护设置，其中安装防护设施因为快捷方便而被广泛采用，比如在流域坡面上安装一些砂石以及植被混合防护网，这些防护网能够有效限制坡面径流的影响，随着生物新技术的引进，一些带有植被的新型坡面防护装置被研究出来，但是这些新型防护装置在使用之前需要对其性能进行测试，其中将材料直接放在坡面径流模拟装置中进行模拟实验效果最佳。

一些坡面径流模拟装置主要是由实验箱和液压杆组成，使用人员将实验材料放置在实验箱内部，然后通过液压杆支起实验箱的一端使得实验箱倾斜，此时从实验箱上端倾倒流水即可模拟水域坡面径流，但是这种传统的实验装置无法灵活调整径流的参数，即实验人员无法调整径流的流量和深度，使得实验人员无法得到更为详细的径流数据，进而使得实验人员无法得到不同数据的径流对防护材料的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种坡面径流模拟装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种坡面径流模拟装置，包括：

水箱，所述水箱内部填充有实验用水；

液压杆，所述液压杆一端与水箱侧壁转动连接；

实验箱，所述实验箱一端与水箱内壁铰接，且所述液压杆一端铰接在实验箱底部，所述实验箱内壁固定连接有侧板，所述侧板侧壁开设有插孔，所述侧板与实验箱之间小空间区域作为蓄水区，所述侧板与实验箱之间大空间区域作为实验区，所述实验区内部可放置待测试物质；

水泵，所述水泵固定安装在水箱内部，且所述水泵出水口通过软管固定连接在实验箱底部，所述软管连通至蓄水区；

转板，所述转板顶部插接有插板，所述转板侧壁滑动连接有上滑杆和下滑杆，所述上滑杆和下滑杆上均套设有第一弹簧，所述上滑杆和下滑杆均能够插接在插孔内部，所述下滑杆伸出转板的长度大于上滑杆伸出转板的长度，所述转板卡接在侧板之间用于调节蓄水区水流；

压力开启组件，所述压力开启组件包括固定安装在转板侧壁的外壳、滑动插接在外壳一端的卡杆和设置在外壳内部的第二弹簧，所述卡杆靠近侧板的一侧倾斜设置，所述第二弹簧两端分别与外壳内壁和卡杆端部抵接，所述压力开启组件设置在转板上用于限制转板转动；

挡板，所述水箱内壁固定连接有滑轨，所述挡板滑动连接在滑轨内部阻挡出水口。

优选的，所述第一弹簧两端分别与滑杆侧壁和转板内壁抵接。

优选的，所述外壳侧壁开设有滑槽，所述卡杆侧壁固定连接有插接在滑槽内部的拉板。

优选的，所述外壳上开设有多个螺纹孔，所述螺纹孔内部螺纹连接有卡销，所述卡销下端可插入外壳内部与卡杆抵接。

优选的，所述实验箱侧壁螺纹连接有制动螺栓，且所述制动螺栓端部贯穿实验箱与挡板抵接。

优选的，所述上滑杆延伸出转板的端部呈弧形设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在实验箱内部设置侧板、转板以及压力开启组件，使用人员可以调节转板在侧板上的卡接为位置，以此调整转板底部与试验箱内底壁之间的距离，从而改变蓄水区与实验区之间连接通道的大小，使得实验人员能够自由调整径流的流量和高度，同时当蓄水区内部水位高度一定时，水压通过转板使得压力开启组件运转，然后转板能够转动使得蓄水区内部蓄水在短时间内部全部倾出，以此模拟径流水流量突然增加时对坡面上防护材料的影响，有利于帮助实验人员收集更多的实验数据以完善防护材料。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的图1中A部位放大图；

图3为本发明的另一角度整体结构示意图；

图4为本发明的图3中B部位放大图；

图5为本发明的液压杆结构示意图；

图6为本发明的水箱内部结构示意图；

图7为本发明的压力开启组件结构示意图；

图8为本发明的侧板结构示意图；

图9为本发明的转板剖面结构示意图；

图中：1、水箱；2、液压杆；3、实验箱；31、侧板；32、插孔；4、水泵；5、转板；51、插板；52、上滑杆；53、下滑杆；54、第一弹簧；6、压力开启组件；61、外壳；62、卡杆；63、第二弹簧；64、拉板；65、螺纹孔；66、卡销；7、挡板；8、制动螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1－图9所示，一种坡面径流模拟装置，包括：

水箱1，水箱1内部填充有实验用水；

液压杆2，液压杆2一端与水箱1侧壁转动连接；

实验箱3，实验箱3一端与水箱1内壁铰接，且液压杆2一端铰接在实验箱3底部，实验箱3内壁固定连接有侧板31，侧板31与实验箱3之间小空间区域作为蓄水区，侧板31与实验箱3之间大空间区域作为实验区，实验区内部可放置待测试物质；

水泵4，水泵4固定安装在水箱1内部，且水泵4出水口通过软管固定连接在实验箱3底部，软管连通至蓄水区；

转板5，转板5卡接在侧板31之间用于调节蓄水区水流；

压力开启组件6，压力开启组件6设置在转板5上用于限制转板5转动；

由上可知，使用人员可以使用泥沙在实验箱3内部实验区中塑造不同类型的坡面，然后将生物防护装置或者材料安装在坡面上，启动液压杆2带动实验箱3倾斜合适的角度，以此使得实验区坡面符合实验要求，启动水泵4向蓄水区泵水，蓄水区中水流既可以从转板5下方流出，也可以积累带一定水位高度之后迫使转板5转动，转板5转动之后会将蓄水区内部水流全部倾倒出，以此模拟不同流量的径流对坡面防护装置以及材料的影响。

参照图8－图9，侧板31侧壁开设有插孔32，转板5顶部插接有插板51，转板5侧壁滑动连接有上滑杆52和下滑杆53，上滑杆52和下滑杆53上均套设有第一弹簧54，上滑杆52和下滑杆53均能够插接在插孔32内部，下滑杆53伸出转板5的长度大于上滑杆52伸出转板5的长度。

第一弹簧54两端分别与滑杆侧壁和转板5内壁抵接。

由上可知，第一弹簧54能够使得上滑杆52和下滑杆53保持缩回转板5内部的状态，而插入转板5内部的插板51能够迫使上滑杆52和下滑杆53伸出转板5，而伸出转板5的上滑杆52和下滑杆53能够插接在插孔32内部，使用人员以此调整转板5底部开口大小，便于使用人员调节蓄水区出水口大小来改变径流流量大小。

参照图3－图7，压力开启组件6包括固定安装在转板5侧壁的外壳61、滑动插接在外壳61一端的卡杆62和设置在外壳61内部的第二弹簧63，卡杆62靠近侧板31的一侧倾斜设置，第二弹簧63两端分别与外壳61内壁和卡杆62端部抵接。

上滑杆52延伸出转板5的端部呈弧形设置，当蓄水区水位较高导致转板5受到较大压力时，转板5转动带动卡杆62倾斜面抵接在侧板31上，然后卡杆62受到侧板31顶动之后向内滑动并压缩第二弹簧63，当卡杆62完全滑到转板5内部时，端部呈弧形设置的上滑杆52也会被侧板31顶到转板5内部，然后转板5以下滑杆53为轴心进行转动直到与实验箱3底部接触，此时被压缩的弹簧复位，上滑杆52和卡杆62向外伸出，此时蓄水区内部的水流能够通过侧板31之间的缺口进行试验区，以此测得瞬时大流量径流对新型防护装置和材料的影响。

为便于实验人员将卡杆62滑到外壳61内部然后转动转板5复位，外壳61侧壁开设有滑槽，卡杆62侧壁固定连接有插接在滑槽内部的拉板64，使用人员可以通过滑动拉板64带动卡杆62在外壳61内部滑动，以此使得卡杆62不会伸出外壳61，便于使用人员将转板5再次转动到侧板31另一侧。

外壳61上开设有多个螺纹孔65，螺纹孔65内部螺纹连接有卡销66，卡销66下端可插入外壳61内部与卡杆62抵接。

由上可知，使用人员可以转动卡销66来调整卡销66插入外壳61内部长度，插入外壳61内部的卡销66能够阻挡卡杆62，能够改变卡杆62伸出外壳61的长度，此时蓄水区内部只需要储蓄少量的水，就能够为转板5施加足够的压力使得卡杆62缩回外壳61，以此使得转板5能够在蓄水区内部不同水位下都能够转动打开，进一步完善丰富了不同的瞬时径流流量对坡面上新型实验装置和材料的影响。

实施例二：

本实施例区别于实施例一的技术特征在于：

参照图1－图4，水箱1内壁固定连接有滑轨、并通过滑轨滑动连接有挡板7，挡板7滑动连接在滑轨内部阻挡出水口。

实验箱3侧壁螺纹连接有制动螺栓8，且制动螺栓8端部贯穿实验箱3与挡板7抵接。

进入实验区内部的水流经过模拟坡面和实验材料后会从出水口流出，为了模拟径流可能的状态，使用人员可以通过制动螺栓8调节挡板7位置，使得挡板7漏出的出水口大小不一，进而使得径流水流能够快速流出实验箱3或者在实验箱3内部形成一定高度的积水，能够有效保证实验条件贴合实际情况。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种坡面径流模拟装置，其特征在于，包括：

水箱（1），所述水箱（1）内部填充有实验用水；

液压杆（2），所述液压杆（2）一端与水箱（1）侧壁转动连接；

实验箱（3），所述实验箱（3）一端与水箱（1）内壁铰接，且所述液压杆（2）一端铰接在实验箱（3）底部，所述实验箱（3）内壁固定连接有侧板（31），所述侧板（31）侧壁开设有插孔（32），所述侧板（31）与实验箱（3）之间小空间区域作为蓄水区，所述侧板（31）与实验箱（3）之间大空间区域作为实验区，所述实验区内部可放置待测试物质；

水泵（4），所述水泵（4）固定安装在水箱（1）内部，且所述水泵（4）出水口通过软管固定连接在实验箱（3）底部，所述软管连通至蓄水区；

转板（5），所述转板（5）顶部插接有插板（51），所述转板（5）侧壁滑动连接有上滑杆（52）和下滑杆（53），所述上滑杆（52）和下滑杆（53）上均套设有第一弹簧（54），所述上滑杆（52）和下滑杆（53）均能够插接在插孔（32）内部，所述下滑杆（53）伸出转板（5）的长度大于上滑杆（52）伸出转板（5）的长度，所述转板（5）卡接在侧板（31）之间用于调节蓄水区水流；

压力开启组件（6），所述压力开启组件（6）包括固定安装在转板（5）侧壁的外壳（61）、滑动插接在外壳（61）一端的卡杆（62）和设置在外壳（61）内部的第二弹簧（63），所述卡杆（62）靠近侧板（31）的一侧倾斜设置，所述第二弹簧（63）两端分别与外壳（61）内壁和卡杆（62）端部抵接，所述压力开启组件（6）设置在转板（5）上用于限制转板（5）转动；

挡板（7），所述水箱（1）内壁固定连接有滑轨，所述挡板（7）滑动连接在滑轨内部阻挡出水口。

2.根据权利要求1所述的一种坡面径流模拟装置，其特征在于：所述第一弹簧（54）两端分别与滑杆侧壁和转板（5）内壁抵接。

3.根据权利要求2所述的一种坡面径流模拟装置，其特征在于：所述外壳（61）侧壁开设有滑槽，所述卡杆（62）侧壁固定连接有插接在滑槽内部的拉板（64）。

4.根据权利要求3所述的一种坡面径流模拟装置，其特征在于：所述外壳（61）上开设有多个螺纹孔（65），所述螺纹孔（65）内部螺纹连接有卡销（66），所述卡销（66）下端可插入外壳（61）内部与卡杆（62）抵接。

5.根据权利要求1所述的一种坡面径流模拟装置，其特征在于：所述实验箱（3）侧壁螺纹连接有制动螺栓（8），且所述制动螺栓（8）端部贯穿实验箱（3）与挡板（7）抵接。

6.根据权利要求1所述的一种坡面径流模拟装置，其特征在于：所述上滑杆（52）延伸出转板（5）的端部呈弧形设置。

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