一种模拟土壤抗冲性的实验装置论文和设计-郑江坤

全文摘要

本实用新型公开了一种模拟土壤抗冲性的实验装置，包括冲刷槽和供水单元，冲刷槽为顶部开口、四周封闭的空腔结构，冲刷槽设有升降调节单元，升降调节单元用于调节冲刷槽的俯仰角度，冲刷槽设有多个，多个冲刷槽并列倾斜设置在升降调节单元上，多个冲刷槽内均可拆卸连接有漫水板，漫水板把冲刷槽分隔成漫水槽和原状土放置槽，漫水槽位于原状土放置槽的高处，供水单元分别向多个冲刷槽的漫水槽供水，漫水槽内的水流从漫水板的顶部流入原状土放置槽内对原状土进行冲刷实验。本实用新型的多个冲刷槽可以在相同条件来检测不同原状土的抗侵蚀性能，对不同原状土的抗侵蚀性能进行对比，从而检测不同原状土的抗侵蚀性能数据，提高实验的直观性和准确性。

主设计要求

1.一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，包括冲刷槽和供水单元，所述冲刷槽为顶部开口、四周封闭的空腔结构，所述冲刷槽设有升降调节单元，所述升降调节单元用于调节冲刷槽的俯仰角度，所述冲刷槽设有多个，多个冲刷槽并列倾斜设置在升降调节单元上，所述多个冲刷槽内均可拆卸连接有漫水板，所述漫水板把冲刷槽分隔成漫水槽和原状土放置槽，所述漫水槽位于原状土放置槽的高处，所述供水单元分别向多个冲刷槽的漫水槽供水，所述漫水槽内的水流从漫水板的顶部流入原状土放置槽内对原状土进行冲刷实验。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述供水单元包括供水箱、流量调节阀和出水管，所述供水箱通过供水箱支架设置在多个冲刷槽的上方，所述流量调节阀设有多个，多个流量调节阀并列设置在供水箱的底部，多个流量调节阀的进水口与供水箱密封连接，所述出水管设有多个，出水管的一端与流量调节阀的出水口密封连接，出水管的另一端与漫水槽连接。

3.根据权利要求1所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述升降调节单元包括支架和升降调节机构，所述支架包括前支架和后支架，所述前支架和后支架均包括两根相互平行且间隔设置的立柱，前支架和后支架两者中，各者的两根立柱之间均固定连接有横梁，所述前支架通过升降调节机构与多个冲刷槽的一端连接，所述升降调节机构用于同步调节多个冲刷槽的俯仰角度；后支架与多个冲刷槽的另一端通过支撑杆转动连接，支撑杆的杆体与多个冲刷槽的另一端固定连接，支撑杆的端部与后支架的两根立柱转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述升降调节机构包括双头丝杆，所述双头丝杆的螺纹方向相反，在双头丝杆上分别配合有第一螺母和第二螺母，第一螺母和第二螺母在双头丝杆上以相互接近和相互远离的方向运动，所述双头丝杆的端部分别与前支架的两根立柱转动连接，在双头丝杆的其中一端安装有手轮，所述双头丝杆上配合有第一顶板和第二顶板，所述第一顶板的一端与第二顶板的一端铰接，第一顶板的另一端与第一螺母铰接，第二顶板的另一端与第二螺母铰接，所述第一顶板与第二顶板的铰接端与多个冲刷槽的底部连接。

5.根据权利要求1所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述多个冲刷槽的底部设有收集桶，所述收集桶用于收集从冲刷槽内流出的泥水。

6.根据权利要求3所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述后支架上设有角度指示机构，所述角度指示机构用于显示多个冲刷槽的俯仰角度。

7.根据权利要求1所述的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，其特征在于，所述漫水板与冲刷槽之间采用密封胶连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及土壤侵蚀实验设备技术领域，具体涉及一种模拟土壤抗冲性的实验装置。

背景技术

水土流失是人类面临的重要生态环境问题之一，给社会经济发展和人民群众生活带来很多危害。土壤侵蚀形的式多样，类型复杂，水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀及滑坡泥石流等重力侵蚀特点各异，相互交错，成因复杂。

土壤侵蚀研究必须建立在大量的野外与室内水土流失现场观测基础之上。建立不同坡度、坡长及下垫面等因素与土壤侵蚀量的关系是水土流失研究的重要内容。

野外的土壤侵蚀实验的传统方法就是建立不同坡度，不同的植被覆盖径流小区，利用天然降雨对坡面土壤侵蚀过程进行观测，这样的实验方法虽能得到可靠的数据，但是其具有建设造价高、周期长等问题，限制了这种方法的大量应用。

室内的土壤侵蚀实验是采用在变坡实验槽内填装扰动土的方式来进行数据采集、观测以及得出相应成果，这种实验方法由于受限条件较少，可以更加方便地研究诸多因素对土壤侵蚀的影响；但是室内的土壤侵蚀实验装置不能灵活调节实验坡度，不能对多种原状土进行对比实验，因此需要对其结构进行改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是室内的土壤侵蚀实验装置不能灵活调节实验坡度，不能对多种原状土进行对比实验的技术问题，目的在于提供一种模拟土壤抗冲性的实验装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种模拟土壤抗冲性的实验装置，包括冲刷槽和供水单元，所述冲刷槽为顶部开口、四周封闭的空腔结构，所述冲刷槽设有升降调节单元，所述升降调节单元用于调节冲刷槽的俯仰角度，所述冲刷槽设有多个，多个冲刷槽并列倾斜设置在升降调节单元上，所述多个冲刷槽内均可拆卸连接有漫水板，所述漫水板把冲刷槽分隔成漫水槽和原状土放置槽，所述漫水槽位于原状土放置槽的高处，所述供水单元分别向多个冲刷槽的漫水槽供水，所述漫水槽内的水流从漫水板的顶部流入原状土放置槽内对原状土进行冲刷实验。

优选方案，所述供水单元包括供水箱、流量调节阀和出水管，所述供水箱通过供水箱支架设置在多个冲刷槽的上方，所述流量调节阀设有多个，多个流量调节阀并列设置在供水箱的底部，多个流量调节阀的进水口与供水箱密封连接，所述出水管设有多个，出水管的一端与流量调节阀的出水口密封连接，出水管的另一端与漫水槽连接。

优选方案，所述升降调节单元包括支架和升降调节机构，所述支架包括前支架和后支架，所述前支架和后支架均包括两根相互平行且间隔设置的立柱，前支架和后支架两者中，各者的两根立柱之间均固定连接有横梁，所述前支架通过升降调节机构与多个冲刷槽的一端连接，所述升降调节机构用于同步调节多个冲刷槽的俯仰角度；后支架与多个冲刷槽的另一端通过支撑杆转动连接，支撑杆的杆体与多个冲刷槽的另一端固定连接，支撑杆的端部与后支架的两根立柱转动连接。

优选方案，所述升降调节机构包括双头丝杆，所述双头丝杆的螺纹方向相反，在双头丝杆上分别配合有第一螺母和第二螺母，第一螺母和第二螺母在双头丝杆上以相互接近和相互远离的方向运动，所述双头丝杆的端部分别与前支架的两根立柱转动连接，在双头丝杆的其中一端安装有手轮，所述双头丝杆上配合有第一顶板和第二顶板，所述第一顶板的一端与第二顶板的一端铰接，第一顶板的另一端与第一螺母铰接，第二顶板的另一端与第二螺母铰接，所述第一顶板与第二顶板的铰接端与多个冲刷槽的底部连接。

优选方案，所述多个冲刷槽的底部设有收集桶，所述收集桶用于收集从冲刷槽内流出的泥水。

优选方案，所述后支架上设有角度指示机构，所述角度指示机构用于显示多个冲刷槽的俯仰角度。

优选方案，所述漫水板与冲刷槽之间采用密封胶连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本实用新型的一种模拟土壤抗冲性的实验装置，该实验装置采用供水单元和多个冲刷槽配合工作对原状土进行侵蚀实验。

1）本实验装置采用多个冲刷槽并列设置，多个冲刷槽可以在相同条件下检测不同原状土的抗侵蚀性能，对不同原状土的抗侵蚀性能进行对比，从而检测不同原状土的抗侵蚀性能数据，提高实验的直观性和准确性。

2）本实验装置的供水单元采用多个流量调节阀分别向多个冲刷槽的漫水槽进行供水，流量调节阀能够按照设定的不同的流量和流速对相同原状土的抗侵蚀性能进行对比，得出不同的流量和流速下原状土的抗侵蚀性能数据。

3）本实验装置的升降调节机构采用双头丝杆和双头丝杆上配合有第一螺母和第二螺母，第一螺母和第二螺母在双头丝杆上以相互接近和相互远离的方向运动，双头丝杆上配合有第一顶板和第二顶板，第一顶板和第二顶板在第一螺母和第二螺母在双头丝杆上以相互接近和相互远离的方向运动的过程中驱动多个冲刷槽俯仰运动，对多个冲刷槽的坡度进行调节，本升降调节机构不需要电力驱动，安装简单，操作简便，能够实现不同坡度的原状土进行试验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的升降调节机构的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-供水箱，2-供水箱支架，3-流量调节阀，4-出水管，5-冲刷槽，6-漫水槽，7-漫水板，8-原状土放置槽，9-立柱，10-横梁，11-支撑杆，12-手轮，13-双头丝杆，14-第一螺母，15-第二螺母，16-第一顶板，17-第二顶板,18-原状土。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1所示，本实用新型一种模拟土壤抗冲性的实验装置，包括冲刷槽5和供水单元，冲刷槽5为顶部开口、四周封闭的空腔结构，冲刷槽5设有升降调节单元，升降调节单元用于调节冲刷槽5的俯仰角度（坡度）。冲刷槽5设有四个，冲刷槽5不限于为四个，具体数量根据实验需要来选择。四个冲刷槽5并列倾斜设置在升降调节单元上，四个冲刷槽5之间固定连接，四个冲刷槽5内均可拆卸连接有漫水板7，漫水板7与冲刷槽5之间采用密封胶连接，漫水板7在冲刷槽5上的位置根据原状土18的长度来具体安装和固定。漫水板7把冲刷槽5分隔成漫水槽6和原状土放置槽8，漫水板7的顶部设有漫水槽6和原状土放置槽8连通的通道，漫水槽6位于原状土放置槽8的高处，便于漫水槽6内的水从通道内自然流入原状土放置槽8内。供水单元分别向四个冲刷槽5的漫水槽6内供水，漫水槽6内的水流从漫水板7的顶部流入原状土放置槽8内对原状土18进行冲刷实验。在四个冲刷槽5的底部分别设有四个收集桶，收集桶用于分别收集从四个冲刷槽5内流出的泥水。

具体地，供水单元包括供水箱1、流量调节阀3和出水管4，供水箱1通过供水箱支架2设置在四个冲刷槽5的上方，流量调节阀3设有四个，四个流量调节阀3并列设置在供水箱1的底部。四个流量调节阀3的进水口与供水箱1密封连接，出水管4设有四个，出水管4的一端与流量调节阀3的出水口密封连接，出水管4的另一端与漫水槽6连接。四个流量调节阀3和四个出水管4分别对应设置在四个冲刷槽5的上方，四个流量调节阀3和四个出水管4分别向四个冲刷槽5的漫水槽6内供水。

如图2所示，升降调节单元包括支架和升降调节机构，支架包括前支架和后支架，前支架包括两根相互平行且间隔设置的立柱9，在两根立柱9之间固定连接有横梁10，前支架通过升降调节机构与四个冲刷槽5的一端连接，升降调节机构用于同步调节四个冲刷槽5的俯仰角度（坡度）。后支架包括两根相互平行且间隔设置的立柱9，在两根立柱9之间固定连接有横梁10，后支架与四个冲刷槽5的另一端通过支撑杆11转动连接，支撑杆11的杆体与四个冲刷槽5的另一端固定连接，支撑杆11的端部与后支架的两根立柱9转动连接。在后支架上设有角度指示机构，角度指示机构可以选用机械式角度仪，角度指示机构用于显示四个冲刷槽5的俯仰角度，便于实验人员更加方便的控制四个冲刷槽5的俯仰角度。

升降调节机构包括双头丝杆13，双头丝杆13的螺纹方向相反，在双头丝杆13上分别配合有第一螺母14和第二螺母15，第一螺母14和第二螺母15在双头丝杆13上以相互接近和相互远离的方向运动。双头丝杆13的端部分别与前支架的两根立柱9转动连接，在双头丝杆13的其中一端安装有手轮12，在双头丝杆13上配合有第一顶板16和第二顶板17。第一顶板16的一端与第二顶板17的一端铰接，第一顶板16的另一端与第一螺母14铰接，第二顶板17的另一端与第二螺母15铰接，第一顶板16与第二顶板17的铰接端与四个冲刷槽5的底部连接。

工作原理

本实验装置采用四个冲刷槽5并列设置，四个冲刷槽5内分别放置原状土18，可在相同条件下来检测不同原状土18的抗侵蚀性能，对不同原状土18的抗侵蚀性能进行对比实验，从而检测不同原状土18的抗侵蚀性能数据，提高实验的直观性和准确性。本实验装置的供水单元采用四个流量调节阀3分别向四个冲刷槽5的漫水槽6进行供水，流量调节阀3能够按照设定的流量和流速对相同原状土18的抗侵蚀性能进行对比，得出不同的流量和流速下原状土18的抗侵蚀性能数据。

本实验装置的升降调节机构采用双头丝杆13，在双头丝杆13上配合有第一螺母14和第二螺母15，第一螺母14和第二螺母15在双头丝杆13上以相互接近和相互远离的方向运动。双头丝杆13上配合有第一顶板16和第二顶板17，第一顶板16和第二顶板17在第一螺母14和第二螺母15在双头丝杆13上以相互接近和相互远离的方向运动的过程中驱动四个冲刷槽5俯仰运动。第一螺母14和第二螺母15相互接近方向过程中，四个冲刷槽5距离双头丝杆13的距离越远，进而四个冲刷槽5的坡度越大，反之四个冲刷槽5的坡度越小。本升降调节机构对四个冲刷槽5的坡度根据实验需要进行调节，本升降调节机构不需要电力驱动，安装简单，操作简便，能够实现不同坡度的原状土18进行试验。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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