CN101011018A - 滚筒式全自动注射灌溉机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种滚筒式全自动注射灌溉机，该滚筒式全自动注射灌溉机包括车架及车轮，其特征是：在车架上安装有一压力水箱，该压力水箱是由链轮带动的固定于车架一侧的打气筒实现充气，链轮固定在车轮的轮轴上；可做圆周运动的滚筒式注水器通过固定支架安装在车架下侧，且通过软连接水管与压力水箱相通。本发明通过水箱自动加压，由自闭式压力水阀自行控制，滚筒式注水器滚动连续注射灌溉，最大的效果就是节水，同时省时、省工，效率高，且不受水源地距离的限制，特别适合于干旱少雨、庄稼地与水源地距离较远的北方地区使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种灌溉用农用机具，特别是涉及一种滚筒式全自动注射灌溉机。
背景技术
我国地域辽阔，幅员宽广，从南到北跨越多个气候带，特别是长江以北的广大地区一直被干旱所困饶。目前，我国的水资源十分紧缺，北方大面积地区屡屡遭遇缺水困扰，导致社会经济和生态用水严重不足，但农业用水浪费却极为严重。传统的大水漫灌灌溉方式使农业成了用水大户，其用水量占全国总用水量的70％以上，而水的有效利用率只有30％～40％，仅为发达国家的一半左右，每立方米水的粮食生产能力只有0.85千克左右，远远低于发达国家2千克以上的水平。因此，改变人们千百年来传统的浇地习惯，用最少的水获得较高的产出效益，高效节水技术势在必行。
节水灌溉就是按照满足作物生长的最少需水量进行灌溉，用少量的水取得较高的经济效益，是使传统农业向高产、优质、高效的现代农业转变的必要措施。节水灌溉不仅节约水源，而且带来的相关效益也非常显著。主要表现为：水分的生产率提高、单产产量提高、作物品质提高、病虫害减少、施肥量节省、电力能源节省、生产用工大量节省、耕地节省及环境效益提升。农业节水灌溉是解决农业用水危机的最有效途径。
目前节水技术主要有以下几种：
1、喷灌技术：喷灌技术是利用成套的动力机、水泵给水加压，或利用水的自然落差将水通过管道输送到灌区，由管道上的喷头喷射到空中散成水滴，均匀地散布在田间进行灌溉。喷灌几乎适用于所有的旱区作物。
2、微灌技术：微灌技术包括滴灌、微喷灌、脉冲灌、涌泉灌等。滴灌又根据设备工作压力不同分为常压滴灌和重力滴灌；根据设备铺设的方式不同又可分为地下灌溉和地表灌溉。它可根据作物的需水要求，通过灌溉控制、过滤系统及管道和安装在管道上的特制喷水器(滴头、微喷头、稳流器、分水器、滴灌带、喷水带等)，将水和作物所需要的肥料、养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物的根部附近的土壤中。微灌主要用于局部灌溉。
3、行走式节水灌溉技术：行走式节水灌溉技术是利用农村已有的农用动力机械兼作灌溉动力，配套使用的灌溉设备，目前主要在东北地区推广使用，行走式节水灌溉机可以一次完成开沟、施水、播种、施化肥、覆土五道工序，水随开沟器同时灌入沟内，是目前较为高效、节水的灌溉方法。
4、注射灌溉技术：注射灌溉技术是用特制的注射器直接向根区土壤注水(或水肥溶液)的一种灌水方法，群众称为“给土壤打水针”。宁夏以及甘肃曾借用全国推广的“LYJ”追肥枪，安装在农田喷雾器上依靠喷雾器的打气压力，通过喷枪嘴将水注入作物根区。这种枪可将灌水、追肥、根区施药一次完成，主要用于稀植作物灌溉。
上述四种灌溉技术存在的问题和缺点：
喷灌技术与微灌技术共同的缺点是投资巨大，一次投资一般需数万元乃至数十万元，一般农户无法承受，而且节水效果不明显。需要大量的管网设备和固定的水源，特别是渗灌系统埋于地下不易检修养护。而喷灌技术大量的水仍然只作用于地表，容易蒸发，节水效果不明显。行走式节水灌溉技术是目前较为高效、节水的灌溉方法，但仍然存在比较明显的缺陷，一是投资大，需要用拖拉机牵引载有水箱的拖车，后面再牵引播种机，播种机与施水装置相连，同时进行播种、施水、施肥作业，一整套机具长达十几米，投资数万元，一般农户难以承受，而且对农田面积、平整度要求较高，同时由于该技术施水时需要在地表开沟，因此只适用于播种时一次性施水、施肥，苗期因容易伤根而无法作业。
目前尚没有成熟的注射灌溉技术，现有的注射灌溉是一种效率非常低的单式注水器，由人背水箱，只能一棵一棵给作物注水，不能实现连续注水，劳动力投入巨大，效率极低，无法大面积推广。
上述几种灌溉技术的节水效果不明显，投入大、效率低，费工、费时，而且严重受制于水源地距离，必须有近距离水源供应。大水漫灌方式每亩一次约需水300立方米；喷灌技术每亩一次约需水200立方米；微灌技术每亩一次约需水100立方米；行走式节水灌溉技术每亩一次约需水50立方米。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术所存在的缺陷，提供一种结构简单，轻便，成本低，利用机械或人力或畜力提供动力，实现连续注射灌溉的滚筒式全自动注射灌溉机。
为实现本发明的目的所采用的技术方案如下：
一种滚筒式全自动注射灌溉机，包括车架及车轮，其特征是：在车架上安装有一压力水箱，该压力水箱是由链轮带动的固定于车架一侧的打气筒实现充气，链轮固定在车轮的轮轴上；可做圆周运动的滚筒式注水器通过固定支架安装在车架下侧，且通过软连接水管与压力水箱相通；
所述压力水箱上设有空气减压阀；
所述滚筒式注水器是通过安装在固定支架的中轴做圆周运动的，所述中轴为空心轴，其侧面开有出水口，且一端封闭，另一端开口，其开口端通过旋转转换水阀与软连接水管连接；
所述旋转转换水阀包括外壳、小外壳、方形螺帽、中轴水管及卡簧，上述方形螺帽套固在中轴水管上，其外侧与固定支架固定连接；小外壳一端套固在滚筒注水器中轴上，另一端套装在外壳上；外壳则通过卡簧卡在中轴水管上，且一端与小外壳固定连接；中轴水管的另一端套接软连接水管。
在外壳、小外壳和中轴水管的接触处设有密封圈；
所述固定支架的端部设有一个带有手柄的活动拉杆，该活动拉杆处于车架的扶手中梁上所设的控制板卡槽中；
所述滚筒式注水器包括一安装在中轴上的空心滚筒，在空心滚筒(的外切面上均匀分布有若干个注射水管，注射水管均由自闭式压力水阀控制出水；上述自闭式压力水阀控制与空心滚筒同轴设置的若干个注射水管的出水，一般控制两个，特殊情况时，根据需要延长延伸注射水管与滚筒平行部分的水管，在延长的水管中间引申出若干个带侧出水口的注射水管，实现控制多个，从而提高效率。
所述的自闭式压力水阀包括安装在空心滚筒上的阀盖、插入到阀盖内的推杆、固定在推杆一端的挡板及安装在推杆上的调节弹簧，所述推杆的侧壁上还开有可与注射水管相通的流水凹槽，流水凹槽处设有密封胶垫；
所述阀盖的出口端设有水封和水封压盖。
本发明通过水箱自动加压，由自闭式压力水阀自行控制，滚筒式注水器滚动连续注射灌溉，最大的效果就是节水，同时省时、省工，每亩地只需两方水，而且不受水源地距离的限制，任何地形包括平地、山坡地均适合本机灌溉，灌溉用水直接注入地表以下十厘米处，不宜蒸发，可以长时间供应农作物生长需要，特别适合于干旱少雨、庄稼地与水源地距离较远的北方地区使用。利用该灌溉机灌溉可以为国家和农民节约大量的修渠、铺设输水管道的资金投入，结合近年开展的母亲水窖工程，每户农户只需多修一到两口水窖，便可以解决10余亩的种地浇水问题。另外通过本发明灌溉浇水后，每户农户可以减少耕种土地，可以少种精种，节约的土地更利于退耕还林。
本发明的滚筒式全自动注射灌溉机结构简单，轻便，制造成本低，利用机械或人力或畜力提供动力，实现连续注射灌溉，效率高。
附图说明
图1为本发明滚筒式全自动注射灌溉机的立体图；
图2为本发明滚筒式全自动注射灌溉机的正面结构示意简图；
图3为本发明滚筒式全自动注射灌溉机中滚筒式注水器的结构示意简图；
图4为图3中A部位的放大图；
图5为图3中B部位的放大图；
图6为多水管滚筒式注水器的结构示意简图。
具体实施方式
本发明的滚筒式全自动注射灌溉机，包括车架1及车轮2，在车架1上安装有一压力水箱3，压力水箱3上设有水箱盖3-1和空气减压阀9。该压力水箱3的压力来源于打气筒5的充气，打气筒5是由固定在车轮2轮轴上的链轮4带动运动。
车架1下侧固定安装有固定支架8，固定支架8上安装有中轴10，滚筒式注水器6就安装在中轴10上。上述中轴10为空心轴，其侧壁上开有可与滚筒式注水器6相通的出水口11，且一端封闭，另一端开口，开口端通过旋转转换阀12与软连接水管7连接，软连接水管7则与压力水箱3连通。
上述固定支架8的端部设有一个带有手柄13的活动拉杆14，该活动拉杆14处于车架1的扶手中梁1-1上所设的控制板1-2卡槽中。
上述滚筒式注水器6包括一安装在中轴10上的空心滚筒6-1，在空心滚筒6-1的外切面上均匀分布有若干个注射水管6-2，注射水管6-2均由自闭式压力水阀6-3控制出水；所述自闭式压力水阀6-3的具体结构为：包括安装在空心滚筒6-1上的阀盖6-33、插入到阀盖6-33内的推杆6-31、固定在推杆6-31一端的挡板6-32及安装在推杆6-31上的调节弹簧6-34，所述推杆6-31的侧壁上还开有可与注射水管6-2相通的流水凹槽6-35，流水凹槽6-35处设有密封胶垫6-36；在阀盖6-33的出口端设有水封6-37和水封压盖6-38。
上述旋转转换水阀12的具体结构为：包括外壳12-1、小外壳12-2、方形螺帽12-3、卡簧12-4及中轴水管12-6，上述方形螺帽12-3套固在中轴水管12-6上，中轴水管12-6的一端与软连接水管7连接，其外侧与固定支架8固定连接；小外壳12-2一端固定在中轴10上，另一端套固在外壳12-1上；外壳12-1则通过两个卡簧12-4卡在中轴水管12-6上，中轴水管12-6套接在软连接水管7上，且一端与小外壳12-2固定连接；在外壳12-1、小外壳12-2和中轴水管12-6的接触处还设有密封圈12-5。
使用时，首先给水箱3中注满水，拧紧水箱盖3-1，在灌溉机向前行进的同时向下移动手柄13使其卡在控制板1-2下部卡槽中，通过联动拉杆14使滚筒式注水器6组件整体下移，此时滚筒式注水器6上有一组注射水管6-2插入土壤中，同时挡板6-32与地面接触，地面的反作用力向上推动并打开自闭式压力水阀6-3，此时水通过水箱底部与滚筒式注水器连接的软连接水管7经过滚筒式注水器的空心滚筒6-1进入自闭式压力水阀6-3，由于自闭式压力水阀6-3已打开，水便会通过注射水管6-2尖头侧面的出水孔注入土壤中。水能够注入土壤的前提条件是压力水箱3中要有足够的空气压力，该空气压力来自于向前推动灌溉机时，由车轮带动固定于轮轴上的链轮4，通过链轮4带动固定于车架1一侧的打气筒5向压力水箱3充气，压力水箱3顶部设有空气减压阀9，当空气压力过大时可以放气减压，空气减压阀应设置合适的减压条件，否则会加大灌溉机的前进阻力。
由于滚筒式注水器6是绕中轴10滚动的，随着灌溉机的前进，已经参与注水的一组注射水管6-2会顺势向上退出土壤，由于自闭式压力水阀6-3的挡板6-32与注射水管6-2的顶部出水口有10CM的高差，所以此时自闭式压力水阀6-3的挡板6-32首先离开地面，在调节弹簧6-34的作用下自动关闭控制该组出水管的自闭式压力水阀6-3，注射水管6-2在退出土壤前停止注水，一组注射水管6-2离开地面的同时另一组注射水管6-2插入土壤，灌溉机不断前进，滚筒式注水器6周而复始连续注水。
自闭式压力水阀6-3的运行方式是：当挡板6-32接触地面并被地面反作用力向上推顶时，推杆6-31向前移动，调节弹簧6-34被压缩，此时密封胶垫6-36抬起，露出流水凹槽6-35，水流通过凹槽6-35流入注射水管6-2并延水管到达顶部出水口流出。随着滚筒的转动，挡板6-32首先离开地面，此时注射水管6-2尚未退出土壤，在调节弹簧6-34的作用下，推杆6-31向后移动，密封胶垫6-36退回将进水口封闭，同时注射水管6-2退出土壤，一组注射水管退出，另一组同时插入土壤，周而复始连续向土壤注水。图中水封6-37起封水作用，防止水从另一端流出，水封压盖6-38起压紧水封作用。
旋转转换水阀12是压力水箱3与滚筒式注水器6的连接部件，作用是使滚筒式注水器6能够通水并自由旋转。其结构及运行方式是：方形螺帽12-3套固在中轴水管12-6上，中轴水管12-6的一端与软连接水管7固接，方形螺帽12-3外圈与滚筒式注水器6的固定支架8一侧固定，使中轴水管12-6与软连接水管7处于静止不旋转状态。两个卡簧12-4分别位于外壳12-1的内外两侧并卡在中轴水管12-6上，其作用使中轴水管12-6不得前后移动，外壳12-1的内侧靠近卡簧12-4处安装一个密封圈12-5，外壳12-1与小外壳12-2以螺丝拧紧固定，整个外壳一端与滚筒6-1的中轴10连接固定并随滚筒6-1一起旋转，而中轴水管12-6通过方形螺帽12-3与固定支架8连接固定并处于静止不旋转状态。
本发明还可通过横向延长空心滚筒6-1，同时延伸注射水管6-2与滚筒平行部分的水管，在延长的水管中间引申出若干个带侧出水口的注射水管，如图6，通过增加注射水管，用机动车带动，以提高效率。
Claims (10)
1、一种滚筒式全自动注射灌溉机，包括车架(1)及车轮(2)，其特征是：在车架(1)上安装有一压力水箱(3)，该压力水箱(3)是由链轮(4)带动的固定于车架(1)一侧的打气筒(5)实现充气，链轮(4)固定在车轮(2)的轮轴上；可做圆周运动的滚筒式注水器(6)通过固定支架(8)安装在车架(1)下侧，且通过软连接水管(7)与压力水箱(3)相通。
2、按照权利要求1所述的滚筒式全自动注射灌溉机，其特征是：所述压力水箱(3)上设有空气减压阀(9)。
3、按照权利要求1所述的滚筒式全自动注射灌溉机，其特征是：所述滚筒式注水器(6)是通过安装在固定支架(8)的中轴(10)做圆周运动的，所述中轴(10)为空心轴，其侧面开有出水口(11)，且一端封闭，另一端开口，其开口端通过旋转转换水阀(12)与软连接水管(7)连接。
4、按照权利要求3所述的滚筒式全自动注射灌溉机，其特征是：所述旋转转换水阀(12)包括外壳(12-1)、小外壳(12-2)、方形螺帽(12-3)、卡簧(12-4)及中轴水管(12-6)，上述方形螺帽(12-3)套固在中轴水管(12-6)上，中轴水管(12-6)的一端套固在软连接水管(7)上，其外侧与固定支架(8)固定连接；小外壳(12-2)一端固定在中轴(10)上，另一端套装在外壳(12-1)上；外壳(12-1)则通过卡簧(12-4)卡在中轴水管(12-6)上，且一端与小外壳(12-2)固定连接。
5、按照权利要求4所述的滚筒式全自动注射灌溉机，其特征是：在外壳(12-1)、小外壳(12-2)和中轴水管(12-6)的接触处设有密封圈(12-5)。
6、按照权利要求1或3所述的滚筒式全自动注射灌溉机，其特征是：所述固定支架(8)的端部设有一个带有手柄(13)的活动拉杆(14)，该活动拉杆(14)处于车架(1)的扶手中梁(1-1)上所设的控制板(1-2)卡槽中。
7、按照权利要求1或3所述的滚筒式全自动注射灌溉机，其特征是：所述滚筒式注水器(6)包括一安装在中轴(10)上的空心滚筒(6-1)，在空心滚筒(6-1)的外切面上均匀分布有若干个注射水管(6-2)，注射水管(6-2)均由自闭式压力水阀(6-3)控制出水。
8、按照权利要求7所述的滚筒式全自动注射灌溉机，其特征是：上述自闭式压力水阀(6-3)控制与空心滚筒(6-1)同轴设置的若干个注射水管(6-2)的出水。
9、按照权利要求8所述的滚筒式全自动注射灌溉机，其特征是：所述的自闭式压力水阀(6-3)包括安装在空心滚筒(6-1)上的阀盖(6-33)、插入到阀盖(6-33)内的推杆(6-31)、固定在推杆(6-31)一端的挡板(6-32)及安装在推杆(6-31)上的调节弹簧(6-34)，所述推杆(6-31)的侧壁上还开有可与注射水管(6-2)相通的流水凹槽(6-35)，流水凹槽(6-35)处设有密封胶垫(6-36)。
10、按照权利要求9所述的滚筒式全自动注射灌溉机，其特征是：所述阀盖(6-33)的出口端设有水封(6-37)和水封压盖(6-38)。
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