一种基于无级变速的节水型野外降雨系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于无级变速的节水型野外降雨系统，包括喷淋装置、传动装置与回水装置；喷淋装置包括进水管、旋转接头、固定横杆、喷头、区域控制器，进水管通过旋转接头与固定横杆连接，喷头通过螺旋接头固定于固定横杆中间，区域控制器位于喷头正下方，区域控制器形成降雨区及位于降雨区外围的回流区；传动装置用于驱动喷头在降雨区与回流区以一定频率和方式来回摆动；回水装置包括回水管路、与回水管路连通的回水箱，所述进水管的一端与供水系统连接，另一端与所述旋转接头连接，供水系统还与所述回水箱连通。本实用新型专利技术通过挡流板控制受雨范围，提高降雨有效覆盖率，同时利用回水装置进行回收，实现回水全利用，提高野外试验可持续性。试验可持续性。试验可持续性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无级变速的节水型野外降雨系统


[0001]本技术涉及土壤侵蚀人工模拟试验领域，具体是一种基于无级变速的节水型野外降雨系统。

技术介绍

[0002]在我国，土壤侵蚀造成严重的水土流失与土壤肥力下降，威胁生态安全与人居环境。因降雨导致的水力侵蚀是其主要侵蚀方式之一。在土壤水力侵蚀研究过程中，野外原位观测是不可或缺的重要环节，目前多利用径流小区观测法。在观测降雨对水土流失的影响过程中，因天然降雨的不确定性、多变性，依靠天然降雨得到足量可靠成系列的数据常需要大量时间。因此利用可控、可调节的人工模拟降雨在短时间内得到系列数据，以补充或完善天然降雨条件下的观测结果是野外原位观测的重要内容。
[0003]人工模拟降雨装置主要有管网式、悬线式、针管式和喷嘴式等四种。目前，喷嘴式降雨装置因其装置的相对简单性，是野外人工模拟试验装置的主流。对喷嘴式降雨装置而言，喷嘴型号和供水压力是其两个关键控制条件。在喷嘴型号固定的情况下，雨强与雨滴大小随着供水压力变化而变化；当供水压力一定的情况下，喷嘴型号决定了雨滴形态、雨强大小和雨滴动能。故试验时多通过调节供水水压和喷嘴型号对降雨的均匀性、雨滴动能、降雨强度、雨滴中数直径等降雨的主要技术参数进行调节。但在野外试验过程中，供水条件多有限，这一过程常给试验的可持续性带来较大风险，因为无论是更换喷头或是变换供水压强，都会导致系统不稳定，常需要较长时间的调试以稳定系统，并重新率定参数；且频繁的更换喷头会造成较大的管路漏水风险，影响试验数据的准确性，加大了试验失败风险概率。此外喷嘴式降雨装置其降雨范围多为以喷嘴为圆心的圆形，而径流小区多为一定尺寸的方形，故降雨时常有大量水喷洒在小区之外，造成大量浪费；在野外试验、供水不方便时，这些都严重影响着试验的可持续性。因此研究一种操作简单、使用方便的节水型野外降雨装置就显得十分必要。

技术实现思路

[0004]本技术针对现有技术中存在的不足，提供一种基于无级变速的节水型野外降雨系统，以解决野外降雨调节雨强与率定雨强过程中操作复杂与水量浪费等技术问题。
[0005]本技术采用的技术方案：
[0006]一种基于无级变速的节水型野外降雨系统，包括喷淋装置、传动装置与回水装置；所述喷淋装置包括进水管、旋转接头、固定横杆、喷头、区域控制器，所述进水管通过旋转接头与固定横杆连接，所述喷头通过螺旋接头固定于固定横杆中间，区域控制器位于喷头正下方，所述区域控制器形成降雨区及位于降雨区外围的回流区；所述传动装置用于驱动喷头在降雨区与回流区以一定频率和方式来回摆动；所述回水装置包括回水管路、与回水管路连通的回水箱，回水管路用于将喷头喷洒在回流区的水回流至回水箱,所述进水管为耐压管路，所述进水管的一端与供水系统连接，另一端与所述旋转接头连接,所述供水系统还
与所述回水箱连通。
[0007]进一步的，所述旋转接头为90
°
弯头，外侧为固定端，内侧为可360
°
旋转的活动端，固定端通过接头与进水管连接，活动端与固定横杆连接。
[0008]进一步的，所述区域控制器由不锈钢板拼接组成，包括底板、侧板和挡流板，底板的中部设有底板开口，底板分别与竖直向上的侧板连接围设成一上端开口的腔体结构，底板开口的四边分别与斜向上设置的挡流板连接形成一上部开口的梯形台结构，其中挡流板围设形成的上部开口作为所述降雨区，底板和侧板围成的剩余区域为所述回流区。
[0009]进一步的，所述传动装置包括控制器、无级变速继电器、电动机、摇臂、轮链、传动链、偏心轮和摆杆，所述控制器通过无级变速继电器带动电动机以一定频率与方式转动，所述摇臂一端与电动机的电机转轴固定连接，另一端通过轮链与传动链的一端活动连接，所述传动链另一端通过偏心轮与摆杆的一端活动连接，所述摆杆的另一端固定于固定横杆。
[0010]进一步的，所述回水装置还包括消能网垫，所述消能网垫为与回水区尺寸相同的不锈钢滤网，平铺于降雨装置回水区内。
[0011]本技术具有如下优点：
[0012](1)通过挡流板控制受雨范围，提高降雨有效覆盖率，同时利用回水装置，对超界降雨、率定耗水、稳定系统耗水等进行回收，实现回水全利用，提高野外试验可持续性；
[0013](2)操作简单，通过摆动频率控制降雨雨强，可实现雨强范围的连续调控；
[0014](3)通过摆动频率控制雨滴初始动能，营造不同降雨动能的雨滴，模拟多种试验条件；
[0015](4)压力与流量恒定、雨滴形态恒定，营造更均一的试验环境。
附图说明
[0016]图1为本技术基于无级变速的节水型野外降雨系统的俯视图；
[0017]图2为本技术基于无级变速的节水型野外降雨系统的主视图；
[0018]图3为本技术基于无级变速的节水型野外降雨系统的侧视图；
[0019]图4为本技术中喷头的摆动原理示意图；
[0020]图5为本技术中区域控制器的俯视图；
[0021]图6为本技术中区域控制器的立体结构示意图。
[0022]图中：1—进水管，2—旋转接头，3—固定横杆，4—喷头，5—区域控制器，6—控制器，7—无级变速继电器，8—电动机，9—摇臂，10—轮链，11—传动链，12—偏心轮，13—摆杆，14—挡流板，15—消能网垫，16—回水管路，17—回水箱，18—降雨区，19—回流区，51—底板，52—侧板。
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0024]请参阅图1
‑
3，本技术基于无级变速的节水型野外降雨系统其中一个实施例，包括喷淋装置、传动装置与回水装置。
[0025]所述喷淋装置包括进水管1、旋转接头2、固定横杆3、喷头4、区域控制器5。所述进
水管1为耐压管路，一端与供水系统连接，另一端通过旋转接头2与固定横杆3连接。所述旋转接头2为90
°
弯头，外侧为固定端，内侧为可360
°
旋转的活动端，固定端通过接头与进水管1连接，活动端与固定横杆3连接，所述喷头4通过螺旋接头固定于固定横杆3中间。区域控制器5安放于喷头4正下方一定距离，其中喷头4位于区域控制器5中心对称点正上方，固定横杆3位于区域控制器5长侧轴对称线正上方。
[0026]如图5和图6所示，所述区域控制器5由不锈钢板拼接组成，包括底板51、侧板52和挡流板14。底板51的中部设有底板开口，底板51分别与竖直向上的侧板52连接围设成一上端开口的腔体结构，底板开口的四边分别与斜向上设置的挡流板14连接形成一上部开口的梯形台结构。所述挡流板14如图1
‑
图3所示，分别是相对设置的第一挡流板14a、第二挡流板14b以及相对设置的第三挡流板14c、第四挡流板14d。其中挡流板14围设形成的上部开口(即图5所示中间的空白区域)作为降雨区18，而底板51和侧板5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无级变速的节水型野外降雨系统，其特征在于：包括喷淋装置、传动装置与回水装置；所述喷淋装置包括进水管、旋转接头、固定横杆、喷头、区域控制器，所述进水管通过旋转接头与固定横杆连接，所述喷头通过螺旋接头固定于固定横杆中间，区域控制器位于喷头正下方，所述区域控制器形成降雨区及位于降雨区外围的回流区；所述传动装置用于驱动喷头在降雨区与回流区以一定频率和方式来回摆动；所述回水装置包括回水管路、与回水管路连通的回水箱，回水管路用于将喷头喷洒在回流区的水回流至回水箱,所述进水管为耐压管路，所述进水管的一端与供水系统连接，另一端与所述旋转接头连接，所述供水系统还与所述回水箱连通。2.如权利要求1所述的基于无级变速的节水型野外降雨系统，其特征在于：所述旋转接头为90
°
弯头，外侧为固定端，内侧为可360
°
旋转的活动端，固定端通过接头与进水管连接，活动端与固定横杆连接。3.如权利要求1所述的基于无级变速的节水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，程冬兵，张长伟，孙宝洋，邱佩，李建明，江民，张志华，杨贺菲，刘晨曦，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：新型
国别省市：