專利名稱：管嘴一體式噴灌降水發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種人工模擬降雨噴灌的裝置，特別是管嘴一體式噴灌降水發(fā)生。
背景技術(shù)：
人工模擬降雨是不受天然降雨控制，而采取人工手段通過(guò)供水系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、降雨發(fā)生器系統(tǒng)等設(shè)備，完成模擬降雨噴灌過(guò)程，滿足用水單元所需用水的裝置。人工模擬降雨的核心技術(shù)是降雨發(fā)生器。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研制出許多類型的人工模擬降雨裝置，廣泛應(yīng)用于水利工程和農(nóng)業(yè)工程、水土保持等領(lǐng)域科學(xué)研究。其模擬降雨裝置系統(tǒng)基本由供水系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、模擬降雨機(jī)組成。模擬降雨機(jī)由單獨(dú)直立豎管、延伸管、降雨發(fā)生器及三角架等構(gòu)成。各種模擬降雨發(fā)生器分為噴嘴式雨滴發(fā)生器和針管式雨滴發(fā)生器；噴嘴式是從噴嘴或噴孔中把水噴射至空中，受空氣阻力作用的影響，水流破碎形成不同大小的雨滴，降落至地表，其產(chǎn)生的雨滴有大有小， 與天然降雨的雨滴比較相似。針管式是水流流過(guò)眾多針頭或細(xì)管形成雨滴。由于產(chǎn)生的雨滴過(guò)于均勻，與天然降雨的雨滴分布相差甚遠(yuǎn)而使用較少。噴嘴式噴頭又分為側(cè)噴式、下噴式側(cè)噴式就是水流經(jīng)碎流板遮擋以后呈一定角度向上噴射，到最大高度后呈自由落體運(yùn)動(dòng)降落地表，水滴的運(yùn)動(dòng)軌跡大致呈拋物線形式。 最大優(yōu)點(diǎn)在于水滴是自由落體運(yùn)動(dòng)，單個(gè)噴頭的雨滴分布比較好，可通過(guò)選用不同的噴頭組合和不同的噴嘴直徑、調(diào)整水流壓力來(lái)改變降雨強(qiáng)度。下噴式采用的是下噴形式產(chǎn)生降雨，特點(diǎn)是水滴離開(kāi)降雨器時(shí)有一定的初速度。根據(jù)控制降雨強(qiáng)度的方式，可分為轉(zhuǎn)臂式、 轉(zhuǎn)盤(pán)式和擺動(dòng)式。轉(zhuǎn)臂式由很多安裝有多個(gè)噴頭的旋轉(zhuǎn)臂組成，通過(guò)調(diào)整旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)的速度可以實(shí)現(xiàn)降雨強(qiáng)度的控制。轉(zhuǎn)盤(pán)式與轉(zhuǎn)臂式比較類似，但降雨是通過(guò)旋轉(zhuǎn)盤(pán)的開(kāi)口處降落到地表。擺動(dòng)式是通過(guò)調(diào)整噴頭擺動(dòng)的頻率來(lái)控制降雨強(qiáng)度。目前，國(guó)內(nèi)外各種模擬降雨裝置雖然都能模擬天然降雨過(guò)程，各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)都符合規(guī)范要求，但其設(shè)備比較復(fù)雜，無(wú)不采取多重結(jié)構(gòu)，或是組合或是增加附加設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬降雨過(guò)程。如2003年 2009年申請(qǐng)人研制單噴頭人工模擬降雨裝置，曾開(kāi)發(fā)出四代產(chǎn)品1.單噴頭人工模擬降雨裝置(ZL03214113.0) ；2.雙調(diào)控人工模擬降雨噴頭 (ZL200620090015. 2) ；3.曲面?zhèn)葤伿浇涤陣姽鄧婎^(ZL200620090125. 9) ；4.單噴頭振蕩式人工模擬降雨發(fā)生器(ZL200820012232.9)。實(shí)現(xiàn)了以單噴頭代替多噴頭組合模擬降雨的目標(biāo)。模擬降雨過(guò)程可調(diào)，降雨區(qū)域呈扇形，控制面積> 150m2，可模擬降雨強(qiáng)度為30 200mm/h(而實(shí)際應(yīng)用適于農(nóng)作物的降雨強(qiáng)度最好低于50mm/h)；模擬降雨雨滴直徑接近天然降雨的雨滴直徑，完全體現(xiàn)了降雨實(shí)質(zhì)，降雨均勻，沒(méi)有“空心”現(xiàn)象，模擬降雨的性能變幅較小。通過(guò)了 CMA節(jié)水灌溉設(shè)備質(zhì)量檢測(cè)中心測(cè)試，結(jié)果符合GBJ85-85質(zhì)量要求。盡管經(jīng)多次改造完善，在保持性能不變的前提下，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但仍需要近10個(gè)零部件進(jìn)行組裝，還不能稱之為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能不變。據(jù)相關(guān)資料顯示我國(guó)是世界上水資源嚴(yán)重緊缺的國(guó)家之一，人均水資源占有量約為世界平均水平的1/4，農(nóng)業(yè)水資源總量不足，增量有限。如果全國(guó)旱作耕地應(yīng)用雨水高效利用技術(shù)，可使降水利用率提高5 10個(gè)百分點(diǎn)，即可增加利用降水量200 400億m3。 充分利用天然降水，大力發(fā)展旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)，將成為解決我國(guó)水資源短缺的重大戰(zhàn)略途徑。 解決“三農(nóng)”問(wèn)題的關(guān)鍵在于發(fā)展節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)。因此，研制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便的簡(jiǎn)易快捷的噴灌降水發(fā)生器，成為解決發(fā)展節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的任務(wù)是針對(duì)現(xiàn)有噴灌降雨裝置存在的不足，設(shè)計(jì)一種管嘴一體式噴灌降水發(fā)生器。該噴灌降水發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，不需要較大型供水系統(tǒng)、控制系統(tǒng)， 只需小型水泵、普通輸水管線、在有水源、電力供應(yīng)的前提下，安裝該降水發(fā)生器，即可完成噴灌過(guò)程，按需供應(yīng)植物消耗用水。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的管嘴一體式噴灌降水發(fā)生器，是在管筒一端通過(guò)切割、鍛壓，構(gòu)成出水經(jīng)過(guò)的彎曲面與拋物面碎流板結(jié)合體；水流通過(guò)供水管線輸送，在供水壓力作用下， 經(jīng)出水口拋物面碎流板及彎曲面向周圍空中噴射，射出水舌經(jīng)過(guò)充分摻氣而自然形成水滴，落入地面完成降雨過(guò)程。為完成上述任務(wù)本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案是管嘴一體式噴灌降水發(fā)生器，包括管筒以及位于管筒上的切面和切口，位于管筒底部的輸水入口與供水管線相連接，其特征在于在管筒頂部斜切構(gòu)成切面，切口位于切面的下緣，切口與管筒外緣成銳角；將切面從切口根部平展，使切面向切口方向壓制成拋物面碎流板；切口外緣向碎流板內(nèi)側(cè)壓制形成彎曲面，該彎曲面與拋物面碎流板內(nèi)側(cè)根部構(gòu)成束窄出水?dāng)嗝鎳娮欤?在拋物面碎流板上開(kāi)有若干出水孔。選擇上下兩側(cè)出水形式在于水流從拋物面碎流板上側(cè)出水孔出水，當(dāng)水束下落時(shí)，必然穿擊水流從拋物面碎流板內(nèi)側(cè)噴出水舌層，不僅產(chǎn)生碎流作用，保證降水均勻度， 而且增加近程落水量，消除噴灌“空心”現(xiàn)象，控制近程噴灌用水面積；水流從拋物面碎流板內(nèi)側(cè)出水，控制遠(yuǎn)程噴灌用水面積。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的切口角度大于切面角度，切口深度為管筒直徑的70 80%。所述的切面的頂角α設(shè)計(jì)為20 45°，切口的切角β設(shè)計(jì)為60 90°。所述的出水孔內(nèi)徑與碎流板的拋物面成銳角并且均勻分布在碎流板上。本實(shí)用新型技術(shù)性能1、模擬降雨強(qiáng)度5 100mm/h ；2、降雨均勻度> 80% ；3、 降雨面積為扇形，扇形夾角> 150° ；4、降雨半徑> 2m，降雨控制面積> 150m2。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工裝拆方便。加工只需2個(gè)切口，2次壓制即可完成，通體一個(gè)部件，即輸水管連接、拋物面碎流板、彎面噴嘴構(gòu)成一個(gè)整體，若采用澆筑件，可一次成型；2、不需要較大型供水系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，只需小型水泵、普通輸水管線、在有水源、電力供應(yīng)的前提下，裝上管嘴一體式(簡(jiǎn)易)噴灌降雨發(fā)生器，即可完成模擬降雨式噴灌過(guò)程，按需供應(yīng)耗水植物用水；3、原材料廣泛，產(chǎn)品成本大幅降低；4、管嘴一體，可手持移動(dòng)或管網(wǎng)固定組合使用。

[0019]圖1為本實(shí)用新型切割后壓制前的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為壓制后本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)立體圖。圖3為壓制后本實(shí)用新型側(cè)面示意圖。圖中1、切面，2、切口，3、管筒，4、拋物面碎流板，5、彎曲面，6、出水孔，7、噴嘴。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)附圖結(jié)合本實(shí)用新型的實(shí)施方式作詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖1、圖2、圖3，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的管嘴一體式噴灌降水發(fā)生器，是在管筒3上切割一個(gè)切面1和一條切口 2，切面1和切口 2通過(guò)鍛壓構(gòu)成出水經(jīng)過(guò)的彎曲面5與拋物面碎流板4的結(jié)合體。具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是在管筒3 —端的輸水入口設(shè)有螺紋接口，螺紋接口與供水管線相連接；在管筒3的另一端作的切面1和切口 2近似于“八”字形，即在管筒3頂部斜切斷構(gòu)成切面1，切口 2位于切面1的下緣，切口 2深度為管筒3直徑的70 80%;切口 2與管筒3外緣成銳角，切口 2與切面1的交角為45 120° ；切口 2的角度大于切面1 角度，切面1的頂角α設(shè)計(jì)為30 45°，切口 2的切角β設(shè)計(jì)為70 80°。本發(fā)明管筒可以使用不同材質(zhì)、不同直徑的管材，如鋼或鐵質(zhì)等金屬材料，或塑料等非金屬材料。見(jiàn)圖1、圖2、圖3，將切面1從切口 2根部平展，使切面1向切口 2的方向鍛壓制成出水口拋物面碎流板4;切口 2外緣以軸線方向向碎流板4內(nèi)側(cè)壓制形成彎曲面5，該彎曲面5與拋物面碎流板4內(nèi)側(cè)根部構(gòu)成束窄出水?dāng)嗝鎳娮?，即碎流板4的根部與彎曲面 5結(jié)合的外側(cè)，由圓形出水口被彎曲面擠壓約束成狹窄的月牙形出水口即噴嘴7 ；在拋物面碎流板4上開(kāi)有若干出水孔6，出水孔6內(nèi)徑與碎流板4的拋物面成銳角，并且該出水孔6 均勻分布在碎流板4上。工作時(shí)水流通過(guò)供水管線輸送，在供水壓力作用下，水流通過(guò)管筒3、彎曲面5外側(cè)的束窄噴嘴7被擠壓到碎流板4的拋物面內(nèi)側(cè)，其中一部分水流沿著切面1制成的拋物面內(nèi)側(cè)邊緣射出水舌并向周邊噴射，另一部分水流從碎流板4上的出水孔6向空中射出水束；降水面積呈扇形，噴射出的水束經(jīng)過(guò)充分摻氣而自然形成水滴，最終完成噴灌降水過(guò)程。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的噴灌面積為扇形，噴灌半徑取決于供水壓力。
權(quán)利要求1.管嘴一體式噴灌降水發(fā)生器，包括管筒[3]以及位于管筒上的切面[1]和切口[2]， 位于管筒[3]底部的輸水入口與供水管線相連接，其特征在于在管筒[3]頂部斜切構(gòu)成切面[1]，切口 [2]位于切面[1]的下緣，切口 [2]與管筒[3]外緣成銳角；將切面[1]從切口 [2]根部平展，使切面[1]向切口 [2]方向壓制成拋物面碎流板[4]；切口 [2]外緣向碎流板[4]內(nèi)側(cè)壓制形成彎曲面[5]，該彎曲面[5]與拋物面碎流板[4]內(nèi)側(cè)根部構(gòu)成束窄出水?dāng)嗝鎳娮靃7]；在拋物面碎流板[4]上開(kāi)有若干出水孔W]。
2.按照權(quán)利要求1所述的管嘴一體式噴灌降水發(fā)生器，其特征在于所述的切口[2] 角度大于切面[1]角度，切口 [2]深度為管筒直徑的70 80%。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的管嘴一體式噴灌降水發(fā)生器，其特征是所述的切面[1] 的頂角α為20 45°，切口 [2]的切角β為60 90°。
4.按照權(quán)利要求1所述的管嘴一體式噴灌降水發(fā)生器，其特征在于所述的出水孔[6] 內(nèi)徑與碎流板W]的拋物面成銳角并且均勻分布在碎流板[4]上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及管嘴一體式噴灌降水發(fā)生器，包括管筒以及管筒上的切面和切口，位于管筒底部的輸水入口與供水管線相連接，在管筒頂部斜切構(gòu)成切面，切口位于切面下緣，切口與管筒外緣成銳角；將切面從切口根部平展，使切面向切口方向壓制成拋物面碎流板；切口外緣向碎流板內(nèi)側(cè)壓制形成彎曲面，該彎曲面與碎流板內(nèi)側(cè)根部構(gòu)成束窄出水?dāng)嗝鎳娮?；在碎流板上開(kāi)有若干出水孔。本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，加工裝拆方便，只需2個(gè)切口，2次壓制即可，通體一個(gè)部件，可一次成型；管嘴一體，可手持移動(dòng)或管網(wǎng)固定組合使用；不需要較大型供水控制系統(tǒng)，只需小型水泵、普通輸水管線、在有水電供應(yīng)條件下安裝，即可完成噴灌降水過(guò)程，按需供應(yīng)耗水植物用水。
文檔編號(hào)B05B1/14GK202137072SQ201120243710
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者黨如童, 黨福江, 蘇丹丹 申請(qǐng)人:黨如童