CN2928264Y - 双调控人工模拟降雨喷头 - Google Patents

Abstract

双调控人工模拟降雨喷头，包括喷头筒体、碎流体、传力导板、压力弹簧、传动套筒和压力调节机构，喷头筒体2为底部进水、顶部出水的中空圆柱—圆台—圆柱体，出水口上方装有碎流体，特点是：曲面体1a为曲面变形体，其内缘为双曲面，曲面体外侧分为上、中、下I、II、III三个折段，位于曲面体a中段II折线部位的碎流体上设有二次出流孔1c，上段I和中段II交界处与出流孔1c的中心线相交；碎流板10连接在中段II外侧，并盖住出流孔1c的下部孔口，上部孔口为水流孔；由滑动套筒1b与喷头筒体2形成的一次出水口外缘为曲面，与出水口上方的碎流体1曲面相对应，一次出水口与上方出流孔1c同心。本装置模拟降雨均匀，消除了原设计“空心”现象。

Description

双调控人工模拟降雨喷头

技术领域

本实用新型涉及一种模拟天然降雨的装置，特别是双调控人工模拟降雨喷头。

背景技术

人工模拟降雨与天然降雨比较，不受外界自然环境的干扰，可以弥补在自然降雨条件下，因环境变化而无法得到试验内计划的研究结果，或者进一步补充论证在自然降雨环境下得到的研究结果。近年来，国内外基本采用人工模拟降雨机来模拟天然降雨，研究其雨型、雨滴动能与地貌及地质条件、植被类型、土壤条件的关系，揭示自然发展规律。20世纪30～80年代，苏联、美国等国家曾研制多种下喷式、侧喷式模拟降雨机。我国在60年代开始相继研制出不同性能及雨谱的侧喷式、下喷式、便携式(针式)、组合式、室内旋转式人工模拟降雨机。但人工模拟降雨机普遍存在模拟降雨“空心”现象，水消除“空心”，基本采取多喷头组合，从而导致人工模拟降雨机结构复杂，体积庞大，不适宜野外作业或不便于携带。1996年研制的弹片式单喷头模拟降雨装置，虽然解决了单喷头替代多喷头组合的问题，但因受弹片式单喷头结构限制，不论供水压力多大，其开口总呈三角形的形状出水，这仅满足小雨强的模拟效果，该装置在模拟大雨强时，则以细雨的形式出现，不能反映大雨强降雨时对地面击溅破坏作用。2004年申请人研制的单喷头变雨强弹簧调节曲面开口的水土流失监测人工模拟降雨装置(ZL03214113.0)，虽对人工模拟降雨装置有突破性的改进，但仍存在“空心”现象。

发明内容

本实用新型的任务是针对上述人工模拟降雨装置存在的诸多缺陷，申请人对03214113.0号专利自行改进，设计一种单喷头双调控的人工模拟降雨喷头。

本实用新型针对03214113.0号专利技术作出的改进方案是：在原有碎流体上增加二次出流孔[1c]和碎流板[10]，使碎流体不仅完成一次曲面碎流，以满足试验设计的喷射控制面积的前提下，保证满足模拟雨滴的自由落体高底和实验区域外侧模拟降雨的均匀度，并且在出流孔处完成二次出流，两次出水角度不同，降雨射程不一致，雨滴落点可遍布整个设计降雨区域，不仅消除了原设计降雨出现的“空心”现象，又保证了降雨面积上的均匀度。本实用新型包括喷头筒体[2]、由碎流板[10]、曲面体[1a]、出流孔[1c]和滑动套筒[1b]构成的碎流体[1]、传力导板[3、4]、压力弹簧[5]、传动套筒[6]和压力调节机构，喷头筒体[2]为底部进水、顶部出水的中空圆柱-圆台-圆柱体，出水口上方装有碎流体，其特征在于：

a)曲面体[1a]为曲面变形体，其内缘为双曲面，曲面体外侧分为上、中、下[I、II、III]三个折段，位于曲面体[a]中段II折线部位的碎流体上设有二次出流孔[1c]，上段I和中段II交界处与出流孔[1c]的中心线相交；

b)碎流板[10]连接在中段II外侧，并盖住出流孔[1c]的下部孔口，上部孔口为水流孔；

c)由滑动套筒[1b]与喷头筒体[2]形成的一次出水口外缘为曲面，与出水口上方的碎流体[1]曲面相对应，一次出水口与上方出流孔[1c]同心。

本实用新型的特点：

1、碎流体一次出水内侧为双曲面，出水线形为抛物线。能满足试验设计喷射控制面积，满足模拟雨滴自由落体的高度和试验区域外侧模拟降雨的均匀度，同时满足碎流板有较好的受力条件，在水的冲击力作用下，向上抬起，以保证喷射口有足够的出水断面，能模拟大雨强的降雨效果。中心部钻孔，二次出水孔，在附加碎流板作用下，使二次出水与第一次出水以不同角度抛射，维持试验区域内侧模拟降雨的均匀度。消除模拟降雨“空心”。

2、采用弹簧调节压力，实现不同压力对应不同寸强的自动调节。

3、结构简单，体积小，质量轻，便于携带，除供水系统外，无须外动力，适应野外作业。

技术性能：

1、降雨均匀系数K≥0.8的效降雨控制面积S≥50m²，总面积S≥150m²。

2、模拟降雨强度I＝30～250mm/h

3、全部面积降雨均匀系数K≥0.6

4、雨滴动能、雨滴中数直径等雨滴特征参数随供水压力的变化而自动调节，呈线性正比例变化。

附图说明

下面通过附图结合本实用新型的实施方式作详细描述。

图1为本实用新型的结构示意图(轴视图)。

图2、图3为喷头筒体的主剖面图和俯视图。

图4为沿图2中A-A向视图。

图5为碎流体左视图。

图6为沿图5A-A向视图。

图7为图6的俯视图。

具体实施方式

参见图1～图3，喷头筒体由三段不同口径的空心圆柱或圆台构成整个喷头主体，其中上段2a和下段2e为圆柱体，中段2c为圆台筒体。上部标准空心圆柱体为出水段，顶部出水口外缘为对数曲线型，出水口上方安装碎流体1，碎流体1与喷头筒体2上段空心圆柱体为动配合，使其沿着该筒体作上下滑动。为防止碎流体左右转动，在上段喷头筒体外设有了滑槽2d，滑动套筒1b一侧设置的防滑键置于键槽内。在喷头筒体2的中段设有凸起隔板2b，该隔板2b上缘为碎流体向上运动的起点，隔板两侧开有矩形限位凹槽2f，以限制两翼传力导板[3、4]左右运动。喷头筒体的下段2e圆柱筒体为进水段，在底部内筒壁和外围均带有螺纹，外螺纹用于配合安装调节压力螺母7，用于调节压力弹簧5的受压状态；内螺纹用于供水系统连接。

参见图5～图7，碎流体1由碎流板10、曲面体[1a]、出流孔[1c]和滑动套筒[1b]构成，位于碎流体下面的滑动套筒为空心圆柱体，并套在上段2a喷头筒体外围，滑动套筒1b与右侧传力导板4相连接处且在套筒1b中心线外缘部位有一连接平面，该平面设有连接固定孔8，用于安装固定右翼传力导板4。曲面体[1a]为曲面变形体，其内缘为双曲面，出水线形为抛物线，曲面体外侧(其截面外沿线)分为上、中、下三个折段[I、II、III]，位于曲面体[1a]中段II折线部位的碎流体上设有二次出流孔[1c]，上段I和中段II交界处与出流孔[1c]的中心线相交；曲面体[1a]上段I折线角α为25～45°，中段II折线角β为45～75°。碎流板10连接在中段II外侧，为了限制出流，碎流板10盖住出流孔的下部孔口，上部孔口为自由水流孔，碎流板10下方设置板孔[10a]用以与曲面体相固定，使碎流板随着碎流整体上下运动，碎流板10顶部在水流作用下摆动。由滑动套筒[1b]与喷头筒体[2]形成的一次出水口外缘为曲面，与出水口上方的碎流体[1]曲面相对应，一次出水口与上方出流孔[1c]同心。

喷头筒体2两侧传力导板为2个4棱体组成的复合体，其中左翼传力导板3上4棱体断面加大加厚并连接在碎流体及滑动套筒上，右侧传力导板4上部通过固定螺孔8连接在滑动套筒[1b]的连接平面上，两侧传力导板的下部通过连接孔9连接在传力套筒6上。

凸起隔板2b以下在喷头筒体2外围装有压力弹簧5，弹簧5外围安装传力套筒6，在压力弹簧底部装有托板与传力套筒6成一体构成“L”型，用以顶托压力弹簧，托板底部的筒体2外围安装有压力调节螺母7，起调节弹簧压力和支撑传力套筒6的作用。

Claims (2)

1、双调控人工模拟降雨喷头，包括喷头筒体[2]、由碎流板[10]、曲面体[1a]、出流孔[1c]和滑动套筒[1b]构成的碎流体[1]、传力导板[3、4]、压力弹簧[5]、传动套筒[6]和压力调节机构，喷头筒体[2]为底部进水、顶部出水的中空圆柱-圆台-圆柱体，出水口上方装有碎流体，其特征在于：

a)曲面体[1a]为曲面变形体，其内缘为双曲面，曲面体外侧分为上、中、下[I、II、III]三个折段，位于曲面体[1a]中段[II]折线部位的碎流体上设有二次出流孔[1c]，上段[I]和中段[II]交界处与出流孔[1c]的中心线相交；

b)碎流板[10]连接在中段[II]外侧，并盖住出流孔[1c]的下部孔口，上部孔口为水流孔；

c)由滑动套筒[1b]与喷头筒体[2]形成的一次出水口外缘为曲面，与出水口上方的碎流体[1]曲面相对应，一次出水口与上方出流孔[1c]同心。

2、按照权利要求1所述的双调控人工模拟降雨喷头，其特征是所述曲面体[1a]上段[I]折线角[α]为25～45°，中段II折线角[β]为45～75°。

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