CN101305685B - 一种土壤水势控制自动供水装置 - Google Patents
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Abstract
本土壤水势控制自动供水装置包括阀门和与阀门相连通的感应器，感应器包括陶土水芯，在感应器内部设置有注水的空腔。在阀体内腔设置有弹簧、活塞和压力腔；在阀体的前端设置有进水口和出水口，活塞与进水口相接触，感应器上的感应孔通过连接管与阀门上的压力腔相连通。装置通过插进土壤的陶土水芯来感应土壤的水势，依靠土壤水势变化产生的负压控制活塞移动使阀门打开或关闭，达到自动供水的目的。本装置结构简单、成本低廉，可根据种植作物的供水需求适时进行灌溉，既节省能源，又减少了对水资源的浪费，大大降低了运行成本，对农、牧、林业都具有广阔的应用前景。
Description
一种土壤水势控制自动供水装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种供水设备，主要涉及一种通过对土壤水势的感应来自动控制供水的装置。
背景技术
[0002] 现有的自动灌溉系统中一般采用机械电子混合协调的控制系统。二十世纪四十年 代时，美国康奈尔大学的L. A. Richards博士用张力计取代滴灌系统中的滴头，实现了不需 能源的无源控制灌溉，但这种设备存在结构复杂、造价高、灵敏度低的缺点。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种能自动控制适时适量供水的、结构简单、性能可靠、运行 成本低且不需能源的土壤供水装置。
[0004] 为达上述目的，本发明采用的技术方案为：这种土壤水势控制自动供水装置，包括 阀门，它还包括与阀门相连通的感应器，感应器由陶土水芯和与陶土水芯固定连接的底座 组成，在感应器内部设置有空腔，在底座上设置有与空腔相连通的注水口及感应孔，感应孔 通过连接管与阀门相连接；所述阀门包括阀体和设置在阀体内腔的弹簧和活塞，在活塞与 阀体的后端面之间设置有压力腔；在阀体的前端设置有进水口和出水口，活塞与进水口相 接触，感应器上的感应孔通过连接管与阀门上的压力腔相连通；在阀体的后端设置有压盖， 压盖与阀体通过螺纹连接，在压盖的内端面设置有与阀体内腔滑动配合的压板，在压板上 设置有密封圈；弹簧的两端分别与活塞和压板相连接；在阀体的前端设置有端盖，所述进 水口是固定在端盖上的长管，长管的后部位于阀体的内腔，并且其后端面与活塞相接触；出 水口位于活塞前方的阀体上。
[0005] 在活塞上分别设置有密封圈，在活塞与进水口的接触部位分别设置有密封垫。
[0006] 由于本装置采用了注水的陶土水芯来感应土壤的水势，依靠土壤水势减低而产生 的负压控制活塞移动使阀门打开，在土壤水势升高后依靠弹簧拉力使活塞复位将阀门自动 关闭，从而达到不需其它能源实现自动供水的目的。本装置结构简单、成本低廉，可根据所 需监测的目标随意安放感应器，每个供水装置所控制的灌溉范围也可大可小，可根据种植 作物的供水需求适时进行灌溉，既节省能源，又减少了对水资源的浪费，大大降低了运行成 本，对农、牧、林业都具有广阔的应用前景。
附图说明
[0007] 图1为本发明实施例1的内部结构示意图；
[0008] 图2为实施例2的内部结构示意图。
具体实施方式
[0009] 实施例1 ：本土壤水势控制自动供水装置包括阀门和与阀门相连通的感应器，感应器由陶土水芯13和与陶土水芯固定连接的底座12组成，在感应器内部设置有空腔，在底 座12上设置有与空腔相连通的注水口 1及感应孔15，感应孔15通过连接管2与阀门相连 接。所述阀门包括阀体16及设置在阀体内腔的弹簧8和活塞3，在阀体16的前端设置有进 水口 5和出水口 6，在阀门关闭时，活塞3与进水口 5相接触。在阀体16的后端设置有压 盖10，在压盖10的内端面设置有与阀体内腔滑动配合的压板9，压盖10与阀体16通过螺 纹连接。压盖10的作用是通过旋紧或松开螺纹使压板9移动，从而对弹簧8的压力进行调 节。弹簧8的两端分别固定在活塞3和压板9相对应的端面上。为了加工和安装方便，在 阀体16的前端还设置有端盖4，在本实施例中，所述进水口 5是固定在端盖4上的长管，长 管的后部位于阀体16的内腔，并且其后端面与活塞3相接触；为了在阀门开启时保证顺利 出水，出水口 6位于活塞3前方的阀体上，即当活塞3处于阀门关闭的极限状态时，仍不会 与出水口 6相接触。感应器上的感应孔15通过连接管2与阀门上的压力腔14相连通，可 使土壤水势产生的负压经连接管2到达压力腔14，控制活塞3的移动。为了实现密封，在活 塞3与阀体内腔的配合部位设置有密封圈11，在压板9上也设置有密封圈11 ；在活塞3与 进水口 5的接触部位设置有密封垫7。
[0010] 实施例2 ：压力腔14设置在活塞3与阀体16的后端面之间；在阀体16的前端设 置有压盖10，压盖10与阀体16通过螺纹连接，在压盖10与阀体之间设置有密封圈11。所 述活塞3的前端面设置有与阀体16内腔相配合的圆环状凸台，阀门关闭时凸台的外圆表面 与进水口 5相接触。弹簧8的两端分别固定在压盖10和活塞3的端面上。实施例2的其 它结构与实施例1相同。
[0011] 除此之外，也可在实施例2的压盖10上设置压板，使弹簧8的两端分别固定在压 板和活塞的端面上。
[0012] 还可以根据土壤水势的压力范围，选择其它结构形式的带压力腔的阀门与感应器 相连接组成自动供水装置。
[0013] 其工作原理为：感应器上的陶土水芯壁上有许多细小的孔隙，使用之前，先通过 注水口 1将感应器内腔注入水。陶土水芯13被水浸润后，会在孔隙中充满水，将感应器插 入水分不饱和土壤时，孔隙中的水便与土壤水连接起来。在土壤水势处于0〜0. 8个大气 压之间时，陶土水芯壁上的细小孔隙只能通过液体而不能通过气体，因此，如果土壤水势降 低，陶土水芯内贮存的水势也降低与外界土壤水势达到平衡，在感应器内腔形成负压，继而 通过连接管2使阀门内的密封压力腔14产生负压，当负压产生的拉力超过弹簧产生的压力 时，由负压产生的拉力使活塞3向后移动，从而将阀门上的进水口 5打开实现向土壤供水。 反之，当土壤水分增加，水势升高后，负压减小，负压产生的拉力减小，则弹簧8的张力使活 塞复位将阀门自动关闭。
4
Claims (2)
- 一种土壤水势控制自动供水装置，包括阀门，它还包括与阀门相连通的感应器，感应器由陶土水芯和与陶土水芯固定连接的底座组成，在感应器内部设置有空腔，在底座上设置有与空腔相连通的注水口及感应孔，感应孔通过连接管与阀门相连接；所述阀门包括阀体和设置在阀体内腔的弹簧和活塞，在活塞与阀体的后端面之间设置有压力腔；在阀体的前端设置有进水口和出水口，活塞与进水口相接触，感应器上的感应孔通过连接管与阀门上的压力腔相连通；其特征在于：在阀体的后端设置有压盖，压盖与阀体通过螺纹连接，在压盖的内端面设置有与阀体内腔滑动配合的压板，在压板上设置有密封圈；弹簧的两端分别与活塞和压板相连接；在阀体的前端设置有端盖，所述进水口是固定在端盖上的长管，长管的后部位于阀体的内腔，并且其后端面与活塞相接触；出水口位于活塞前方的阀体上。
- 2.根据权利要求1所述的土壤水势控制自动供水装置，其特征在于：在活塞上设置有 密封圈，在活塞与进水口的接触部位设置有密封垫。
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