CN101256120A - 一种滴灌灌水器综合性能测试的简易装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于农业灌溉设备范围的一种滴灌灌水器综合性能测试的简易装置。该装置的水泵安装在供水架底部，并由进水管和调节水箱连接；还通过一级分流管道分别连接各调压阀、过滤器、压力表、和供水支管。供水支管分别连接滴灌灌水器；盛水器放置在滴灌灌水器下面，盛水器固定在移动支架上，集水槽固定在试验架的中部，调节水箱与集水槽连接，并固定在试验架的左下角。本装置结构简单，系统采用分流调压原理与调压阀共同作用形成三级联调测试目标工作压力控制模式，可迅速逼近并锁定目标工作压力，同时分流管水回流使水充分紊乱而替代常用的搅拌方法，原理简单、试验的同步性极高，极大地减小试验误差，可操作性强、价格低廉，容易实现和推广。
Description
技术领域
本发明属于农业灌溉设备范围，特别涉及一种滴灌灌水器综合性能测试的简易装置。
背景技术
灌水器是滴灌系统最关键的部件之一，它的结构及其水力性能的优劣对灌水的均匀性、抗堵塞能力、系统寿命影响很大。自滴灌技术产生以来，国内外有关研究人员花费了大量的精力和物力致力于滴灌设备的开发。由于国内外灌水器设计理论和方法均受到严格保密，对滴灌灌水器设计有实际指导意义的文章罕见有公开发表，我国对于滴灌灌水器的开发还处于起步阶段，设计主要是以引进和仿制为主，产品的定型往往需要经过设计、性能测试、修改设计若干次循环往复修改，以至于设计周期长而投资较高，制约了滴灌灌水器系列化产品的开发。
滴灌灌水器的设计成功与否需要进行性能测试，因而迅速、便捷地实现灌水器性能测试已成为滴灌设备研究人员普遍追求的目标。美国加利福尼亚灌溉技术研究所、南非农业工程研究所以及以色列NETAFIM现代农业公司等国际上的许多灌溉研究与生产机构都具有自己的滴灌灌水器水力性能测试平台，但总体而言测试系统较为庞大、投资高、功能较为单一、标准不一，而仅停留在水力性能测试阶段，而对于灌水器的抗堵塞性能均未涉及。国内李光永等(专利号：03149903.1)公开了一种微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置，实现了灌水器水力性能和抗堵塞性能的综合测试，但总体而言系统复杂、造价较高，不便于推广。因而如何迅速、便捷、准确的对滴头性能进行综合测试，开发综合性能测试相应的简易技术平台已成为目前急需研究的问题。在对国内外滴灌灌水器测试装置进行深入研究的基础上，面向中国国家标准“农业灌溉设备滴头技术规范和试验方法(GB/T17187-1997)”与“农业灌溉设备滴头技术规范和试验方法(GB/T17187-1997)”的要求，本发明提出了一种滴灌灌水器综合性能测试的简易装置，该装置具有简易、准确、多功能、造价低等优点。
发明内容
本发明的目的是在对国内外有关滴灌灌水器性能测试装置进行综合分析的基础上，重点解决国内外测试系统功能单一、标准不一、系统庞大、造价高等问题的一种滴灌灌水器综合性能测试的简易装置。
本装置的结构为水泵1安装在供水架19底部，水泵1的进水管20连接调节水箱11，水泵1通过一级分流管道12分别连接第一调压阀2和第二调压阀14，第一调压阀2通过过滤器3、压力表4和供水支管5，供水支管5分别连接滴灌灌水器6，盛水器7放置在滴灌灌水器6下面，盛水器7固定在移动支架8上，移动支架8借助同步滑轮9移动，集水槽10固定在试验架18的中部，调节水箱11与集水槽10连接，并固定在试验架18的左下角；调节水箱11底部安装底阀17和排水管16。
所述滴灌灌水器为毛细管。
所述在集水槽10上方二级分流管道13和第三调压阀15连接在供水支管5上，使水流全部进入调节水箱11。
所述试验架的四个立架下安装移动脚轮。
本发明的有益效果在于装置结构简单、造价低、功能完善、移动便捷，符合中国国家标准要求。整个装置均采用滑轮进行移动，方便了用户的搬移。同步滑轮可使盛水支架的迅速移动，试验的同步性极高，极大地减小了试验误差，推动盛水器支架，在0.1s内断开滴头与各自量水器之间的联系，同步性高。的目的是在对国内外有关滴灌灌水器性能测试装置进行综合分析的基础上，重点解决国内外测试系统功能单一、标准不一、系统庞大、造价高等问题的
附图说明
图1为滴灌灌水器综合性能测试的简易装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种滴灌灌水器综合性能测试的简易装置。在图1所示的滴灌灌水器综合性能测试的简易装置的结构示意图中，提供系统工作驱动力的水泵1安装在供水架19底部，水泵1的进水管20连接调节水箱11，水泵1通过一级分流管道12分别连接第一调压阀2和第二调压阀14，第一调压阀2通过过滤器3、压力表4和供水支管5，供水支管5分别连接滴灌灌水器6，滴灌灌水器6为毛细管或细纤维的编制带；过滤器3清除杂质，防止因滴灌灌水器6物理堵塞而造成试验误差；盛水器7放置在滴灌灌水器6下面，盛水器7固定在移动支架8上，移动支架8借助同步滑轮9移动，其盛水器7接纳单位时间内滴灌灌水器6出水流量；移动支架8可以借助同步滑轮9控制支架移动，使盛水支架移动便捷，提供盛水器同步性能；集水槽10固定在试验架18的中部，调节水箱11与集水槽10连接，并固定在试验架18的左下角；调节水箱11底部安装底阀17和排水管16；在试验架18的四个立架下安装移动脚轮。
所述调节水箱为不锈钢材料制成的11400mm×400mm×600mm大小的长方体容器，可在其中加入含沙水、再生水、示踪粒子(PIV、LIF测试)、高温水等多种水质，以达到多重测试目的，同时还可用水收集回流，实现水循环利用；
所述在集水槽10上方二级分流管道13和第三调压阀15连接在供水支管5上，使水流全部进入了调节水箱11。
本测试系统平台能够测定以下2个方面内容：(1)水力性能：流量-压力关系、滴头制造偏差系数、水温对滴头出流的影响、工作压力对滴头出流的影响等；(2)抗堵塞性能：物理堵塞、化学堵塞和劣质水(再生水、雨水、微咸水等)对滴头堵塞的影响等。
本装置关键设备参数选择：
1)入口工作压力：压力表，精度为0.4级，Mpa；
2)滴头流量：采用称重法，电子天平感量为0.5g；
3)水温、室温：温度计，最小刻度为0.1℃；
4)时间：秒表，最小指示0.01s。
与现有发明专利：03149903.1相比，本测试系统主要具有以下3个方面的特点：
1)利用管道分流压力调节原理，形成了操作简单易行的三级联调测试压力控制模式。由第一调压阀2实现控制压力的粗调节，再由第二调压阀14和第三调压阀15联合运用实现压力的微调节，通过三级联调压力控制模式可以使滴头工作压力锁定到既定目标，目标压力控制极为稳定。而现有测试系统压力调节往往需要反复调节第一调压阀2使系统工作压力逼近目标压力，但压力调节具有一定的滞后性，相比较而言压力调节难度大；
2)将盛水器7、移动支架8、集水槽10设置为三层立体结构，保证了非测试时间水滴的滴溅造成盛水器7外表面湿润而影响测试结果。采用同步滑轮9控制支架移动，可以在0.1s内断开滴头与各自盛水器之间的联系，25个盛水器测量结果同步性高；
3)多功能调节装置。在调节水箱中施加沙粒、再生水、示踪粒子(PIV、LIF测试)、高温水，利用二级分流管回流达到搅拌目的，进而实现多功能测试；同时分流管水回流使水充分紊乱，增加了调节水箱中水的紊动，进而增加了水质浓度的均匀度，这也使得系统得复杂程度大大降低。
实测例1
本实例主要是进行再生水滴灌条件下灌水器抗堵塞性能的测定。测试前随机抽取25个灌水器(5×5排列)测试，将滴灌灌水器按照滴灌管6的位置利用旁通和供水支管5进行连接，拉开移动支架8以便系统工作时滴灌管6中滴落的水滴不进入盛水器7。关闭底阀17，在调解水箱11中加入适量再生水，打开装置的第一调压阀2、第二调压阀14和第三调压阀15，启动水泵1，调节所有调压阀，使其处于半打开状态。缓慢扭动第一调压阀2，使压力表4观测的压力值在目标工作压力为H±100kpa，再缓慢扭动一级分流管道12上的第二调压阀14和二级分流管道13上的第三调压阀15进行工作压力的微调节，使压力表读数调到规定的灌水器额定工作压力，系统压力已经稳定。测定正式启动，灌水器出流沿集水槽10进入调节水箱11，借助二级分流管道13回流水，使调节水箱11中再生水充分紊乱，以防止悬浮微粒沉淀而带来水质的改变。间隔15min分钟，推动移动支架8，使滴灌灌水器出流流入盛水器7，测定单位时间内盛水器收集的水量，分析灌水器出流流量，将所测灌水器的流量按照由小到大排列编号，随机抽取第3、12、13、23个试样进行分析抗堵塞性能，试验结束。打开排水管16上的底阀17，将调节水箱11中的再生水由排水管16排出；试验期间观测室温。
对于灌水器流量-压力关系测定、灌水器制造偏差、灌水器化学与物理堵塞、示踪粒子、水温对灌水器出流的影响效应等相关的试验均可参照上述试验步骤进行，关键在于水质的变化。
Claims (4)
1.一种滴灌灌水器综合性能测试的简易装置，其特征在于，试验装置的水泵(1)安装在供水架(19)底部，水泵(1)的进水管(20)连接调节水箱(11)，水泵(1)通过一级分流管道(12)分别连接第一调压阀(2)和第二调压阀(14)，第一调压阀(2)通过过滤器(3)、压力表(4)和供水支管(5)，供水支管(5)分别连接滴灌灌水器(6)，盛水器(7)放置在滴灌灌水器(6)下面，盛水器(7)固定在移动支架(8)上，移动支架(8)借助它底部的同步滑轮(9)移动，集水槽(10)固定在试验架(18)的中部，调节水箱(11)与集水槽(10)连接，并固定在试验架(18)的左下角；调节水箱(11)底部安装底阀(17)和排水管(16)。
2.根据权利要求1所述滴灌灌水器综合性能测试的简易装置，其特征在于，所述滴灌灌水器为毛细管。
3.根据权利要求1所述滴灌灌水器综合性能测试的简易装置，其特征在于，所述在集水槽(10)上方的二级分流管道(13)和第三调压阀(15)连接在供水支管(5)上，使水流全部进入调节水箱(11)。
4.根据权利要求1所述滴灌灌水器综合性能测试的简易装置，其特征在于，所述试验架的四个立架下安装移动脚轮。
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