專利名稱：往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及用于演示高?！读黧w力學(xué)》、《水力學(xué)》等課程均勻泄流過程， 測(cè)定地 面、坡面的徑流系數(shù)和相關(guān)科研工作中的往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置。
技術(shù)背景降雨是水體循環(huán)的一個(gè)必要環(huán)節(jié)，是地球萬物得以生存的必要保障。而降雨的集 中卻給人類帶來洪災(zāi)。為應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害，人類不斷的進(jìn)行工程的及非工程措施的探索。為 更好的測(cè)試所采用的工程手段抵御洪災(zāi)的有效性，需模擬引起洪災(zāi)的降雨因素，故需制作 人工降雨裝置。例如為驗(yàn)證多孔生態(tài)護(hù)坡比傳統(tǒng)硬化護(hù)坡能更有效的滯留地表雨水，同時(shí) 滿足保持水土流失的功能，特制作人工降雨裝置模擬降雨環(huán)境，從而觀測(cè)不同護(hù)坡對(duì)地表 雨水的滯留時(shí)間和生態(tài)護(hù)坡的抵御降雨沖刷能力。根據(jù)《流體力學(xué)》、《水力學(xué)》等課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)的需要，為了加深和鞏固學(xué)生對(duì)有壓 管中均勻泄流基本概念和基本理論知識(shí)理解，也需制作人工降雨裝置。目前，只有部分高校和科研機(jī)構(gòu)研制了人工降雨裝置，進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。但是由于現(xiàn)有人工降雨裝置普遍存在裝置復(fù)雜，移動(dòng)不便，費(fèi)用較高，雨水連續(xù)及 無法觀察均勻泄流過程等缺點(diǎn)。并不能得以大量普及應(yīng)用
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝 置，它不僅可以觀察有壓管的均勻泄流過程，而且可以研究不同護(hù)坡對(duì)雨水的滯留效果及 研究降雨強(qiáng)度與生態(tài)護(hù)坡的沖刷狀況關(guān)系。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，包括有進(jìn)水箱、取水水源和支架，其特征在于所述進(jìn) 水箱內(nèi)固定有豎直設(shè)置的穩(wěn)水孔板和溢流板，所述穩(wěn)水孔板上設(shè)有若干出水孔，所述穩(wěn)水 孔板和溢流板將進(jìn)水箱分隔成三個(gè)相互獨(dú)立的空間，所述穩(wěn)水孔板與溢流板之間為蓄水 箱，蓄水箱底部連通有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管上安裝有水泵，進(jìn)水管下端伸入取水水源內(nèi)；溢 流板右側(cè)為回水箱，回水箱底部連通有回水管，回水管下端伸向取水水源；穩(wěn)水孔板左側(cè)為 平水箱，平水箱底部連通有出水管；所述支架上固定有類桁車梁，所述類桁車梁上安裝有往 復(fù)式電機(jī)以及可在類桁車梁上往復(fù)移動(dòng)的類桁車，所述往復(fù)式電機(jī)的電機(jī)軸固定在所述的 桁車上，所述類桁車下端連接有吊筋，所述吊筋下端固定連接有橫置的泄流管，所述泄流管 兩端封閉，泄流管下部設(shè)有5-9排泄流孔，所述出水管外端固定連接在泄流管上并與泄流 管相互導(dǎo)通。所述的往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述出水管包括有位于兩端的 PVC管以及連接在兩端PVC管之間的軟管。所述的往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述出水管上安裝有閘閥和水表。所述的往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述支架、軟管、吊筋、類桁車梁及類桁車為活動(dòng)式，可以自由安裝拆卸。所述的往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述類桁車上連接有吊筋，所述泄流管兩端以及出水管上均套裝有吊筋環(huán)，所述吊筋下端固定連接在對(duì)應(yīng)的吊筋環(huán)上。所述泄流管底部設(shè)有5-9排泄流孔，同一排孔的連線與管軸線平行，每個(gè)在PVC管 上的孔的孔軸線垂直與管軸線，且泄流管由吊筋固定吊起；吊筋固定在可移動(dòng)的類桁車上； 類桁車可在電動(dòng)機(jī)推動(dòng)下沿類桁車梁移動(dòng)，使得同一地點(diǎn)的雨水間斷。所述水泵型號(hào)根據(jù)具體需要水頭及降雨強(qiáng)度要求選擇。泄流管底部的泄流孔孔徑為0. 5-1. 0mm，孔距尺寸為5X 10_5X30mm。所述實(shí)驗(yàn)操作步驟的過程如下1、打開水泵電源開關(guān)，啟動(dòng)水泵，將取水水源的水提升至進(jìn)水箱的蓄水箱內(nèi)，待平 水箱水位穩(wěn)定且蓄水箱內(nèi)水已躍過溢流板后，緩慢打開間閥，平水箱內(nèi)的水體經(jīng)出水管依 次流過間閥、水表后進(jìn)入泄流管，開始泄水。再等待一較長(zhǎng)時(shí)間后，泄流管內(nèi)的孔口出流處 于穩(wěn)定狀態(tài)，平水箱的水位保持不變，蓄水箱內(nèi)水保持躍過溢流板后。啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)將推 動(dòng)類桁車在類桁車梁上做緩慢的往還運(yùn)動(dòng)。2、上述操作完成后，從某一時(shí)刻開始讀取水表上讀數(shù)，一段時(shí)間后再次讀取水表 上讀數(shù)，并量取此次實(shí)驗(yàn)人工降雨雨點(diǎn)分部范圍。3、根據(jù)雨點(diǎn)分部范圍，計(jì)算出降雨面積；并結(jié)合兩次水表讀數(shù)差，計(jì)算總降雨量。 最后計(jì)算出降雨強(qiáng)度。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型使用靈活方便，有利于進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝試驗(yàn)；成本低，有利于大量安裝 試驗(yàn)；學(xué)生能夠清晰的觀察有壓管的均勻泄流過程，有利于教學(xué)；測(cè)定地面、坡面的徑流系 數(shù)；研究不同護(hù)坡對(duì)雨水的滯留效果及研究降雨強(qiáng)度與生態(tài)護(hù)坡的沖刷狀況關(guān)系，為河道 生態(tài)護(hù)坡形式的選取提供參考。

圖1是本實(shí)用新型的進(jìn)水箱部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的泄流管部分的主視圖。圖3是本實(shí)用新型的泄流管部分的俯視圖。圖4是A處的結(jié)構(gòu)放大圖。
具體實(shí)施方式
往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，包括有進(jìn)水箱、取水水源7、支架。進(jìn)水箱內(nèi)固定有豎直 設(shè)置的穩(wěn)水孔板9和溢流板8，所述穩(wěn)水孔板9上設(shè)有若干出水孔，所述穩(wěn)水孔板9和溢流 板8將進(jìn)水箱分隔成三個(gè)相互獨(dú)立的空間，所述穩(wěn)水孔板9與溢流板8之間為蓄水箱1，蓄 水箱1底部連通有進(jìn)水管16，所述進(jìn)水管16上安裝有水泵4，進(jìn)水管16下端伸入取水水源 7內(nèi)；溢流板8右側(cè)為回水箱3，回水箱3底部連通有回水管17，回水管17下端伸向取水水 源7 ；穩(wěn)水孔板9左側(cè)為平水箱2，平水箱2底部連通有出水管15 ；所述支架上固定有類桁 車梁12，所述類桁車梁12上安裝有直線往復(fù)式的電機(jī)以及可在類桁車梁12上往復(fù)移動(dòng)的 類桁車13，所述電機(jī)的電機(jī)軸固定在所述的類桁車13上，所述類桁車13下端連接有吊筋18，所述吊筋18下端固定連接有橫置的泄流管10，所述泄流管10兩端以及出水管15上均 套裝有吊筋環(huán)19，所述吊筋18下端固定連接在對(duì)應(yīng)的吊筋環(huán)19上。所述泄流管10兩端封 閉，泄流管10下部設(shè)有5-9排泄流孔，所述出水管15外端固定連接在泄流管10上并與泄 流管10相互導(dǎo)通。出水管15上安裝有閘閥5和水表6。閘閥5采用U-PVC閘閥。水表6采用DN40 電子流量表。進(jìn)水箱高為1. 2m、寬0. 5m、長(zhǎng)1. 5m，蓄水箱1的尺寸為寬0. 5m、長(zhǎng)0. 5m，平水箱的 尺寸為寬0. 5m、長(zhǎng)0. 5m,回水箱3的尺寸為寬0. 5m、長(zhǎng)0. 5m。穩(wěn)水孔板9上孔的孔徑為5mm， 孔距為50 X 50mm,且均勻分布；溢流板8由1塊寬為50cm、1塊30cm、1塊20cm和1塊IOcm
的一組有機(jī)玻璃板組成。水泵4采用32FP型塑料耐腐蝕泵。電機(jī)11采用直線往復(fù)式電機(jī)型號(hào)為YYCJ70-154。泄流管10采用2根長(zhǎng)為Im的DN50U-PVC管，并用直角三通14將泄流管10與出 水管15連接，兩泄流管10在一條直線上，U-PVC泄流管10兩端封堵。在DN50泄流管10面 上打5排孔，孔徑DN0. 5，孔距為7mmX 20mm。
權(quán)利要求往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，包括有進(jìn)水箱、取水水源和支架，其特征在于所述進(jìn)水箱內(nèi)固定有豎直設(shè)置的穩(wěn)水孔板和溢流板，所述穩(wěn)水孔板上設(shè)有若干出水孔，所述穩(wěn)水孔板和溢流板將進(jìn)水箱分隔成三個(gè)相互獨(dú)立的空間，所述穩(wěn)水孔板與溢流板之間為蓄水箱，蓄水箱底部連通有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管上安裝有水泵，進(jìn)水管下端伸入取水水源內(nèi)；溢流板右側(cè)為回水箱，回水箱底部連通有回水管，回水管下端伸向取水水源；穩(wěn)水孔板左側(cè)為平水箱，平水箱底部連通有出水管；所述支架上固定有類桁車梁，所述類桁車梁上安裝有直線往復(fù)式的電機(jī)以及可在類桁車梁上往復(fù)移動(dòng)的類桁車，所述電機(jī)的電機(jī)軸固定在所述的類桁車上，所述類桁車下端連接有吊筋，所述吊筋下端固定連接有橫置的泄流管，所述泄流管兩端封閉，泄流管下部設(shè)有5-9排泄流孔，所述出水管外端固定連接在泄流管上并與泄流管相互導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述出水管包括有 位于兩端的PVC管以及連接在兩端PVC管之間的軟管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述出水管上安裝 有閘閥和水表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述支架、軟管、吊 筋、類桁車梁及類桁車為活動(dòng)式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述類桁車上連接 有吊筋，所述泄流管兩端以及出水管上均套裝有吊筋環(huán)，所述吊筋下端固定連接在對(duì)應(yīng)的 吊筋環(huán)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了往復(fù)式人工降雨實(shí)驗(yàn)裝置，包括有進(jìn)水箱、取水水源、支架，進(jìn)水箱內(nèi)固定有豎直設(shè)置的穩(wěn)水孔板和溢流板，穩(wěn)水孔板與溢流板之間為蓄水箱，蓄水箱底部連通有進(jìn)水管，進(jìn)水管下端伸入取水水源內(nèi)；溢流板右側(cè)為回水箱，回水箱底部連通有回水管，回水管下端伸向取水水源；穩(wěn)水孔板左側(cè)為平水箱，平水箱底部連通有出水管；支架上固定有類桁車梁，所述類桁車梁上安裝有直線往復(fù)式的電機(jī)以及可在類桁車梁上往復(fù)移動(dòng)的類桁車，類桁車下端連接有吊筋，吊筋下端固定連接有橫置的泄流管，出水管外端固定連接在泄流管上并與泄流管相互導(dǎo)通。本實(shí)用新型使用靈活方便，有利于進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝試驗(yàn)；成本低，有利于大量安裝試驗(yàn)；學(xué)生能夠清晰的觀察有壓管的均勻泄流過程，有利于教學(xué)。
文檔編號(hào)G09B25/00GK201590191SQ201020102638
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者劉燦, 徐得潛, 方達(dá)憲, 曹廣學(xué), 范文瑩, 陳慧 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)