CN206819141U - 城市降水点模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种城市降水点模拟装置，模拟下雨管路包括竖向导管、纵向主管和多个横向支管，纵向主管和多个横向支管位于同一水平面内，每个横向支管的一端分别连通纵向主管上对应的支管连接口，每个横向支管的另一端均设有堵头，纵向主管的一端通过竖向导管连接水泵的输出端，纵向主管的另一端均设有堵头，所述每个横向支管的一端均设有电控阀门，每个横向支管上设有多个喷水口，所述水泵的输入端设置在水槽内，竖向导管内设有水流速传感器，每个横向支管均与纵向主管垂直，相邻两个横向支管之间的距离相等；本实用新型能直观地看出渍水区域渍涝范围、渍涝形成过程及洪水走向，为研究与治理渍涝提供了方便的实验环境。

Description

城市降水点模拟装置

技术领域

本实用新型涉及智能设备技术领域，具体涉及一种城市降水点模拟装置。

背景技术

随着科技的不断发展，针对城市化带来的城市排水性能下降后果，对城市雨洪设计的方法研究不断向前推进。最初的推理公式法，被运用于我国传统城市雨洪设计中。该方法利用最大设计暴雨强度来设计雨水管道。最新的XP-SWMM软件设计方法，通过一维和二维模拟功能为城市排水系统的模拟机设计提供数据支持。但是，上述形式均不能直观反映渍涝区的实际下雨情况，使得城市渍涝研究的准确性减低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种城市降水点模拟装置，该装置能模拟下雨情况，为研究与治理渍涝提供了方便的实验环境。

为解决上述技术问题，本实用新型所设计的城市降水点模拟装置，其特征在于，它包括框架、设置在框架底部的水槽、设置在框架顶部的模拟下雨管路、设置在框架上的水泵和控制器以及中心控制板，其中，所述模拟下雨管路包括竖向导管、纵向主管和多个横向支管，纵向主管和多个横向支管位于同一水平面内，每个横向支管的一端分别连通纵向主管上对应的支管连接口，每个横向支管的另一端均设有堵头，纵向主管的一端通过竖向导管连接水泵的输出端，纵向主管的另一端设有堵头，所述每个横向支管的一端均设有电控阀门，每个横向支管上设有多个喷水口，所述水泵的输入端设置在水槽内，所述竖向导管内设有水流速传感器，每个横向支管均与纵向主管垂直，相邻两个横向支管之间的距离相等；

所述中心控制板的控制指令通信端连接控制器的控制指令通信端，所述控制器的各个电控阀门控制信号输出端连接对应电控阀门的控制信号输入端，控制器的水流速信号输入端连接水流速传感器的信号输出端，控制器的水泵控制信号输出端连接水泵的控制信号输入端。

本实用新型通过中心控制板实行人机交互与控制，方便实验人员对模拟降雨因素进行更改，方便进行对城市渍水现象的进一步实验。本实用新型能直观反映渍涝区的实际下雨情况，使得城市渍涝研究的准确性得到提高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中电控部分的原理框图；

图3为本实用新型中纵向主管和多个横向支管部分的仰视图。

其中，1—框架、2—水槽、3—模拟下雨管路、3.1—纵向主管、3.2—横向支管、3.3—竖向导管、3.4—喷水口、3.5—堵头、4—水流速传感器、5—水泵、6—控制器、7—中心控制板、8—电控阀门、9—风扇、10—云端服务器、11—挡风板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

一种城市降水点模拟装置，如图1～3所示，它包括框架1、设置在框架1底部的水槽2、设置在框架1顶部的模拟下雨管路3、设置在框架1上的水泵5和控制器6以及中心控制板7，其中，所述模拟下雨管路3包括竖向导管3.3、纵向主管3.1和多个横向支管3.2(本实施例设有6个横向支管3.2)，纵向主管3.1和多个横向支管3.2位于同一水平面内，每个横向支管3.2的一端分别连通纵向主管3.1上对应的支管连接口，每个横向支管3.2的另一端均设有堵头3.5，纵向主管3.1的一端通过竖向导管3.3连接水泵5的输出端，纵向主管3.1的另一端设有堵头3.5，所述每个横向支管3.2的一端均设有电控阀门8，每个横向支管3.2上设有多个喷水口3.4(本实施例中每个横向支管3.2上并排设有6个喷水口3.4)，所述水泵5的输入端设置在水槽2内，所述竖向导管3.3内设有水流速传感器4，每个横向支管3.2均与纵向主管3.1垂直，相邻两个横向支管3.2之间的距离相等；

所述中心控制板7的控制指令通信端连接控制器6的控制指令通信端，所述控制器6的各个电控阀门控制信号输出端连接对应电控阀门8的控制信号输入端，控制器6的水流速信号输入端连接水流速传感器4的信号输出端，控制器6的水泵控制信号输出端连接水泵5的控制信号输入端。中心控制板7用于向控制器6发出各种控制指令，实现人机交互。

上述技术方案中，所述框架1顶部的前后左右四个侧面均设有挡风板11。左侧的挡风板11和右侧的挡风板11上分别设有风扇9，所述控制器6的两个风扇控制信号输出端连接对应风扇9的控制信号输入端，所述风扇9的出风口面向所述喷水口3.4。所述挡风板11能避免实验室环境内侧风对降雨模拟的影响。

上述技术方案中，每个横向支管3.2的喷水口3.4均朝下。每个喷水口3.4的直径均为0.01cm，反复验证表明0.01cm的喷水口3.4直径能完全模拟出降雨的效果，另外，喷水口3.4朝下能模拟降雨的自然下落过程。

本实用新型还包括云端服务器10，所述控制器6的远程数据通信端与云端服务器10的通信端之间无线通信连接。云端服务器10用于保存上述模拟数据，方便远端工作人员查询。

上述技术方案中，所述控制器6为可编程逻辑控制器(PLC，Programmable LogicController)。

上述技术方案中，风扇9用于控制模拟降雨时的风力条件，电控阀门8的开闭用于控制模拟降雨时的降雨范围。

一种利用上述设备的城市降水点模拟方法，它包括如下步骤：

步骤1：向控制器6中储存各个雨量等级与竖向导管3.3内水流速的对应关系表，根据实验需要，中心控制板7向控制器6发出指定雨量等级和指定雨量范围控制指令，控制器6控制水泵5将水槽2中的水抽到竖向导管3.3中，竖向导管3.3中的水流速传感器4实时感应竖向导管3.3内的水流速信息，并将水流速信息反馈给控制器6，控制器根据储存各个雨量等级与竖向导管3.3内水流速的对应关系通过调节水泵的抽水速率，实现指定雨量等级的闭环控制；

同时，控制器6根据接收到的指定雨量范围控制指令控制对应的电控阀门8开启，开启的电控阀门8对应的横向支管3.2的喷水口3.4喷出对应雨量等级的水；

步骤2：控制器6将实时的指定雨量等级和指定雨量范围信息传输给云端服务器10；

步骤3：喷水口3.4喷出的水，滴回到水槽2中，实现水的循环利用。

上述技术方案的步骤1中，根据实验需要，中心控制板7还向控制器6发出指定风速等级及风向控制指令，控制器6根据指定风速等级及风向控制指令控制开启对应的风扇9并控制开启风扇9的功率，实现指定风速等级及风向的模拟。

上述技术方案的步骤2中，控制器6将实时的指定风速等级及风向信息传输给云端服务器10。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种城市降水点模拟装置，其特征在于，它包括框架(1)、设置在框架(1)底部的水槽(2)、设置在框架(1)顶部的模拟下雨管路(3)、设置在框架(1)上的水泵(5)和控制器(6)以及中心控制板(7)，其中，所述模拟下雨管路(3)包括竖向导管(3.3)、纵向主管(3.1)和多个横向支管(3.2)，纵向主管(3.1)和多个横向支管(3.2)位于同一水平面内，每个横向支管(3.2)的一端分别连通纵向主管(3.1)上对应的支管连接口，每个横向支管(3.2)的另一端均设有堵头(3.5)，纵向主管(3.1)的一端通过竖向导管(3.3)连接水泵(5)的输出端，纵向主管(3.1)的另一端设有堵头(3.5)，所述每个横向支管(3.2)的一端均设有电控阀门(8)，每个横向支管(3.2)上设有多个喷水口(3.4)，所述水泵(5)的输入端设置在水槽(2)内，所述竖向导管(3.3)内设有水流速传感器(4)，每个横向支管(3.2)均与纵向主管(3.1)垂直，相邻两个横向支管(3.2)之间的距离相等；

所述中心控制板(7)的控制指令通信端连接控制器(6)的控制指令通信端，所述控制器(6)的各个电控阀门控制信号输出端连接对应电控阀门(8)的控制信号输入端，控制器(6)的水流速信号输入端连接水流速传感器(4)的信号输出端，控制器(6)的水泵控制信号输出端连接水泵(5)的控制信号输入端。

2.根据权利要求1所述的城市降水点模拟装置，其特征在于：所述框架(1)顶部的前后左右四个侧面均设有挡风板(11)。

3.根据权利要求1所述的城市降水点模拟装置，其特征在于：左侧的挡风板(11)和右侧的挡风板(11)上分别设有风扇(9)，所述控制器(6)的两个风扇控制信号输出端连接对应风扇(9)的控制信号输入端，所述风扇(9)的出风口面向所述喷水口(3.4)。

4.根据权利要求1所述的城市降水点模拟装置，其特征在于：每个横向支管(3.2)的喷水口(3.4)均朝下。

5.根据权利要求1所述的城市降水点模拟装置，其特征在于：每个喷水口(3.4)的直径均为0.01cm。

6.根据权利要求1所述的城市降水点模拟装置，其特征在于：它还包括云端服务器(10)，所述控制器(6)的远程数据通信端与云端服务器(10)的通信端之间无线通信连接。

7.根据权利要求1所述的城市降水点模拟装置，其特征在于：所述控制器(6)为可编程逻辑控制器。