CN101223856B - 一种稳流抗堵塞低压滴灌灌水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稳流抗堵塞低压灌水器，滴灌带上的灌水器为双层管壁构成连续通道，双层管壁分别为灌水器的内壁和外壁，灌水器连续通道的双壁两侧与滴灌带粘合在一起，灌水器的内壁和外壁自然相切，内壁与外壁中间为灌水器的过水流道，灌水器的内壁为滴灌带的一部分，内壁的里面为输水通道，外壁包裹内壁，在灌水器内壁的壁面上设有和出水流道相通的十字状进水孔或川字形进水孔，在灌水器外壁的壁面上也设有圆形出水孔或十字形出水孔。本发明具有防止流道堵塞的作用，在不同的管内压力下，内外壁结合的紧密程度不同，流道过流断面面积不同，过流断面面积与压力成反比，流速与进出口压差成正相关，出流量受压力变化的影响很小，具有很好的稳定出流量。

Description

一种稳流抗堵塞低压滴灌灌水器 

技术领域

本发明属于农业节水灌溉技术领域，涉及滴灌技术与装备行业，特别涉及一种双壁式具有稳流抗堵塞功能的低压灌水器。 

背景技术

滴灌是一种先进的节水灌溉技术，与其它灌水技术相比，滴灌技术适用面广、灌水均匀，具有显著的节水和增产效益。因此，滴灌技术具有十分广阔的应用发展前景。近半个多世纪以来，滴灌设备得到了快速发展和完善，滴灌技术也得到了迅速推广。尽管滴灌技术本身已经比较完善，但滴灌系统目前还存在系统造价相对比较昂贵，主要应用于经济效益高的经济作物，无缘在大田粮食作物应用；滴灌灌水器易于受灌溉水中的悬浮物质、泥沙颗粒和微生物的堵塞，造成灌水均匀度降低，严重时会使整个系统无法正常工作。灌水器的堵塞在影响灌水质量、缩短系统使用寿命的同时，也在影响造价。而系统造价的昂贵在很大程度上制约滴灌技术在更大范围的推广和应用。 

在解决滴灌灌水器的抗堵塞方面，主要有以下途径：1、加强首部过滤，提高灌溉水质标准；2、灌水器的流道采用迷宫式设计或扩大流道断面设计，提高抗堵塞性能；3、改变系统的工作方式，实现自冲洗；4、采用一季性的田间灌水设备。上述方法对解决灌水器的堵塞问题发挥了一定的作用，但是灌水器的堵塞仍然存在。堵塞是滴灌技术中尚未完全解决的核心问题，一直制约滴灌技术发展和推广。在降低滴灌系统成本方面，主要通过降低系统的工作压力，适当减小输水管道和灌水器的壁厚，或添加部分再生料等措施。然而当系统的工作压力降低后，由于水力条件的变化，原来的灌水器结构在抗堵塞方面出现新的问题，因此研发新的灌水器结构形式成必然趋势。 

发明内容

针对低压滴灌条件下灌水器流道中水力特性的变化和微小固体颗粒淤积和附着所引起的堵塞问题，本发明的目的在于，提供一种结构简单，具有抗堵塞性能和稳流作用的低压灌水器。 

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术方案： 

一种稳流抗堵塞低压灌水器，包括滴灌带，其特征在于，所述滴灌带上的灌水器为双层管壁构成连续通道，双层管壁分别为灌水器的内壁和外壁，灌水器连续通道的双壁两侧与滴灌带粘合在一起，灌水器的内壁和外壁自然相切，内壁与外壁中间为灌水器的过水流道，灌水器的内壁为滴灌带的一部分，内壁的里面为输水通道，外壁包裹内壁，在灌水器内壁的壁面上设有和出水流道相通的十字状进水孔或川字形进水孔，在灌水器外壁的壁面上也设有圆形出水孔或十字形出水孔。 

本发明的稳流抗堵塞低压灌水器与现有技术相比，带来以下技术效果： 

1、结构简单：在双壁流道上除过进出水孔外，无其他附加构造和配件； 

2、抗堵塞：采用细线形渗水通道，泥沙或其他固体微笑颗粒很难进入流道，沉积在输水管内的泥沙等可通过打开末端堵头进行防水冲洗。另外流道为扁平宽幅通道，即使部分微小颗粒进入流道，也很难堵塞宽大的流道； 

3、出流量相对稳定：对于双壁流道结构，当输水管道内有压力水通过时，管道将会趋于圆形，管内压力较大时，内壁膨胀受力较大，将与外壁紧密结合，流道过流断面面积减小，流量得到限制；管内压力较小时，内壁膨胀受力较小，其与外壁处于非紧密结合，过流断面面积相对较大，水流相对容易通过，因此，在相同流道结构形式下和限定工作压力范围内，不论在高压或低压，灌水器的其出流量相对比较稳定。 

4、对于出水孔为十字形线状的滴灌带还可用作地埋式(地下)滴灌，可防止灌溉停止后，滴灌带内产生的负压将泥土吸入流道。 

附图说明

图1是本发明的流道结构设计形状示意图，其中图(a)为主视图，图(b)是图(a)的侧视断面图，图(c)是图(a)俯视图； 

图2是一个流道单元组成图。其中图(a)为主视图，图(b)是图(a)的侧视断面图，图(c)是图(a)俯视图； 

图中的符号分别表示：1、滴灌带，2、出水流道，3、流道内壁，4、流道外壁，5、流道侧边，6、进水孔，7、出水孔。 

图3是一个流道单元的拆分图，其中图(a)为有进水口的内壁示意图，图(b)为有出水口的外壁示意图， 

以下结合附图和原理以及实施例对本发明作进一步的详细说明。 

具体实施方式

本发明的稳流抗堵塞低压灌水器，根据滴灌系统的特点和灌水器的功能以及水在微小孔隙结构条件下具有渗透性、同时聚乙烯为非亲水材料，与水不膨胀、薄壁聚乙烯膜具有很好的柔韧性等特点，采用结构简单的宽幅扁平双壁式低压滴灌带灌水器流道结构设计和具有防止泥沙颗粒和其他悬浮物进入流道的特殊进出水孔结构形式。 

参见图1、图2和图3，本发明的具有稳流抗堵功能的双壁流道结构低压灌水器，包括滴灌带1(兼作输水毛管)，滴灌带1上的灌水器为双层管壁构成连续通道，灌水器断面形状类似于同心圆，流道内壁3为输水毛管的组成部分，双层管壁分别为灌水器的内壁3和外壁4，灌水器连续通道的双壁两侧与滴灌带粘合在一起，灌水器的内壁3和外壁4自然相切，与滴灌带1组成一个完整的输水通道。内壁3与外壁4中间为灌水器的过水流道，灌水器的内壁3为滴灌带1的一部分，内壁3的里面为输水通道，外壁4包裹内壁3，内外壁中间的夹层形成灌水器的流道2，在灌水器的内壁3的内壁面上设有和出水流道相通的十字状进水孔或川字形进水孔6，在灌水器外壁4的外壁面上也设有圆形出水孔或十字形出水孔7。灌水器的进水孔6与出水孔7通过内外壁中间的流道2相连通。

灌水器流道两侧边5在滴灌带1制作过程中通过热合工艺粘结在一起，一方面为管道结构成型需求，另一方面可避免出水偏差太大。在流道内壁3上有“十”字形或“川”字形的细线条状进水孔6。水流沿滴灌带内的过水通道向末端推进过程中，在压力作用下，水流将通过进水孔6渗入灌水器流道2，如果灌溉水中含有的泥沙颗粒或其他悬浮固体物质进入滴灌带1，由于进水孔6为细线条状，相当于一个过滤效果很好的过滤器，同时带进水孔6的内壁3与带出水孔7的流道外壁4相贴，所以水流很容易穿过，但泥沙颗粒及其他悬浮固体物质却很难进入，即使有泥沙进入，其数量也是极少，而且粒径很小，对扁平宽幅的出水流道2不会产生明显的过流影响。另外，当水流进入滴灌带1后，水流首先施压于灌水器的内壁3使其向外膨胀，如果水流压力较大，则内壁3的膨胀变形越大，由于出水流道2是双壁结构，内壁3的膨胀必然使其与外圆的外壁4紧密结合，使得过水流道2的断面面积变小，尽管进出口压差较大，使得渗水流速较大，但出流量却不会有明显变化。如果水流压力较小，则内壁3的变形膨胀不会太大，流道内壁3与外圆的外壁4处于一种非紧密结合，过水流道2的断面面积不会变化很大，尽管进出口压差较小，渗水流速较小，但出流量也不会有明显变化。总之，本发明提出的双壁流道结构低压滴灌带灌水器虽然结构简单，但却具有很好的抗堵塞性能和稳流作用。 

本发明将滴灌带的灌水器流道部分制作成连续双壁结构，双壁结构两侧为全封闭粘结，双壁结构的内壁按照灌水器设计间距等距预先打上“十”字形或“川”字形透水孔，同时在双壁结构的外壁按照内壁灌水器设计间距，采取错位排列，也等距预先打上圆形或十字形透水孔，如图1所示，出水流道的外壁面上的圆孔形或十字形的出水孔与过水流道内壁面上的十字形或川字形细线条状进水孔相互错位排列。错位距离根据设计出流量大小确定，若设计单孔出流量较大，则可缩小进水孔和出水孔间距或增加进水孔密度， 若设计单孔出流量较小，则增大进水和出水孔间距。 

本发明的稳流抗堵塞低压灌水器设计依据主要根据灌水器功能是消能减压和配水，以及水在微小孔隙结构条件下具有渗透性，聚乙烯为非亲水材料，不会吸水膨胀、薄壁聚乙烯膜具有很好的柔韧性等特点。双壁流道结构的特点体现在：1、采用双壁流道结构设计，过水流道具有十字形或“川”字形细线条状进水孔，外壁面具有圆形或十字形出水孔，线条状进水孔可对水质进行过滤，阻止泥沙颗粒进入流道，具有防止流道堵塞的作用；2不同的管内压力下，内外壁结合的紧密程度不同，流道过流断面面积不同，过流断面面积与压力成反比，所以出流量受压力变化的影响很小，具有很好的稳定出流量的作用。 

Claims (2)

1.一种稳流抗堵塞低压灌水器，包括滴灌带(1)，其特征在于，所述滴灌带(1)上的灌水器为双层管壁构成连续通道，双层管壁分别为灌水器的内壁(3)和外壁(4)，灌水器连续通道的双壁两侧与滴灌带粘合在一起，灌水器的内壁(3)和外壁(4)自然相切，内壁(3)与外壁(4)中间为灌水器的过水流道，灌水器的内壁(3)为滴灌带(1)的一部分，内壁(3)的里面为输水通道，外壁(4)包裹内壁(3)，在灌水器的内壁(3)的内壁面上设有和出水流道相通的十字状进水孔或川字形进水孔(6)，在灌水器外壁(4)的外壁面上也设有圆形出水孔或十字形出水孔(7)。

2.如权利要求1所述的稳流抗堵塞低压灌水器，其特征在于，所述的灌水器外壁(4)的外壁面上的圆孔形或十字形的出水孔(7)与灌水器的内壁(3)的内壁面上的十字形或川字形细线条状进水孔(6)相互错位排列。

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