CN101878728A - 一种水位控制型畦灌灌水器及定量畦灌灌溉系统 - Google Patents

一种水位控制型畦灌灌水器及定量畦灌灌溉系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于农业灌溉技术领域的一种水位控制型畦灌灌水器及定量畦灌灌溉系统。该水位控制型畦灌灌水器为浮子—连杆—圆锥形阀体结构，灌水器进水口和灌水器出水口之间的壳体内设置内圆锥形阀座，连杆穿过内圆锥形阀座上的阀座出水口，灌水器出水口上部的壳体内腔设置有浮子，外圆锥形阀体固定在连杆的底端，浮子、连杆连同外圆锥形阀体一起上下移动，控制该水位控制型畦灌灌水器的开启和关闭。该灌水器能较精确控制畦内灌水水位且灌水器的关闭可靠。可在泵的出水口或现有的管道输水灌溉系统的给水栓上连接本发明的水位控制型畦灌灌水器与输水软管管网构成的定量畦灌灌溉系统，该系统可实现定量化灌溉，并可以实现田间无输水损失。

Description

一种水位控制型畦灌灌水器及定量畦灌灌溉系统
技术领域
本发明属于农业灌溉技术领域，特别涉及一种水位控制型畦灌灌水器及定量畦灌灌溉系统。
背景技术
目前，畦灌都是利用沟或管道输水，在输水垄沟开挖入水口使水流进入畦块。传统畦灌方式在沟道输水过程中会产生水分渗漏和蒸发损失，也不能精确控制入畦灌水量。水位控制型畦灌灌水器是在管道输水基础上，利用水的浮力控制该灌水器的开启与关闭，从而实现畦灌定量灌溉。现有的水位控制器都是通过机械式或电子式的方法来进行高低水位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，称为水位自动控制器或水位报警器，成本相对较高，在畦灌中没有应用。
现行的地面畦灌系统的量水方法有：①用量水堰测定流经毛渠的流量，根据时间确定灌溉量。本方法的缺点是操作复杂，费时，费力；可用于实验研究，不适在生产中应用；②在管道灌溉系统的首部和支首部安装流量计量装置，这种方法只能对系统总的水量控制，对于系统的每个出水口不能计量流量；③通过目测畦内水位，判断已灌溉的水量，这种方法虽然能实现田块的分别对待，但实非量化技术，过于粗放。
发明内容
本发明的目的是提供一种按所选定的节水灌溉灌水定额与畦块规格计算并设定畦内水位——即畦灌灌水器关闭水位，当灌溉水量达到设定的水位时，能自动停止灌水的一种水位控制型畦灌灌水器及定量畦灌灌溉系统。
一种水位控制型畦灌灌水器，其特征在于：该水位控制型畦灌灌水器为浮子—连杆—圆锥形阀体结构，壳体上设置灌水器进水口和灌水器出水口，灌水器进水口内设置流量调节装置，灌水器进水口和灌水器出水口之间的壳体内设置内圆锥形阀座，内圆锥形阀座下底面为阀座进水口，上底面为阀座出水口，连杆穿过内圆锥形阀座上的阀座出水口，灌水器出水口上部的壳体内腔设置有浮子，浮子经上浮子限位卡片和下浮子限位卡片固定在连杆上，外圆锥形阀体固定在连杆的底端，浮子、连杆连同外圆锥形阀体一起上下移动，控制该水位控制型畦灌灌水器的开启和关闭。
该水位控制型畦灌灌水器的灌水器进水口和灌水器出水口的口径均为20～50mm，流量为0.5m3/小时～10m3/小时。
外圆锥形阀体上底面面积小于下底面面积。
内圆锥形阀座上底面面积小于下底面面积。
灌水器出水口上部的壳体上设置通孔。
浮子的外径小于灌水器出水口上部的壳体的内径。
可以根据设定的水位，调节浮子固定在连杆上的位置，以此来设定灌水器的关闭水位。经上浮子限位卡片和下浮子限位卡片调整浮子在连杆上的位置。
一种水位控制型定量畦灌灌溉系统，该系统包括水泵、输水软管管网，其特征在于：该系统还包括上述水位控制型畦灌灌水器。
在泵的出水口或现有的管道输水灌溉系统的给水拴上连接所述水位控制型畦灌灌水器与输水软管管网组成水位控制型定量畦灌灌溉系统。
可在泵的出水口或现有的管道输水灌溉系统的给水拴上连接输水软管管网与上述水位控制型畦灌灌水器，组成水位控制型定量畦灌灌溉系统。
在上述的水位控制型定量畦灌灌溉系统中，管道系统内的压力由水泵提供，输水管道系统由薄壁软管构成。水位控制型畦灌灌水器安装于输水软管上。
在水位控制型畦灌灌水器的出水口处设置消能装置。
有益效果：水位控制型畦灌灌水器中的流量调节装置能保证进入灌水器内的水流流量达到不同灌溉系统中的灌溉需求；灌水水位控制装置采用浮子—连杆—圆锥形阀体结构，利用水流浮力和活塞运动原理自动控制灌水器的开启和关闭。
通过装置的特定结构——流量调节装置保证了合适的流量进入灌水器；畦内水位控制装置：浮子—连杆—圆锥形阀体来实现对入畦水量的定量控制。上述装置协同工作，实现该灌水器能较精确控制畦内灌水水位且灌水器的关闭可靠。
根据灌水定额及畦的规格，计算并设定畦内水位，在畦内水位达到设定水位时，灌水器自动停止向该畦灌水，从而实现以畦为单位的自动定量灌溉，大幅度的节约人力成本，提高畦灌的灌水精度，节约水资源。
本发明的水位控制型灌水器操作简单、合理，节省劳动力，造价低廉、使用寿命长、节水效果明显等优点。
本发明的水位控制型定量畦灌灌溉系统中，水位控制灌水器在灌水达到设定的水位后，自动关闭，畦内水位降低并且管道压力消失后，自动恢复到开启状态。
本水位控制型定量畦灌灌溉系统按作物节水高产栽培模式所推荐的作物各生育期的灌水定额，根据畦块规格，计算并设定畦内水位，由本系统来完成田间的定量灌溉。
本发明的水位控制型定量畦灌灌溉系统，只需在泵的出水口或现有的管道输水灌溉系统的给水拴上连接本水位控制型畦溉系统，按具体的实施方案操作，就可以在原来不知道灌了多少水的地面畦灌系统的基础上，实现定量化灌溉，并可以实现田间无输水损失。
本发明的水位控制型定量灌溉系统，每亩造价为25～35元，并且大幅度的减少人工作业成本，在原有的灌溉方法上节水30％以上。在我国广大的地面灌溉区，本发明有着广阔的推广前景，对于节水灌溉技术的推广和普及，减少地下水超采和由过量灌溉而引起的地下水污染有重要的意义。
附图说明
图1是水位控制型畦灌灌水器示意及原理图；
图2是水位控制型定量畦灌灌溉系统示意图；
图3是消能装置示意图；
图中标号：1-浮子；2-外圆锥形阀体；3-内圆锥形阀座；4-灌水器进水口，5-灌水器出水口；6-上浮子限位卡片；7-下浮子限位卡片；8-连杆；9-壳体；10-流量调节装置；11-内圆锥阀座出水口；12-内圆锥阀座进水口；13-通孔；20-水位控制型畦灌灌水器；21-水泵；22-输水干管；23-输水支管；24-输水毛管；25-灌水畦块；26-消能装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1水位控制型畦灌灌水器
一种水位控制型畦灌灌水器20，水位控制型畦灌灌水器示意及原理图如图1所示，该水位控制型畦灌灌水器为浮子—连杆—圆锥形阀体结构，壳体9上设置灌水器进水口4和灌水器出水口5，灌水器进水口4内设置流量调节装置10，灌水器进水口4和灌水器出水口5之间的壳体内设置内圆锥形阀座3，内圆锥形阀座3下底面为阀座进水口12，上底面为阀座出水口11，连杆8穿过内圆锥形阀座3上的阀座出水口11，灌水器出水口5上部的壳体9内腔设置有浮子1，浮子1经上浮子限位卡片6和下浮子限位卡片7固定在连杆8上，外圆锥形阀体2固定在连杆8的底端，浮子1、连杆8连同外圆锥形阀体2一起上下移动，控制该水位控制型畦灌灌水器的开启和关闭。
该水位控制型畦灌灌水器20的灌水器进水口4和灌水器出水口5的口径均为20～50mm，流量为0.5m3/小时～10m3/小时。
外圆锥形阀体2上底面面积小于下底面面积。
内圆锥形阀座3上底面面积小于下底面面积。
浮子1的外径小于灌水器出水口5上部的壳体9的内径，以使得浮子1可自由漂浮在水面上。
经上浮子限位卡片和下浮子限位卡片可调整浮子在连杆上的位置。
灌水器出水口5上部的壳体上设置通孔13，水可以自由的进出壳体9，浮子1自由漂浮在水面上。
本发明的水位控制型畦灌灌水器工作过程如下：当灌溉系统开启，灌溉管网系统的干管和支管阀门打开，毛管通水后，水流由灌水器进水口4进入灌水器，经流量调节装置10、内圆锥形阀座3的进水口12、内圆锥形阀座3的出水口11与灌水器内腔从灌水器出水口5灌入到畦块，随着灌水量的增加，畦内水位即灌水器内水位不断升高，灌水器内部水的浮力推动浮子1与连杆8向上运动，带动外圆锥形阀体2向上运动，当外圆锥形阀体2完全嵌入到内圆锥形阀座3中时，浮子1停止向上运动，灌水停止。此后，管道内的压力将保持外圆锥形阀体2可靠地嵌入在内圆锥形阀座3中，畦灌灌水器一直处于关闭状态；当灌水结束，关闭支管阀门或水泵，管道内压力消除，并且畦内水位降低，灌水器中水的浮力及管道内压力对外圆锥形阀体2的作用力消失，外圆锥形阀体2在重力地作用下竖直向下运动，回到灌水器初始开启位置，可以随时开始下一次灌水。
本发明通过浮子—连杆—圆锥形阀体来实现对入畦水量的定量控制；通过装置的特定结构——流量调节装置保证了合适的流量进入灌水器；上述装置协同工作，实现该灌水器能较精确控制畦内灌水水位且灌水器的关闭可靠。
实施例2水位控制型定量畦灌灌溉系统
水位控制型定量畦灌灌溉系统示意图如图2所示，该系统由水泵21供水，由输水干管22、输水支管23、输水毛管24组成输水管网，在输水毛管24与灌水畦块25之间设置实施例1所述的水位控制型畦灌灌水器20。输水干管22、输水支管23、输水毛管24均采用薄壁输水软管。在水位控制型畦灌灌水器20的出水口处设置消能装置26。消能装置示意图如图3所示。
该水位控制型定量畦灌灌溉系统工作过程如下，根据制订的灌水定额及畦的规格，计算并设定一次灌水的畦内水位，水泵21开启，输水干管22、输水支管23、输水毛管24组成的管网充水，系统管网建立起压力，水位控制型定量畦灌灌水器出水口5开始通过出口消能装置26(消能装置26为防土壤冲蚀的草垫)向畦内灌水，水流由灌水器进水口4进入灌水器，经流量调节装置10、内圆锥形阀座3的进水口12、内圆锥形阀座3的出水口11与灌水器内腔从灌水器出水口5灌入到畦块，随着灌水量的增加，畦内水位即灌水器内水位不断升高，灌水器内部水的浮力推动浮子1与连杆8向上运动，带动外圆锥形阀体2向上运动，当外圆锥形阀体2完全嵌入到内圆锥形阀座3内时，浮子1停止向上运动，灌水停止，水位控制型畦灌灌水器20关闭，此后，在输水毛管24内水压的作用下外圆锥形阀体2可靠地嵌入在内圆锥形阀座3中，灌水器一直保持在关闭状态，直到系统内所有的畦灌水完成；关闭支管阀门或水泵，管网中压力消失，并且畦内水位降低，灌水器中水的浮力及管道压力对外圆锥形阀体2的作用力消失，外圆锥形阀体2在重力地作用下竖直向下运动，系统内的所有水位控制型畦灌灌水器20重新处于开启状态，为下一次灌溉做好准备。此时一次灌溉过程结束。

Claims (10)

1.一种水位控制型畦灌灌水器(20)，其特征在于：该水位控制型畦灌灌水器(20)为浮子—连杆—圆锥形阀体结构，壳体(9)上设置灌水器进水口(4)和灌水器出水口(5)，灌水器进水口(4)内设置流量调节装置(10)，灌水器进水口(4)和灌水器出水口(5)之间的壳体内设置内圆锥形阀座(3)，内圆锥形阀座(3)下底面为阀座进水口(12)，上底面为阀座出水口(11)，连杆(8)穿过内圆锥形阀座(3)上的阀座出水口(11)，灌水器出水口(5)上部的壳体(9)内腔设置有浮子(1)，浮子(1)经上浮子限位卡片(6)和下浮子限位卡片(7)固定在连杆(8)上，外圆锥形阀体(2)固定在连杆(8)的底端，浮子(1)、连杆(8)连同外圆锥形阀体(2)一起上下移动，控制该水位控制型畦灌灌水器(20)的开启和关闭。
2.根据权利要求1所述的一种水位控制型畦灌灌水器，其特征在于：该水位控制型畦灌灌水器(20)的灌水器进水口(4)和灌水器出水口(5)的口径均为20～50mm。
3.根据权利要求1所述的一种水位控制型畦灌灌水器，其特征在于：外圆锥形阀体(2)上底面面积小于下底面面积。
4.根据权利要求1所述的一种水位控制型畦灌灌水器，其特征在于：内圆锥形阀座(3)上底面面积小于下底面面积。
5.根据权利要求1所述的一种水位控制型畦灌灌水器，其特征在于：灌水器出水口(5)上部的壳体上设置通孔(13)。
6.根据权利要求1所述的一种水位控制型畦灌灌水器，其特征在于：浮子(1)的外径小于灌水器出水口(5)上部的壳体(9)的内径。
7.根据权利要求1所述的一种水位控制型畦灌灌水器，其特征在于：经上浮子限位卡片(6)和下浮子限位卡片(7)调整浮子(1)在连杆(8)上的位置。
8.一种水位控制型定量畦灌灌溉系统，该系统包括水泵、输水软管管网，其特征在于：该系统还包括权利要求1-7任一权利要求所述的水位控制型畦灌灌水器(20)。
9.根据权利要求8所述的一种水位控制型定量畦灌灌溉系统，其特征在于：在泵的出水口或现有的管道输水灌溉系统的给水拴上连接输水软管管网与所述水位控制型畦灌灌水器(20)，组成水位控制型定量畦灌灌溉系统。
10.根据权利要求8或9所述的一种水位控制型定量畦灌灌溉系统，其特征在于：在水位控制型畦灌灌水器(20)的出水口(5)处设置消能装置(26)。
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