CN102527532A - 一种大流量压力补偿式滴灌灌水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大流量压力补偿式滴灌灌水器，由腔体、压力补偿垫片和基座三部分构成组合式结构，灌水器以插入方式与毛管相连接。腔体上设置有进水口和过滤网，出水口位于基座上，基座上附有迷宫流道，垫片在腔体和基座之间。灌水器工作原理为：水流从滴头进水口的过滤窗进入滴头腔体，流经垫片上表面经迷宫流道入口进入迷宫流道，经过迷宫流道的初步消能后由迷宫流道出口进入垫片下部的基座到达出水口，随着压力的不断变化，压力补偿垫片下部的出水截面发生相应改变从而改变滴头流量。

Description

一种大流量压力补偿式滴灌灌水器

技术领域

本发明属于旱区农业经济林灌溉技术领域，特别涉及一种大流量压力补偿式滴灌灌水器，适用于解决经济林灌溉问题。 

背景技术

微灌是目前最省水的灌溉技术，为不同地区的不同作物所采用，针对不同作物的需水要求和灌溉制度，开发相应的灌水器是微灌发展的需求。 

目前山地经济林的灌溉存在三个问题：一是由于山地较大的高差使得灌水均匀度难以保证；二是灌水器(滴头)流量相对较小，一般在4L/h以下，对于需水量较大的多年生果树来讲，这样的灌水器不能很好地满足果树旺盛生长期的需水量，因而成为微灌发展的一大瓶颈；三是因灌水器(滴头)流量相对较小，每棵树需配置3-5个灌水器(滴头)，大大提高了投资。针对山地经济林灌溉中存在的问题开发相应的灌水器成为亟待解决的问题。 

由申请人提交的中国专利申请：一种螺纹式涌泉根灌灌水器(申请号：201010156199.9)，一种压力可调式涌泉根灌灌水器(申请号：201010156210.1)和一种斜齿迷宫流道涌泉根灌灌水器(申请号：201010208686.5)，分别对灌水器迷宫流道进行了优化设计，水力性能良好，但是都不具有压力补偿功能，应用于山地灌溉有一定的局限性。 

发明内容

针对山地经济林灌溉中存在的地形坡度大，需水量大等问题，本发明的目的在于，提供一种大流量压力补偿式滴灌灌水器，该灌水器是组合式结构，将迷宫流道消能和压力补偿功能结合一体，外插与毛管，特别适用于对山地经济林等需水量大的地区物种的灌溉。 

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案： 

一种大流量压力补偿式滴灌灌水器，该大流量压力补偿式滴灌灌水器直接以插入方式与毛管相连接，其特征在于，它由腔体，压力补偿垫片和基座构成组合式结构，三者按水流方向的顺序是腔体、压力补偿式垫片和基座，腔体与基座通过卡槽直接扣合，压力补偿垫片位于腔体与基座之间。 

所述的腔体上有附进水口和过滤网，进水口长度毛管的内径相配合，腔体内有卡槽，该卡槽与基座上的凸起相配合，腔体内部与进水口连接处有弧形凸起；增加了灌水器的抗堵性能。 

所述的压力补偿垫片是一个具有弹性的圆片，圆片四周有台阶。 

所述基座外壁有斜齿型流道、流道进水口和流道出水口，基座外侧绕口一周有凸起，该凸起的尺寸与腔体内侧的卡槽尺寸相配合；基座的内部分为上腔和下腔；基座内部底部有最小流量控制口，基座下部有出水口。 

水从腔体上的进水口进入灌水器后先经过压力补偿垫片旁边的流道进水口进入斜齿型迷宫流道，使水流形成紊流，由流道出水口流入压力补偿垫片下部，作为消能的第一步，为压力补偿功能打基础。 

基座底部的最小出流量控制口，在压力补偿垫片完全压实灌水器出水口时，灌水器依旧有流量，保证灌水器的最小流量。 

本发明的大流量压力补偿式滴灌灌水器的工作原理为：水流从滴头进水口的过滤窗进入滴头腔体，流经垫片上表面经迷宫流道入口进入迷宫流道，经过迷宫流道的初步消能后由迷宫流道出口进入垫片下部的基座到达出水口，随着压力的不断变化，垫片下部的出水截面发生相应改变从而改变滴头流量。正常压力下，灌水器的出口截面呈自然截面状态，流量较大，当压力增加时，垫片下陷，使出水口面积变小，流量变小；从而起到在压力变化的情况下保持灌水器的流量不变，这种状态称为调节状态。当压力小到一定程度时，压力补偿垫片就完全脱离基座，出水腔体积变得很大，出水截面也变大，流量也相应增大， 这时转变为自冲洗状态。 

本发明的大流量压力补偿式滴灌灌水器，将迷宫流道与压力补偿性能相结合，能很好的解决山地经济林灌溉问题。经申请人的实验证明，压力补偿区间为3-25m，流量为15L/h，流态指数为0.02，压力补偿性能良好，能很好的适应山地地形，保证灌水均匀性，并且灌水器流量大，满足了经济林需水量大的要求。 

本发明的大流量压力补偿式滴管灌水器每一棵或两棵可以用一个，大大降低了成本；压力补偿性能良好，适于山地经济林；安装简单，易于被广大使用者接受。 

附图说明

图1为本发明的大流量压力补偿式滴灌灌水器的整体结构示意图，图中：1、腔体，2、压力补偿垫片，3、基座。 

图2为本发明的大流量压力补偿式滴灌灌水器腔体结构示意图，(a)为整体结构示意图，(b)为剖视图。图中的标记分别表示：4、灌水器进水口，5、灌水器进口过滤网，6、卡槽，7、腔体内部凸起。 

图3为本发明的大流量压力补偿式滴灌灌水器压力补偿垫片示意图，(a)为垫片正视图，(b)为(a)的俯视图。图中的标记分别表示：8、台阶。 

图4为本发明的大流量压力补偿式滴灌灌水器基座结构示意图，(a)为基座结构剖面图，(b)为基座整体结构图，(c)为(b)的后视图，(d)为基座俯视图。图中的标记分别表示：9、灌水器出口，10、斜齿型迷宫流道，11、流道进水口，12、流道出水口，13、基座外沿上的凸起，14、基座上腔，15、基座下腔，16、基座底部最小流量控制口 

图5为本滴头的压力流量关系曲线。 

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。 

具体实施方式

参见图1，本实施例给出一种大流量压力补偿式滴灌灌水器。该地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器为组合式结构，包括腔体1，压力补偿垫片2和基座3，三者按出水顺序依次是腔体1，压力补偿垫片2，基座3。腔体1与基座3通过卡槽紧密结合。压力补偿垫片2位于基座3内部台阶结构上。与基座3内部的台阶结构相吻合保证压力补偿垫片2在腔体1和基座3之间固定。压力补偿垫片上部为腔体1进水口，下部为基座3的出水口，当压力补偿垫片2上部受到压力后，凹下去，使灌水器在不同压力下有不同的出水面积，从而达到调节灌水器流量的目的。压力补偿垫片2的硬度根据压力补偿区间确定，使得压力补偿垫片2充分发挥补偿功能。 

参见图2、图3、图4，腔体1上有进水口4和过滤网5，边沿内部有卡槽6。压力补偿垫片2是一个台阶式结构的弹性圆片，圆片上有台阶8，压力补偿垫片2的大径小径尺寸及台阶尺寸与基座3内部的台阶式结构相配合。基座3外壁有斜齿型迷宫流道10，迷宫流道进口11，迷宫流道出口12，外沿上部绕口一周有凸起13，基座3内部分为上腔14和下腔15，底部有最小流量控制口16，基座3下部有出水口9。其工作原理为：水流从腔体1的进水口4的过滤窗5进入基座3的上腔14，流经压力补偿垫片2上表面经迷宫流道入口11进入迷宫流道10，经过迷宫流道10的初步消能后由迷宫流道出口12进入压力补偿垫片2下部的基座下腔15到达出灌水器水口9，随着压力的不断变化，压力补偿垫片2下部的灌水器出水口9的截面发生相应改变从而改变灌水器流量。正常压力下，出水口9截面呈自然截面状态，流量较大，当压力增加时，压力补偿垫片2下陷，使出水口9面积变小，流量变小；从而起到在压力变化的情况下保持整个灌水器的流量不变，这种状态称为调节状态。当压力小到一定程度时，压力补偿垫片2就完全脱离基座3，基座3的下腔15腔体积变得很大，出水口9的截面也变大，流量也相应增大，这时转变为自冲洗状态。 

进水口4直径为4mm，总长为12mm，保证插入毛管深度，是灌水器的进 水口处于毛管中的紊流区域，杂质量小，增强了灌水器的抗堵性能。 

过滤网5宽度为1.4mm，厚2mm。 

压力补偿垫片2的大径为18mm，小径为15mm，总厚度为1.3mm。其中，上层厚度为0.8mm，下层厚度为0.5mm。压力补偿式垫片2的硬度为50℃。压力补偿垫片2的变形可以出水口9的截面面积，以调整整个灌水器的流量。 

基座3外壁的斜齿形迷宫流道10总长度为62.83mm，总宽为6.34mm，齿高3.17mm，齿间距2mm，深1.5mm，流道流态指数为0.4572。 

斜齿形迷宫流道的进水口11长2.6mm，宽为2.5mm。出水口12长2.6mm，宽2.5mm。进出水口的尺寸都大于2mm，增强了灌水器的抗堵性能。 

基座上腔14高度为4mm，下腔15高度为3mm，上下腔高度与垫片相配合保证了灌水器的大流量性能。 

基座3底部的最小流量控制口16的圆心角为33°，深为0.7mm，保证了在压力补偿垫片2将出水口9全部堵住之后，灌水器仍有流量。 

出水口9的直径为4mm，。 

本发明的大流量压力补偿式滴灌灌水器，将迷宫大流道与压力补偿原理有机结合，进过两道程序对水流进行消能，其压力补偿区间为3～25m，灌水器的补偿区间流量为15L/h，流态指数为0.02，达到了大流量和压力补偿的要求，适于山地经济林的灌溉。流道附于基座的外壁上，灌水器结构简单，造价低，且本灌水器的流量使得每颗树只需配备一个灌水器，这样就大大降低滴灌的使用成本。将灌水器的进出水口以及流道进出水口的最小尺寸都设计成大于2mm，来增加灌水器的抗堵效果。 

Claims (9)

1.一种大流量压力补偿式滴灌灌水器，该大流量压力补偿式滴灌灌水器直接以插入方式与毛管相连接，其特征在于，它由腔体(1)，压力补偿垫片(2)和基座(3)构成组合式结构，三者按水流方向的顺序是腔体(1)、压力补偿式垫片(2)和基座(3)，腔体(1)与基座(2)通过卡槽直接扣合，压力补偿垫片(2)位于腔体(1)与基座(3)之间；

所述腔体(1)上附有进水口(4)和过滤网(5)，进水口(4)的长度毛管的内径相配合，腔体(1)内有卡槽(6)，该卡槽(6)与基座(3)外沿上部的凸起(13)相配合，腔体(1)内部与进水口(4)连接处有弧形凸起(7)；

所述的压力补偿垫片(2)是一个具有弹性的圆片，圆片四周有台阶(8)；

所述基座(3)外壁有斜齿型流道(10)、流道进水口(11)和流道出水口(12)，基座(3)外侧绕口一周有凸起(13)，该凸起(13)的尺寸与腔体(1)内侧的卡槽(6)尺寸相配合；基座(3)的内部分为上腔(14)和下腔(15)；基座(3)内部底部有最小流量控制口(16)，基座(3)下部有出水口(9)。

2.如权利要求1所述的大流量压力补偿式滴灌灌水器，其特征在于，所述进水口(4)直径为4mm，总长为12mm。

3.如权利要求1所述的大流量压力补偿式滴灌灌水器，其特征在于，所述过滤网(5)宽度为1.4mm，厚2mm。

4.如权利要求1所述的大流量压力补偿式滴灌灌水器，其特征在于，所述的压力补偿垫片(2)的硬度为50℃，其大径为18mm，小径为15mm，总厚度为1.3mm；其中，上层厚度为0.8mm，下层厚度为0.5mm。

5.如权利要求1所述的大流量压力补偿式滴灌灌水器，其特征在于，所述的基座(3)外壁的斜齿形迷宫流道(10)总长度为62.83mm，总宽为6.34mm，齿高3.17mm，齿间距2mm，深1.5mm，流道流态指数为0.4572。

6.如权利要求1所述的大流量压力补偿式滴灌灌水器，其特征在于，所述的斜齿形迷宫流道的进水口(11)长2.6mm，宽为2.5mm，出水口(12)长2.6mm，宽2.5mm。

7.如权利要求1所述的大流量压力补偿式滴灌灌水器，其特征在于，所述基座上腔(14)高度为4mm，下腔(15)高度为3mm。

8.如权利要求1所述的大流量压力补偿式滴灌灌水器，其特征在于，所述基座(3)底部的最小流量控制口(16)的圆心角为33°，深为0.7mm。

9.如权利要求1所述的大流量压力补偿式滴灌灌水器，其特征在于，所述灌水器出水口(9)的直径为4mm。

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