專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于土工離心模型試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置。
背景技術(shù)：
離心模擬技術(shù)是研究巖土工程問(wèn)題的重要手段，離心模擬技術(shù)用離心力模擬重力，在Ng條件下，小比尺模型的應(yīng)力和應(yīng)變與原型相同或相似，從而揭示巖土工程邊值問(wèn)題的應(yīng)力和變形規(guī)律。我國(guó)土工離心模擬試驗(yàn)起步較晚，近二三十年來(lái)發(fā)展很快，離心模擬試驗(yàn)技術(shù)也得到了長(zhǎng)足進(jìn)步，離心機(jī)的性能越來(lái)越好，功率越來(lái)越大，各種附屬設(shè)備性能越加完善。然而在此背景之下，土工離心降雨模擬技術(shù)卻一直未得到很好的解決。降雨及其入滲對(duì)土工結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定和變形等都具有很大影響。例如巖土力學(xué)中的經(jīng)典問(wèn)題之一邊坡穩(wěn)定問(wèn)題的主要影響因素就是降雨。國(guó)內(nèi)已展開(kāi)了該項(xiàng)研究。清華大學(xué)水沙科學(xué)與水利水電工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研制了離心場(chǎng)降雨模擬系統(tǒng)，包括三個(gè)子系統(tǒng):供水系統(tǒng)、分散系統(tǒng)和防風(fēng)系統(tǒng)。該套系統(tǒng)比較復(fù)雜并且需要加工模型箱。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種降雨裝置，該裝置用于土工離心模型試驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)降雨、均勻降雨并能控制不同區(qū)域的降雨量。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置，包括水箱、輸水管和降雨器，水箱通過(guò)輸水管與電磁閥的輸入端相連，電磁閥的輸出端通過(guò)輸水管與獨(dú)立閥門(mén)的輸入端相連，獨(dú)立閥門(mén)的輸出端通過(guò)輸水管與降雨器的頂端相連，電磁閥與離心機(jī)七芯航空插頭相連；所述的降雨器包括殼體和安裝在殼體內(nèi)部的固定分隔板和移動(dòng)分隔板，在殼體的與移動(dòng)分隔板相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面對(duì)稱(chēng)設(shè)置有用于方便調(diào)節(jié)移動(dòng)分隔板的通孔，在殼體的底面上對(duì)稱(chēng)排布加工有降雨孔。本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特點(diǎn):所述的水箱和輸水管之間通過(guò)第一直通接頭相連；所述的降雨器頂端和輸水管之間通過(guò)第二直通接頭相連。所述的水箱頂面加工有進(jìn)水口。所述的水箱底面安裝有固定板，固定板上加工有用于將水箱固定在離心機(jī)上的安裝孔。所述的降雨器四周安裝有固定板，固定板上加工有用于將降雨器安裝在模型箱上的安裝孔。所述的降雨器的殼體內(nèi)部的底面上鋪設(shè)有一層土工織布。本實(shí)用新型的降雨裝置以較為簡(jiǎn)單的元件制成了能夠用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置，該裝 置造價(jià)低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，操作簡(jiǎn)單，能夠在各種不同離心機(jī)中實(shí)現(xiàn)均勻的自動(dòng)降雨，并且能夠控制不同區(qū)域的降雨與否以及雨量的大小。

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是降雨器的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是降雨器的A-A截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各個(gè)標(biāo)號(hào)的含義為:1_水箱，2-輸水管，3-電磁閥，4-離心機(jī)七芯航空插頭，5-獨(dú)立閥門(mén)，6-降雨器，7-第二直通接頭，8-進(jìn)水口，9-安裝孔，10-第一直通接頭，11-固定板，12-殼體，13-固定分隔板，14-移動(dòng)分隔板，15-通孔，16-降雨孔，17- 土工織布。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
以下給出本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本實(shí)用新型并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。遵從上述技術(shù)方案，如圖1至圖4所示，一種用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置，其特征在于，包括水箱1、輸水管2和降雨器6,水箱I通過(guò)輸水管2與電磁閥3的輸入端相連，電磁閥3的輸出端通過(guò)輸水管2與獨(dú)立閥門(mén)5的輸入端相連，獨(dú)立閥門(mén)5的輸出端通過(guò)輸水管2與降雨器6的頂端相連，電磁閥3與離心機(jī)七芯航空插頭4相連；所述的降 雨器6包括殼體12和安裝在殼體12內(nèi)部的固定分隔板13和移動(dòng)分隔板14,在殼體12的與移動(dòng)分隔板14相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面對(duì)稱(chēng)設(shè)置有用于方便調(diào)節(jié)移動(dòng)分隔板14的通孔15，在殼體12的底面上對(duì)稱(chēng)排布加工有降雨孔16。水箱I和輸水管2之間通過(guò)第一直通接頭10相連；降雨器6頂端和輸水管2之間通過(guò)第二直通接頭7相連。水箱I頂面加工有進(jìn)水口 8。水箱I底面安裝有固定板11，固定板11上加工有用于將水箱I固定在離心機(jī)上的安裝孔9。降雨器6四周安裝有固定板11，固定板11上加工有用于將降雨器6安裝在模型箱上的安裝孔9。輸水管2采用PU水管，規(guī)格為T(mén)U1065，內(nèi)徑10mm，外徑6.5mm，工作壓力8kgf/m，破壞壓力為24kgf/m。該P(yáng)U水管較一般水管強(qiáng)度高，柔韌性好，能夠滿(mǎn)足離心機(jī)中Ng強(qiáng)度要求。電磁閥3采用與規(guī)格為T(mén)U1065的PU水管配套的普通液體電磁閥，控制四路輸水管路。固定分隔板13和移動(dòng)分隔板14相互配合，控制不同隔間的體積，并通過(guò)四根輸水管2上的獨(dú)立閥門(mén)5控制各個(gè)隔間的降雨量。水箱I是基于TLJ-3型土工離心機(jī)而自主設(shè)計(jì)，其作用為儲(chǔ)水。采用3mm厚度的不銹鋼鋼板焊接而成，經(jīng)過(guò)計(jì)算能夠滿(mǎn)足強(qiáng)度要求以及變形要求。為將該水箱I固定在離心機(jī)轉(zhuǎn)臂上，根據(jù)轉(zhuǎn)臂上螺栓孔位置在水箱I底部焊接有固定板11，固定板11上加工有安裝孔9，安裝孔9的位置與轉(zhuǎn)臂上螺栓孔位置相對(duì)應(yīng)。第一直通接頭10和第二直通接頭7通常為銅質(zhì)，不能與不銹鋼焊接，采用安特固環(huán)氧樹(shù)脂膠將兩者膠結(jié)。降雨器6的殼體12采用IOmm厚有機(jī)玻璃制成，經(jīng)過(guò)計(jì)算能夠滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。降雨器5的殼體12內(nèi)部的底板上鋪設(shè)一層透水性較好的土工織布17，防止四個(gè)小隔間的降雨時(shí)間不同。降雨器6的殼體12的底板上分布600個(gè)直徑0.5mm的圓孔作為出降雨孔16。隔間內(nèi)的水在離心力的作用下通過(guò)降雨孔16流出形成雨滴降落在模型箱內(nèi)。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下所述:連接水箱1、輸水管2、電磁閥3、獨(dú)立閥門(mén)5和降雨器6，連接好后首先應(yīng)檢查管路是否漏水，應(yīng)避免因漏水而造成故障等。將離心機(jī)七芯航空插頭4插到離心機(jī)對(duì)應(yīng)的插座上，然后將水箱I和輸水管2固定在離心機(jī)轉(zhuǎn)臂上，避免在離心機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)滑脫等現(xiàn)象。固定降雨器6之前應(yīng)先在模型箱與降雨器6接觸部分涂抹一層凡士林，防止水從模型箱與降雨器6之間的縫隙中流出而造成電路故障等。各個(gè)部分連接好之后即可通過(guò)進(jìn)水口 8往水箱I中注水。為防止在離心機(jī)運(yùn)行過(guò)程中水從水箱I中溢出，進(jìn)水孔8也兼做透氣孔，注入水量通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)參數(shù)要求計(jì)算得至IJ。各個(gè)部分安裝檢查完畢后即可開(kāi)機(jī)運(yùn)行。達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速后開(kāi)啟電磁閥3即可降雨。根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要求，可以通過(guò)固定分隔板13和移動(dòng)分隔板14調(diào)節(jié)隔間的大小，用細(xì)棒穿過(guò)通孔15可調(diào)節(jié)移動(dòng)分 隔板14的位置，每個(gè)隔間的降雨量大小可通過(guò)獨(dú)立閥門(mén)5在離心機(jī)啟動(dòng)前調(diào)節(jié)好。
權(quán)利要求1.一種用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置，其特征在于，包括水箱(I)、輸水管(2)和降雨器(6)，水箱(I)通過(guò)輸水管(2)與電磁閥(3)的輸入端相連，電磁閥(3)的輸出端通過(guò)輸水管(2)與獨(dú)立閥門(mén)(5)的輸入端相連，獨(dú)立閥門(mén)(5)的輸出端通過(guò)輸水管(2)與降雨器(6)的頂端相連，電磁閥(3)與離心機(jī)七芯航空插頭(4)相連； 所述的降雨器(6)包括殼體(12)和安裝在 殼體(12)內(nèi)部的固定分隔板(13)和移動(dòng)分隔板(14)，在殼體(12)的與移動(dòng)分隔板(14)相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面對(duì)稱(chēng)設(shè)置有用于方便調(diào)節(jié)移動(dòng)分隔板(14)的通孔(15)，在殼體(12)的底面上對(duì)稱(chēng)排布加工有降雨孔(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置，其特征在于，所述的水箱(I)和輸水管(2)之間通過(guò)第一直通接頭(10)相連；所述的降雨器(6)頂端和輸水管(2)之間通過(guò)第二直通接頭(7)相連。
3.如權(quán)利要求1所述的用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置，其特征在于，所述的水箱(I)頂面加工有進(jìn)水口(8)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置，其特征在于，所述的水箱(I)底面安裝有固定板(11 )，固定板(11)上加工有用于將水箱(I)固定在離心機(jī)上的安裝孔(9)。
5.如權(quán)利要求1所述的用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置，其特征在于，所述的降雨器(6 )四周安裝有固定板(11 )，固定板(11)上加工有用于將降雨器(6 )安裝在模型箱上的安裝孔(9)。
6.如權(quán)利要求1所述的用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置，其特征在于，所述的降雨器(6)的殼體(12)內(nèi)部的底面上鋪設(shè)有一層土工織布(17)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置，包括水箱、輸水管和降雨器，水箱通過(guò)水管與電磁閥的輸入端相連，電磁閥的輸出端通過(guò)輸水管與獨(dú)立閥門(mén)的輸入端相連，獨(dú)立閥門(mén)的輸出端通過(guò)輸水管與降雨器的頂端相連，電磁閥與離心機(jī)七芯航空插頭相連；所述的降雨器包括殼體和安裝在殼體內(nèi)部的固定分隔板和移動(dòng)分隔板，在殼體的與移動(dòng)分隔板相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面對(duì)稱(chēng)設(shè)置有用于方便調(diào)節(jié)移動(dòng)分隔板的通孔，在殼體的底面上對(duì)稱(chēng)排布加工有降雨孔。本實(shí)用新型的降雨裝置以較為簡(jiǎn)單的元件制成了能夠用于土工離心模型試驗(yàn)的降雨裝置，能夠在各種不同離心機(jī)中實(shí)現(xiàn)均勻的自動(dòng)降雨，并且能夠控制不同區(qū)域的降雨與否以及雨量的大小。
文檔編號(hào)B05B12/04GK203108697SQ201320112249
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者翁效林, 馬豪豪, 姚貝貝 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)