CN103960108A - 一种新型的节能自动灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新型的节能自动灌溉装置，包括灌溉主机和传导器，传导器埋于土壤之中且通过传导管与灌溉主机相连，灌溉主机包括主机箱体和主机供水控制机构，主机供水控制机构包括主机机控水阀、浮子和第一杠杆机构，浮子通过第一杠杆机构控制主机机控水阀的开启和关闭。使用过程中，由传导器收集或蒸发水分，使灌溉主机内浮子室的液位上升或下降，从而使浮子上浮或下坠，即关闭或开启主机机控水阀。本发明采用机械联动的方式控制主机机控水阀的开启或关闭，以此实现实施灌溉或停止灌溉，此过程不需采用昂贵的电气配件，降低生产成本且能减少由于电气故障产生的问题，增加产品使用的可靠性。若增加灌溉从机，能对大面积区域进行联动灌溉。

Description

一种新型的节能自动灌溉装置

技术领域

本发明涉及灌溉设备技术领域，尤其是一种新型的节能自动灌溉装置。

背景技术

由于人力成本、劳动强度等原因，对于植物灌溉，目前大多数采用自动灌溉技术，以减少人力的投入。国内外主要有两种灌溉方式：一是定时灌溉，二是适时灌溉。

定时灌溉，即用微电脑控制电磁阀定时打开和关闭，方式简单，易实施，但其为机械运作，不能根据实际情况进行定量灌溉，容易导致水资源的浪费，且还可能会造成过量灌溉，或者灌溉不足。

适时灌溉，即由湿敏电子感应器采集土壤湿度信号，再由微电脑程序控制电磁阀实施自动灌溉。该方式自动化程度较高，能够实时监测土壤表层的湿度，再根据信号判断是否需要进行灌溉，避免浪费；但其还是存在以下缺点：1、其成本较高；主要用于电子元件等的材料费上；2、准确度不高；由于湿敏电子感应器均设置在土壤表面，不能监测土壤层的湿度，准确度较低；3、使用寿命短，稳定性差；由于电子元件在野外高温潮湿的环境中不抗腐蚀，降低使用寿命，易发生故障。

在日常的使用过程中，若采用以上两种方式，其控制过程还会受到电力的影响，当断电时，则无法工作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种生产成本较低、稳定性好且使用寿命长的新型的节能自动灌溉装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型的节能自动灌溉装置,其特征在于：包括灌溉主机和传导器，传导器包括上方开口的壳体、定位骨架和覆盖在定位骨架上的过滤网布，定位骨架安装在壳体内，定位骨架下方与壳体底面形成集水室；灌溉主机包括主机箱体和主机供水控制机构，在主机箱体下部通过隔板分隔成浮子室和控制室，传导器的集水室和浮子室之间通过传导管相连通，主机供水控制机构包括主机机控水阀、浮子、安装在主机箱体内的第一杠杆机构，主机机控水阀的进水口与供水管相连，主机机控水阀的出水口与主机灌溉总管相连，第一杠杆机构的杠杆一端与浮子连接，浮子带动杠杆一端上下运动，使杠杆的另一端触动主机机控水阀的开启和关闭。

所述主机机控水阀包括上阀体、下阀体、橡胶膜片、阀内出水管、弹性压件和驱动开关，上阀体与下阀体固定连接且两者之间设置有橡胶膜片，在橡胶膜片上开设有阻尼孔，所述主机机控水阀的进水口和出水口设置在下阀体上，阀内出水管的一端与出水口固定连接，另一端与橡胶膜片中心相接触，弹性压件由上固定片、下压片和连接上固定片和下压片的弹簧构成，上固定片固定安装在上阀体内壁上，下压片与橡胶膜片相接触，驱动开关包括连通上阀体的泄压管，在泄压管上安装有开关阀，开关阀的阀柄通过第一连杆与所述第一杠杆机构的杠杆固定连接。

进一步地，所述灌溉主机还包括一定时关水机构，定时关水机构包括回水管、第一节流阀和能在水满时自动倒水的水箱，水箱安装在所述主机箱体上部，回水管的进水端与主机灌溉总管相连通，出水端固定在主机箱体顶面上并用于给水箱注水，第一节流阀安装在回水管上。所述主机箱体底部还设有一排水口，排水口上连接有主机排水机构，主机排水机构由排水浮子、排水杠杆机构和与排水口相适应的活门塞构成，排水浮子和活门塞分别与排水杠杆机构上杠杆的两端固定连接。

所述箱体的下部侧壁上还设有一控制箱体内水位的水位调节器，在水位调节器下方的箱体侧壁上还开设有一手动排水口，手动排水口上设有一手动开关水阀。

更进一步地，新型的节能自动灌溉装置还包括有灌溉从机，灌溉从机包括从机箱体和从机供水控制机构，在从机箱体下部通过第二隔板分隔成从机浮子室和从机控制室，在从机箱体中部设有传导水进口，从机供水控制机构包括从机机控水阀、从机浮子和安装在从机箱体内的第二杠杆机构，从机机控水阀的进水口与供水管相连，主机机控水阀的出水口与从机灌溉总管相连，第二杠杆机构的杠杆一端与从机箱体内壁铰接，另一端与从机浮子固定连接，第二杠杆机构的杠杆中部通过第二连杆及第三杠杆机构与机控水阀开关相连，从机浮子的下坠和上浮驱动从机机控水阀的开启和关闭；在所述主机箱体内固定安装有一集水板槽，集水板槽位于主机水箱的下方且在对应的箱体侧壁上设置有集水板槽出水口，在集水板槽出水口上通过管道与灌溉从机上的传导水进口相连接。

所述从机机控水阀包括上阀体、下阀体、橡胶膜片、阀内出水管、阀芯壳、控制阀芯、压片和顶针，上阀体与下阀体固定连接且两者之间设置有橡胶膜片，在橡胶膜片上开设有阻尼孔，在下阀体上开设进水口和出水口，阀内出水管的一端与出水口固定连接，另一端与橡胶膜片中心相接触，阀芯壳一体成型在上阀体中心上，压片固定在控制阀芯上且与橡胶膜片相接触，顶针的上端穿过出水管及橡胶膜片并与控制阀芯相接触，下端与所述第三杠杆机构的杠杆相连接。

所述从机箱体底部浮子室上还设有第一排水口和第二排水口，第一排水口上连接有第二节流阀，第二排水口上连接有从机排水机构，排水机构由排水浮子、第四杠杆机构和与排水口相适应的活门塞，排水浮子和活门塞分别与第四杠杆机构上杠杆的两端固定连接。

在所述从机箱体的上部设有一分隔板，分割板与从机箱体的上部空间构成回水收集室，回水收集室上设有注水口，注水口通过注水管与从机灌溉总管相连通，在注水管上设有第三节流阀，在分割板上安装有连通回水收集室的排水阀，排水阀出口连接有延伸到从机箱体外的排水管，排水阀的开关柄通过连杆固定在第二杠杆机构的中部上；所述灌溉从机设有多个，后一个灌溉从机的传导水进口与前一个灌溉从机的排水管相连通。

进一步地，所述灌溉主机的浮子室内还设有一水泵控制开关，浮子的上下移动能触动水泵控制开关的开启和关闭。

本发明的有益效果是：生产成本低、稳定性好且使用寿命长；通过传导器传导土壤水分，进而由灌溉主机通过机械联动的控制方式实施或停止灌溉，不需购买昂贵的电气配件，降低生产成本且能减少由于电气故障产生的问题，增加产品使用的可靠性。

进一步的，通过增加灌溉从机，能对大面积区域实现联动灌溉，若应用到农场、公园、绿化带等场所，节能且能降低工人的劳动强度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中主机机控水阀的结构示意图。

图3为本发明中从机机控水阀的结构示意图。

图4为本发明中主机排水机构的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图4所示，本发明一种新型的节能自动灌溉装置,包括灌溉主机和传导器1。其中，传导器1包括上方开口的壳体11、定位骨架12和覆盖在定位骨架上过滤网布13，定位骨架12安装在壳体11内，定位骨架12下方与壳体11底面形成集水室14。

灌溉主机包括主机箱体2和主机供水控制机构，在主机箱体2下部通过隔板21分隔成浮子室22和控制室23；传导器的集水室14和浮子室22之间通过传导管15相连通。

主机供水控制机构包括安装在主机箱体内的第一杠杆机构31、主机机控水阀32和浮子33。主机机控水阀的进水口与供水管231相连，主机机控水阀的出水口与主机灌溉总管232相连；第一杠杆机构31的杠杆左端与浮子33连接，随着浮子室内的液面的上升和下降，浮子33对应的上下移动，从而带动第一杠杆机构31的杠杆上下移动，杠杆的右端在摆动时触动主机机控水阀32的开启和关闭。

进一步为了能对灌溉的时间进行控制，以适应不同农作物的水分需求；上述灌溉主机还包括一定时关水机构，定时关水机构包括回水管51、第一节流阀52和水箱53，在主机箱体2的顶面上固定有一吊杆24，水箱53安装在吊杆24上，当水箱的水满时，水箱在重力的作用下能自动倒水。回水管51的进水端与主机灌溉水管232相连通，出水端固定在主机箱体顶面上并用于给水箱51注水，第一节流阀53安装在回水管51上。在主机箱体2底部还设有排水口25，排水口25上连接有主机排水机构26，主机排水机构26由排水浮子261、排水杠杆机构262和与排水口相适应的活门塞263构成，排水浮子261和活门塞263分别与排水杠杆机构262上杠杆的两端固定连接。

上述主机箱体2的下部侧壁上还设有一控制浮子室水位的水位调节器27，在水位调节器27下方的箱体侧壁上还开设有一手动排水口，手动排水口上设有一手动开关水阀28，通过开启手动开关水阀28，排掉灌溉主机内浮子室的水，便可以实现手动驱动灌溉主机进行灌溉。

进一步地，为了使本发明能对大面积区域进行灌溉，本发明还包括有灌溉从机，灌溉从机包括从机箱体6和从机供水控制机构。其中，在从机箱体6下部通过第二隔板61分隔成从机浮子室62和从机控制室63，在从机箱体6中部设有传导水进口64。

在上述主机箱体2内固定安装有一集水板槽29，集水板槽29位于主机水箱2的下方且在对应的主机箱体侧壁上设置有集水板槽出水口，在集水板槽出水口上通过管道291与灌溉从机上的传导水进口相连接。集水板槽29用于承接部分水箱53倾倒的水，然后通过管道291传递给灌溉从机，使灌溉从机进行喷水灌溉。

具体地，上述从机供水控制机构包括从机机控水阀71、从机浮子72、安装在从机箱体内的第二杠杆机构73、第二连杆74和第三杠杆机构75。从机机控水阀71的进水口与供水管65相连，主机机控水阀71的出水口与从机灌溉总管66相连。第二杠杆机构73的杠杆右端与从机箱体6内壁铰接，左端与从机浮子71固定连接；第二杠杆机构73的杠杆中部通过第二连杆74与第三杠杆机构75上杠杆的左端相连，第三杠杆机构75上杠杆的右端与从机箱体6内壁铰接，第三杠杆机构75的中部与机控水阀开关71相连。从机浮子71的下坠时，第二杠杆机构和第三杠杆机构联动，第三杠杆机构上的杠杆右端向上移动，开启从机机控水阀72；反之，当从机浮子71上浮时，第二杠杆机构和第三杠杆机构联动则关闭从机机控水阀72。

进一步的优化，在上述从机箱体6底部浮子室上还设有第一排水口和第二排水口，第一排水口上连接有第二节流阀68，通过调节第二节流阀68的流量，进而能实现灌溉从机的定时灌溉。第二排水口上连接有从机排水机构69，从机排水机构69与主机排水机构26结构相同，均由排水浮子、杠杆机构和活门塞构成。

在从机箱体6的上部设有一分隔板81，分隔板81与从机箱体的上部空间构成回水收集室8，回水收集室上设有注水口82，注水口82通过注水管83与从机灌溉总管66相连通，在注水管83上设有第三节流阀84，在分隔板81上安装有连通回水收集室的排水阀85，排水阀出口连接有延伸到从机箱体外的排水管86，排水阀85的开关柄通过连杆87固定在第二杠杆机构73的中部上。

上述灌溉从机可以设有多个，实现联动后可用于大面积灌溉。当然，灌溉从机的具体数量可根据需要进行设置，它们之间的连接关系为，后一个灌溉从机的传导水进口64与前一个灌溉从机的排水管86相连通。

下面结合图2和图3分别对主机机控水阀32和从机机控水阀71的具体结构作进一步说明。

如图2所示，上述主机机控水阀32包括上阀体321、下阀体322、橡胶膜片323、阀内出水管324、弹性压件和驱动开关，上阀体321与下阀体322固定连接且两者之间设置有橡胶膜片323，橡胶膜片323与上阀体321之间形成阻尼腔，橡胶膜片323与下阀体322之间形成压力腔，在橡胶膜片323上开设有连通阻尼腔和压力腔的阻尼孔325。

主机机控水阀32的进水口和出水口开设在下阀体322上，下阀体322上的进水口和出水口分别通过第一连接管233连接供水管231和灌溉总管232，阀内出水管324的一端与出水口固定连接，另一端与橡胶膜片323中心相接触，弹性压件由上固定片326、下压片327和连接上固定片和下压片的弹簧328构成，上固定片326固定安装在上阀体321内壁上，下压片327与橡胶膜片323相接触，驱动开关包括连通上阀体321的泄压管330，在泄压管330上安装有开关阀329，开关阀329的阀柄通过第一连杆34与第一杠杆机构的杠杆一端固定连接。

主机机控水阀的工作原理是：水源由进水口进入下阀体322中，然后经阻尼孔325进入上阀体321，充满水后，上阀体321腔内的力大于下阀体322腔内的力，如此，弹性压件上的下压片327将橡胶膜片323压紧在阀内出水管324上，达到关闭主机机控水阀的目的。当第一连杆34动作打开开关阀329时，上阀体321腔内的水由泄压管流出，压力下降，下阀体322内的水向上挤压橡胶膜片323，水则从阀内出水管324流出，达到打开主机机控水阀的目的。

如图3所示，上述从机机控水阀71包括上阀体711、下阀体712、橡胶膜片713、出水管714、阀芯壳715、控制阀芯716、压片717和顶针718。上阀体711与下阀体712固定连接且两者之间设置有橡胶膜片713，在橡胶膜片713上开设有阻尼孔719，从机机控水阀71的进水口和出水口开设在下阀体712上，出水管714的一端与出水水固定连接，另一端与橡胶膜片713中心相接触，阀芯壳715安装在上阀体711中心上，压片717固定在控制阀芯716上且与橡胶膜片713相接触，顶针718的上端穿过出水管714及橡胶膜片713并与控制阀芯716相接触，下端与上述第三杠杆机构75的杠杆相连接。

从机机控水阀的工作原理是：水源由进水口进入下阀体712中，然后经阻尼孔719进入上阀体711，充满水后，橡胶膜片713上承受的力为上表面大于下表面，所以橡胶膜片713将出水管714压紧而关闭。当顶针718向上推动时，推开了控制阀芯716，上阀体711中的水进入出水管714中，使上阀体711内压力降低，下阀体712内的水向上挤压橡胶膜片713，如此，橡胶膜片713与出水管714分开，水则从出水管流出。当顶针718向下复位时，控制阀芯716关闭，橡胶膜片713上表面受力大于下表面，使橡胶膜片713贴紧出水管，出水口关闭，停止灌溉。

当然，在具体使用时，主机机控水阀32和从机机控水阀71可相互替代，配合对应的驱动方式，也能达到相同的效果。

本发明的工作原理是：使用时，将自来水水管和灌溉水管分别接到供水管231和灌溉总管232上，传导器1埋于土壤里，并与灌溉主机保持一定距离，且使传导器1与灌溉主机的浮子室22具有一定高度差。

首次灌溉时，接通水源，由于浮子室22内没有水，灌溉主机的浮子33在重力作用下下坠，通过第一杠杆机构31打开主机机控水阀32，实施灌溉。当灌溉一段时间后，定时关水机构上的水箱53装满水，在重力作用下将水倒出，一部分水进入浮子室22，使浮子室22内的浮子33和排水浮子261迅速上浮，关闭主机机控水阀。水箱53倒出的水另一部分通过集水槽板29和管道291传导到灌溉从机的浮子室62内，使从机浮子72快速上浮，打开从机机控水阀71进行出水灌溉，灌溉一段时间后，灌溉从机的浮子室62内的水经第二节流阀68排出，浮子下坠，关闭从机机控水阀71，停止灌溉；同时也打开排水阀85，将回水收集室的水传导给下一个灌溉从机。

当土壤中的水分蒸发时，灌溉主机的浮子室22内的水补充给传导器1，灌溉主机的浮子室22内的浮子33则随着水位的下降向下移动，打开主机机控水阀32，开启第二次灌溉。如此循环。

具体的使用过程中，当在没有自来水供应的地方或节约自来水，可利用池塘、水库、地下水等，放入潜水泵，潜水泵的出水口与主机灌溉总管232相连通，用于控制水泵启停的水泵控制开关4则安装在灌溉主机的控制室23内，通过浮子33的上下移动能触动水泵控制开关4的开启和关闭。如此便能利用潜水泵取用池塘等场所的水实施灌溉。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种新型的节能自动灌溉装置,其特征在于：包括灌溉主机和传导器，传导器包括上方开口的壳体、定位骨架和覆盖在定位骨架上的过滤网布，定位骨架安装在壳体内，定位骨架下方与壳体底面形成集水室；灌溉主机包括主机箱体和主机供水控制机构，在主机箱体下部通过隔板分隔成浮子室和控制室，传导器的集水室和浮子室之间通过传导管相连通，主机供水控制机构包括主机机控水阀、浮子、安装在主机箱体内的第一杠杆机构，主机机控水阀的进水口与供水管相连，主机机控水阀的出水口与主机灌溉总管相连，第一杠杆机构的杠杆一端与浮子连接，浮子带动杠杆一端上下运动，使杠杆的另一端触动主机机控水阀的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的新型的节能自动灌溉装置，其特征在于：所述主机机控水阀包括上阀体、下阀体、橡胶膜片、阀内出水管、弹性压件和驱动开关，上阀体与下阀体固定连接且两者之间设置有橡胶膜片，在橡胶膜片上开设有阻尼孔，所述主机机控水阀的进水口和出水口设置在下阀体上，阀内出水管的一端与出水口固定连接，另一端与橡胶膜片中心相接触，弹性压件由上固定片、下压片和连接上固定片和下压片的弹簧构成，上固定片固定安装在上阀体内壁上，下压片与橡胶膜片相接触，驱动开关包括连通上阀体的泄压管，在泄压管上安装有开关阀，开关阀的阀柄通过第一连杆与所述第一杠杆机构的杠杆固定连接。

3.根据权利要求2所述的新型的节能自动灌溉装置，其特征在于：所述灌溉主机还包括一定时关水机构，定时关水机构包括回水管、第一节流阀和能在水满时自动倒水的水箱，水箱安装在所述主机箱体上部，回水管的进水端与主机灌溉总管相连通，出水端固定在主机箱体顶面上并用于给水箱注水，第一节流阀安装在回水管上。

4.根据权利要求3所述的新型的节能自动灌溉装置，其特征在于：所述主机箱体底部还设有一排水口，排水口上连接有主机排水机构，主机排水机构由排水浮子、排水杠杆机构和与排水口相适应的活门塞构成，排水浮子和活门塞分别与排水杠杆机构上杠杆的两端固定连接。

5.根据权利要求3所述的新型的节能自动灌溉装置，其特征在于：所述箱体的下部侧壁上还设有一控制箱体内水位的水位调节器，在水位调节器下方的箱体侧壁上还开设有一手动排水口，手动排水口上设有一手动开关水阀。

6.根据权利要求权利要求1-5任一项权利要求所述的新型的节能自动灌溉装置，其特征在于：还包括有灌溉从机，灌溉从机包括从机箱体和从机供水控制机构，在从机箱体下部通过第二隔板分隔成从机浮子室和从机控制室，在从机箱体中部设有传导水进口，从机供水控制机构包括从机机控水阀、从机浮子和安装在从机箱体内的第二杠杆机构，从机机控水阀的进水口与供水管相连，主机机控水阀的出水口与从机灌溉总管相连，第二杠杆机构的杠杆一端与从机箱体内壁铰接，另一端与从机浮子固定连接，第二杠杆机构的杠杆中部通过第二连杆及第三杠杆机构与机控水阀开关相连，从机浮子的下坠和上浮驱动从机机控水阀的开启和关闭；在所述主机箱体内固定安装有一集水板槽，集水板槽位于主机水箱的下方且在对应的箱体侧壁上设置有集水板槽出水口，在集水板槽出水口上通过管道与灌溉从机上的传导水进口相连接。

7.根据权利要求6所述的新型的节能自动灌溉装置，其特征在于：所述从机机控水阀包括上阀体、下阀体、橡胶膜片、阀内出水管、阀芯壳、控制阀芯、压片和顶针，上阀体与下阀体固定连接且两者之间设置有橡胶膜片，在橡胶膜片上开设有阻尼孔，所述从机机控水阀的进水口和出水设置在下阀体上，阀内出水管的一端与出水口固定连接，另一端与橡胶膜片中心相接触，阀芯壳一体成型在上阀体中心上，压片固定在控制阀芯上且与橡胶膜片相接触，顶针的上端穿过出水管及橡胶膜片并与控制阀芯相接触，下端与所述第三杠杆机构的杠杆相连接。

8.根据权利要求7所述的新型的节能自动灌溉装置，其特征在于：所述从机箱体底部浮子室上还设有第一排水口和第二排水口，第一排水口上连接有第二节流阀，第二排水口上连接有从机排水机构，排水机构由排水浮子、第四杠杆机构和与排水口相适应的活门塞，排水浮子和活门塞分别与第四杠杆机构上杠杆的两端固定连接。

9.根据权利要求8所述的新型的节能自动灌溉装置，其特征在于：在所述从机箱体的上部设有一分隔板，分割板与从机箱体的上部空间构成回水收集室，回水收集室上设有注水口，注水口通过注水管与从机灌溉总管相连通，在注水管上设有第三节流阀，在分割板上安装有连通回水收集室的排水阀，排水阀出口连接有延伸到从机箱体外的排水管，排水阀的开关柄通过连杆固定在第二杠杆机构的中部上；所述灌溉从机设有多个，后一个灌溉从机的传导水进口与前一个灌溉从机的排水管相连通。

10.根据权利要求权利要求1-5任一项权利要求所述的新型的节能自动灌溉装置,其特征在于：所述灌溉主机的浮子室内还设有一水泵控制开关，浮子的上下移动能触动水泵控制开关的开启和关闭。