户外便携式人工模拟降雨装置的制作方法

1.本发明涉及一种人工降雨装置，尤其涉及户外便携式人工模拟降雨装置。


背景技术：

2.土壤侵蚀破坏土地，吞食农田，加剧洪涝灾害，对生态文明建设高质量发展产生严重影响。实施水土流失监测，准确掌握各种地形条件下，不同雨强时水土流失状况，采取针对性措施有效治理至关重要。
3.为精准监测降雨时水土流失情况，常采用人工降雨装置进行模拟降雨试验。我国现有人工降雨侵蚀相关试验大体可分为野外原位试验和室内模拟试验两种类型，其中野外原位试验约占40%，室内模拟试验约占60%，大部分试验仪器还不能在野外条件下使用。室内人工模拟降雨器价格昂贵，且体积大、笨重、装卸运输困难，特别是受外界因素和地形条件影响大，相对地户外便携式人工模拟降雨装置拥有易携带、易安装等优点。
4.现有的户外便携式人工模拟降雨装置，有的降雨强度不具有可调性；有的对地形适应性差，当地面处于一定坡度时，装置不稳定，喷头喷射角度不可调，有的降雨面积太小达不到户外试验的要求。此类装置均无法良好地适应野外复杂的试验环境，对人工模拟降雨试验造成不可逆的误差影响。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供户外便携式人工模拟降雨装置，该装置结构稳定、喷头喷射角度可以调整，可以更好地适应野外复杂的试验环境。
6.为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案如下：户外便携式人工模拟降雨装置，包括垂直输水管道、三通接头和水平输水管道，所述水平输水管道通过所述三通接头与所述垂直输水管道相连，所述水平输水管道上一侧平行设置有四个支管道，第一、三根支管道长度相同，第二、四根支管道长度相同，第一、三根支管道长度与第二、四根支管道长度不相同；每个支管道上均安装有阀门和喷头，第一、三个喷头和第二、四个喷头分别通过连接杆相连，两根连接杆平行设置，两根连接杆通过往复摇臂拉杆与电机相连；所述电机固定在平板上，所述平板固定在水平输水管道上，所述垂直输水管道下部安装有平衡装置。
7.进一步的，所述喷头为上喷式喷头，喷射高度10m以上，雨滴以0初速度下落。
8.进一步的，所述平衡装置是可伸缩式三角架。
9.进一步的，所述电机为变频电机，通过调速器调节所述喷水装置的摆动频率。
10.进一步的，所述垂直输水管道、三通接头、水平输水管道和支管道均采用pvc材质。
11.更进一步的，所述垂直输水管道是分体式的，是由至少两段管道组成，相邻两段管道之间通过pvc活接连接。
12.进一步的，所述垂直输水管道的进水口处安装有压力表和流量表。
13.本发明所具有的优点和有益效果是：
本发明户外便携式人工模拟降雨装置，包括垂直输水管道、三通接头和通过三通接头与垂直输水管道相连的水平输水管道，水平输水管道连接有四个上喷式喷头，四个喷头通过连接杆与电机相连，通过电机的往复运动带动喷头进行左右摆动。由于水平输水管道上设有四个上喷式喷头，喷射高度达10m以上，使雨滴在空中达到一定高度后以0初速度自由落体，形成的降雨与天然降雨相似。垂直输水管道下部安装有平衡装置，平衡装置由可伸缩三脚架构成，通过调节三脚架的角度和高度使装置更加稳定，可以根据地形随意调节坡角和喷头喷射角度，适用于野外各种地形。位于水平输水管道上方的平板上安装一个变频电机，电机推动连接杆带动喷头做往复运动，提升降雨均匀性，且可通过不同摆动频率改变雨滴直径。喷头采用四边形布置，扩大了有效降雨范围。由于垂直输水管道、三通接头和水平输水管道均主要采用pvc管材制作，价格经济，质量轻，携带方便，可操作性强，便于移动和拆卸安装。与同类设备相比，能耗大幅度降低。
附图说明
14.下面结合附图对本发明作进一步详述：图1是本发明的主视图；图2是本发明立体结构示意图；图3是本发明的俯视图。
15.图中：垂直输水管道1、三通接头2、水平输水管道3、阀门4、喷头5、连接杆6、电机7、平板8、pvc活接9、可伸缩式三角架10、压力表11、弯头12、流量表13、往复摇臂拉杆14、横杆15、短竖管16、支管道31、支管道32、支管道33、支管道34。
具体实施方式
16.为使本发明实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
17.实施例1：如图1、3所示，本发明户外便携式人工模拟降雨装置，包括垂直输水管道1、三通接头2和水平输水管道3，所述水平输水管道3通过所述三通接头2与垂直输水管道1相连，所述水平输水管道3上一侧连接有四个支管道31、32、33、34，位于两端的两个支管道31、34分别通过一个弯头12与水平输水管道3的两端相连；位于中间的两个支管道32、33分别通过一个三通管与水平输水管道3的中部相连；支管道31与支管道33的长度相同，支管道32与支管道34的长度相同，支管道31、33的长度长于支管道32、34的长度。每个支管道上均安装有一个阀门4和一个喷头5。喷头和阀门均设置有内螺纹，使用对丝将喷头和阀门进行螺纹连接。四个喷头形成平行四边形。所述喷头为普通灌溉喷头，在喷头的尾部有一个活动的轴，使喷头本身在水压力的作用下可以实现360
°
旋转。将喷头固定到支管道上并使其喷嘴朝向上方，即为上喷式喷头，喷射高度10m以上，雨滴以0初速度下落。第一、三个喷头5的顶部连接在一根连接杆6的两端，第二、四个喷头5的顶部连接在另一根连接杆6的两端，两根连接杆6平行设置，两根连接杆通过一根横杆15连接，横杆15通过往复摇臂拉杆14与电机7相连；利用喷
头5的可旋转性，当电机转动时，与其相连的往复摇臂拉杆14通过横杆15推动连接杆6做横向往复运动，进而带动与连接杆相连的喷头做横向往复摆动，使喷头喷射出来的水流呈扇形往复摆动。所述电机7安装在电机固定支架上，电机固定支架通过螺栓固定在平板8上，所述平板8位于连接杆6与支管道之间，所述平板8的下表面通过支撑装置固定在水平输水管道3、支管道31和支管道33上。平板长度覆盖水平输水管道，宽度为水平输水管道3到往复摇臂拉杆14的距离。所述电机7为变频电机，通过调速器调节所述喷头的摆动频率。所述垂直输水管道1、三通接头2、水平输水管道3、支管道、弯头12和短竖管16均采用pvc材质。
18.所述垂直输水管道1上安装有可伸缩式三角架10作为支撑系统，可伸缩式三脚架架头孔径与垂直输水管道的孔径一致，将垂直输水管道插入可伸缩式三角架架头的孔口中，并用胶固定。根据当地地形条件，通过调整可伸缩式三脚架三条支撑腿与地面的角度和三条可伸缩支撑腿的长度，改变装置整体的倾斜程度和喷头的角度到适宜位置，然后利用可伸缩式三脚架支撑腿上的卡钉锁紧，从而达到调节装置与地面的坡角和喷头喷射角度的目的。
19.所述垂直输水管道1的进水口处安装有压力表11和流量表13。
20.实施例2：如图2所示，本实施例与实施例1的区别仅仅在于：本实施所述垂直输水管道1是分体式的，是由至少两段管道组成，相邻两段管道之间通过pvc活接9连接，方便拆卸，其余同实施例1。
21.实施例3：如图2所示，本实施例中所述支撑装置采用的是五根短竖管16，其中，两根短竖管布置在平板位于水平输水管道一侧的下方，两根短竖管的顶端粘结在平板8的下表面，两根短竖管的底端插入套装在水平输水管道3上的三通内并固定住；一根短竖管对应支管道31设置，该短竖管的顶端粘结在平板8的下表面，其底端插入套装在支管道31上的三通内并固定住；另一根短竖管对应支管道33设置，该短竖管的顶端粘结在平板8的下表面，其底端插入套装在支管道33上的三通内并固定住；最后一根短竖管对应电机所处区域设置，该短竖管的顶端粘结在电机所处区域平板8的下表面，其底端粘贴固定在第三个喷头的管壁上。五根短竖管的上端封闭不过水，其余同实施例1。
22.本发明户外便携式人工模拟降雨装置的工作原理如下：固定可伸缩式三角架10，确定喷头的喷射仰角及喷射距离，接通电源使变频电机7转动，电机7通过连接杆6带动喷头5在一定摆幅范围内进行往复运动，使得射向空中的高压水柱降落时，在空气阻力的作用下，形成不同形态的雨滴，与天然降雨特性相似。降雨过程中可通过变换喷头组合方式、喷头数量、变频电机频率以及改变电机凸轮轴的直径大小、喷头的仰角来改变降雨参数、雨滴特性及降雨区域。
23.以上所述是本发明的优选实施方式，本发明所属技术领域的技术人员可以对以上所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充，这些修改或补充也应视为本发明的保护范围。