申请/专利权人：四川农业大学

申请日：2019-08-27

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN110411786B

主分类号：G01N1/10

分类号：G01N1/10;G01N1/20;G01N33/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2023.09.15#著录事项变更;2019.12.10#实质审查的生效;2019.11.05#公开

摘要：本发明涉及一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，适用于人工降雨条件下研究土壤水蚀的实验。包括上转轴、第二内螺纹套、第二外螺纹杆、下转轴、第一内螺纹套、第一外螺纹杆、调节装置、上装桶器、下装桶器、基座，上转轴通过焊接与第二内螺纹套相连，第二外螺纹杆通过焊接与下转轴相连，第一内螺纹套通过焊接与下转轴相连，第一外螺纹杆通过焊接与基座相连，第一内螺纹套与第一外螺纹杆、第二内螺纹套与第二外螺纹杆都通过螺纹连接。上转轴连接的三个调节装置分别控制一个上装桶器，下转轴连接的三个调节装置分别控制一个下装桶器。本发明具有省力省工、使用方便的特点，能够充分收集水流，从而提高实验精度。

主权项：1.一种能够及时且充分收集地表径流和壤中流的装置，其特征是：所述装置包括上转轴1、第二内螺纹套5、第二外螺纹杆6、下转轴7、第一内螺纹套11、第一外螺纹杆12、调节装置13、上装桶器18、下装桶器21、基座23，上转轴1通过焊接与第二内螺纹套5相连，第二内螺纹套5与第二外螺纹杆6通过螺纹连接，第二外螺纹杆6通过焊接与下转轴7相连，第一内螺纹套11通过焊接与下转轴7相连，第一内螺纹套11与第一外螺纹杆12通过螺纹连接，第一外螺纹杆12通过焊接与基座23相连，上转轴1水平连接三个调节装置13，且每个调节装置13控制一个上装桶器18，下转轴7水平连接三个调节装置13，且每个调节装置13控制一个下装桶器21；所述上装桶器18和下装桶器21包括开口立方体框架20、推进式橡胶塞22和柱状塞孔19，开口立方体框架20两侧设有柱状塞孔19；所述推进式橡胶塞22长度比柱状塞孔19长12，保证推进式橡胶塞22能够通过柱状塞孔19从侧面固定水桶26，使水桶26在接收的过程中位置不发生偏移；将第一个水桶26旋转至地表径流出水口24下方开始收集，收集完毕后，经过规定的间隔时间，立即将第二个水桶26旋转至地表径流出水口24下方，由于一次收集延续时间较长，在第二个水桶26收集的期间，可将已收集完毕的第一个水桶26卸下，放置第四个水桶26，地表径流后续收集操作重复如此；所述调节装置13包括开口框架17、滑动槽16、滑动块15、滑动杆14，开口框架17两侧设置滑动槽16，滑动杆14与两侧滑动块15相连，滑动杆14底端通过开口框架17上的圆孔与上装桶器18或下装桶器21相连，目的是调节上装桶器18或下装桶器21的水平位置，使水桶26位于出水口正下方，保证水流稳定进入水桶26内。

全文数据：一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置技术领域本发明涉及一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，适用于人工降雨条件下研究土壤水蚀的实验。背景技术在人工降雨条件下研究土壤水蚀的实验中，地表径流与壤中流的收集是必不可少的步骤。实验中，液压钢槽设地表径流、壤中流两个出水口，且地表径流出水口位置高于壤中流。实验在人工降雨的条件下进行，降雨开始后，观察出水口产流是否稳定，若稳定，则开始收集。地表径流、壤中流的产流时间通常不同，二者的收集时间间隔、一次收集延续时间根据具体实验情况确定。在收集地表径流、壤中流的过程中，一般采用的方法是两个人提桶定时收集，但收集过程中人为因素影响较大，例如实验中设定壤中流前期一次收集延续时间为55秒，收集时间间隔为5秒，这就要求实验人员在收集完壤中流后要迅速将桶放置指定位置，然后将下一个编号的水桶提至出水口接取壤中流。由于时间短促，实验操作人员往往会出现接取不及时，桶的顺序拿错等问题，在一定程度上影响实验分析精度。同时，当地表径流量较大或一次收集延续时间较长时，用手提桶接取径流的操作方法十分费力，接取过程中经常出现水流飞溅甚至水桶滑落的情况。同时，上述地表径流、壤中流的收集方法需要两个人来完成，操作过程费力且效果较差。如果有可以由单人操作，并且能够及时充分收集地表径流、壤中流的装置，将显著提高实验精度和工作效率。发明内容针对上述的问题，本发明的目的是提供一种可由单人操作、水桶不会发生偏移、能够及时并且充分收集地表径流和壤中流的装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，包括上转轴、下转轴、第二内螺纹套、第二外螺纹杆、第一内螺纹套、第一外螺纹杆、调节装置、上装桶器、下装桶器、基座，上转轴通过焊接与第二内螺纹套相连，第二内螺纹套与第二外螺纹杆通过螺纹连接，第二外螺纹杆通过焊接与下转轴相连，第一内螺纹套通过焊接与下转轴相连，第一内螺纹套与第一外螺纹杆通过螺纹连接，第一外螺纹杆通过焊接与基座相连。上转轴水平连接三个调节装置，且每个调节装置控制一个上装桶器；下转轴水平连接三个调节装置，且每个调节装置控制一个下装桶器。进一步的，上述上转轴包括轴、上轴颈、轴承，其中轴连接上轴颈，上轴颈与轴承过盈配合。进一步的，上述下转轴包括上轴承、下轴颈、下轴承，其中下轴颈与上轴承、下轴承分别过盈配合。进一步的，上述上装桶器、下装桶器包括开口立方体框架、推进式橡胶塞、柱状塞孔，开口立方体框架两侧设有柱状塞孔。更进一步的，上述推进式橡胶塞长度比柱状塞孔长12，保证推进式橡胶塞能够通过柱状塞孔从侧面固定水桶，使水桶在接收的过程中位置不发生偏移。进一步的，上述调节装置包括开口框架、滑动槽、滑动块、滑动杆，开口框架两侧设置滑动槽，滑动杆与两侧滑动块相连，滑动杆底端通过开口框架上的圆孔与上装桶器、下装桶器相连，目的是调节上装桶器、下装桶器的水平位置，使水桶位于出水口正下方，保证水流稳定进入水桶内。与目前实验中采用的两人提桶接收地表径流、壤中流的方法相比，本发明具有省力省工、使用方便、成本低的特点，并且能够及时、充分接收地表径流和壤中流，提高土壤水蚀实验的分析精度。附图说明下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。图1为本发明的正面结构示意图。图2为本发明装桶器推进式橡胶塞使用图。图3为本发明装置高度调节图。图4为本发明调节装置使用图。图5为本发明装置收集地表径流、壤中流整体图。图中1—上转轴；2—轴；3—上轴颈；4—轴承；5—第二内螺纹套；6—第二外螺纹杆；7—下转轴；8—上轴承；9—下轴颈；10—下轴承；11—第一内螺纹套；12—第一外螺纹杆；13—调节装置；14—滑动杆；15—滑动块；16—滑动槽；17—开口框架；18—上装桶器；19—柱状塞孔；20—开口立方体框架；21—下装桶器；22—推进式橡胶塞；23—基座；24—地表径流出水口；25—壤中流出水口；26—水桶；27—液压钢槽。具体实施方式下面结合附图详细说明本发明的实施方式。图1所示，一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，包括上转轴1、第二内螺纹套5、第二外螺纹杆6、下转轴7、第一内螺纹套11、第一外螺纹杆12、调节装置13、上装桶器18、下装桶器21、基座23，上转轴1通过焊接与第二内螺纹套5相连，第二内螺纹套5与第二外螺纹杆6通过螺纹连接，第二外螺纹杆6通过焊接与下转轴7相连，第一内螺纹套11通过焊接与下转轴7相连，第一内螺纹套11与第一外螺纹杆12通过螺纹连接，第一外螺纹杆12通过焊接与基座23相连，上转轴1水平连接三个调节装置13，且每个调节装置13控制一个上装桶器18，下转轴7水平连接三个调节装置13，且每个调节装置13控制一个下装桶器21。使用时，尽量选择靠近液压钢槽27的位置，将基座23放置于较为平坦的地面。先将水桶26按照顺序分别放入上装桶器18、下装桶器21中，上装桶器18中的水桶26收集地表径流，下装桶器21中的水桶26收集壤中流。具体操作如图2所示，将推进式橡胶塞22按压进入位于上装桶器18两侧的柱状塞孔19中，直至推进式橡胶塞22接触到桶壁，固定完毕。根据地表径流出水口24、壤中流出水口25的位置高度调节上装桶器18、下装桶器21的位置高度，首先旋转第一内螺纹套11，第一内螺纹套11旋出（旋入）数圈螺纹调节下装桶器21高度，其中旋出螺纹即升高装置高度，旋入螺纹即降低装置高度。调节至下装桶器21位置高度略低于壤中流出水口25时，下装桶器21的位置调节完毕，当旋转停止时，由于螺纹升角小于当量摩擦角，第一内螺纹套11与第一外螺纹杆12之间的螺纹连接不会松脱，即发生自锁，下装桶器21的位置可保持不变。同样地，再旋转第二内螺纹套5旋出（旋入）数圈螺纹调节上装桶器18高度，直至上装桶器18位置高度略低于地表径流出水口24，上装桶器18的位置调节完毕，当旋转停止时，第二内螺纹套5与第二外螺纹杆6发生自锁，上装桶器18的位置保持不变。具体操作如图3所示。实验开始前，应按照上述操作将上装桶18、下装桶器21的位置高度调节到位，保证水流稳定进入水桶26中。由于地表径流出水口24、壤中流出水口25的前后位置不同，所以应根据上装桶器18、下装桶器21与地表径流出水口24、壤中流出水口25的位置关系使用调节装置13，如图4所示，具体操作为首先推动位于开口框架17两侧的滑动块15，使其沿着滑动槽16运动，滑动杆14与两侧的滑动块15相连，两侧的滑动块15带动滑动杆14运动，滑动杆14底端通过开口框架17上的圆孔连接下装桶器21，从而实现下装桶器21的水平运动，在调节上装桶器18与地表径流出水口24、下装桶器21与壤中流出水口25的位置关系时，应保证水流能稳定流入水桶26中。实验开始前，应按照以上操作将上装桶器20、下装桶器21的位置调节到位。实验中，上装桶器18中的水桶26收集地表径流、下装桶器21中的水桶26收集壤中流。降雨开始后，由于地表径流、壤中流产流时间通常不一样，所以要求上装桶器18、下装桶器21能够分别转动，而本装置设置两个转轴即上转轴1、下转轴7，上转轴1的结构中轴2连接轴颈3，轴颈3与轴承4过盈配合，从而保证上转轴1能够转动，下转轴2的结构中下轴颈9与上轴承8、下轴承10分别过盈配合，从而保证下转轴7能够转动，由于上转轴1、下转轴7可独立转动，所以能够实现分别收集地表径流、壤中流的目的。经过上述操作，准备就绪，降雨开始后，假设地表径流开始产流，待产流稳定后，将第一个水桶26旋转至地表径流出水口24下方开始收集，收集完毕后，经过规定的间隔时间，立即将第二个水桶26旋转至地表径流出水口24下方，由于一次收集延续时间较长，在第二个水桶26收集的期间，可将已收集完毕的第一个水桶26卸下，放置第四个水桶26，地表径流后续收集操作重复如此。同时，观察壤中流产流是否稳定，若稳定，将下装桶器21的第一个水桶26旋转至壤中流出水口25下方，收集完毕后，经过规定的间隔时间，将第二个水桶26旋转至壤中流出水口25下方，壤中流后续收集操作与地表径流相同，实验完整操作可由单人完成。值得注意的是，当改变液压钢槽27的角度时，地表径流出水口24、壤中流出水口25位置高度、相对位置必然会发生改变，使用该装置收集地表径流、壤中流只需重复上述操作即可。

权利要求：1.一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，其特征是：所述装置包括上转轴（1）、第二内螺纹套（5）、第二外螺纹杆（6）、下转轴（7）、第一内螺纹套（11）、第一外螺纹杆（12）、调节装置（13）、上装桶器（18）、下装桶器（21）、基座（23），上转轴（1）通过焊接与第二内螺纹套（5）相连，第二内螺纹套（5）与第二外螺纹杆（6）通过螺纹连接，第二外螺纹杆（6）通过焊接与下转轴（7）相连，第一内螺纹套（11）通过焊接与下转轴（7）相连，第一内螺纹套（11）与第一外螺纹杆（12）通过螺纹连接，第一外螺纹杆（12）通过焊接与基座（23）相连，上转轴（1）水平连接三个调节装置（13），且每个调节装置（13）控制一个上装桶器（18），下转轴（7）水平连接三个调节装置（13），且每个调节装置（13）控制一个下装桶器（21）。2.根据权利要求1所述一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，其特征是：所述上转轴（1）包括轴（2）、上轴颈（3）、轴承（4），其中轴（2）连接上轴颈（3），上轴颈（3）与轴承（4）过盈配合。3.根据权利要求1所述一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，其特征是：所述下转轴（7）包括上轴承（8）、下轴颈（9）、下轴承（10），其中下轴颈（9）分别与上轴承（8）、下轴承（10）过盈配合。4.根据权利要求1所述一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，其特征是：所述上装桶器（18）、下装桶器（21）包括开口立方体框架（20）、推进式橡胶塞（22）、柱状塞孔（19），开口立方体框架（20）两侧设有柱状塞孔（19）。5.根据权利要求4所述一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，其特征是：所述推进式橡胶塞（22）长度比柱状塞孔（19）长12，保证推进式橡胶塞（22）能够通过柱状塞孔（19）从侧面固定水桶（26），使水桶（26）在接收的过程中位置不发生偏移。6.根据权利要求1所述一种能够及时、充分收集地表径流和壤中流的装置，其特征是：所述调节装置（13）包括开口框架（17）、滑动槽（16）、滑动块（15）、滑动杆（14），开口框架（17）两侧设置滑动槽（16），滑动杆（14）与两侧滑动块（15）相连，滑动杆（14）底端通过开口框架（17）上的圆孔与上装桶器（18）、下装桶器（21）相连，目的是调节上装桶器（18）、下装桶器（21）的水平位置，使水桶（26）位于出水口正下方，保证水流稳定进入水桶（26）内。

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