專利名稱：雙調(diào)控人工模擬降雨噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種模擬天然降雨的裝置，特別是雙調(diào)控人工模擬降雨噴頭。
背景技術(shù)：
人工模擬降雨與天然降雨比較，不受外界自然環(huán)境的干擾，可以彌補(bǔ)在自然降雨條件下，因環(huán)境變化而無法得到試驗(yàn)內(nèi)計(jì)劃的研究結(jié)果，或者進(jìn)一步補(bǔ)充論證在自然降雨環(huán)境下得到的研究結(jié)果。近年來，國內(nèi)外基本采用人工模擬降雨機(jī)來模擬天然降雨，研究其雨型、雨滴動(dòng)能與地貌及地質(zhì)條件、植被類型、土壤條件的關(guān)系，揭示自然發(fā)展規(guī)律。20世紀(jì)30～80年代，蘇聯(lián)、美國等國家曾研制多種下噴式、側(cè)噴式模擬降雨機(jī)。我國在60年代開始相繼研制出不同性能及雨譜的側(cè)噴式、下噴式、便攜式(針式)、組合式、室內(nèi)旋轉(zhuǎn)式人工模擬降雨機(jī)。但人工模擬降雨機(jī)普遍存在模擬降雨“空心”現(xiàn)象，水消除“空心”，基本采取多噴頭組合，從而導(dǎo)致人工模擬降雨機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，不適宜野外作業(yè)或不便于攜帶。1996年研制的彈片式單噴頭模擬降雨裝置，雖然解決了單噴頭替代多噴頭組合的問題，但因受彈片式單噴頭結(jié)構(gòu)限制，不論供水壓力多大，其開口總呈三角形的形狀出水，這僅滿足小雨強(qiáng)的模擬效果，該裝置在模擬大雨強(qiáng)時(shí)，則以細(xì)雨的形式出現(xiàn)，不能反映大雨強(qiáng)降雨時(shí)對(duì)地面擊濺破壞作用。2004年申請人研制的單噴頭變雨強(qiáng)彈簧調(diào)節(jié)曲面開口的水土流失監(jiān)測人工模擬降雨裝置(ZL03214113.0)，雖對(duì)人工模擬降雨裝置有突破性的改進(jìn)，但仍存在“空心”現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的任務(wù)是針對(duì)上述人工模擬降雨裝置存在的諸多缺陷，申請人對(duì)03214113.0號(hào)專利自行改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種單噴頭雙調(diào)控的人工模擬降雨噴頭。
本實(shí)用新型針對(duì)03214113.0號(hào)專利技術(shù)作出的改進(jìn)方案是在原有碎流體上增加二次出流孔[1c]和碎流板[10]，使碎流體不僅完成一次曲面碎流，以滿足試驗(yàn)設(shè)計(jì)的噴射控制面積的前提下，保證滿足模擬雨滴的自由落體高底和實(shí)驗(yàn)區(qū)域外側(cè)模擬降雨的均勻度，并且在出流孔處完成二次出流，兩次出水角度不同，降雨射程不一致，雨滴落點(diǎn)可遍布整個(gè)設(shè)計(jì)降雨區(qū)域，不僅消除了原設(shè)計(jì)降雨出現(xiàn)的“空心”現(xiàn)象，又保證了降雨面積上的均勻度。本實(shí)用新型包括噴頭筒體[2]、由碎流板[10]、曲面體[1a]、出流孔[1c]和滑動(dòng)套筒[1b]構(gòu)成的碎流體[1]、傳力導(dǎo)板[3、4]、壓力彈簧[5]、傳動(dòng)套筒[6]和壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，噴頭筒體[2]為底部進(jìn)水、頂部出水的中空圓柱-圓臺(tái)-圓柱體，出水口上方裝有碎流體，其特征在于a)曲面體[1a]為曲面變形體，其內(nèi)緣為雙曲面，曲面體外側(cè)分為上、中、下[I、II、III]三個(gè)折段，位于曲面體[a]中段II折線部位的碎流體上設(shè)有二次出流孔[1c]，上段I和中段II交界處與出流孔[1c]的中心線相交；b)碎流板[10]連接在中段II外側(cè)，并蓋住出流孔[1c]的下部孔口，上部孔口為水流孔；c)由滑動(dòng)套筒[1b]與噴頭筒體[2]形成的一次出水口外緣為曲面，與出水口上方的碎流體[1]曲面相對(duì)應(yīng)，一次出水口與上方出流孔[1c]同心。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)1、碎流體一次出水內(nèi)側(cè)為雙曲面，出水線形為拋物線。能滿足試驗(yàn)設(shè)計(jì)噴射控制面積，滿足模擬雨滴自由落體的高度和試驗(yàn)區(qū)域外側(cè)模擬降雨的均勻度，同時(shí)滿足碎流板有較好的受力條件，在水的沖擊力作用下，向上抬起，以保證噴射口有足夠的出水?dāng)嗝妫苣M大雨強(qiáng)的降雨效果。中心部鉆孔，二次出水孔，在附加碎流板作用下，使二次出水與第一次出水以不同角度拋射，維持試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)側(cè)模擬降雨的均勻度。消除模擬降雨“空心”。
2、采用彈簧調(diào)節(jié)壓力，實(shí)現(xiàn)不同壓力對(duì)應(yīng)不同寸強(qiáng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
3、結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，便于攜帶，除供水系統(tǒng)外，無須外動(dòng)力，適應(yīng)野外作業(yè)。
技術(shù)性能1、降雨均勻系數(shù)K≥0.8的效降雨控制面積S≥50m2，總面積S≥150m2。
2、模擬降雨強(qiáng)度I＝30～250mm/h3、全部面積降雨均勻系數(shù)K≥0.64、雨滴動(dòng)能、雨滴中數(shù)直徑等雨滴特征參數(shù)隨供水壓力的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，呈線性正比例變化。


下面通過附圖結(jié)合本實(shí)用新型的實(shí)施方式作詳細(xì)描述。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(軸視圖)。
圖2、圖3為噴頭筒體的主剖面圖和俯視圖。
圖4為沿圖2中A-A向視圖。
圖5為碎流體左視圖。
圖6為沿圖5A-A向視圖。
圖7為圖6的俯視圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1～圖3，噴頭筒體由三段不同口徑的空心圓柱或圓臺(tái)構(gòu)成整個(gè)噴頭主體，其中上段2a和下段2e為圓柱體，中段2c為圓臺(tái)筒體。上部標(biāo)準(zhǔn)空心圓柱體為出水段，頂部出水口外緣為對(duì)數(shù)曲線型，出水口上方安裝碎流體1，碎流體1與噴頭筒體2上段空心圓柱體為動(dòng)配合，使其沿著該筒體作上下滑動(dòng)。為防止碎流體左右轉(zhuǎn)動(dòng)，在上段噴頭筒體外設(shè)有了滑槽2d，滑動(dòng)套筒1b一側(cè)設(shè)置的防滑鍵置于鍵槽內(nèi)。在噴頭筒體2的中段設(shè)有凸起隔板2b，該隔板2b上緣為碎流體向上運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，隔板兩側(cè)開有矩形限位凹槽2f，以限制兩翼傳力導(dǎo)板[3、4]左右運(yùn)動(dòng)。噴頭筒體的下段2e圓柱筒體為進(jìn)水段，在底部內(nèi)筒壁和外圍均帶有螺紋，外螺紋用于配合安裝調(diào)節(jié)壓力螺母7，用于調(diào)節(jié)壓力彈簧5的受壓狀態(tài)；內(nèi)螺紋用于供水系統(tǒng)連接。
參見圖5～圖7，碎流體1由碎流板10、曲面體[1a]、出流孔[1c]和滑動(dòng)套筒[1b]構(gòu)成，位于碎流體下面的滑動(dòng)套筒為空心圓柱體，并套在上段2a噴頭筒體外圍，滑動(dòng)套筒1b與右側(cè)傳力導(dǎo)板4相連接處且在套筒1b中心線外緣部位有一連接平面，該平面設(shè)有連接固定孔8，用于安裝固定右翼傳力導(dǎo)板4。曲面體[1a]為曲面變形體，其內(nèi)緣為雙曲面，出水線形為拋物線，曲面體外側(cè)(其截面外沿線)分為上、中、下三個(gè)折段[I、II、III]，位于曲面體[1a]中段II折線部位的碎流體上設(shè)有二次出流孔[1c]，上段I和中段II交界處與出流孔[1c]的中心線相交；曲面體[1a]上段I折線角α為25～45°，中段II折線角β為45～75°。碎流板10連接在中段II外側(cè)，為了限制出流，碎流板10蓋住出流孔的下部孔口，上部孔口為自由水流孔，碎流板10下方設(shè)置板孔[10a]用以與曲面體相固定，使碎流板隨著碎流整體上下運(yùn)動(dòng)，碎流板10頂部在水流作用下擺動(dòng)。由滑動(dòng)套筒[1b]與噴頭筒體[2]形成的一次出水口外緣為曲面，與出水口上方的碎流體[1]曲面相對(duì)應(yīng)，一次出水口與上方出流孔[1c]同心。
噴頭筒體2兩側(cè)傳力導(dǎo)板為2個(gè)4棱體組成的復(fù)合體，其中左翼傳力導(dǎo)板3上4棱體斷面加大加厚并連接在碎流體及滑動(dòng)套筒上，右側(cè)傳力導(dǎo)板4上部通過固定螺孔8連接在滑動(dòng)套筒[1b]的連接平面上，兩側(cè)傳力導(dǎo)板的下部通過連接孔9連接在傳力套筒6上。
凸起隔板2b以下在噴頭筒體2外圍裝有壓力彈簧5，彈簧5外圍安裝傳力套筒6，在壓力彈簧底部裝有托板與傳力套筒6成一體構(gòu)成“L”型，用以頂托壓力彈簧，托板底部的筒體2外圍安裝有壓力調(diào)節(jié)螺母7，起調(diào)節(jié)彈簧壓力和支撐傳力套筒6的作用。
權(quán)利要求1.雙調(diào)控人工模擬降雨噴頭，包括噴頭筒體[2]、由碎流板[10]、曲面體[1a]、出流孔[1c]和滑動(dòng)套筒[1b]構(gòu)成的碎流體[1]、傳力導(dǎo)板[3、4]、壓力彈簧[5]、傳動(dòng)套筒[6]和壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，噴頭筒體[2]為底部進(jìn)水、頂部出水的中空圓柱-圓臺(tái)-圓柱體，出水口上方裝有碎流體，其特征在于a)曲面體[1a]為曲面變形體，其內(nèi)緣為雙曲面，曲面體外側(cè)分為上、中、下[I、II、III]三個(gè)折段，位于曲面體[1a]中段[II]折線部位的碎流體上設(shè)有二次出流孔[1c]，上段[I]和中段[II]交界處與出流孔[1c]的中心線相交；b)碎流板[10]連接在中段[II]外側(cè)，并蓋住出流孔[1c]的下部孔口，上部孔口為水流孔；c)由滑動(dòng)套筒[1b]與噴頭筒體[2]形成的一次出水口外緣為曲面，與出水口上方的碎流體[1]曲面相對(duì)應(yīng)，一次出水口與上方出流孔[1c]同心。
2.按照權(quán)利要求1所述的雙調(diào)控人工模擬降雨噴頭，其特征是所述曲面體[1a]上段[I]折線角[α]為25～45°，中段II折線角[β]為45～75°。
專利摘要雙調(diào)控人工模擬降雨噴頭，包括噴頭筒體、碎流體、傳力導(dǎo)板、壓力彈簧、傳動(dòng)套筒和壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，噴頭筒體2為底部進(jìn)水、頂部出水的中空圓柱—圓臺(tái)—圓柱體，出水口上方裝有碎流體，特點(diǎn)是曲面體1a為曲面變形體，其內(nèi)緣為雙曲面，曲面體外側(cè)分為上、中、下I、II、III三個(gè)折段，位于曲面體a中段II折線部位的碎流體上設(shè)有二次出流孔1c，上段I和中段II交界處與出流孔1c的中心線相交；碎流板10連接在中段II外側(cè)，并蓋住出流孔1c的下部孔口，上部孔口為水流孔；由滑動(dòng)套筒1b與噴頭筒體2形成的一次出水口外緣為曲面，與出水口上方的碎流體1曲面相對(duì)應(yīng)，一次出水口與上方出流孔1c同心。本裝置模擬降雨均勻，消除了原設(shè)計(jì)“空心”現(xiàn)象。
文檔編號(hào)B05B9/00GK2928264SQ20062009001
公開日2007年8月1日 申請日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日
發(fā)明者黨福江, 黨如童 申請人:黨福江