专利名称：单喷头振荡式人工模拟降雨发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模拟天然降雨的装置，特别是单喷头振荡式人工模拟 降雨发生器。
背景技术：
在科学试验中，人工模拟降雨与天然降雨比较，因其不受外界环境的干扰， 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，国内外基本釆 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，由于降 雨均匀度很难达到0. 8的技术指标，为消除"空心"，降雨均匀度达到0. 8的标 准，人工模拟降雨基本采取多喷头组合。这样必然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。2004年申请人研制的单喷头人 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。2006年申请人研制的双调控人工模拟降雨喷头 (ZL200620090015. 2)，釆用弹簧与曲面开口双调节装置，人工模拟降雨性能有 较大的改进，降雨性能基本定型，根据试验结果，保留成功部分，对结构提出 进一步改进，降雨性能更加完善。
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ZL200620090015. 2号专利进行改进，设计一种单喷头振荡式人工模拟降雨发生器。
本实用新型针对ZL200620090015.2号专利技术做出的改进方案是在原喷 头简体园台一侧，增设一球台[2d]，内设有受力水轮[3],水流冲击受力水轮[3]产生转动，带动啮合齿轮[4、 5]、联杆[6],使碎流体[l]有规律的上下振荡, 喷头简体[2]、碎流体[l]形成的一次出水断面产生不同宽度的开口。因出水开 口断面的时张时合，由此喷射出的水舌薄厚不一，水流射程随之远近变化，雨 型也随之改变。不仅保证了原ZL200620090015.2号专利性能不变，又提高了降 雨均匀度，且真正模拟出天然降雨的"阵雨，，的性能。更接近天然降雨。
本实用新型包括喷头简体[2]、由碎流板[7]、曲面体[la]、出流孔[lc]和 滑动套简[lb]构成的碎流体[l]、受力水轮[3]、啮合齿轮[4、 5]、联杆[6]，喷 头简体(2)为底部进水、顶部出水的中空圆柱一圆台一圆柱体，出水口上方装有 碎流体，其特征在于
a) 曲面体[la]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[l a]中段[n]折线部位的碎流体上设有 二次出流孔[lc],上段[I]和中段[II]交界处与出流孔[lc]的中心线相交；
b) 碎流板[7]连接在中段[II]外侧,并盖住出流孔[lc]的孔口下半部，孔口 上半部为自由出水孔；被碎流板[7]盖住出流孔[lc]的孔口下半部为限制出水
孔；
c) 由滑动套简[lbl与喷头简体[2]形成的一次出水口外缘为曲面，与出水口 上方的碎流体[l]曲面相对应， 一次出水口与上方出流孔[lc]同心；
d) 受力水轮[3]位于喷头简体[2]园台一侧并设有球台[2d]，水流冲击受力 水轮[3]转动，带动啮合齿轮[4、 5]、联杆[6],使碎流体[l]有规律的上下振荡， 喷头简体[2]、碎流体U]形成的一次出水断面产生不同宽度的开口。
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内侧模拟降雨的均匀度， 同时满足碎流板有较好的受力条件，不变形。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、 在水的冲击力作用下，受力水轮转动[3],带动啮合齿轮[4、 5]、联杆 [6]，使碎流体[l]有规律的上下振荡，喷头简体U]、碎流体[l]形成的一次出 水断面产生不同宽度的开口。因出水开口断面的时张时合，由此喷射出的水舌薄厚不一，水流射程随之远近变化，雨型也随之改变，不仅保证了降雨均匀度， 且真正模拟出天然降雨的"阵雨"的性能。更接近天然降雨。能模拟大雨强的 降雨效果。
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KX). 8的有效降雨控制面积S^70m2,总面积S^150m2。
2、 模拟降雨强度i=30~ 250mm/h。
3、 全部面积降雨均勾系数K》0.7。
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。
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为喷头简体的主剖面图和俯视剖面图。
图4为沿碎流体左视图。
图5为沿图4中A—A向剖视图。
图6为图4的俯视图。
图7图8为受力水轮的主视图及径向剖视图。 图9图10为啮合齿轮的主视图及径向剖视图。
具体实施方式
参见图1 —图3，喷头筒体[2]由三段不同直径的空心园柱一园台(球缺)一 园柱构成整个喷头主体，其中上段和下段[2c]为圆柱体，中段[2b]为圆台简体 及[2d]为空心球缺。上部[2a]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[l],碎流体[1]与喷头筒体[2]上段空心圆柱 体为动配合，使其沿着该简体作上下滑动。在喷头简体[2]的中段[2b]扩大断面。 作为碎流体[l]下止点。在喷头筒体[2]中段[2b]为空心园柱加长体，加长段两 側为平面。在[2b]中心部两侧加设联杆轴；在[2d]中心部两侧为受力水轮轴孔。 喷头简体的下段[2c]圆柱简体为进水段，在底部内筒壁带有螺紋，用于供水系 统连接。参见图4—图6,碎流体[1]由碎流板[7]、曲面体[la]、出流孔[lc]、滑动 套简[lb]构成，位于碎流体下面的滑动套简[lb]为空心圆柱体，并套在上段[2a: 喷头筒体外围，滑动套简[lb]两侧中部设有联杆轴[ld],轴外端设有螺紋，用 于联接联杆。
曲面体[la]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[I、 II、 ni]三个折段，位于曲面体[la]中 段[II ]折线部位的碎流体上设有二次出流孔[lc],上段[I]和中段[II ]交界处与 出流孔[lc]的中心线相交；曲面体[la]上段I折线角"为25° ~45° ,中段[II] 折线角"为45° ~75° 。碎流板[7]连接在中段[II]外侧，碎流板[7]盖住出流 孔的下部孔口，为限制出水口，上部孔口为自由出水口，碎流板[7]下方设置板 孔(le)用以与曲面体相固定，使碎流板[7]随着碎流整体上下运动，碎流板[7] 顶部在水流作用下摆动。由滑动套简[lb]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[l]曲面相对应， 一次出水口与上方出流孔[lc] 同心。
参见图7、图8，受力水轮[3]为园形铁板，两侧按不同角度装有l/4空心球 [3a]，铁板中心为转动轴[3c]伸出简体[2b]，转动轴两端设有以螺母固定齿轮 [4〗。受力水轮[3]转动轴[3c]穿过喷头简体[2b]时，须加橡胶水封及轴承。
参见图9、图10,齿轮[4]与齿轮[5]相切啮合，齿轮[5]装在简体[2b]的联 杆轴[2f]上，齿轮[5]中心一侧设有联杆轴[5c]，联杆[6]—端连接在滑动套简 [ld],另一端连接在联杆轴[5c]上，构成联动装置。
权利要求1、单喷头振荡式人工模拟降雨发生器，包括喷头筒体[2]、由碎流板[7]、曲面体[1a]、出流孔[1c]和滑动套筒[1b]构成的碎流体[1]、受力水轮[3]、啮合齿轮[4、5]、联杆[6]，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[7]连接在中段[II]外侧，并盖住出流孔[1c]的孔口下半部，孔口上半部为自由出水孔；被碎流板[7]盖住出流孔[1c]的孔口下半部为限制出水孔；c)由滑动套筒[1b1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；d)受力水轮[3]位于喷头筒体[2]园台一侧并设有球台[2d]，水流冲击受力水轮[3]转动，带动啮合齿轮[4、5]、联杆[6]，使碎流体[1]有规律的上下振荡，喷头筒体[2]、碎流体[1]形成的一次出水断面产生不同宽度的开口。
2、按照权利要求l所述的单喷头振荡式人工模拟降雨发生器，其特征是所 述曲面体[la]上段[I]折线角[cx]为25° ~45° ，中段[II]折线角[P]为 45。
~75° 。
专利摘要单喷头振荡式人工模拟降雨发生器，包括喷头筒体、碎流体、受力水轮、啮合齿轮、联杆。喷头筒体为底部进水、顶部出水的中空圆柱—圆台—圆柱体，出水口上方装有碎流体，曲面体为曲面变形体，曲面体外侧分为上、中、下三个折段，位于曲面体[1a]中段折线部位的碎流体上设有二次出流孔[1c]，上段和中段交界处与出流孔[1c]的中心线相交；在原喷头筒体圆台[2b]一侧，增设一球台[2d]，内设有受力水轮[3]，水流冲击受力水轮[3]产生转动，带动啮合齿轮、联杆，使碎流体[1]上下振荡，喷头筒体[2]、碎流体[1]形成的一次出水断面产生不同宽度开口。本装置模拟降雨不仅消除了常规降雨装置存在的降雨“空心”现象，提高了降雨均匀系数，且能模拟天然“阵雨”，更接近天然降雨。
文档编号B05B3/04GK201223836SQ20082001223
公开日2009年4月22日 申请日期2008年4月15日 优先权日2008年4月15日
发明者党如童, 党福江 申请人:党福江