CN102919104A - 液位自控灌溉装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液位自控灌溉装置，由壳体1、膜片3、传动机构5和浮体6组成，其特征在于：所述壳体1内部分为两个空间，进水口2与第一空间连通，所述膜片3位于第一空间内部，出水口4连通壳体1内部的两个空间并具有一段空心圆柱状凸起位于第一空间内部，所述传动机构5部分结构的外形尺寸小于出水口4的内径并位于出水口4内部，所述浮体6与传动机构5连接并位于第二空间内部，第二空间与排水口7连通。本发明体积较小、结构较简单并可直接使用自来水作为水源，置于植物栽培容器中可长期对植物进行自动灌溉，无需人工干预。

Description

液位自控灌溉装置
技术领域
本发明涉及灌溉装置中的一类，特别涉及此类使用浮球阀液位控制器的灌溉装置。
背景技术
在目前使用的灌溉装置中，其中一类的工作原理是：使用浮球阀液位控制器保持容器内的一定液位，植物根系与容器内的液体接触，或是植物根系通过吸水材料或导水材料与容器内的液体接触。植物耗水，容器内液位降低，浮球阀液位控制器向容器内补充液体，保持容器内液位不变，重复上述过程来保证植物正常生长。
专利(申请号；200710026210.8)大规模花盆自动供水装置、专利(申请号：200310125414.9)微灌盆及其组合体就属于上述类型。
浮球阀液位控制器的工作原理是：依靠浮体的浮力，通过传动机构如杠杆进行放大或直接作用于密封元件，压紧在出水口上，完成密封。在工作过程中，浮体与传动机构为保持出水口的密封状态持续受力，只在密封元件脱离出水口时不受力。易因浮体与传动机构长时间受力造成受力变形或损坏，极易造成大量漏水，可靠性较低。
植物生长过程中不断消耗容器内的液体，使用水箱向容器补水，供水量受水箱容积限制，无法实现长期自动工作，需要向水箱补水且水箱内易生藻类、黏菌，堵塞管路，使用自来水即可避免出现这些问题。现有浮球阀液位控制器如直接使用自来水为水源，因其进水压力较高，为了提供足够的密封力，就需要较大体积的浮体或较长的杠杆臂，造成装置体积较大，增加了材料的使用。如果使用较小浮体或较短杠杆臂的浮球阀，其能提供的密封力降低，需要减压阀或是由现有浮球阀控制液位的水箱为其提供一个较低的进水压力，增加了装置的复杂程度和成本。
发明内容
本发明的目的在于改进此类使用浮球阀液位控制器的灌溉装置中存在的缺陷，提供一种结构简单、成本较低、体积较小、可靠性较高的液位自控灌溉装置。
为达到上述目的，本发明所述的液位自控灌溉装置由壳体1、膜片3、传动机构5和浮体6组成，其特征在于：所述壳体1内部分为两个空间，进水口2与第一空间连通，所述膜片3位于第一空间内部，出水口4连通壳体1内部的两个空间并具有一段空心圆柱状凸起位于第一空间内部，所述传动机构5部分结构的外形尺寸小于出水口4的内径并位于出水口4内部，所述浮体6与传动机构5连接并位于第二空间内部，第二空间与排水口7连通。
本发明的工作原理和动作顺序如图1、2、3所示，水通过进水口2进入壳体1内部第一空间，进水压力同时作用于膜片3的两端面，其中A端面与出水口4的空心圆柱状凸起接触，受力面积小于B端面，进水压力把膜片压紧在出水口4的空心圆柱状凸起上，完成密封。当种植容器8内无水或因植物耗水使水位降低时，浮体6受重力作用下降，和浮体6连接的传动装置5穿过出水口4与膜片3接触，其作用力和膜片A端面的受力面积所受的作用力相加大于膜片B端面的受力面积所受的作用力后，膜片3脱离出水口4的空心圆柱状凸起，水通过出水口4进入壳体内部第二空间并通过排水口7向种植容器8内进水，当种植容器8内水位上升，第二空间内的水位同步上升，浮体6受浮力作用上浮，当浮体6上升到一定高度时，和浮体6连接的传动装置5与膜片3脱离接触，膜片3在进水压力下再次压紧在出水口4的空心圆柱状凸起上，完成一个工作循环。
本发明的有益效果是：1)在不向容器内补水时，浮球阀液位控制装置为保持其出水口的密封状态，密封元件需要浮体在浮力的作用下提供一个持续的力将其压紧在出水口上来完成密封，浮体和传动机构一直受力。而本发明在保持其密封状态时是由进水压力作用于膜片从而压紧在出水口上来完成密封，浮体和传动机构所受的浮力仅为抵消其自重。浮体与传动装置只在膜片脱离出水口时受力，受力时间短，不易因长时间受力造成受力变形或损坏。
2)与浮球阀液位控制装置相比，本发明保持其密封状态时是由进水压力作用于膜片从而压紧在出水口上来完成密封，与浮体和传动装置无关。如果浮体、传动机构损坏或失灵，不会影响本发明的密封状态，可靠性较高。3)使膜片脱离出水口的力与膜片两端面受力面积的比值(比值为B端面的受力面积除以A端面的受力面积)有关，其比值越小，使膜片脱离出水口的力就越小，换言之浮体的重量和体积就可以缩小，如果传动装置使用杠杆，杠杆臂的长度也可缩短，从而使本发明的体积可以做的较小。本发明使用较小重量和体积的浮体或较短的杠杆臂就可以控制较高的进水压力，不需要减压阀或使用浮球阀液位控制器控制液位的水箱来提供较小的进水压力，因此本发明的结构较简单，节约材料从而降低成本。
说明书附图
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明向种植容器内补水时的示意图；
图3是本发明补水结束时的示意图；
图4是本发明的一种实施例的示意图；
图5是本发明的另一种实施例的示意图；
具体实施方式
具体实施例一、如图4所示，圆柱形壳体1底部侧边开有排水口7，底部的阶梯形开口处安装有底板102。底板102下面有进水口2，上面有一空心圆柱状凸起。空心圆柱状凸起顶部的阶梯形开口处安装有盖板103，盖板中心有向下空心圆柱状凸起的出水口4.膜片3位于空心圆柱状凸起内部，膜片的外径稍小于空心圆柱状凸起的内径，以保证膜片可以在空心圆柱状凸起的长度方向上下自由移动。浮体6的外径小于圆柱形壳体1的内径，底部中心安装有传动装置5.传动装置为一推杆，其外径小于出水口4的内径，且部分结构位于出水口4内部，浮体6下降时推杆可通过出水口4与膜片3接触。
将本发明置于底部不透水的种植容器底部，进水口2与外部水源连通，进水压力使膜片3压紧在出水口4的空心圆柱状凸起上，此时不向种植容器内补水。当种植容器内无水或是因植物耗水使种植容器内的水位下降到一定程度时，浮体6受重力作用下降，与浮体6连接的推杆5穿过盖板上的出水口4与膜片3接触施力，使膜片3脱离出水口4的空心圆柱状凸起。水通过出水口4，再通过排水口7向种植容器内补水。种植容器内的水位逐渐上升，浮体6随之上浮，当浮体6上升到一定高度时，与浮体6连接的推杆5脱离膜片3，膜片3在进水压力的作用下压紧在出水口4的空心圆柱状凸起上，补水结束。重复这个过程即可保证种植容器内的水分供应，使植物正常生长。
具体实施例二、如图5所示，箱形壳体1底部侧边开有排水口7，顶部的阶梯状开口处安装有顶板202.顶板202具有上方的进水口2和下方的空心圆柱状凸起，膜片3位于空心圆柱状凸起内部，膜片的外径稍小于空心圆柱状凸起的内径，以保证膜片可以在空心圆柱状凸起的长度方向上下自由移动，空心圆柱状凸起底部的阶梯形开口处安装有盖板103，盖板中心有向上空心圆柱状凸起的出水口4和盖板下方的支撑座。传动机构5为一L形杠杆，杠杆铰接在支撑座上，杠杆短边为一圆柱体，其外径小于出水口4的内径，且部分结构位于出水口4内部，浮体6下降时杠杆短边可通过出水口4与膜片3接触。长边尾端与浮体6连接。
将本发明置于底部不透水的种植容器底部，进水口2与外部水源连通，进水压力使膜片3压紧在出水口4的空心圆柱状凸起上，此时不向种植容器内补水。当种植容器内无水或是因植物耗水使种植容器内的水位下降到一定程度时，浮体6受重力作用下降，与浮体6连接的杠杆短边上升并穿过盖板上的出水口4与膜片3接触施力，使膜片3脱离出水口4的空心圆柱状凸起。水通过出水口4，再通过排水口7向种植容器内补水。种植容器内的水位逐渐上升，浮体6随之上浮，当浮体6上升到一定高度时，与浮体6连接的杠杆短边脱离膜片3，膜片3在进水压力的作用下压紧在出水口4的空心圆柱状凸起上，补水结束。重复这个过程即可保证种植容器内的水分供应，使植物正常生长。且传动机构5为杠杆机构，具有力量放大作用，可进一步缩小浮体6的重量和体积，使本发明的体积可以做的更小。

Claims (2)

1.液位自控灌溉装置，由壳体1、膜片3、传动机构5和浮体6组成，其特征在于：所述壳体1内部分为两个空间，进水口2与第一空间连通，所述膜片3位于第一空间内部，出水口4连通壳体1内部的两个空间并具有一段空心圆柱状凸起位于第一空间内部，所述传动机构5部分结构的外形尺寸小于出水口4的内径并位于出水口4内部，所述浮体6与传动机构5连接并位于第二空间内部，第二空间与排水口7连通。
2.如权利要求1所述的液位自控灌溉装置，其特征在于：所述传动机构可为增力机构。
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Applicant before: Niu Zhiliang

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