CN101433884A - 模拟降雨装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于模拟实验领域，公开了一种模拟降雨装置，降雨喷头与高压水管路连接，在高压水管路上设有雨量控制阀；所述高压水管路包括大雨量高压水管、小雨量高压水管，所述雨量控制阀包括分别设于大雨量高压水管、小雨量高压水管上的大雨量控制阀、小雨量控制阀，所述喷头包括至少四个与大雨量高压水管连接的大雨喷头及至少四个与小雨量高压水管连接的小雨喷头；至少四个大雨喷头、四个小雨喷头在水平面投影的坐标不同而分别形成大雨喷头阵列、小雨喷头阵列。本发明中，模拟降雨更逼真，模拟效果好。
Description
技术领域
本发明涉及模拟实验领域，具体涉及一种模拟降雨装置。
背景技术
在环境研究实验领域，会用于模拟降雨装置，现有的人工降雨装置中所用喷头如摇摆式喷头通过喷头摇摆过程中，各降雨区域的降雨量会发生变化，模拟降雨不逼真，无法满足实验的需要；在中国专利ZL03156872.6中公开了一种模拟降雨装置，各喷管相互平行排列在一个平面内，每根喷管上均设有一定数量和一定间隔的喷头，通过同一喷头同时模拟大雨、中雨或小雨，在各种雨量的情况下，各喷头的喷嘴的孔径均是固定不变的，无法逼真再现自然降雨的效果，比如：在小雨量降雨时，喷头的孔径相对过大使得雨滴过大且不均匀，在大雨量降雨时，喷头的孔径相对过小，可能使雨量不足，或者由于水压过高而无法控制降雨的雾化效果，由此可见，现有技术中，模拟降雨装置需作进一步的改进，以提高模拟降雨时的逼真、自然的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟降雨更逼真、自然的模拟降雨装置。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种模拟降雨装置，降雨喷头与高压水管路连接，在高压水管路上设有雨量控制阀；所述高压水管路包括大雨量高压水管、小雨量高压水管，所述雨量控制阀包括分别设于大雨量高压水管、小雨量高压水管上的大雨量控制阀、小雨量控制阀；所述喷头包括至少四个与大雨量高压水管连接的大雨喷头及至少四个与小雨量高压水管连接的小雨喷头；至少四个大雨喷头、至少四个小雨喷头在水平面投影的坐标不同而分别形成大雨喷头阵列、小雨喷头阵列。
本发明中，如需模拟小雨量降雨时，打开小雨量控制阀，高压水从小雨喷头中喷出，在降雨区域内降小雨；如需模拟大雨量降雨时，打开大雨量控制阀，或者同时打开小雨量控制阀、大雨量控制阀，在降雨区域内降大雨。采用该方式模拟降雨，在降雨区域内降雨均匀，且能有效的控制雨量的大小。
本发明所述模拟降雨装置的进一步结构是：
该模拟降雨装置还包括有高压气管，该高压气管与所述喷头或高压水管路连接相通，在高压气管上设有空气控制阀。在模拟降雨时，同时打开空气控制阀并调节高压气的气压，可以控制降雨时的雾化效果，使模拟降雨的效果更逼真。
该模拟降雨装置还包括有容水器、水泵、调压水管以及设于调压水管上的流量调节阀，容水器、水泵及所述高压水管路构成供水管路，调压水管及设于调压水管上的流量调节阀构成调压管路。水泵所输出的高压水，可通过高压水管路向喷头输送，或者通过调压管向容水器回流，通过调节流量调节阀，即可控制通过调压管的水量，进而控制高压水管路的水压。
所述高压水管路与所述调压水管相连接形成连接点，在所述高压水管路上、该连接点后靠近所述降雨喷头一侧设有水压传感器或流量计。通过水压传感器、流量计可以分别观察高压水管路的水压以及降雨时的降雨量，以便进行精确的调节控制。
在所述高压水管路上设有与所述容水器相通的回水管，在该回水管上设有回水控制阀。当高压管内水压过高或被堵塞时，为避免由于水压过高而使水管破裂或产生其它危险，高压水可通过回水管部分回流到容水器，提高高压管路的过载保护功能。
所述高压水管路还包括中雨量高压水管，所述雨量控制阀还包括设于中雨量高压水管上的中雨量控制阀，所述喷头还包括至少四个与中雨量高压水管连接的中雨喷头，至少四个中雨喷头在水平面投影的坐标不同而形成中雨喷头阵列。在模拟降雨时，可单独打开小雨喷头、中雨喷头、大雨喷头，或者同时打开其中多组喷头，可以对降雨量实现更精确的调节。
至少四个所述小雨喷头位于同一水平面，至少四个中雨喷头位于同一水平面，至少四个大雨喷头位于同一水平面；至少四个所述大雨喷头所在水平面、至少四个所述中雨喷头所在水平面、至少四个所述小雨喷头所在水平面依次降低；各所述喷头在同一水平面的投影点中，所述大雨喷头的投影点位于各中雨喷头的投影点所围区域之内，所述中雨喷头的投影点位于各小雨喷头的投影点所围区域之内。所述的大雨喷头、中雨喷头、小雨喷头的孔径逐渐减小。大雨喷头的水压高，所以将大雨喷头设置于上方并位于降雨区域的内侧，使大雨喷头、中雨喷头、小雨喷头所喷出的水覆盖的区域基本相同，避免水雨喷头、中雨喷头、小雨喷头所覆盖的区域相互错开而造成水的浪费，或者使降雨区域内的降雨不均匀，影响模拟效果。
所述的大雨喷头、中雨喷头、小雨喷头的孔径逐渐减小。打开小雨喷头模拟降小雨；同时打开小雨喷头、中雨喷头模拟降中雨；同时打开小雨喷头、中雨喷头、大雨喷头，高压水管部分加压模拟降大雨；同时打开小雨喷头、中雨喷头、大雨喷头，高压水管加至最高水压模拟降暴雨；当然本发明也不限于采用此方式模拟降雨量，如还可以是：打开任意一组或多组模拟不同的降雨量。
本发明所述模拟降雨装置还包括LCD触摸屏来实现对模拟降雨装置的设定与控制，此处需说明的是，本发明所述各控制阀可以采用电磁阀，以方便的实现自动控制，也可以采用其它控制阀门，只要能实现对高压水管路、高压气管实现通断控制即可；本发明所述大雨、中雨、小雨只是一个相对的概念，并不代表具体的降雨量，同理，大雨喷头、中雨喷头、小雨喷头也只代表各降雨喷头的相对喷水量。
模拟实验室包括模拟实验室外套间、模拟实验室外套间，在使用时，将本发明所述模拟降雨装置设于环境实验室的外套间内，通过视频系统及LCD触摸屏实现远程控制操作。为提高模拟的自然效果，还可在喷头一旁设置风速装置，在降雨的同时配合吹风；在高压水管路上可以设置加热装置，通过控制水温来控制降雨的温度。
附图说明
图1是本发明所述模拟降雨装置的结构示意图；
图2是图1中，各喷头俯视方向的位置示意图；
图3是图1中，各喷头侧视方向的位置示意图；
附图标记说明：
1、高压水管路，2、大雨高压水管，3、中雨高压水管，4、小雨高压水管，5、大雨喷头，6、中雨喷头，7、小雨喷头，8、大雨量控制阀，9、中雨量控制阀，10、小雨量控制阀，11、高压气管，12、空气控制阀，13、水压传感器，14、流量计，15、容水器，16、水泵，17、调压水管，18、流量调节阀，19、回水管，20、回水控制阀。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，一种模拟降雨装置，降雨喷头与高压水管路1连接，在高压水管路1上设有雨量控制阀；高压水管路1包括大雨量高压水管2、中雨量高压水管3、小雨量高压水管4，所述雨量控制阀包括分别设于大雨量高压水管2、中雨量高压水管3、小雨量高压水管4上的大雨量控制阀8、中雨量控制阀9、小雨量控制阀10；喷头包括八个与大雨量高压水管2连接的大雨喷头5、八个与中雨量高压水管3连接的中雨喷头6、八个与小雨量高压水管4连接的小雨喷头7；八个大雨喷头5、中雨喷头6、小雨喷头7在水平面投影的坐标不同而分别形成大雨喷头阵列、中雨喷头阵列、小雨喷头阵列。
其中，各降雨喷头所形成的降雨区域为3mx5m的区域，大雨喷头5、中雨喷头6、小雨喷头7分别采用3/8喷头、2/8喷头、1/8喷头，八个小雨喷头7位于同一水平面，八个中雨喷头6位于同一水平面，八个大雨喷头5位于同一水平面；且八个大雨喷头5所在水平面、八个中雨喷头6所在水平面、八个小雨喷头7所在水平面依次降低；各喷头在同一水平面的投影点中，大雨喷头5的投影点位于各中雨喷头6的投影点所围区域之内，中雨喷头6的投影点位于各小雨喷头7的投影点所围的区域之内。
该模拟降雨装置还包括有容水器15、水泵16、调压水管17以及设于调压水管17上的流量调节阀18，容水器15、水泵16及高压水管路1构成供水管路，调压水管17及设于调压水管17上的流量调节阀18构成调压管路，高压水管路1与调压水管17相连接形成连接点，在高压水管路1上、该连接点后靠近降雨喷头一侧设有流量计14和水压传感器13。
在高压水管路1上设有水压传感器13及流量计14，可以时刻测出流过高压水管路1的水压及流量。在高压水管路1上还设有与容水器15相通的回水管19，在该回水管19上设有回水控制阀20。
该模拟降雨装置还包括有高压气管11，该高压气管11与喷头或高压水管路1连接相通，在高压气管11上设有空气控制阀12。
模拟降小雨时，将下层小雨喷头7打开，此时八个1/8喷头喷水，雨强在15-35mm/h之间；模拟降中雨时，将下层小雨喷头7、中层中雨喷头6同时打开，此时八个1/8喷头及八个2/8喷头同时喷水，雨强在25-45mm/h之间；模拟降大雨时，将下层小雨喷头7、中层中雨喷头6及上层大雨喷头5同时打开，将流量调节阀18开启，高压水通过调压水管17部分分流，此时八个1/8喷头、八个2/8喷头及八个3/8喷头同时喷水，雨强在40-80mm/h之间；模拟暴雨时，将下层小雨喷头7、中层中雨喷头6及上层大雨喷头5同时打开，将流量调节阀18关闭并将压力调到最大，八个1/8喷头、八个2/8喷头及八个3/8喷头同时喷水，此时最大雨强为180mm/h；模拟降雨之后，打开回水控制阀20，高压水管路1中的水部分通过该回水控制阀20流回容水器15，高压空气通过空气控制阀12进入水管，并将雨量控制阀与降雨喷头之间的水吹出，以防水管生锈。
上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本发明范围内，进行的各种改进和变化，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1、一种模拟降雨装置，降雨喷头与高压水管路连接，在高压水管路上设有雨量控制阀；其特征在于，所述高压水管路包括大雨量高压水管、小雨量高压水管，所述雨量控制阀包括分别设于大雨量高压水管、小雨量高压水管上的大雨量控制阀、小雨量控制阀；所述喷头包括至少四个与大雨量高压水管连接的大雨喷头及至少四个与小雨量高压水管连接的小雨喷头；至少四个大雨喷头、至少四个小雨喷头在水平面投影的坐标不同而分别形成大雨喷头阵列、小雨喷头阵列。
2、如权利要求1所述模拟降雨装置，其特征在于，该模拟降雨装置还包括有高压气管，该高压气管与所述喷头或高压水管路连接相通，在高压气管上设有空气控制阀。
3、如权利要求1所述模拟降雨装置，其特征在于，该模拟降雨装置还包括有容水器、水泵、调压水管以及设于调压水管上的流量调节阀，容水器、水泵及所述高压水管路构成供水管路，调压水管及设于调压水管上的流量调节阀构成调压管路。
4、如权利要求3所述模拟降雨装置，其特征在于，所述高压水管路与所述调压水管相连接形成连接点，在所述高压水管路上、该连接点后靠近所述降雨喷头一侧设有水压传感器或流量计。
5、如权利要求3所述模拟降雨装置，其特征在于，在所述高压水管路上设有与所述容水器相通的回水管，在该回水管上设有回水控制阀。
6、如权利要求1至5中任一项所述模拟降雨装置，其特征在于，所述高压水管路还包括中雨量高压水管，所述雨量控制阀还包括设于中雨量高压水管上的中雨量控制阀，所述喷头还包括至少四个与中雨量高压水管连接的中雨喷头，至少四个中雨喷头在水平面投影的坐标不同而形成中雨喷头阵列。
7、如权利要求6所述模拟降雨装置，其特征在于，至少四个所述小雨喷头位于同一水平面，至少四个中雨喷头位于同一水平面，至少四个大雨喷头位于同一水平面。
8、如权利要求6所述模拟降雨装置，其特征在于，至少四个所述大雨喷头所在水平面、至少四个所述中雨喷头所在水平面、至少四个所述小雨喷头所在水平面依次降低。
9、如权利要求6所述模拟降雨装置，其特征在于，各所述喷头在同一水平面的投影点中，所述大雨喷头的投影点位于各中雨喷头的投影点所围区域之内，所述中雨喷头的投影点位于各小雨喷头的投影点所围区域之内。
10、如权利要求6所述的模拟降雨装置，其特征在于：所述的大雨喷头、中雨喷头、小雨喷头的孔径逐渐减小。
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