專利名稱：單噴頭振蕩式人工模擬降雨發生器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種模擬天然降雨的裝置，特別是單噴頭振蕩式人工模擬降雨 發生器。
背景技術：
在科學試驗中，人工模擬降雨與天然降雨比較，因其不受外界環境的干擾， 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，國內外基本釆 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，由于降 雨均勻度很難達到0. 8的技術指標，為消除"空心"，降雨均勻度達到0. 8的標 準，人工模擬降雨基本釆取多噴頭組合。這樣必然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。2004年申請人研制的單噴頭人 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。2006年申請人研制的雙調控人工模擬降雨噴頭 (ZL200620090015. 2)，釆用彈簧與曲面開口雙調節裝置，人工模擬降雨性能有 較大的改進，降雨性能基本定型，根據試驗結果，保留成功部分，對結構提出 進一步改進，降雨性能更加完善。
發明內容
本發明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 ZL200620090015. 2號專利進行改進，設計一種單噴頭振蕩式人工模擬降雨發生 器。
本發明針對ZL200620090015.2號專利技術做出的改進方案是在原噴頭簡 體園臺一側，增設一球缺[2d]，內設有受力水輪[3]，水流沖擊受力水輪[3]產
3生轉動，帶動嚙合齒輪[4、 5]、聯桿[6]，使碎流體[l]有規律的上下振蕩，噴
頭簡體m、碎流體[i]形成的一次出水斷面產生不同寬度的開口。因出水開口 斷面的時張時合，由此噴射出的水舌薄厚不一，水流射程隨之遠近變化，雨型
也隨之改變。不僅保證了原ZL200620090015. 2號專利性能不變，又提高了降雨 均勻度，且真正模擬出天然降雨的"陣雨"的性能。更接近天然降雨。
本發明包括噴頭簡體[2]、由碎流板[7]、曲面體[la]、出流孔[lc]和滑動 套簡[lb]構成的碎流體[l]、受力水輪[3]、嚙合齒輪[4、 5]、聯桿[6],噴頭簡 體(2)為底部進水、頂部出水的中空圓柱一圓臺一圓柱體，出水口上方裝有碎流 體，其特征在于
a) 曲面體[la]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、 m]三個折段，位于曲面體[l a]中段[II]折線部位的碎流體上設有 二次出流孔[lc]，上段[I]和中段[II]交界處與出流孔[lc]的中心線相交；
b) 碎流板[7]連接在中段[II]外側，并蓋住出流孔[lc]的孔口下半部，孔口 上半部為自由出水孔；被碎流板[7]蓋住出流孔[lc]的孔口下半部為限制出水 孔；
c) 由滑動套簡[lbl與噴頭簡體[2]形成的一次出水口外緣為曲面，與出水口 上方的碎流體U]曲面相對應， 一次出水口與上方出流孔[lc]同心；
d) 受力水輪[3]位于噴頭簡體[2]園臺一側，水流沖擊受力水輪[3]轉動，帶 動嚙合齒輪[4、 5]、聯桿[6],使碎流體[l]有規律的上下振蕩，噴頭簡體[2]、 碎流體[l]形成的一次出水斷面產生不同寬度的開口。
本發明的特點
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內側模擬降雨的均勻度， 同時滿足碎流板有較好的受力條件，不變形。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、 在水的沖擊力作用下，受力水輪轉動[3],帶動嚙合齒輪[4、 5]、聯桿 [6],使碎流體[l]有規律的上下振蕩，噴頭簡體U]、碎流體[l]形成的一次出 水斷面產生不同寬度的開口。因出水開口斷面的時張時合，由此噴射出的水舌薄厚不一，水流射程隨之遠近變化，雨型也隨之改變。不僅保證了降雨均勻度， 且真正模擬出天然降雨的"陣雨"的性能。更接近天然降雨。能模擬大雨強的 降雨效果。
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KX). 8的有效降雨控制面積S>70m2,總面積S》150m2。
2、 模擬降雨強度i-30 250咖/h。
3、 全部面積降雨均勻系數KX). 7。
4、 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發明的實施方式作詳細描述。 圖1為本發明的結構示意圖(軸視圖)。 圖2、圖3為噴頭簡體的主剖面圖和俯視剖面圖。 圖4為沿碎流體左視圖。 圖5為沿圖4中A—A向剖視圖。 圖6為圖4的俯視圖。 圖7為受力水輪的主視圖及徑向剖視圖。 圖8圖9為嚙合齒輪的主視圖及徑向剖視圖。
具體實施例方式
參見圖l一圖3，噴頭簡體[2]由三段不同直徑的空心園柱一園臺(球缺)一 園柱構成整個噴頭主體，其中上段和下段[2c]為圓柱體，中段[2b]為圓臺簡體 及[2d]為空心球缺。上部[2a]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[l],碎流體[1]與噴頭簡體[2]上段空心圓柱 體為動配合，使其沿著該簡體作上下滑動。在噴頭簡體[2]的中段[2b]擴大斷面。 作為碎流體[l]下止點。在噴頭簡體[2]中段[2b]為空心園柱加長體，加長段兩 側為平面。在[2b]中心部兩側加設聯桿軸；在[2d]中心部兩側為受力水輪軸孔。 噴頭簡體的下段[2c]圓柱簡體為進水段，在底部內簡壁帶有螺紋，用于供水統連接。
參見圖4一圖6，碎流體[1]由碎流板[7]、曲面體[la]、出流孔[lc]、滑動 套簡[lb]構成，位于碎流體下面的滑動套筒[lb]為空心圓柱體，并套在上段[2a] 噴頭簡體外圍，滑動套筒[lb]兩側中部設有聯桿軸[ld],軸外端設有螺紋，用 于聯接聯桿。
曲面體[la]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[i、 n、 III]三個折段，位于曲面體[la]中 段[II ]折線部位的碎流體上設有二次出流孔[lc]，上段[I]和中段[II]交界處與 出流孔[lc]的中心線相交；曲面體[la]上段I折線角"為25° ~ 45° ,中段[II] 折線角-為45° ~75° 。碎流板[7]連接在中段[II]外側，碎流板[7]蓋住出流 孔的下部孔口，為限制出水口，上部孔口為自由出水口，碎流板[7]下方設置板 孔(le)用以與曲面體相固定，使碎流板[7]隨著碎流整體上下運動，碎流板[7] 頂部在水流作用下擺動。由滑動套簡[lb]與噴頭簡體[2]形成的一次出水口外緣 為曲面，與出水口上方的碎流體[l]曲面相對應， 一次出水口與上方出流孔[lc] 同心。
參見圖7，受力水輪[3]為園形鐵板，兩側按不同角度裝有1/4空心球[3a]， 鐵板中心為轉動軸Uc]伸出簡體[2b]，轉動軸兩端設有以螺母固定齒輪[4]。受 力水輪[3]轉動軸[3c]穿過噴頭簡體[2b]時，須加橡膠水封及軸承。
參見圖8、圖9,齒輪[4]與齒輪[5]相切嚙合，齒輪[5]裝在簡體[2b]的聯 桿軸[2f]上，齒輪[5]中心一側設有聯桿軸[5c]，聯桿[6]—端連接在滑動套簡 [ld]，另一端連接在聯桿軸[5c]上，構成聯動裝置。
權利要求
1、單噴頭振蕩式人工模擬降雨發生器，包括噴頭筒體[2]、由碎流板[7]、曲面體[1a]、出流孔[1c]和滑動套筒[1b]構成的碎流體[1]、受力水輪[3]、嚙合齒輪[4、5]、聯桿[6]，噴頭筒體(2)為底部進水、頂部出水的中空圓柱一圓臺一圓柱體，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[7]連接在中段[II]外側，并蓋住出流孔[1c]的孔口下半部，孔口上半部為自由出水孔；被碎流板[7]蓋住出流孔[1c]的孔口下半部為限制出水孔；c)由滑動套筒[1b1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；d)受力水輪[3]位于噴頭筒體[2]園臺一側，水流沖擊受力水輪[3]轉動，帶動嚙合齒輪[4、5]、聯桿[6]，使碎流體[1]有規律的上下振蕩，噴頭筒體[2]、碎流體[1]形成的一次出水斷面產生不同寬度的開口。
2、 按照權利要求l所述的單噴頭振蕩式人工模擬降雨發生器，其特征是所 述曲面體[la]上段[I]折線角[cx]為25° ~45° ,中段[II]折線角[P]為45° ~75。。
全文摘要
單噴頭振蕩式人工模擬降雨發生器，包括噴頭筒體、碎流體、受力水輪、嚙合齒輪、聯桿。噴頭筒體為底部進水、頂部出水的中空圓柱-圓臺-圓柱體，出水口上方裝有碎流體，曲面體為曲面變形體，曲面體外側分為上、中、下三個折段，位于曲面體[1a]中段折線部位的碎流體上設有二次出流孔[1c]，上段和中段交界處與出流孔[1c]的中心線相交；在原噴頭筒體園臺[2b]一側，增設一球缺[2d]，內設有受力水輪[3]，水流沖擊受力水輪[3]產生轉動，帶動嚙合齒輪、聯桿，使碎流體[1]上下振蕩，噴頭筒體[2]、碎流體[1]形成的一次出水斷面產生不同寬度開口。本裝置模擬降雨不僅消除了常規降雨裝置存在的降雨“空心”現象，提高了降雨均勻系數，且能模擬天然“陣雨”，更接近天然降雨。
文檔編號B05B3/04GK101559412SQ200810011079
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月15日 優先權日2008年4月15日
發明者黨如童, 黨福江 申請人:黨福江