CN102132668A - 液气能水泵微灌系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微灌系统，特别是是一种将水流中所收集到的能量利用起来进行灌溉的方法和系统。该系统包括液气能水泵、水箱、干管、支管及滴灌器组成，液气能水泵是由液气能气压产生装置和液气能泵水装置组成，液气能气压产生装置是由L形管构成，在L形管的进水端设置进气处，在L形管的出水处设置出气处；液气能泵水装置由壳体、进水管、出水管、进气管组成，并且液气能泵水装置的进气管距离出水管的高度小于水源液面距离进水管的高度；其效果和特点是：将水流蕴藏的能量收集并转换为气压差能，再利用气压差来驱动泵水装置，为微灌系统提供水源，前期所需设备投资少，能量转换率高，不需要电力抽水或柴油动力泵水，大大节约成本，无需维护。
Description
技术领域
本发明涉及一种微灌系统，特别是是一种将水流中所收集到的能量利用起来进行灌溉的方法和系统。
背景技术
微灌是利用微灌设备组装成微灌系统，将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术，微灌是以少量的水湿润作物根区附近的部分土壤，比地面灌溉节水50％～70％，比喷灌省水15％～20％，灌水均匀，均匀度达0.8～0.9，适用于所有的地形和土壤，特别适用于干旱缺水地区，其特点为：适应性强，兼有施化肥、喷农药等功能，省水，在干旱缺水地区，高扬程灌区和井灌区，省水就意味着节省能耗或扩大灌溉面积，采用喷、微灌，粮食作物一般增产10-30％，经济作物一般增产20-50％，蔬菜一般增产30-50％。
尽管微灌系统有很多的优点，也有不足，如这种技术都需要一个水源，可以使用自流水源，但更多的需要提水进行供水，这样的话，就需要电力水泵或柴油动力水泵，特别是电力水泵需要拉设供电线路，前期投入十分巨大。
发明内容
本发明目的就是提供一种结构简单、成本低廉并且具有较高效率的液气能水泵及微灌系统，可以不用电不用柴油就可以把河流的水抽上来供微灌使用。
本发明的实现方案为：该系统包括液气能水泵、水箱、干管、支管及滴灌器组成；
进一步的，上述的水箱还包括阀门和过滤器；
进一步的，液气能水泵是由液气能气压产生装置和液气能泵水装置组成；
进一步的，液气能气压产生装置是由管道构成；液气能气压产生装置是在管道呈现L形管，在L形管的进水端设置进气处，在L形管的出水处设置出气处；液气能泵水装置由壳体、进水管、出水管、进气管组成，并且液气能泵水装置的进气管距离出水管的高度小于水源液面距离进水管的高度。
所述的微灌系统包括喷灌、滴灌、渗灌、雾灌、涌泉灌等多种形式，同时，该系统可用于水土保持及荒漠、戈壁的改造。
另一方面，一种液气能泵水装置，其工作流程为：
(1)、液气能泵水装置放置于水源中，特别是液气能泵水装置的进气管高度要处于水源液面以下；
(2)、将液气能所压产生装置的L形管的出气处通过连接管道接至液气能泵水装置的进气管，并将有压气体传输到进气管处；
(3)、气压将液气能泵水装置壳体内进气管处以上、水源液面以下的水体托起，直到将进气管至出水管之间的水体排出；
(4)、重复上述过程，就可以不断地将水流自原水源液面提高到出水管管口的高度，也就是扬程的高度。
另一方面，一种液气能气压产生方法为：设置一液体通路使液体通过，并设有一与大气相通的进气处，当液体通过时，管路中的液体可混入气体并分离气体成为小气泡，设定重力加速度方向为速度的正方向，那么水流速度则为在重力加速度垂直方向的分量和水平方向的分量的合速度，当水流在重力加速度垂直方向的分量大于零，气泡被逐渐分离为一定体积的较小气泡时，气泡将随水流运动；当水流在重力加速度垂直方向的分量不大于零时，气泡向上运动浮出水面，在气泡溢出水面处收集溢出气体，以形成有压气体。
本发明效果和特点是：这种将水流蕴藏的能量收集并转换为气压能，再利用气压来驱动泵水装置，来为微灌系统提供水源，前期所需设备投资少，能量转换率高，不需要电力抽水或柴油动力泵水，大大节约成本，无需维护。
附图说明
图1是本发明所涉及的液气能水泵微灌系统结构示意图。
图2是本发明所涉及的液气能水泵微灌系统的液气能气压产生装置及泵水装置示意图。
图中说明：1为L形管进水处，2为L形管出水处，3为L形管横管，4为L形管进气处，5为L形管出气处，6为泵水装置壳体，7为泵水装置进水管，8为泵水装置出水管，9为连接L形管出气处5至泵水装置进气管10的连接管道，10为泵水装置进气管，20为微灌系统水箱，21为微灌系统干管，22为微灌系统支管，23为微灌系统滴灌器。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种结构简单、成本低廉并且具有较高效率的液气能量收集方法、装置及微灌应用系统，该系统包括液气能水泵、水箱20、干管21、支管22及滴灌器23组成，如附图1所示，水箱还包括阀门和过滤器(图中未画出)，并且根据实际情况的不同还需要其它的一些设备或部件。
液气能水泵将水泵入水箱20后水流顺干管21、支管22至各个滴灌器23，可以作物进行灌溉，滴灌器23可以有微灌中的多种形式，如柱、管、片、圆环等多种规则和不规则类型。微灌系统包括喷灌、滴灌、渗灌、雾灌、涌泉灌等多种形式。
而该系统中的液气能水泵是由液气能气压产生装置和液气能泵水装置组成。
上述的液气能气压产生装置是由L形管构成，其中液气能气压产生装置呈L形管状，如图2中右侧部分所示，L形管的两个管口具有一定高差，进水处1(也就是图2中A处)的高度高于出水处2(也就是图2中B处)的高度，进水处1位于高水位面，而出水处2位于低水位面。
如实施例所示，如果管路为L形管，L形管具有一个进水处1和出水处L形管的进水处1水源的液面水平高度高于出水处2泄水水道液面水平高度，在L形管的横管3顶端设置进气处4，出水处2也为出气处5，如图2所示，进气处4位于L形管的横管3接近低水位的一端。
当进水口1与出水口2分别位于水面的上水位和下水位时，上下游水流通过进水处1和出水处2产生流动，待水流稳定后，进气处4与大气相通，就有气体进入到管内的水流中去，当水流通过时，管路中的过流水可混入气体并分离气体成为小气泡，设定重力加速度方向为速度的正方向，那么水流速度则为在重力加速度垂直方向的分量和水平方向的分量的合速度，当水流在重力加速度垂直方向的分量大于零，气泡被逐渐分离为一定体积的较小气泡时，气泡将随水流运动；即当水流在重力加速度垂直方向的分量不大于零时，气泡向上运动浮出水面，在气泡溢出水面处收集溢出气体，以形成有压气体，气泡将从水流中分离出来并向上运动，并通过出气处5自动排出，管内水流会并持续流动，在出气处5有正压现象和有压气体产生。
上述的方法和装置可以产生有压气体，还要通过以下的泵水装置来利用，这种泵水装置由壳体6、进水管7、出水管8、进气管10组成，如图2所示，并且进气管10距离出水管8的高度小于水源液面距离进水管7的高度，这样是因为当进气管10有气压时会沿壳体6内向上、下传递压力，即基本相同的压力和水头大小，从进气管10距离出水管8的高度路径排出水时还不至于将气压从进水管7处泄露掉。
结合上述的结构，泵水装置的工作过程为
(1)、液气能泵水装置放置于水源中，特别是液气能泵水装置的进气管高度要处于水源液面以下；
(2)、将液气能所压产生装置的L形管的出气处通过连接管道接至液气能泵水装置的进气管，并将有压气体传输到进气管处；
(3)、气压将液气能泵水装置壳体内进气管处以上、水源液面以下的水体托起，直到将进气管至出水管之间的水体排出；
(4)、重复上述过程，就可以不断地将水流自原水源液面提高到出水管管口的高度，也就是扬程的高度。
这样就不断地将水流自原水面提高到出水管8管口的高度，相当于将水自原上游水位提高至出水管管口和水箱20的高度，即图2中C处的高度。这样就完成了利用L形管产生的液气能气压实现泵水及微灌的实际应用。
综上，液气能气压产生方法为：设置一管路使水流通过，并设有一与大气相通的进气处，当水流通过时，管路中的过流水可混入气体并分离气体成为小气泡，设定重力加速度方向为速度的正方向，那么水流速度则为在重力加速度垂直方向的分量和水平方向的分量的合速度，当水流在重力加速度垂直方向的分量大于零，气泡被逐渐分离为一定体积的较小气泡时，气泡将随水流运动；当水流在重力加速度垂直方向的分量不大于零时，气泡向上运动浮出水面，在气泡溢出水面处收集溢出气体以形成有压气体。
虽然这里只说明了本发明的一个优选实施例，但其意并非限制本发明的范围、适用性和配置。相反，对实施例的详细说明可使本领域技术人员得以实施。应能理解，在不偏离所附权利要求书确定的本发明精神和范围情况下，可对一些细节做适当变更和修改。
Claims (10)
1.一种液气能水泵微灌系统，其特征在于：包括液气能水泵、水箱、干管、支管及滴灌器组成。
2.根据权利要求1所述的液气能水泵微灌系统，其特征在于：上述的水箱还包括阀门和过滤器。
3.根据权利要求1所述的液气能水泵微灌系统，其特征在于：液气能水泵是由液气能气压产生装置和液气能泵水装置组成。
4.根据权利要求3所述的液气能水泵微灌系统，其特征在于：液气能气压产生装置是由管道构成。
5.根据权利要求4所述的液气能水泵微灌系统，其特征在于：液气能气压产生装置是在管道呈现L形管，在L形管的进水端设置进气处，在L形管的出水处设置出气处。
6.根据权利要求3所述的液气能水泵微灌系统，其特征在于：液气能泵水装置由壳体、进水管、出水管、进气管组成。
7.根据权利要求6所述的液气能水泵微灌系统，其特征在于：液气能泵水装置进气管距离出水管的高度小于水源液面距离进水管的高度。
8.根据权利要求1所述的液气能水泵微灌系统，其特征在于：所述的微灌包括喷灌、滴灌、渗灌、雾灌、涌泉灌等多种形式。
9.一种液气能泵水装置，其工作流程为：
(1)、液气能泵水装置放置于水源中，特别是液气能泵水装置的进气管高度要处于水源液面以下；
(2)、将液气能所压产生装置的L形管的出气处通过连接管道接至液气能泵水装置的进气管，并将有压气体传输到进气管处；
(3)、气压将液气能泵水装置壳体内进气管处以上、水源液面以下的水体托起，直到将进气管至出水管之间的水体排出；
(4)、重复上述过程，就可以不断地将水流自原水源液面提高到出水管管口的高度，也就是扬程的高度。
10.一种液气能气压产生方法为：设置一液体通路使液体通过，并设有一与大气相通的进气处，当液体通过时，管路中的液体可混入气体并分离气体成为小气泡，设定重力加速度方向为速度的正方向，那么水流速度则为在重力加速度垂直方向的分量和水平方向的分量的合速度，当水流在重力加速度垂直方向的分量大于零，气泡被逐渐分离为一定体积的较小气泡时，气泡将随水流运动；当水流在重力加速度垂直方向的分量不大于零时，气泡向上运动浮出水面，在气泡溢出水面处收集溢出气体，以形成有压气体。
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|---|---|---|---|---|
| CN106609773A (zh) * | 2015-10-27 | 2017-05-03 | 北京水创新能科技有限责任公司 | 一种有压气体泵水装置 |
| CN106762858A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-05-31 | 珠海市顺茂电器维修有限公司 | 新型提升水源高度/气体压强的装置 |
| CN107023526A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 北京水创新能科技有限责任公司 | 一种设有隔层的有压气体收集装置 |
| CN109205809A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-15 | 淼汇能源科技（上海）有限公司 | 一种液气能水泵污水处理系统 |
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2010
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