專利名稱：雙調控人工模擬降雨噴頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模擬天然降雨的裝置，特別是雙調控人工模擬降雨噴頭。
背景技術：
人工模擬降雨與天然降雨比較，不受外界自然環境的干擾，可以彌補在自然降雨條件下，因環境變化而無法得到試驗內計劃的研究結果，或者進一步補充論證在自然降雨環境下得到的研究結果。近年來，國內外基本采用人工模擬降雨機來模擬天然降雨，研究其雨型、雨滴動能與地貌及地質條件、植被類型、土壤條件的關系，揭示自然發展規律。20世紀30～80年代，蘇聯、美國等國家曾研制多種下噴式、側噴式模擬降雨機。我國在60年代開始相繼研制出不同性能及雨譜的側噴式、下噴式、便攜式(針式)、組合式、室內旋轉式人工模擬降雨機。但人工模擬降雨機普遍存在模擬降雨“空心”現象，水消除“空心”，基本采取多噴頭組合，從而導致人工模擬降雨機結構復雜，體積龐大，不適宜野外作業或不便于攜帶。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構限制，不論供水壓力多大，其開口總呈三角形的形狀出水，這僅滿足小雨強的模擬效果，該裝置在模擬大雨強時，則以細雨的形式出現，不能反映大雨強降雨時對地面擊濺破壞作用。2004年申請人研制的單噴頭變雨強彈簧調節曲面開口的水土流失監測人工模擬降雨裝置(ZL03214113.0)，雖對人工模擬降雨裝置有突破性的改進，但仍存在“空心”現象。
發明內容
本實用新型的任務是針對上述人工模擬降雨裝置存在的諸多缺陷，申請人對03214113.0號專利自行改進，設計一種單噴頭雙調控的人工模擬降雨噴頭。
本實用新型針對03214113.0號專利技術作出的改進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，以滿足試驗設計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驗區域外側模擬降雨的均勻度，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，雨滴落點可遍布整個設計降雨區域，不僅消除了原設計降雨出現的“空心”現象，又保證了降雨面積上的均勻度。本實用新型包括噴頭筒體[2]、由碎流板[10]、曲面體[1a]、出流孔[1c]和滑動套筒[1b]構成的碎流體[1]、傳力導板[3、4]、壓力彈簧[5]、傳動套筒[6]和壓力調節機構，噴頭筒體[2]為底部進水、頂部出水的中空圓柱-圓臺-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，其內緣為雙曲面，曲面體外側分為上、中、下[I、II、III]三個折段，位于曲面體[a]中段II折線部位的碎流體上設有二次出流孔[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，并蓋住出流孔[1c]的下部孔口，上部孔口為水流孔；c)由滑動套筒[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]曲面相對應，一次出水口與上方出流孔[1c]同心。
本實用新型的特點1、碎流體一次出水內側為雙曲面，出水線形為拋物線。能滿足試驗設計噴射控制面積，滿足模擬雨滴自由落體的高度和試驗區域外側模擬降雨的均勻度，同時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斷面，能模擬大雨強的降雨效果。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，維持試驗區域內側模擬降雨的均勻度。消除模擬降雨“空心”。
2、采用彈簧調節壓力，實現不同壓力對應不同寸強的自動調節。
3、結構簡單，體積小，質量輕，便于攜帶，除供水系統外，無須外動力，適應野外作業。
技術性能1、降雨均勻系數K≥0.8的效降雨控制面積S≥50m2，總面積S≥150m2。
2、模擬降雨強度I＝30～250mm/h3、全部面積降雨均勻系數K≥0.64、雨滴動能、雨滴中數直徑等雨滴特征參數隨供水壓力的變化而自動調節，呈線性正比例變化。
下面通過附圖結合本實用新型的實施方式作詳細描述。
圖1為本實用新型的結構示意圖(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構成整個噴頭主體，其中上段2a和下段2e為圓柱體，中段2c為圓臺筒體。上部標準空心圓柱體為出水段，頂部出水口外緣為對數曲線型，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配合，使其沿著該筒體作上下滑動。為防止碎流體左右轉動，在上段噴頭筒體外設有了滑槽2d，滑動套筒1b一側設置的防滑鍵置于鍵槽內。在噴頭筒體2的中段設有凸起隔板2b，該隔板2b上緣為碎流體向上運動的起點，隔板兩側開有矩形限位凹槽2f，以限制兩翼傳力導板[3、4]左右運動。噴頭筒體的下段2e圓柱筒體為進水段，在底部內筒壁和外圍均帶有螺紋，外螺紋用于配合安裝調節壓力螺母7，用于調節壓力彈簧5的受壓狀態；內螺紋用于供水系統連接。
參見圖5～圖7，碎流體1由碎流板10、曲面體[1a]、出流孔[1c]和滑動套筒[1b]構成，位于碎流體下面的滑動套筒為空心圓柱體，并套在上段2a噴頭筒體外圍，滑動套筒1b與右側傳力導板4相連接處且在套筒1b中心線外緣部位有一連接平面，該平面設有連接固定孔8，用于安裝固定右翼傳力導板4。曲面體[1a]為曲面變形體，其內緣為雙曲面，出水線形為拋物線，曲面體外側(其截面外沿線)分為上、中、下三個折段[I、II、III]，位于曲面體[1a]中段II折線部位的碎流體上設有二次出流孔[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，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動，碎流板10頂部在水流作用下擺動。由滑動套筒[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]曲面相對應，一次出水口與上方出流孔[1c]同心。
噴頭筒體2兩側傳力導板為2個4棱體組成的復合體，其中左翼傳力導板3上4棱體斷面加大加厚并連接在碎流體及滑動套筒上，右側傳力導板4上部通過固定螺孔8連接在滑動套筒[1b]的連接平面上，兩側傳力導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外圍安裝有壓力調節螺母7，起調節彈簧壓力和支撐傳力套筒6的作用。
權利要求1.雙調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]和滑動套筒[1b]構成的碎流體[1]、傳力導板[3、4]、壓力彈簧[5]、傳動套筒[6]和壓力調節機構，噴頭筒體[2]為底部進水、頂部出水的中空圓柱-圓臺-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，其內緣為雙曲面，曲面體外側分為上、中、下[I、II、III]三個折段，位于曲面體[1a]中段[II]折線部位的碎流體上設有二次出流孔[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，并蓋住出流孔[1c]的下部孔口，上部孔口為水流孔；c)由滑動套筒[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]曲面相對應，一次出水口與上方出流孔[1c]同心。
2.按照權利要求1所述的雙調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°。
專利摘要雙調控人工模擬降雨噴頭，包括噴頭筒體、碎流體、傳力導板、壓力彈簧、傳動套筒和壓力調節機構，噴頭筒體2為底部進水、頂部出水的中空圓柱—圓臺—圓柱體，出水口上方裝有碎流體，特點是曲面體1a為曲面變形體，其內緣為雙曲面，曲面體外側分為上、中、下I、II、III三個折段，位于曲面體a中段II折線部位的碎流體上設有二次出流孔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，并蓋住出流孔1c的下部孔口，上部孔口為水流孔；由滑動套筒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曲面相對應，一次出水口與上方出流孔1c同心。本裝置模擬降雨均勻，消除了原設計“空心”現象。
文檔編號B05B9/00GK2928264SQ20062009001
公開日2007年8月1日 申請日期2006年3月23日 優先權日2006年3月23日
發明者黨福江, 黨如童 申請人:黨福江