CN103053382B - 地埋式自动伸缩一体化喷灌设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了地埋式自动伸缩一体化喷灌设备，属于节水灌溉领域。所述喷灌设备与输水管道相连，所述喷灌设备由外至内包括顺次套接的套管、一级伸缩管和二级伸缩管，以及升降式喷头、旁通支管和弹簧。本发明是将传统喷灌系统中的竖管、立管、升降式喷头集成于一体的喷灌设备，不但在喷灌作业前不需要再安装这些设施，喷灌后也不需要拆卸，大大减轻了田间劳动强度，而且本发明在非灌溉时不影响耕作，灌溉时又能够省工省料，同时还能够满足经济合理、经久耐用、便于推广应用的需求。

Description

地埋式自动伸缩一体化喷灌设备

技术领域

本发明涉及节水灌溉领域，特别涉及地埋式自动伸缩一体化喷灌设备。

背景技术

目前使用的喷灌系统通常有两类，其一是固定管道式喷灌系统，其二是移动式、半固定式管道喷灌系统。

方式一

固定管道式喷灌系统是目前最常用的喷灌系统，由于具有适应性强、技术简单的特点，以及具有节水、节能、省工和增产等优点，广泛用于粮食、露地蔬菜及其他经济作物。

固定管道式喷灌系统不利于机耕，尤其是在平原地区，田间的固定管道对机械很有妨碍，耕作时经常碰坏出地竖管。尽管国外采用免耕法解决这一问题，但是在我国，对于大田全固定式喷灌，审查时一般均予否定，理由：一是投资过高，二是影响机械化作业。

方式二

在我国大田通常采用移动式、半固定式管道喷灌系统。

移动式、半固定式管道喷灌系统搬运管道困难，尤其是刚刚喷过的土壤，还容易伤苗和破坏土壤，所以尽量选用轻质管道，如薄壁金属管道和塑料管道。考虑在刚喷完的位置移管困难，一般设计时都采用一套或两套备用管道，因而增加了管道总用量。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种地埋式自动伸缩一体化喷灌设备，所述喷灌设备在非灌溉时不影响耕作，灌溉时又能够省工省料，同时还能够满足经济合理、经久耐用、便于推广应用的需求。所述技术方案如下：

一种地埋式自动伸缩一体化喷灌设备，与输水管道相连，所述喷灌设备由外至内包括顺次套接的套管、一级伸缩管和二级伸缩管，以及升降式喷头、旁通支管和弹簧；

所述套管埋于地面下，并且所述套管与所述输水管道相连；

所述一级伸缩管与所述套管相连，并且所述一级伸缩管可相对所述套管管壁上下滑动；

所述二级伸缩管与所述一级伸缩管相连，并且所述二级伸缩管可相对所述一级伸缩管管壁上下滑动；

所述升降式喷头设置在所述二级伸缩管的顶部，并且所述升降式喷头随所述二级伸缩管联动，所述升降式喷头上升过程中，所述升降式喷头用于钻土及喷水，所述升降式喷头伸出地面之后，所述升降式喷头用于喷灌；

所述弹簧套接在所述二级伸缩管上，所述升降式喷头上升过程中，所述弹簧处于压缩状态，所述升降式喷头下降过程中，所述弹簧处于正常伸展状态；

所述旁通支管与所述套管内壁相连通，所述升降式喷头上升过程中，所述旁通支管处于关闭状态，所述输水管道处于开启状态，所述升降式喷头下降过程中，所述旁通支管处于开启状态，所述输水管道处于关闭状态。

具体地，所述升降式喷头包括本体、喷嘴及竖直流道，所述本体的顶部为锥形，所述竖直流道设置在所述锥形中心位置，所述竖直流道通过孔道与所述升降式喷头外部导通，所述升降式喷头上升过程中，所述升降式喷头始终位于所述一级伸缩管内部，水流经过所述喷嘴喷出后在所述一级伸缩管管壁的作用下经所述孔道回流，最终汇流至所述竖直流道后喷出，所述升降式喷头升出地面之后，水流由所述喷嘴喷出实现喷灌。

进一步地，所述喷灌设备还包括导向装置，所述导向装置设置在所述套管与所述一级伸缩管之间，所述导向装置用于为所述一级伸缩管运动提供导向。

更具体地，所述导向装置包括滑槽及滑块，所述滑槽设置在所述套管管壁上，相应的所述一级伸缩管中设有所述滑块。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明在非灌溉时埋于地面下一定深度，灌溉时能够通过水压将伸缩管顶托至地面以上，升降式喷头在水压作用下缓慢上升并开始工作，灌溉完成时升降式喷头在内置弹簧的作业下自动缩回至一级伸缩管内，旁通支管内水压将一级伸缩管自动压回套管内，从而实现整个过程的自动伸缩，同样也有效避免使用传统固定喷灌系统时，立管始终留在地块上，给耕作活动带来诸多不便，甚至对立管产生损坏。本发明与传统管道喷灌系统相比，地埋式自动伸缩一体化喷灌设备无须拆除立管和喷头，大大提高了工作效率，减轻了劳动强度。

由此可见，本发明是将传统喷灌系统中的竖管、立管、升降式喷头集成于一体的喷灌设备，不但在喷灌作业前不需要再安装这些设施，喷灌后也不需要拆卸，大大减轻了田间劳动强度，而且本发明在非灌溉时不影响耕作，灌溉时又能够省工省料，同时还能够满足经济合理、经久耐用、便于推广应用的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的地埋式自动伸缩一体化喷灌设备在灌溉前的状态图；

图2是本发明实施例提供的地埋式自动伸缩一体化喷灌设备在灌溉时一级伸缩管上升状态图；

图3是本发明实施例提供的地埋式自动伸缩一体化喷灌设备在灌溉时二级伸缩管上升并开始灌溉状态图；

图4是本发明实施例提供的地埋式自动伸缩一体化喷灌设备在灌溉前的使用状态图；

图5是本发明实施例提供的地埋式自动伸缩一体化喷灌设备在灌溉时一级伸缩管上升过程的状态图；

图6是本发明实施例提供的地埋式自动伸缩一体化喷灌设备在灌溉时二级伸缩管上升并开始灌溉过程的状态图；

图7是本发明实施例提供的地埋式自动伸缩一体化喷灌设备在灌溉结束一级和二级伸缩缩回过程的状态图；

图8是本发明实施例提供的地埋式自动伸缩一体化喷灌设备恢复灌溉前的状态图；

图9是本发明实施例提供的升降式喷头未伸出二级伸缩管时的水流状态图；

图10是本发明实施例提供的升降式喷头伸出二级伸缩管时的水流状态图。

图中各符号表示含义如下：

1 套管，2 一级伸缩管，3 二级伸缩管，4 升降式喷头，4A 本体，5 锥形，6喷嘴，7 弹簧，8 滑槽，9 旁通支管，10 水流方向，11 竖直流道，12 孔道，13输水管道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，还可参见图2-图8，本发明以图1为主加以说明，本发明提供了一种地埋式自动伸缩一体化喷灌设备，与输水管道13（参见图4）相连，所述喷灌设备由外至内包括顺次套接的套管1、一级伸缩管2和二级伸缩管3，以及升降式喷头4、旁通支管9和弹簧7；

所述套管1埋于地面下，并且所述套管1与所述输水管道13（参见图4）相连；

所述一级伸缩管2与所述套管1相连，并且所述一级伸缩管2可相对所述套管1管壁上下滑动；

所述二级伸缩管3与所述一级伸缩管2相连，并且所述二级伸缩管3可相对所述一级伸缩管2管壁上下滑动；

所述升降式喷头4设置在所述二级伸缩管3的顶部，并且所述升降式喷头4随所述二级伸缩管3联动，所述升降式喷头4上升过程中，所述升降式喷头4用于钻土及喷水，所述升降式喷头4伸出地面之后，所述升降式喷头4用于喷灌；

所述弹簧7套接在所述二级伸缩管3上，所述升降式喷头4上升过程中，所述弹簧7处于压缩状态，所述升降式喷头4下降过程中，所述弹簧7处于正常伸展状态；

所述旁通支管9与所述套管1内壁相连通，所述升降式喷头4上升过程中，所述旁通支管9处于关闭状态，所述输水管道13（参见图4）处于开启状态，所述升降式喷头4下降过程中，所述旁通支管9处于开启状态，所述输水管道13（参见图4）处于关闭状态。

本发明在非灌溉时埋于地面下一定深度，灌溉时能够通过水压将伸缩管顶托至地面以上，升降式喷头4在水压作用下缓慢上升并开始工作，灌溉完成时升降式喷头4在内置弹簧7的作业下自动缩回至一级伸缩管2内，旁通支管9内水压将一级伸缩管2自动压回套管1内，从而实现整个过程的自动伸缩，同样也有效避免使用传统固定喷灌系统时，立管始终留在地块上，给耕作活动带来诸多不便，甚至对立管产生损坏。本发明与传统管道喷灌系统相比，地埋式自动伸缩一体化喷灌设备无须拆除立管和喷头，大大提高了工作效率，减轻了劳动强度。

由此可见，本发明是将传统喷灌系统中的竖管、立管、升降式喷头4集成于一体的喷灌设备，不但在喷灌作业前不需要再安装这些设施，喷灌后也不需要拆卸，大大减轻了田间劳动强度，而且本发明在非灌溉时不影响耕作，灌溉时又能够省工省料，同时还能够满足经济合理、经久耐用、便于推广应用的需求。

具体地，如图9及图10所示，所述升降式喷头4包括本体4A、喷嘴6及竖直流道11，所述本体4A的顶部为锥形5，所述竖直流道11设置在所述锥形5中心位置，所述竖直流道11通过孔道12与所述升降式喷头4外部导通，所述升降式喷头4上升过程中，所述升降式喷头4始终位于所述一级伸缩管2内部，水流经过所述喷嘴6喷出后在所述一级伸缩管2管壁的作用下经所述孔道12回流，最终汇流至所述竖直流道11后喷出，所述升降式喷头4升出地面之后，水流由所述喷嘴6喷出实现喷灌。

进一步地，如图3所示，所述喷灌设备还包括导向装置，所述导向装置设置在所述套管1与所述一级伸缩管2之间，所述导向装置用于为所述一级伸缩管2运动提供导向，采用上述结构，使得所述喷灌设备升降平稳。

更具体地，如图3所示，所述导向装置包括滑槽8及滑块，所述滑槽8设置在所述套管1管壁上，相应的所述一级伸缩管2中设有所述滑块，采用上述结构，具有结构简单易于实现的优点。

本发明安装过程：

本发明安装较为方便，首先应根据风向、风速、地形地势和输水管道13位置确定设备安装点，用人工或机械方式开挖安装点上的土壤直至露出输水管道13，将套管1下端与输水管道13直接连接即可；然后沿着平行于田间每一条支管布置一条旁通支管9（通常φ30），将套管1上端与旁通支管9进行连接，其连接方式为丝扣或胶结；最后再回填开挖出来的土壤直至填平即可安装完成。

本发明使用过程：

如图4所示，在非灌溉时，二级伸缩管3连同升降式喷头4一同缩回进入一级伸缩管2内，一级伸缩管2缩回套管1内，套管1埋于地面下，不会对田间的正常耕作活动造成影响，本发明所述喷灌设备的所有部件埋于地下优选0.35m处。

如图5所示，当需要进行灌溉时，关闭旁通支管9，打开输水管道13阀门，输水管道13的有压水流进入套管1内，对一级伸缩管2产生的向上推力，推动一级伸缩管2连同二级伸缩管3和升降式喷头4一同向上运动；有压水流通过一级伸缩管2进入升降式喷头4，当升降式喷头4未露出地面前，其位于一级伸缩管2内，其喷射出来的水流受一级伸缩管2壁阻挡，回流进入置于喷头内部的竖直流道11，形成向上具有更大压力的高速水流，这种高速水流能够挤压并切割升降式喷头4上端的土壤；随着升降式喷头4上端的土壤不断被清除，如图6所示，一级伸缩管2连同升降式喷头4会持续上升直至露出地面时，一级伸缩管2停止上升，升降式喷头4在水压力作用下继续上升并伸出一级伸缩管2外，同时内置于一级伸缩内连接升降式喷头4的弹簧7被压缩形成具有回缩拉力的状态，而此时喷射出来的水流因不再受一级伸缩管2壁阻挡而向四周散射；当升降式喷头4上升到最大距离时停止上升，散射射程达到最大并开始进行正常喷灌工作。

如图7所示，当灌溉停止时，关闭输水管道13阀门，打开旁通支管9阀门（若输水管道13末端安装泄水阀，应将其置于开启状态），在内置于一级伸缩管2内的被压缩的弹簧7的作用下，升降式喷头4及二级伸缩管3缩进一级伸缩管2内，一级伸缩管2在旁通支管9内有压水流作用下，被缓慢压回进入套管1，关闭旁通支管9，如图8所示，恢复到初始状态。

由上述工作工程可知，本发明具有自动伸出和回缩两种功能，无需外力作用，设备所有部件埋于地下0.35m，对田间耕作活动不产生影响，同时也避免了传统固定管道式喷灌立管遭受人为破坏的影响，也无需安装和拆卸设备，大大减轻了劳动强度。

本发明的优点总结如下：

一是使用本发明，地上不再有任何灌溉设施，大大方便了田间耕作及收割等活动，不用再担心发生灌溉设施被破坏的事情；

二是使用本发明，灌溉时无须安装和移动地上设施，大大提高了田间灌溉效率；

三是使用本发明，操作简便，在使用过程中不需要专业技术人员指导，只要有人启闭开关即可完成地块的灌溉工作；

四是使用本发明，大大减轻了了田间劳动强度，灌溉结束时不再需要拆卸地上的竖管、支撑管和喷头等地上设施，这对于外出务工劳力较多、留村劳力较少的广大地区来说，无疑是解决了一个大难题。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种地埋式自动伸缩一体化喷灌设备，与输水管道相连，其特征在于，所述喷灌设备包括由外至内顺次套接的套管、一级伸缩管和二级伸缩管，以及升降式喷头、旁通支管和弹簧；

所述套管埋于地面下，并且所述套管与所述输水管道相连；

所述一级伸缩管与所述套管相连，并且所述一级伸缩管可相对所述套管管壁上下滑动；

所述二级伸缩管与所述一级伸缩管相连，并且所述二级伸缩管可相对所述一级伸缩管管壁上下滑动；

所述升降式喷头设置在所述二级伸缩管的顶部，并且所述升降式喷头随所述二级伸缩管联动，所述升降式喷头上升过程中，所述升降式喷头用于钻土及喷水，所述升降式喷头伸出地面之后，所述升降式喷头用于喷灌；

所述弹簧套接在所述二级伸缩管上，所述升降式喷头上升过程中，所述弹簧处于压缩状态，所述升降式喷头下降过程中，所述弹簧处于正常伸展状态；

所述旁通支管与所述套管内壁相连通，所述升降式喷头上升过程中，所述旁通支管处于关闭状态，所述输水管道处于开启状态，所述升降式喷头下降过程中，所述旁通支管处于开启状态，所述输水管道处于关闭状态；

所述升降式喷头包括本体、喷嘴及竖直流道，所述本体的顶部为锥形，所述竖直流道设置在所述锥形中心位置，所述竖直流道通过孔道与所述升降式喷头外部导通，所述升降式喷头上升过程中，所述升降式喷头始终位于所述一级伸缩管内部，水流经过所述喷嘴喷出后在所述一级伸缩管管壁的作用下经所述孔道回流，最终汇流至所述竖直流道后喷出，所述升降式喷头升出地面之后，水流由所述喷嘴喷出实现喷灌；

所述喷灌设备的所有部件埋于地下0.35m处；

所述喷灌设备还包括泄水阀，所述泄水阀设置在输水管道末端。

2.根据权利要求1所述的喷灌设备，其特征在于，所述喷灌设备还包括导向装置，所述导向装置设置在所述套管与所述一级伸缩管之间，所述导向装置用于为所述一级伸缩管运动提供导向。

3.根据权利要求2所述的喷灌设备，其特征在于，所述导向装置包括滑槽及滑块，所述滑槽设置在所述套管管壁上，相应的所述一级伸缩管中设有所述滑块。