CN102284387B - 一种基于文丘里原理的灌水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于文丘里原理的灌水器，由承插式进水口、文丘里管、回水管和出水口构成一体，文丘里管由相互连通的前管、收缩段、喉部、扩散段和后管组成，回水管将喉部和后管相连通，出水口从扩散段引出，承插式进水口与前管连通。本发明是利用文丘里管后部和喉部形成的压差使进入灌水器的一部分水在回水管里形成回流，并通过压差大小改变回流量从而调节出水口的流量，使灌水器出流量稳定。其内部结构简单，没有复杂的流道，抗堵性能较好。适用于节水灌溉。
Description
技术领域
本发明涉及一种节水灌溉装置，具体涉及一种基于文丘里原理的灌水器。
背景技术
滴灌是一种先进的灌溉技术，灌水器是滴灌系统的核心技术和关键设备。灌水器的主要功能是消耗输水管内的压力，并使水滴均匀地出流。根据灌水器的消能原理灌水器可分为孔口式滴头、长流道滴头、迷宫紊流式滴头、压力补偿式滴头等几种形式。这几种滴头的消能方式分别是：利用小的出水孔造成的局部水头损失来消能；利用水流在微管中流动摩擦消能；利用管壁磨阻、尖角弯道、流道的收缩与扩大消能；利用水流压力对滴头内的弹性体的作用，使流道(或孔口)形状或过水断面面积变化来消能。以上几种灌水器利用的消能原理造成的水头损失较大，增加了能耗和成本；灌水器流道复杂、过水断面尺寸较小，在0.7-1.2mm之间，容易堵塞。由于灌水器的设计工作压力、流量和质量好坏直接关系着滴灌系统的设计、投资成本、灌水的均匀度、系统使用的寿命、灌水质量以及作物的增产效果，所以新的高性能、低成本灌水器的自主开发将是滴灌研究的重点和难点。
发明内容
针对目前现有灌水器存在抗堵性能差、成本高的问题，本发明的目的在于提供一种基于文丘里原理的灌水器，该灌水器具有结构简单，抗堵性能好、水力性能良好、经济实用的特点。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种基于文丘里原理的灌水器，其特征在于，由承插式进水口、文丘里管、回水管和出水口构成一体，文丘里管由相互连通的前管、收缩段、喉部、扩散段和后管组成，回水管将喉部和后管相连通，出水口从扩散段引出，承插式进水口与前管连通。
上述承插式进水口的长度为10mm，内径为4mm，出水口的内径为3mm。
上述文丘里管的长度为62.6mm，前管的内径为8mm，收缩段的锥度为1.57，喉部的内径为2mm，扩散段的角度为15°，后管的内径为11mm。
上述回水管是一段内径为6mm的弯管，由平行段、锥形段和连接段组成；其中，锥形段和连接段跨接在文丘里管的喉部和后管之间，其中，锥形段与喉部连通处的内径为2mm，平行段的长度为37.3mm，平行段的中心线距文丘里管的后管的外壁的垂直距离为10mm。
本发明的基于文丘里原理的灌水器，是利用由文丘里管造成的差压式的原理而设计的，文丘里管喉部流速增大、压力下降，在喉部形成负压，后部过水断面尺寸变大，流速水头变小，压力增大，因而在喉部和后管存在压力差，水从回水管由后管流入喉部，回水的水流循环使出水口流量减小并稳定，达到灌水器均匀出水的目的，抗堵性能好，运行可靠，结构简单，造价低。
附图说明
图1是基于文丘里原理的灌水器的剖面图。图中的标号为：1、承插式进水口，2、出水口，3、回水管，4、前管，5、收缩段，6、喉部，7、扩散段，8、后管。
图2是灌水器压力流量关系曲线图。
以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
参见图1，本实施例给出一种基于文丘里原理的灌水器，由承插式进水口1、文丘里管、回水管3和出水口2构成一体，其中文丘里管由相互连通的前管4、收缩段5、喉部6、扩散段7和后管8组成；回水管3将文丘里管的喉部6和后管8相连通，出水口2从文丘里管的扩散段7引出，承插式进水口1与文丘里管的前管4连通。
承插式进水口1的内径为4mm，长度为10mm。文丘里管的长度为62.6mm，文丘里管的前管4的内径为8mm，收缩段5的锥度为1.57，喉部6的内径为2mm，扩散段7的角度为15°，后管8的内径为11mm。
回水管3是一段内径为6mm的弯管，由平行段、锥形段和连接段组成；其中，锥形段和连接段跨接在文丘里管的喉部6和后管8之间，其中，锥形段与喉部6连通处的内径为2mm，平行段的长度为37.3mm，平行段的中心线距文丘里管的后管8的外壁的垂直距离为10mm。
出水口2的内径为3mm。
参见图2，申请人用ProE画图，激光快速成型做件，对制作的基于文丘里原理的灌水器进行了水力性能试验，拟合出压力流量关系曲线，灌水器压力流量关系为：q=16.101H0.377（R2=0.9722），该灌水器的流态指数仅为0.377，说明该灌水器相对于迷宫流道灌水器压力调节性能较好，因为迷宫流道灌水器流态指数约为0.5。
Claims (5)
1.一种基于文丘里原理的灌水器，其特征在于，由承插式进水口（1）、文丘里管、回水管（3）和出水口（2）构成一体，所述的文丘里管由相互连通的前管（4）、收缩段（5）、喉部（6）、扩散段（7）和后管（8）组成；所述的回水管（3）将文丘里管的喉部（6）和后管（8）相连通，出水口（2）从文丘里管的扩散段（7）引出，承插式进水口（1）与文丘里管的前管（4）连通。
2.如权利要求1所述的基于文丘里原理的灌水器，其特征在于，所述承插式进水口（1）的长度为10mm，内径为4mm。
3.如权利要求1所述的基于文丘里原理的灌水器，其特征在于，所述文丘里管的长度为62.6mm，前管（4）的内径为8mm，收缩段（5）的锥度为1.57，喉部（6）的内径为2mm，扩散段（7）的角度为15°，后管（8）的内径为11mm。
4.如权利要求1所述的基于文丘里原理的灌水器，其特征在于，所述的回水管（3）是一段内径为6mm的弯管，由平行段、锥形段和连接段组成；其中，锥形段和连接段跨接在文丘里管的喉部（6）和后管（8）之间，其中，锥形段与喉部（6）连通处的内径为2mm，平行段的长度为37.3mm，平行段的中心线距文丘里管的后管（8）的外壁的垂直距离为10mm。
5.如权利要求1所述的基于文丘里原理的灌水器，其特征在于，出水口（2）的内径为3mm。
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