本技术涉及模拟降雨实验,具体的说,涉及一种实用模拟降雨实验箱。
背景技术:
1、经市场调查发现,现有模拟降雨实验箱的功能较为单一,无法改变土体坡度。同时由于多重使用条件限制,其可模拟的情况具有较大的局限性,无法适应多样化的模拟方案。因此,亟需一种可模拟多种降雨条件并灵活改变土体坡度的实用模拟降雨实验箱。
技术实现思路
1、本实用新型的目的是提供一种实用模拟降雨实验箱,本实用新型能够模拟多种降雨条件,并灵活改变土体坡度,可以记录坡度对渗流的影响和土的流失情况,功能多样。
2、为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
3、一种实用模拟降雨实验箱,包括供水系统、伸缩式箱体、降雨模拟器、检测组件、可调坡度的承载平台、水样采集系统和计算机,降雨模拟器、承载平台和水样采集系统自上而下依次设置在伸缩式箱体内,供水系统的出水端与降雨模拟器的进水端连接,降雨模拟器朝向下方喷射模拟降雨,承载平台上承载有实验用岩土体,检测组件安装在伸缩式箱体上,计算机分别与供水系统、降雨模拟器和检测组件信号连接。
4、供水系统包括储水箱,储水箱的出水口连接有输水软管,输水软管上沿流体运动方向依次设置有进水阀、水泵和第一流量计,输水软管的出水端穿过伸缩式箱体的顶板并与降雨模拟器的进水端连接,计算机与第一流量计信号连接。
5、伸缩式箱体包括降雨箱和排水箱,降雨箱下端敞口,排水箱上端敞口,降雨箱下侧部匹配插接在排水箱内,降雨箱的左侧与排水箱的左侧之间以及降雨箱的右侧与排水箱的右侧之间均连接有竖向设置的液压伸缩杆,排水箱的侧板下侧部连接有排水管,排水管上设置有排水阀和第二流量计,排水箱的底部四角均设置有脚轮,降雨箱和排水箱均采用钢化玻璃制成,计算机与第二流量计信号连接;
6、输水软管的出水端自上而下穿过降雨箱的顶板并伸入到降雨箱内。
7、降雨模拟器包括喷水管和若干个折射式微喷头,喷水管沿左右方向水平设置在降雨箱内上部并固定连接在降雨箱上,喷水管的两端封堵,输水软管的出水端连接在喷水管的上侧中部,各个折射式微喷头左右间隔设置并通过万向管安装在喷水管的下侧,折射式微喷头上设置有降雨电磁阀,降雨箱的侧板上设有维护门,计算机分别与各个降雨电磁阀信号连接。
8、检测组件包括温度传感器、气压传感器和湿度传感器,温度传感器、气压传感器和湿度传感器均安装在降雨箱的顶板上,计算机分别与温度传感器、气压传感器和湿度传感器信号连接。
9、排水箱的前侧板内壁中部和后侧板中部均沿左右方向设有水平滑槽轨道,排水箱的前侧板右侧边沿中上侧和后侧板内壁右边沿中上侧均沿竖向设有竖向滑槽轨道,相应侧竖向滑槽轨道的下端与相应侧水平滑槽轨道的右端对齐,承载平台水平设置在排水箱内中部,承载平台的左前侧、左后侧、右前侧和右后侧均固定设置有销栓,左侧的两个销栓分别对应贯穿滑动设置在两条水平滑槽轨道中,右侧的两个销栓分别对应贯穿滑动设置在两条竖向滑槽轨道中,销栓伸出排水箱的外端螺纹安装有紧压排水箱的锁紧螺母。
10、水样采集系统包括固定设置在排水箱内且位于承载平台下方的若干块左右间隔的隔板,各块隔板将排水箱内中部下侧区域分隔为若干个左右间隔的安置空间,每个安置空间内均放置有量筒,量筒的上端安装有滤网,量筒的下端连接有取样管,取样管上设置有取样阀,排水箱的侧板上设有取样门。
11、本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步,具体地说,本实用新型的实验流程为:步骤一,按照设计要求,将各装置、零部件及管路依次连接,组装好该实用模拟降雨实验箱,然后,控制两个液压伸缩杆同步伸缩,两个液压伸缩杆带动降雨箱上下移动,直至降雨箱满足指定降雨高度h,使两个液压伸缩杆停止伸缩并锁死,固定降雨高度,打开降雨箱上的维护门,通过各个万向管调整各个折射式微喷头的角度至实验所需喷水角度,关闭维护门,再调整承载平台的角度,具体是拧松各个锁紧螺母,调整左侧的两个销栓在两条水平滑槽轨道中的位置,同时调整右侧的两个销栓在两条竖向滑槽轨道中的位置,进而改变承载平台的角度至实验所需的角度,模拟土体坡度,再拧紧各个锁紧螺母以固定承载平台,接着,打开排水箱上的取样门,将实验用岩土体铺设在承载平台上,关闭维护门;
12、步骤二,打开进水阀,并关闭各个取样阀,启动水泵,测试降雨模拟器的密封性能,如果在一段时间内发现有漏液和漏气情况应立刻进行补救,比如采取重新连接组装、涂抹密封粘合剂等措施,直至没有渗漏问题的出现;
13、步骤三,打开进水阀、排水阀、各个降雨电磁阀和各个取样阀,准备模拟降雨;
14、步骤四,在计算机的实验系统中输入指定的供水总流量,温度传感器、气压传感器和湿度传感器实时监测降雨箱内的温度、气压和湿度,并将监测的数据传给计算机进行记录;
15、步骤五,通过第一流量计实时监测实际供水总流量,并对水泵进行调节,矫正实际供水总流量至与指定的供水总流量一致,同时通过第二流量计实时监测排水流量,确定第一流量计和第二流量计正常工作和密闭性,并确定土体的吸水量;
16、步骤六,待排水流量与供水总流量一致且稳定后,关闭各个取样阀开始模拟降雨;
17、步骤七,设置降雨参数为:降雨持续时间为30min,每10min改变一次降雨强度,计算机每10min记录一次降雨强度与降雨量,并通过各个量筒分别测量不同区域内渗水流量,降雨结束后,关闭水泵,打开取样门,对实验用岩土体下方的相应不同区域量筒内渗流水进行取样,记录不同区域土的流失情况;
18、步骤八,完成一次模拟降雨后,再次改变各个折射式微喷头的角度,进而对降雨路径进行设置,同时调整承载平台的角度,以改变实验用岩土体坡度,调整不同降雨参数,再通过各个量筒分别测量不同区域内渗水流量,从而记录坡度对渗流的影响和土的流失情况。
19、综上所述,本实用新型能够模拟多种降雨条件,并灵活改变土体坡度,可以记录坡度对渗流的影响和土的流失情况,功能多样。
1.一种实用模拟降雨实验箱,其特征在于:包括供水系统、伸缩式箱体、降雨模拟器、检测组件、可调坡度的承载平台、水样采集系统和计算机,降雨模拟器、承载平台和水样采集系统自上而下依次设置在伸缩式箱体内,供水系统的出水端与降雨模拟器的进水端连接,降雨模拟器朝向下方喷射模拟降雨,承载平台上承载有实验用岩土体,检测组件安装在伸缩式箱体上,计算机分别与供水系统、降雨模拟器和检测组件信号连接。
2.根据权利要求1所述的实用模拟降雨实验箱,其特征在于:供水系统包括储水箱,储水箱的出水口连接有输水软管,输水软管上沿流体运动方向依次设置有进水阀、水泵和第一流量计,输水软管的出水端穿过伸缩式箱体的顶板并与降雨模拟器的进水端连接,计算机与第一流量计信号连接。
3.根据权利要求2所述的实用模拟降雨实验箱,其特征在于:伸缩式箱体包括降雨箱和排水箱,降雨箱下端敞口,排水箱上端敞口,降雨箱下侧部匹配插接在排水箱内,降雨箱的左侧与排水箱的左侧之间以及降雨箱的右侧与排水箱的右侧之间均连接有竖向设置的液压伸缩杆,排水箱的侧板下侧部连接有排水管,排水管上设置有排水阀和第二流量计,排水箱的底部四角均设置有脚轮,降雨箱和排水箱均采用钢化玻璃制成,计算机与第二流量计信号连接;
4.根据权利要求3所述的实用模拟降雨实验箱,其特征在于:降雨模拟器包括喷水管和若干个折射式微喷头,喷水管沿左右方向水平设置在降雨箱内上部并固定连接在降雨箱上,喷水管的两端封堵,输水软管的出水端连接在喷水管的上侧中部,各个折射式微喷头左右间隔设置并通过万向管安装在喷水管的下侧,折射式微喷头上设置有降雨电磁阀,降雨箱的侧板上设有维护门,计算机分别与各个降雨电磁阀信号连接。
5.根据权利要求3所述的实用模拟降雨实验箱,其特征在于:检测组件包括温度传感器、气压传感器和湿度传感器,温度传感器、气压传感器和湿度传感器均安装在降雨箱的顶板上,计算机分别与温度传感器、气压传感器和湿度传感器信号连接。
6.根据权利要求3所述的实用模拟降雨实验箱,其特征在于:排水箱的前侧板内壁中部和后侧板中部均沿左右方向设有水平滑槽轨道,排水箱的前侧板右侧边沿中上侧和后侧板内壁右边沿中上侧均沿竖向设有竖向滑槽轨道,相应侧竖向滑槽轨道的下端与相应侧水平滑槽轨道的右端对齐,承载平台水平设置在排水箱内中部,承载平台的左前侧、左后侧、右前侧和右后侧均固定设置有销栓,左侧的两个销栓分别对应贯穿滑动设置在两条水平滑槽轨道中,右侧的两个销栓分别对应贯穿滑动设置在两条竖向滑槽轨道中,销栓伸出排水箱的外端螺纹安装有紧压排水箱的锁紧螺母。
7.根据权利要求6所述的实用模拟降雨实验箱,其特征在于:水样采集系统包括固定设置在排水箱内且位于承载平台下方的若干块左右间隔的隔板,各块隔板将排水箱内中部下侧区域分隔为若干个左右间隔的安置空间,每个安置空间内均放置有量筒,量筒的上端安装有滤网,量筒的下端连接有取样管,取样管上设置有取样阀,排水箱的侧板上设有取样门。
