一種新型離心霧化降雨模型試驗裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種新型離心霧化降雨模型試驗裝置，基于渦流霧化技術的新型霧化噴頭組集噴頭陣列，結合鋁合金開孔板和PU管、氣動接頭等形成離心降雨器的主體結構，在離心機外部設置供水箱，其中的水通過水泵和壓力表、調節閥等控制裝置進入降雨系統供水管路，在給定的水壓力驅動下通過氣動接頭和PU管，進而沖擊霧化噴頭的渦道，根據水壓力大小不同和噴頭型號差異而形成不同大小的渦流力，進而造成水霧的顆粒大小及運動速率也不相同，即可在土工離心機模型箱中形成不同強度的降雨。在試驗過程中通過線路中的電磁閥實時控制降雨的開始和結束，結合供水管路中的壓力泵，可實現不同的降雨歷時和降雨強度，進而實現不同的雨型。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及降雨模型試驗
，特別是一種新型離心霧化降雨模型試驗裝置。
技術介紹
目前，在離心場中模擬降雨時多采用篩網式或噴淋式降雨器，前者通過供水箱、空壓機、鋼絲網和半透膜等裝置形成雨滴，而后者則將鋼絲網和半透膜替換為單一的噴淋式噴頭。上述裝置形成的雨滴一般較大（2.4mm~6.0mm），當其在離心場中經離心加速作用到達巖土結構體表面時會形成較大的慣性力，易對巖土結構體表面形成較大的濺蝕和動力作用，造成試驗結果嚴重失真的現象，難以模擬巖土結構物受持續降雨影響的力學響應。此外，上述兩種降雨器還面臨雨強可調幅度有限（一般僅可模擬2~4個不同的雨強），降雨器結構復雜、易失效，部分部件的壽命短，造價高，后期使用和維護困難等問題。
技術實現思路
本技術的目的是為了克服現有離心降雨試驗系統中雨滴過大、部件易失效的不足而提供一種新型離心霧化降雨模型試驗裝置。為達到上述目的，本技術是按照以下技術方案實施的：一種新型離心霧化降雨模型試驗裝置，包括離心機和設置在離心機外側的水槽，離心機外設有控制離心機的控制器，離心機內的轉臂設有吊籃，吊籃內固定有模型箱，離心機頂部設有進水口，轉臂上設有出水口，所述進水口連接有第一電磁閥，第一電磁閥的入水口通過管路依次連接有流量表、調節閥、壓力表和壓力泵，壓力泵的入水口通過管路連通水槽；所述出水口設有第二電磁閥，第二電磁閥的出水端連接有噴灑裝置，控制器分別連接并控制壓力泵、調節閥、第一電磁閥和第二電磁閥；所述噴灑裝置由液壓管、銅三通、PU管、轉接頭、渦流式霧化噴頭和鋁合金板組成，鋁合金板通過螺釘固定在模型箱頂部，鋁合金板上還開有通孔，渦流式霧化噴頭固定在通孔內，所述液壓管的一端與第二電磁閥的出水端連接、另一端連接一個銅三通的入水口，銅三通一個出水口連接PU管、另一個出水口連接PU管或者另一個銅三通的進水口，所述PU管另一端連接有轉接頭，轉接頭與渦流式霧化噴頭固定連接。作為本技術的進一步優選方案，所述鋁合金板上設有3行×4列直徑為????????????????????????????????????????????????12mm的通孔。作為本技術的進一步優選方案，所述渦流式霧化噴頭的孔徑為0.03~0.5mm。作為本技術的進一步優選方案，所述壓力泵與水槽之間設有總開關，總開關與壓力泵之間設有過濾器。本技術采用基于渦流霧化技術的新型霧化噴頭組集噴頭陣列，結合鋁合金開孔板和PU管、氣動接頭等形成離心降雨器的主體結構。在離心機外部設置供水箱，其中的水通過水泵和壓力表、調節閥等控制裝置進入降雨系統供水管路，在給定的水壓力驅動下通過氣動接頭和PU管，進而沖擊霧化噴頭的渦道，根據水壓力大小不同和噴頭型號差異而形成不同大小的渦流力，進而造成水霧的顆粒大小及運動速率也不相同，即可在土工離心機模型箱中形成不同強度的降雨。在試驗過程中通過線路中的電磁閥實時控制降雨的開始和結束，結合供水管路中的壓力泵，可實現不同的降雨歷時和降雨強度，進而實現不同的雨型。與現有技術相比，本技術可以解決離心模型試驗中雨滴過大的問題，以及雨強調節范圍有限的問題，提高了巖土結構物降雨力學響應試驗成果的可信度，且結構簡單，經濟實用。附圖說明圖1是本技術的結構示意圖；圖2是本技術噴灑裝置的結構示意圖；圖3是本技術的噴灑裝置的鋁合金板上通孔的分布示意圖；圖4是均勻性驗證本技術時鋁盒在模型箱內的位置示意圖；圖5是不同供水壓強降雨均勻系數圖；圖6是不同噴頭型號降雨均勻系數圖；圖7是試驗后模型箱內邊坡坡面性狀俯視圖；圖8是離心加速度等于80g時降雨強度-水壓力-噴頭型號之間的關系圖。具體實施方式下面結合附圖以及具體實施例對本技術作進一步描述，在此技術的示意性實施例以及說明用來解釋本技術，但并不作為對本技術的限定。如圖1、圖2和圖3所示的一種新型離心霧化降雨模型試驗裝置，包括離心機1和設置在離心機1外側的水槽16，離心機1外設有控制離心機1的控制器17，離心機1內的轉臂2設有吊籃3，吊籃3內固定有模型箱4，離心機1頂部設有進水口8，轉臂2上設有出水口7，所述進水口8連接有第一電磁閥9，第一電磁閥9的入水口通過管路10依次連接有流量表11、調節閥12、壓力表18和壓力泵13，壓力泵13的入水口通過管路10連通水槽16；所述出水口7設有第二電磁閥6，第二電磁閥6的出水端連接有噴灑裝置5，控制器17分別連接并控制壓力泵13、調節閥12、第一電磁閥9和第二電磁閥6；所述噴灑裝置由液壓管501、銅三通502、PU管503、轉接頭504、渦流式霧化噴頭505和鋁合金板506組成，鋁合金板506通過螺釘固定在模型箱4頂部，鋁合金板506上還開有通孔507，渦流式霧化噴頭505固定在通孔507內，所述液壓管501的一端與第二電磁閥6的出水端連接、另一端連接一個銅三通502的入水口，銅三通502一個出水口連接PU管503、另一個出水口連接PU管503或者另一個銅三通502的進水口，所述PU管503另一端連接有轉接頭504，轉接頭504與渦流式霧化噴頭505之間采用螺紋連接，便于拆卸、更換且安全可靠，鋁合金板506上設有3行×4列直徑為12mm的通孔507。考慮到目前市場上常用的流量計量程大、精度低、規格單一等特點，通過比選采用微型流量計作為流量表11，該流量表11內設基于霍爾原理的渦輪式流量傳感器，尺寸小，精度高，可直接組集到供水通路系統中。流量監控采用CHJ型智能流量累積儀，該儀器可通過編程功能設置不同的精度和量程，且具有數字濾波和流量濾波功能，可同時顯示累積流量和瞬時流量。壓力泵13與水槽16之間設有總開關15，總開關15與壓力泵13之間設有過濾器14，其中過濾器14采用超高分子PE膜型濾芯，可有效地減小雜質對于電磁閥和管道的堵塞。壓力泵13為微電動隔膜式直流水泵，結合60W調速器可動態改變水壓力大小，其數值大小可通過壓力表18實時顯示。供水系統中各組件通過鋁塑管進行連接，為保證系統能夠有效工作，接頭之間采用熱溶膠進行防漏水處理。此外，為減小試驗過程中管道壓力損失，各管件之間的連接盡量位于同一直線上，部分線路需轉角時則采用大于120°的弧度過渡。在試驗過程，模型箱4跟著離心機的轉臂2一起轉動（如圖中虛線位置），在試驗過程中通過壓力泵13和壓力表18等組件改變通水管路中的壓力，配合不同孔徑的的渦流式霧化噴頭505即可形成不同降雨強度等形式的降雨。在試驗過程中控制器17離心機1、壓力泵13、調節閥12、第一電磁閥9和第二電磁閥6進行同步控制。以下對本技術離心霧化降雨模型試驗裝置的有效性作進一步的驗證：主要包括均勻性驗證、防濺蝕驗證和雨強范圍驗證。a）均勻性驗證參照圖4，以模型箱4底部左下角為坐標原點，在其長短邊方向上分別放置7×5個鋁盒19作為測點,為避免離心機轉動過程中鋁盒19發生傾倒和滑動，采用雙面膠將鋁盒19固定在模型箱4底部。將模本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型離心霧化降雨模型試驗裝置，包括離心機（1）和設置在離心機（1）外側的水槽（16），離心機（1）外設有控制離心機（1）的控制器（17），離心機（1）內的轉臂（2）設有吊籃（3），吊籃（3）內固定有模型箱（4），離心機（1）頂部設有進水口（8），轉臂（2）上設有出水口（7），其特征在于：所述進水口（8）連接有第一電磁閥（9），第一電磁閥（9）的入水口通過管路（10）依次連接有流量表（11）、調節閥（12）、壓力表（18）和壓力泵（13），壓力泵（13）的入水口通過管路（10）連通水槽（16）；所述出水口（7）設有第二電磁閥（6），第二電磁閥（6）的出水端連接有噴灑裝置（5），控制器（17）分別連接并控制壓力泵（13）、調節閥（12)、第一電磁閥（9）和第二電磁閥（6）；所述噴灑裝置由液壓管（501）、銅三通（502）、PU管（503）、轉接頭（504）、渦流式霧化噴頭（505）和鋁合金板（506）組成，鋁合金板（506）通過螺釘固定在模型箱（4）頂部，鋁合金板（506）上還開有通孔（507），渦流式霧化噴頭（505）固定在通孔（507）內，所述液壓管（501）的一端與第二電磁閥（6）的出水端連接、另一端連接一個銅三通（502）的入水口，銅三通（502）一個出水口連接PU管（503）、另一個出水口連接PU管（503）或者另一個銅三通（502）的進水口，所述PU管（503）另一端連接有轉接頭（504），轉接頭（504）與渦流式霧化噴頭（505）固定連接。...

【技術特征摘要】
1.一種新型離心霧化降雨模型試驗裝置，包括離心機（1）和設置在離心機（1）外側的水槽（16），離心機（1）外設有控制離心機（1）的控制器（17），離心機（1）內的轉臂（2）設有吊籃（3），吊籃（3）內固定有模型箱（4），離心機（1）頂部設有進水口（8），轉臂（2）上設有出水口（7），其特征在于：所述進水口（8）連接有第一電磁閥（9），第一電磁閥（9）的入水口通過管路（10）依次連接有流量表（11）、調節閥（12）、壓力表（18）和壓力泵（13），壓力泵（13）的入水口通過管路（10）連通水槽（16）；所述出水口（7）設有第二電磁閥（6），第二電磁閥（6）的出水端連接有噴灑裝置（5），控制器（17）分別連接并控制壓力泵（13）、調節閥（12)、第一電磁閥（9）和第二電磁閥（6）；所述噴灑裝置由液壓管（501）、銅三通（502）、PU管（503）、轉接頭（504）、渦流式霧化噴頭（505）和鋁合金板（506）組成，鋁合金板（506）通過螺釘固定在模型箱（4）頂部，鋁合金板（506）上還開有通孔（507），渦流式霧...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李龍起，巨能攀，趙偲聰，徐駿，黃健，
申請(專利權)人：李龍起，
類型：新型
國別省市：四川;51