本發(fā)明屬于一種模擬降雨的實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種能夠形成不連續(xù)的雨柱并具有一定傾斜方向和速度的模擬降雨的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

目前，在一些環(huán)境、工業(yè)、交通、水文地質(zhì)及防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域中，需要采用設(shè)計(jì)的人工模擬降雨實(shí)驗(yàn)裝置來模擬自然降雨，以研究在不同降雨條件下降雨對(duì)研究對(duì)象的影響。如果模擬降雨不逼真，則實(shí)驗(yàn)將達(dá)不到預(yù)期的效果。比如有關(guān)降雨對(duì)邊坡滑坡產(chǎn)生泥石流的影響研究，降雨量是關(guān)鍵影響因素，而在現(xiàn)場(chǎng)中伴隨大風(fēng)，降雨雨柱有傾斜方向和角度，降落到邊坡上的雨柱的流速較大，且實(shí)際雨柱為不連續(xù)的，即降落到邊坡上的雨柱為間斷的，這些因素同樣是影響邊坡產(chǎn)生泥石流的重要因素。

現(xiàn)有的模擬降雨實(shí)驗(yàn)裝置，采用有噴頭作為布雨器。雖然這種裝置能夠產(chǎn)生一定流速和改變方向的雨柱，但是存在很多的缺陷。首先，基本不能模擬出實(shí)際不連續(xù)的雨柱；其次，通過搖擺噴頭來實(shí)現(xiàn)水柱方向的改變，噴頭各出水孔的垂直高度發(fā)生改變，有的上升有的下降，搖擺噴頭前后做個(gè)對(duì)比，出水口流速不變，比如搖擺噴頭后雨柱傾斜角度加大，在重力的影響下，雨柱降落到試驗(yàn)體上的降落點(diǎn)就會(huì)變密集，此時(shí)試驗(yàn)體上的降雨量實(shí)際變大，試驗(yàn)體上各區(qū)域的降雨量不均勻，而不利于降雨量因素的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠均勻降雨、能夠調(diào)節(jié)雨柱傾斜角度及速度、實(shí)現(xiàn)不連續(xù)雨柱的模擬降雨的實(shí)驗(yàn)裝置。

一種模擬降雨的實(shí)驗(yàn)裝置，包括置于取水池內(nèi)的水泵、灑水器、帶有調(diào)節(jié)閥且連接水泵與灑水器的輸水管、振蕩機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)和定位支撐板。

上述灑水器為封閉的腔體，下部腔殼為平板，平板上布置有出水穿孔，輸水管的出水端連接到腔體內(nèi)。

上述振蕩機(jī)構(gòu)包括上部開口的振蕩水箱、固定于電機(jī)支撐板上并受到調(diào)速器和減速器控制的電機(jī)、傳動(dòng)桿，電機(jī)下端連接調(diào)速器，調(diào)速器下端連接傳動(dòng)桿，振蕩水箱上相對(duì)側(cè)板外側(cè)各設(shè)置有兩個(gè)滑桿，滑桿上均有軸承，振蕩水箱上另一個(gè)側(cè)板外側(cè)固定有推桿一端，推桿另一端有突出桿，突出桿與傳動(dòng)桿在同一平面上交錯(cuò)布置，突出桿連接有彈簧的一端，彈簧的另一端固定于電機(jī)支撐板上，彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，振蕩水箱上剩下的一個(gè)側(cè)板上設(shè)置有排水管，振蕩水箱底板上設(shè)置有穿透底板的振蕩豎管，振蕩豎管上端與振蕩水箱上端齊平。

上述定位機(jī)構(gòu)包括處于上面的上部開口的定位水箱和處于下方的定位板，定位水箱上相對(duì)側(cè)板外側(cè)各設(shè)置有兩個(gè)固定桿，定位水箱上另一個(gè)側(cè)板上設(shè)置有排水管，定位水箱底板上設(shè)置有穿透底板的定位豎管，定位豎管下端連接有彈性軟管，定位豎管上端與定位水箱上端齊平，定位板設(shè)置定位穿孔，彈性軟管穿過定位板的定位穿孔，定位板相對(duì)兩側(cè)分別固定有兩個(gè)定位桿。

上述定位支撐板上端開設(shè)有兩個(gè)供軸承滾動(dòng)的軸承孔，在兩個(gè)軸承孔內(nèi)同側(cè)豎直設(shè)置有橡膠墊，緊靠軸承孔下面設(shè)置有兩個(gè)供固定桿穿過的固定孔，固定孔下面設(shè)有兩個(gè)供定位桿穿過并能夠移動(dòng)的定位孔。

上述兩塊定位支撐板對(duì)稱放置，振蕩水箱的滑桿及軸承放置于軸承孔中，軸承緊靠橡膠墊，定位水箱的固定桿分別穿過固定孔，并由螺帽將固定桿固定于定位支撐板上，定位板上定位桿分別穿過定位孔，定位桿上帶有螺帽。

上述出水穿孔、振蕩豎管、定位豎管、彈性軟管和定位穿孔至上而下在數(shù)量上一一對(duì)應(yīng)的設(shè)置，對(duì)應(yīng)一組出水穿孔、振蕩豎管、定位豎管、彈性軟管和定位穿孔的中心處于同一垂直線上。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)突出且有益的技術(shù)效果是：1、通過定位板改變彈性軟管的方向和角度，能夠得到實(shí)驗(yàn)所需要的具有一定方向和傾斜角度的實(shí)際雨柱，而且能夠保證試驗(yàn)體上各區(qū)接收到的降雨量均勻；2、通過加壓水泵，灑水器能夠射流具有一定速度的雨柱，雨柱經(jīng)過彈性軟管后，能夠模擬出實(shí)際雨柱下落的速度；3、通過振蕩水箱的往復(fù)移動(dòng)，能夠使雨柱間斷性穿過振蕩豎管，從而彈性軟管輸出的是不連續(xù)的實(shí)際雨柱。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是a-a剖面的示意圖。

圖3是b-b剖面的示意圖。

圖4是c-c剖面的示意圖。

圖5是d-d剖面的示意圖。

圖6是定位支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，參見圖1—6。

一種模擬降雨的實(shí)驗(yàn)裝置，包括置于取水池1內(nèi)的水泵11、灑水器2、帶有調(diào)節(jié)閥12且連接水泵11與灑水器2的輸水管13、振蕩機(jī)構(gòu)3、定位機(jī)構(gòu)4和定位支撐板5。

上述灑水器2為封閉的腔體，下部腔殼為平板21，平板21上布置有出水穿孔22，輸水管13的出水端14連接到腔體內(nèi)。

上述振蕩機(jī)構(gòu)3包括上部開口的振蕩水箱31、固定于電機(jī)支撐板32上并受到調(diào)速器33和減速器34控制的電機(jī)35、傳動(dòng)桿36，電機(jī)35下端連接調(diào)速器33，調(diào)速器33下端連接傳動(dòng)桿36，振蕩水箱31上相對(duì)側(cè)板311外側(cè)各設(shè)置有兩個(gè)滑桿312，滑桿312上均有軸承313，振蕩水箱31上另一個(gè)側(cè)板314外側(cè)固定有推桿315一端，推桿315另一端有突出桿361，突出桿361與傳動(dòng)桿36在同一平面上交錯(cuò)布置，突出桿361連接有彈簧316的一端，彈簧316的另一端固定于電機(jī)支撐板32上，彈簧316始終處于壓縮狀態(tài)，振蕩水箱31上剩下的一個(gè)側(cè)板317上設(shè)置有排水管318，振蕩水箱31底板3111上設(shè)置有穿透底板3111的振蕩豎管319，振蕩豎管319上端與振蕩水箱31上端齊平。

上述定位機(jī)構(gòu)4包括處于上面的上部開口的定位水箱41和處于下方的定位板42，定位水箱41上相對(duì)側(cè)板411外側(cè)各設(shè)置有兩個(gè)固定桿412，定位水箱41上另一個(gè)側(cè)板413上設(shè)置有排水管414，定位水箱41底板415上設(shè)置有穿透底板415的定位豎管416，定位豎管416下端連接有彈性軟管417，定位豎管416上端與定位水箱41上端齊平，定位板42設(shè)置定位穿孔421，彈性軟管417穿過定位板42的定位穿孔421，定位板42相對(duì)兩側(cè)分別固定有兩個(gè)定位桿422。

上述定位支撐板5上端開設(shè)有兩個(gè)供軸承313滾動(dòng)的軸承孔51，在兩個(gè)軸承孔51內(nèi)同側(cè)豎直設(shè)置有橡膠墊52，緊靠軸承孔51下面設(shè)置有兩個(gè)供固定桿412穿過的固定孔53，固定孔53下面設(shè)有兩個(gè)供定位桿422穿過并能夠移動(dòng)的定位孔54。

上述兩塊定位支撐板5對(duì)稱放置，振蕩水箱31的滑桿312及軸承313放置于軸承孔51中，軸承313緊靠橡膠墊52，定位水箱41的固定桿412分別穿過固定孔53，并由螺帽531將固定桿412固定于定位支撐板5上，定位板42上定位桿422分別穿過定位孔54，定位桿422上帶有螺帽541。

上述出水穿孔22、振蕩豎管319、定位豎管416、彈性軟管417和定位穿孔421至上而下在數(shù)量上一一對(duì)應(yīng)的設(shè)置，對(duì)應(yīng)一組出水穿孔22、振蕩豎管319、定位豎管416、彈性軟管417和定位穿孔421的中心處于同一垂直線上。

工作過程及原理如下。

使用前的準(zhǔn)備工作。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，確定不連續(xù)雨柱偏離的方向和角度。通過水平移動(dòng)結(jié)合前后移動(dòng)，改變定位板42的水平位置，來改變定位穿孔421的位置，從而使彈性軟管417受定位穿孔421的牽制而發(fā)生相應(yīng)的傾斜，彈性軟管417傾斜的方向和角度與所需要的不連續(xù)雨柱偏離的方向和角度相同。通過定位桿422上的螺帽541固定定位桿422于定位支撐板5上。

開啟水泵11及調(diào)節(jié)閥12，灑水器2內(nèi)形成較高的水壓，受水壓的影響，帶有較高流速的雨柱通過出水穿孔22射流出灑水器2，進(jìn)入到振蕩豎管319內(nèi)，再流經(jīng)定位豎416管內(nèi)，進(jìn)入彈性軟管417中；由彈性軟管417內(nèi)壁阻擋雨柱，并改變雨柱的方向，彈性軟管417出口處射出具有較高流速的雨柱，彈性軟管417出口處雨柱的方向和角度與彈性軟管417傾斜的方向和角度相同；雨柱在空中降落過程中受到重力的影響，一段時(shí)間后，雨柱的方向和角度發(fā)生一定的改變。最終，形成實(shí)驗(yàn)所需要的具有一定方向、角度和流速的雨柱落到試驗(yàn)?zāi)M裝置6上。

開啟電機(jī)35，使用調(diào)速器33和減速器34來調(diào)整傳動(dòng)桿36的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，傳動(dòng)桿36轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，當(dāng)傳動(dòng)桿36與突出桿361接觸時(shí)，傳動(dòng)桿36的最外端會(huì)推動(dòng)突出桿361進(jìn)一步壓縮彈簧316并向電機(jī)支撐板32靠近，突出桿361通過推桿315來拉動(dòng)振蕩水箱31，而振蕩水箱31在軸承313的滾動(dòng)下移動(dòng)，振蕩水箱31移動(dòng)時(shí)所需要的拉力較??；在振蕩水箱31向電機(jī)支撐板32方向移動(dòng)過程中，振蕩豎管319也隨振蕩水箱31移動(dòng)，振蕩豎管319會(huì)偏離其上下對(duì)應(yīng)的一組出水穿孔22、定位豎管416和定位穿孔421的同一垂直線；

當(dāng)出水穿孔421射流出的雨柱落在振蕩豎管319上端管壁上時(shí)，部分雨水會(huì)殘留在振蕩豎管319內(nèi)壁上，部分雨水通過振蕩豎管319流到定位豎管416外的定位水箱41內(nèi)；

當(dāng)傳動(dòng)桿36與突出桿361即將分離時(shí)，振蕩水箱31離電機(jī)支撐板32的距離達(dá)到最小值，從出水穿孔22射流出的雨柱全部處于振蕩豎管319之外，定位豎管416和彈性軟管417沒有雨水，即彈性軟管417出水口沒有水柱。

射流到振蕩豎管319之外振蕩水箱31內(nèi)的雨水通過振蕩水箱31的排水管318排出，流到定位豎管416之外定位水箱41內(nèi)的部分雨水通過定位水箱41的排水管414排出。

當(dāng)傳動(dòng)桿36與突出桿361分離后，在壓縮彈簧316的反彈作用下，推動(dòng)突出桿361，突出桿361通過推桿315來推動(dòng)振蕩水箱31，而振蕩水箱31在軸承313的滾動(dòng)下移動(dòng)，振蕩水箱31移動(dòng)時(shí)所需要的推力較?。辉谡袷幩?1背離電機(jī)支撐板32方向移動(dòng)過程中，振蕩豎管319也隨振蕩水箱31移動(dòng)，振蕩豎管319中心線會(huì)回到其上下對(duì)應(yīng)的一組出水穿孔22、定位豎管416和定位穿孔421的同一垂直線上，軸承313回到橡膠墊52處，橡膠墊52會(huì)起到減振效果，此時(shí)，彈性軟管417出口再次射出雨柱，即而形成實(shí)驗(yàn)所需要的具有一定方向、角度和流速的雨柱落到試驗(yàn)?zāi)M裝置6上。

在電機(jī)35不斷轉(zhuǎn)動(dòng)及彈簧316的反彈作用中，促使振蕩水箱31不斷來回移動(dòng)，使雨柱間斷性穿過振蕩豎管319從彈性軟管417出水口流出，這在彈性軟管417出口處形成具有一定方向、角度和流速的間斷性雨柱，即而形成實(shí)驗(yàn)所需要的具有一定方向、角度和流速的間斷性雨柱落到試驗(yàn)?zāi)M裝置6上。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。