[发明专利]一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨装置及方法

权利要求书

1.一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨装置，其特征在于：包括供水系统、流量测量切换系统、喷头系统及流量程序控制系统，其中：所述的供水系统通过流量测量切换系统与喷头系统相连，通过流量程序控制系统与流量测量切换系统的共同作用对供水系统的供水流量进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨装置，其特征在于：所述的供水系统包括供水箱(1)、水泵(2)和输送管路，供水箱(1)通过水泵(2)及输送管路与流量测量切换系统相连。

3.根据权利要求2所述的一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨装置，其特征在于：所述的流量测量切换系统包括供水立管(5)、分流供水管道及合流供水管道(9)，供水立管(5)的一端与供水系统的输送管路相连，其另一端通过相互并联的分流供水管道均与合流供水管道(9)相连，该合流供水管道(9)连接至喷头系统，上述各分流供水管道上均设有分流阀门与流量计；所述的供水立管(5)还通过回流管路与供水箱(1)相连，且回流管路上设有回流阀门(11)。

4.根据权利要求3所述的一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨装置，其特征在于：所述的流量程序控制系统包括变频器(22)、PLC模块(23)、模拟量模块(24)及触摸屏平板电脑(25)，所述变频器(22)的输出端与供水系统的水泵(2)相连，其输入端与PLC模块(23)相连；所述的PLC模块(23)还通过模拟量模块(24)与触摸屏平板电脑(25)相连。

5.根据权利要求3或4所述的一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨装置，其特征在于：所述的喷头系统包括一端与流量测量切换系统出水管路相连的喷头进水管路，该喷头进水管路的另一端与喷头组(17)相连，该喷头组(17)的喷头为实心锥形喷头，通过喷头系统实现降雨过程的模拟；所述的供水箱(1)上设有刻度尺，所述的流量测量切换系统固定在支架(13)上，支架(13)通过第一圆盘底座(14)进行固定。

6.根据权利要求5所述的一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨装置，其特征在于：所述喷头进水管路包括分流立管(15)和分流软管(16)，其中分流立管(15)的一端与合流供水管道(9)相连，其另一端通过分流软管(16)连接至喷头组(17)，且分流立管(15)及分流软管(16)的数量与喷头组(17)喷头的个数相对应。

7.根据权利要求6所述的一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨装置，其特征在于：所述的喷头组(17)固定于可调升降支架系统上，该可调升降支架系统包括支撑纵梁(18)、升降控制装置(19)、连接横梁(20)和第二圆盘底座(21)，其中，所述支撑纵梁(18)通过第二圆盘底座(21)进行固定，其由上、下钢管套接而成，钢管套接连接处设置升降控制装置(19)；所述连接横梁(20)的两端分别固定在两个支撑纵梁(18)上，所述喷头组(17)的喷头等距固定于连接横梁(20)上。

8.一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨方法，其特征在于：利用权利要求1-7中任一项所述的装置对复杂雨型的降雨过程进行模拟，通过供水系统进行供水，供水经流量测量切换系统进入喷头系统进行喷淋，通过流量程序控制系统及流量测量切换系统的配合对降水强度进行控制，从而实现不同雨型的降雨模拟。

9.根据权利要求8所述的一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨方法，其特征在于，其具体过程如下：

步骤一、根据待模拟雨型每分钟的降雨强度分布及所需降雨区域面积大小，计算供水管路在模拟时间内每分钟所需供水流量分布；

步骤二、通过调节流量程序控制系统中变频器(22)的频率对水泵(2)运转频率进行调节，使水泵(2)每分钟按特定频率运转，从而对水泵(2)输出流量进行调节；

步骤三、水泵(2)出水进入流量测量切换系统，根据水泵(2)出水流量大小切换不同的分流供水管道，同时根据分流供水管道上流量计的示数对回流阀门(11)的开度进行调节，从而实现降雨强度的精确控制。

10.根据权利要求9所述的一种能产生多种复杂雨型的人工模拟降雨方法，其特征在于：所述流量测量切换系统中的分流供水管道包括第一分流供水管道(7a)和第二分流供水管道(7b)，第一分流供水管道(7a)上设有第一分流阀门(6a)和第一分流流量计(8a)，第二分流供水管道(7b)上设有第二分流阀门(6b)和第二分流流量计(8b)；

当流量测量切换系统中进入供水立管(5)的水流量小于第一分流流量计(8a)的最大量程时，关闭第二分流阀门(6b)，使水流通过第一分流供水管道(7a)进入喷头系统；当进入供水立管(5)的水流量大于第一分流流量计(8a)的最大量程时，则关闭第一分流阀门(6a)，使水流通过第二分流供水管道(7b)进入喷头系统；当待模拟雨型的降雨流量小于水泵(2)的最小出水流量时，打开回流阀门(11)，使部分水流回流至供水箱(1)。