一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置的制作方法

本发明涉及一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，适用于人工降雨条件下研究土壤水蚀的实验。

背景技术：

在人工降雨条件下研究土壤水蚀的实验中，地表径流与壤中流的收集是必不可少的步骤。实验中，液压钢槽设地表径流、壤中流两个出水口，且地表径流出水口位置高于壤中流。实验在人工降雨的条件下进行，降雨开始后，观察出水口产流是否稳定，若稳定，则开始收集。地表径流、壤中流的产流时间通常不同，二者的收集时间间隔、一次收集延续时间根据具体实验情况确定。在收集地表径流、壤中流的过程中，一般采用的方法是两个人提桶定时收集，但收集过程中人为因素影响较大，例如实验中设定壤中流前期一次收集延续时间为55秒，收集时间间隔为5秒，这就要求实验人员在收集完壤中流后要迅速将桶放置指定位置，然后将下一个编号的水桶提至出水口接取壤中流。由于时间短促，实验操作人员往往会出现接取不及时，桶的顺序拿错等问题，在一定程度上影响实验分析精度。同时，当地表径流量较大或一次收集延续时间较长时，用手提桶接取径流的操作方法十分费力，接取过程中经常出现水流飞溅甚至水桶滑落的情况。同时，上述地表径流、壤中流的收集方法需要两个人来完成，操作过程费力且效果较差。如果有可以由单人操作，并且能够及时充分收集地表径流、壤中流的装置，将显著提高实验精度和工作效率。

技术实现要素：

针对上述的问题，本发明的目的是提供一种可由单人操作、水桶不会发生偏移、能够及时并且充分收集地表径流和壤中流的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，包括上转轴、下转轴、第二内螺纹套、第二外螺纹杆、第一内螺纹套、第一外螺纹杆、调节装置、上装桶器、下装桶器、基座，上转轴通过焊接与第二内螺纹套相连，第二内螺纹套与第二外螺纹杆通过螺纹连接，第二外螺纹杆通过焊接与下转轴相连，第一内螺纹套通过焊接与下转轴相连，第一内螺纹套与第一外螺纹杆通过螺纹连接，第一外螺纹杆通过焊接与基座相连。上转轴水平连接三个调节装置，且每个调节装置控制一个上装桶器；下转轴水平连接三个调节装置，且每个调节装置控制一个下装桶器。

进一步的，上述上转轴包括轴、上轴颈、轴承，其中轴连接上轴颈，上轴颈与轴承过盈配合。

进一步的，上述下转轴包括上轴承、下轴颈、下轴承，其中下轴颈与上轴承、下轴承分别过盈配合。

进一步的，上述上装桶器、下装桶器包括开口立方体框架、推进式橡胶塞、柱状塞孔，开口立方体框架两侧设有柱状塞孔。

更进一步的，上述推进式橡胶塞长度比柱状塞孔长1/2，保证推进式橡胶塞能够通过柱状塞孔从侧面固定水桶，使水桶在接收的过程中位置不发生偏移。

进一步的，上述调节装置包括开口框架、滑动槽、滑动块、滑动杆，开口框架两侧设置滑动槽，滑动杆与两侧滑动块相连，滑动杆底端通过开口框架上的圆孔与上装桶器、下装桶器相连，目的是调节上装桶器、下装桶器的水平位置，使水桶位于出水口正下方，保证水流稳定进入水桶内。

与目前实验中采用的两人提桶接收地表径流、壤中流的方法相比，本发明具有省力省工、使用方便、成本低的特点，并且能够及时、充分接收地表径流和壤中流，提高土壤水蚀实验的分析精度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

图1为本发明的正面结构示意图。

图2为本发明装桶器推进式橡胶塞使用图。

图3为本发明装置高度调节图。

图4为本发明调节装置使用图。

图5为本发明装置收集地表径流、壤中流整体图。

图中1—上转轴；2—轴；3—上轴颈；4—轴承；5—第二内螺纹套；6—第二外螺纹杆；7—下转轴；8—上轴承；9—下轴颈；10—下轴承；11—第一内螺纹套；12—第一外螺纹杆；13—调节装置；14—滑动杆；15—滑动块；16—滑动槽；17—开口框架；18—上装桶器；19—柱状塞孔；20—开口立方体框架；21—下装桶器；22—推进式橡胶塞；23—基座；24—地表径流出水口；25—壤中流出水口；26—水桶；27—液压钢槽。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施方式。

图1所示，一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，包括上转轴1、第二内螺纹套5、第二外螺纹杆6、下转轴7、第一内螺纹套11、第一外螺纹杆12、调节装置13、上装桶器18、下装桶器21、基座23，上转轴1通过焊接与第二内螺纹套5相连，第二内螺纹套5与第二外螺纹杆6通过螺纹连接，第二外螺纹杆6通过焊接与下转轴7相连，第一内螺纹套11通过焊接与下转轴7相连，第一内螺纹套11与第一外螺纹杆12通过螺纹连接，第一外螺纹杆12通过焊接与基座23相连，上转轴1水平连接三个调节装置13，且每个调节装置13控制一个上装桶器18，下转轴7水平连接三个调节装置13，且每个调节装置13控制一个下装桶器21。

使用时，尽量选择靠近液压钢槽27的位置，将基座23放置于较为平坦的地面。先将水桶26按照顺序分别放入上装桶器18、下装桶器21中，上装桶器18中的水桶26收集地表径流，下装桶器21中的水桶26收集壤中流。具体操作如图2所示，将推进式橡胶塞22按压进入位于上装桶器18两侧的柱状塞孔19中，直至推进式橡胶塞22接触到桶壁，固定完毕。

根据地表径流出水口24、壤中流出水口25的位置高度调节上装桶器18、下装桶器21的位置高度，首先旋转第一内螺纹套11，第一内螺纹套11旋出（旋入）数圈螺纹调节下装桶器21高度，其中旋出螺纹即升高装置高度，旋入螺纹即降低装置高度。调节至下装桶器21位置高度略低于壤中流出水口25时，下装桶器21的位置调节完毕，当旋转停止时，由于螺纹升角小于当量摩擦角，第一内螺纹套11与第一外螺纹杆12之间的螺纹连接不会松脱，即发生自锁，下装桶器21的位置可保持不变。同样地，再旋转第二内螺纹套5旋出（旋入）数圈螺纹调节上装桶器18高度，直至上装桶器18位置高度略低于地表径流出水口24，上装桶器18的位置调节完毕，当旋转停止时，第二内螺纹套5与第二外螺纹杆6发生自锁，上装桶器18的位置保持不变。具体操作如图3所示。实验开始前，应按照上述操作将上装桶18、下装桶器21的位置高度调节到位，保证水流稳定进入水桶26中。

由于地表径流出水口24、壤中流出水口25的前后位置不同，所以应根据上装桶器18、下装桶器21与地表径流出水口24、壤中流出水口25的位置关系使用调节装置13，如图4所示，具体操作为首先推动位于开口框架17两侧的滑动块15，使其沿着滑动槽16运动，滑动杆14与两侧的滑动块15相连，两侧的滑动块15带动滑动杆14运动，滑动杆14底端通过开口框架17上的圆孔连接下装桶器21，从而实现下装桶器21的水平运动，在调节上装桶器18与地表径流出水口24、下装桶器21与壤中流出水口25的位置关系时，应保证水流能稳定流入水桶26中。实验开始前，应按照以上操作将上装桶器20、下装桶器21的位置调节到位。

实验中，上装桶器18中的水桶26收集地表径流、下装桶器21中的水桶26收集壤中流。降雨开始后，由于地表径流、壤中流产流时间通常不一样，所以要求上装桶器18、下装桶器21能够分别转动，而本装置设置两个转轴即上转轴1、下转轴7，上转轴1的结构中轴2连接轴颈3，轴颈3与轴承4过盈配合，从而保证上转轴1能够转动，下转轴2的结构中下轴颈9与上轴承8、下轴承10分别过盈配合，从而保证下转轴7能够转动，由于上转轴1、下转轴7可独立转动，所以能够实现分别收集地表径流、壤中流的目的。经过上述操作，准备就绪，降雨开始后，假设地表径流开始产流，待产流稳定后，将第一个水桶26旋转至地表径流出水口24下方开始收集，收集完毕后，经过规定的间隔时间，立即将第二个水桶26旋转至地表径流出水口24下方，由于一次收集延续时间较长，在第二个水桶26收集的期间，可将已收集完毕的第一个水桶26卸下，放置第四个水桶26，地表径流后续收集操作重复如此。同时，观察壤中流产流是否稳定，若稳定，将下装桶器21的第一个水桶26旋转至壤中流出水口25下方，收集完毕后，经过规定的间隔时间，将第二个水桶26旋转至壤中流出水口25下方，壤中流后续收集操作与地表径流相同，实验完整操作可由单人完成。值得注意的是，当改变液压钢槽27的角度时，地表径流出水口24、壤中流出水口25位置高度、相对位置必然会发生改变，使用该装置收集地表径流、壤中流只需重复上述操作即可。