专利名称：往复式人工降雨实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型主要涉及用于演示高校《流体力学》、《水力学》等课程均勻泄流过程， 测定地 面、坡面的径流系数和相关科研工作中的往复式人工降雨实验装置。
技术背景降雨是水体循环的一个必要环节，是地球万物得以生存的必要保障。而降雨的集 中却给人类带来洪灾。为应对洪水灾害，人类不断的进行工程的及非工程措施的探索。为 更好的测试所采用的工程手段抵御洪灾的有效性，需模拟引起洪灾的降雨因素，故需制作 人工降雨装置。例如为验证多孔生态护坡比传统硬化护坡能更有效的滞留地表雨水，同时 满足保持水土流失的功能，特制作人工降雨装置模拟降雨环境，从而观测不同护坡对地表 雨水的滞留时间和生态护坡的抵御降雨冲刷能力。根据《流体力学》、《水力学》等课程教学实验的需要，为了加深和巩固学生对有压 管中均勻泄流基本概念和基本理论知识理解，也需制作人工降雨装置。目前，只有部分高校和科研机构研制了人工降雨装置，进行了相关的实验。但是由于现有人工降雨装置普遍存在装置复杂，移动不便，费用较高，雨水连续及 无法观察均勻泄流过程等缺点。并不能得以大量普及应用
实用新型内容
本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种往复式人工降雨实验装 置，它不仅可以观察有压管的均勻泄流过程，而且可以研究不同护坡对雨水的滞留效果及 研究降雨强度与生态护坡的冲刷状况关系。本实用新型是通过以下技术方案实现的往复式人工降雨实验装置，包括有进水箱、取水水源和支架，其特征在于所述进 水箱内固定有竖直设置的稳水孔板和溢流板，所述稳水孔板上设有若干出水孔，所述稳水 孔板和溢流板将进水箱分隔成三个相互独立的空间，所述稳水孔板与溢流板之间为蓄水 箱，蓄水箱底部连通有进水管，所述进水管上安装有水泵，进水管下端伸入取水水源内；溢 流板右侧为回水箱，回水箱底部连通有回水管，回水管下端伸向取水水源；稳水孔板左侧为 平水箱，平水箱底部连通有出水管；所述支架上固定有类桁车梁，所述类桁车梁上安装有往 复式电机以及可在类桁车梁上往复移动的类桁车，所述往复式电机的电机轴固定在所述的 桁车上，所述类桁车下端连接有吊筋，所述吊筋下端固定连接有横置的泄流管，所述泄流管 两端封闭，泄流管下部设有5-9排泄流孔，所述出水管外端固定连接在泄流管上并与泄流 管相互导通。所述的往复式人工降雨实验装置，其特征在于所述出水管包括有位于两端的 PVC管以及连接在两端PVC管之间的软管。所述的往复式人工降雨实验装置，其特征在于所述出水管上安装有闸阀和水表。所述的往复式人工降雨实验装置，其特征在于所述支架、软管、吊筋、类桁车梁及类桁车为活动式，可以自由安装拆卸。所述的往复式人工降雨实验装置，其特征在于所述类桁车上连接有吊筋，所述泄流管两端以及出水管上均套装有吊筋环，所述吊筋下端固定连接在对应的吊筋环上。所述泄流管底部设有5-9排泄流孔，同一排孔的连线与管轴线平行，每个在PVC管 上的孔的孔轴线垂直与管轴线，且泄流管由吊筋固定吊起；吊筋固定在可移动的类桁车上； 类桁车可在电动机推动下沿类桁车梁移动，使得同一地点的雨水间断。所述水泵型号根据具体需要水头及降雨强度要求选择。泄流管底部的泄流孔孔径为0. 5-1. 0mm，孔距尺寸为5X 10_5X30mm。所述实验操作步骤的过程如下1、打开水泵电源开关，启动水泵，将取水水源的水提升至进水箱的蓄水箱内，待平 水箱水位稳定且蓄水箱内水已跃过溢流板后，缓慢打开间阀，平水箱内的水体经出水管依 次流过间阀、水表后进入泄流管，开始泄水。再等待一较长时间后，泄流管内的孔口出流处 于稳定状态，平水箱的水位保持不变，蓄水箱内水保持跃过溢流板后。启动电机，电机将推 动类桁车在类桁车梁上做缓慢的往还运动。2、上述操作完成后，从某一时刻开始读取水表上读数，一段时间后再次读取水表 上读数，并量取此次实验人工降雨雨点分部范围。3、根据雨点分部范围，计算出降雨面积；并结合两次水表读数差，计算总降雨量。 最后计算出降雨强度。本实用新型的优点是本实用新型使用灵活方便，有利于进行现场安装试验；成本低，有利于大量安装 试验；学生能够清晰的观察有压管的均勻泄流过程，有利于教学；测定地面、坡面的径流系 数；研究不同护坡对雨水的滞留效果及研究降雨强度与生态护坡的冲刷状况关系，为河道 生态护坡形式的选取提供参考。
图1是本实用新型的进水箱部分的结构示意图。图2是本实用新型的泄流管部分的主视图。图3是本实用新型的泄流管部分的俯视图。图4是A处的结构放大图。
具体实施方式
往复式人工降雨实验装置，包括有进水箱、取水水源7、支架。进水箱内固定有竖直 设置的稳水孔板9和溢流板8，所述稳水孔板9上设有若干出水孔，所述稳水孔板9和溢流 板8将进水箱分隔成三个相互独立的空间，所述稳水孔板9与溢流板8之间为蓄水箱1，蓄 水箱1底部连通有进水管16，所述进水管16上安装有水泵4，进水管16下端伸入取水水源 7内；溢流板8右侧为回水箱3，回水箱3底部连通有回水管17，回水管17下端伸向取水水 源7 ；稳水孔板9左侧为平水箱2，平水箱2底部连通有出水管15 ；所述支架上固定有类桁 车梁12，所述类桁车梁12上安装有直线往复式的电机以及可在类桁车梁12上往复移动的 类桁车13，所述电机的电机轴固定在所述的类桁车13上，所述类桁车13下端连接有吊筋18，所述吊筋18下端固定连接有横置的泄流管10，所述泄流管10两端以及出水管15上均 套装有吊筋环19，所述吊筋18下端固定连接在对应的吊筋环19上。所述泄流管10两端封 闭，泄流管10下部设有5-9排泄流孔，所述出水管15外端固定连接在泄流管10上并与泄 流管10相互导通。出水管15上安装有闸阀5和水表6。闸阀5采用U-PVC闸阀。水表6采用DN40 电子流量表。进水箱高为1. 2m、宽0. 5m、长1. 5m，蓄水箱1的尺寸为宽0. 5m、长0. 5m，平水箱的 尺寸为宽0. 5m、长0. 5m,回水箱3的尺寸为宽0. 5m、长0. 5m。稳水孔板9上孔的孔径为5mm， 孔距为50 X 50mm,且均勻分布；溢流板8由1块宽为50cm、1块30cm、1块20cm和1块IOcm
的一组有机玻璃板组成。水泵4采用32FP型塑料耐腐蚀泵。电机11采用直线往复式电机型号为YYCJ70-154。泄流管10采用2根长为Im的DN50U-PVC管，并用直角三通14将泄流管10与出 水管15连接，两泄流管10在一条直线上，U-PVC泄流管10两端封堵。在DN50泄流管10面 上打5排孔，孔径DN0. 5，孔距为7mmX 20mm。
权利要求往复式人工降雨实验装置，包括有进水箱、取水水源和支架，其特征在于所述进水箱内固定有竖直设置的稳水孔板和溢流板，所述稳水孔板上设有若干出水孔，所述稳水孔板和溢流板将进水箱分隔成三个相互独立的空间，所述稳水孔板与溢流板之间为蓄水箱，蓄水箱底部连通有进水管，所述进水管上安装有水泵，进水管下端伸入取水水源内；溢流板右侧为回水箱，回水箱底部连通有回水管，回水管下端伸向取水水源；稳水孔板左侧为平水箱，平水箱底部连通有出水管；所述支架上固定有类桁车梁，所述类桁车梁上安装有直线往复式的电机以及可在类桁车梁上往复移动的类桁车，所述电机的电机轴固定在所述的类桁车上，所述类桁车下端连接有吊筋，所述吊筋下端固定连接有横置的泄流管，所述泄流管两端封闭，泄流管下部设有5-9排泄流孔，所述出水管外端固定连接在泄流管上并与泄流管相互导通。
2.根据权利要求1所述的往复式人工降雨实验装置，其特征在于所述出水管包括有 位于两端的PVC管以及连接在两端PVC管之间的软管。
3.根据权利要求1所述的往复式人工降雨实验装置，其特征在于所述出水管上安装 有闸阀和水表。
4.根据权利要求1所述的往复式人工降雨实验装置，其特征在于所述支架、软管、吊 筋、类桁车梁及类桁车为活动式。
5.根据权利要求1所述的往复式人工降雨实验装置，其特征在于所述类桁车上连接 有吊筋，所述泄流管两端以及出水管上均套装有吊筋环，所述吊筋下端固定连接在对应的 吊筋环上。
专利摘要本实用新型公开了往复式人工降雨实验装置，包括有进水箱、取水水源、支架，进水箱内固定有竖直设置的稳水孔板和溢流板，稳水孔板与溢流板之间为蓄水箱，蓄水箱底部连通有进水管，进水管下端伸入取水水源内；溢流板右侧为回水箱，回水箱底部连通有回水管，回水管下端伸向取水水源；稳水孔板左侧为平水箱，平水箱底部连通有出水管；支架上固定有类桁车梁，所述类桁车梁上安装有直线往复式的电机以及可在类桁车梁上往复移动的类桁车，类桁车下端连接有吊筋，吊筋下端固定连接有横置的泄流管，出水管外端固定连接在泄流管上并与泄流管相互导通。本实用新型使用灵活方便，有利于进行现场安装试验；成本低，有利于大量安装试验；学生能够清晰的观察有压管的均匀泄流过程，有利于教学。
文档编号G09B25/00GK201590191SQ201020102638
公开日2010年9月22日 申请日期2010年1月26日 优先权日2010年1月26日
发明者刘灿, 徐得潜, 方达宪, 曹广学, 范文莹, 陈慧 申请人:合肥工业大学