CN104160922B - 一种节水阀控滴灌罐 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业灌溉装置，是一种节水阀控滴灌罐，它具有密闭的罐体，在罐体的顶部安装有通气止溢阀，在罐体的底部设有进水口和出水口，其特征是：在进水口内侧对接安装有进水单向阀，在罐体底部安装有一个进出联动水阀，该进出联动水阀具有一阀体，阀体内设有活塞腔装有活塞及压缩弹簧，在阀体上靠活塞一端装有进水管连通活塞腔；并在阀体上设有供水口与罐体底部的进水口连通，设有过渡水口与罐体底部的出水口连通；在阀体上还装有滴水分配器连通活塞腔；本发明克服了滴头进行滴灌，容易发生堵塞，水量不能调节，滴头结构复杂，制造成本高，使用寿命短以及系统耗电量大等问题，同时本发明工作更稳定，更可靠，故障率低，广泛用于农作物灌溉。

Description

一种节水阀控滴灌罐
技术领域
本发明涉及农业灌溉装置，尤其是一种节水阀控滴灌罐。
背景技术
现代农业灌溉中有一个重要的分支就是灌溉技术系统，该系统包括有一个水泵站和主水管、分水管以及装在分水管上的多个专用滴头，这种滴头结构非常复杂，制造精度要求高，目前国内采用的滴头主要依靠进口，国内有少数仿制品，但技术不过关，国内外现有专用滴头存在的问题是：⑴滴头容易堵塞；⑵耗电量大，运行成本高；⑶滴头灌水量不均匀；⑷使用寿命短；⑸系统对农作物灌溉制度调整反应迟钝；⑹滴头制作精度高，成本高，性价比低。为此本发明人发明了一种农业灌溉用滴灌罐，并已获得国家发明专利，专利号为CN102696454A，彻底解决了传统滴灌系统存在的上述问题，但在使用中发现该滴灌存在工作不稳定，可靠性不理想，故障率较较高的问题。
发明内容
本发明的目的就是要解决传统滴灌系统存在的上述六方面问题，同时解决最新滴灌罐工作不稳定，可靠性不理想，故障率较高的问题，提供一种节水阀控滴灌罐。
本发明的具体方案是：针对现有的农业灌溉用滴灌罐进行改进，它具有密闭的罐体，在罐体的顶部安装有通气止溢阀，在罐体的底部设有进水口和出水口，其特征是：在进水口内侧对接安装有进水单向阀，在罐体底部安装有一个进出联动水阀，该进出联动水阀具有一阀体，阀体内设有活塞腔装有活塞及压缩弹簧，在阀体上靠活塞一端装有进水管连通活塞腔；并在阀体上设有供水口与罐体底部的进水口连通，设有过渡水口与罐体底部的出水口连通；在阀体上还装有滴水分配器连通活塞腔；活塞在压缩弹簧作用下处前端位置时，进水管与供水口断开，过渡水口与滴水分配器接通，进水管供水推活塞后退到位时，进水管与供水口接通，过渡水口与滴水分配器则断开。
本发明中在罐体顶部设置有吊环。
本发明中在罐体顶部设有气控调节阀。
本发明中在罐体的底部装有排污管配有排污阀。
本发明中所述进水单向阀中的打开设定压力大于进出联动水阀的启动压力。
本发明中所述的进出联动水阀中的活塞尾端设有定位杆，定位杆上设有压缩弹簧止挡环，定位杆的直径小于活塞直径，定位杆的长度以其尾端顶住阀体活塞腔尾端时，使过渡水口与滴水分配器断开而进水管与供水口接通位置设定。
本发明的工作原理是：使用时，首先将本发明中进出联动水阀的进水管与供水泵连接，并在滴水分配器上连接1-6根输水管，配上滴头置于被灌溉的农作物旁。首先启动供水泵加压进水，水压首先推活塞克服压缩弹簧的压力后退，至定位杆顶住阀体尾端时，进水管与供水口接通，而过渡水口与滴水分配器断开，继续加压，水压推开进水单向阀向罐体内加水，在罐体加满水后，供水泵自动停止供水，则进水管水压消失，在压缩弹簧作用下，活塞向前封闭进水管，使进水管与供水口断开，而同时过渡水口与滴水分配器接通，开始滴灌，如此反复，可以定时定量对农作物进行精确加水。
本发明具有以下优点：
1、适时性：
由于在滴灌周期内，引入了时间裕度的概念（而且这个时间裕度可以很方便的通过水泵电机控制系统PLC调控），因此对灌期的时间掌控有了很好的调整空间。它可以用如下公式来阐述：
H=                                                
式中：H：总的时间要求（小时）
h：滴灌周期（小时）
n：周期数
由此可见，可在设定的时间区间内充分完成指标。
2、适量性：
由于滴灌罐在滴灌周期内的灌水量是以罐体可装入水最大的量来度量的。因此可以很好的、很方便的对灌期总的灌水量进行精确控制，只要求全系统的罐体容量尺寸都一致。它可以用如下公式来阐述：
Q= 
  式中：Q：总的灌水量（立升）
              q: 罐体的最大载水量（立升）
 n: 周期数
3、防堵塞性：
通过对滴头的工作原理和防堵塞性能分析可以对滴灌罐的抗堵塞性能做一个充分的理解，农作物灌溉制度对滴灌方式提出的要求是：水要以水滴形式适时适量地向作物的根系供应水分和养分，以下为水滴头水力学公式（摘自张志新先生著《滴灌工程规划设计原理与应用》）
层流    q=1.272d2.70 ( ) 0.8             （4-14）
紊流    q=1.776d2.70 ()0.56             （4-15）
式中：  q：滴头流量 L/H            d：微管内径mm
            h：压力水头 m              L：微管长度 m
本公式说明“通常通过滴头的流量是由滴头工作压力h、滴头流道形状、断面尺寸及流径长短来控制”。
防堵塞性一个根本性的措施就是在保证滴头流量达标的前提下（2—12升/小时）尽量扩大微管内径，现行滴头微管内径为d=0.85mm，才能达到Q的理想范围，而滴灌罐的d值可以达到d=1.8mm，内径扩大一倍以上。所以大大的改善了系统的抗堵塞性。
4、对水质要求：由于微管孔径达、流道短、防堵性好，因此对水源的泥沙、杂质、藻类及化学沉淀物的要求也就降低，同时对过滤设备的要求和投资也就降低，大大地扩大了水源的使用范围，提高了使用寿命。
5、降低能耗：
从滴头的水力学原理来分析，滴头是一个降压、消能装置，将毛管上的有压水流，经过滴头消能后以点滴的水流给作物根区供水,在灌溉期间水泵电机要一直开动。
而滴灌罐是通过水泵电机将水通过管道送入滴灌罐，灌水充满后就停水泵电机，然后水通过重力（能）向作物根区供水，没有也不存在降压消能的过程。因此大大地节省了能耗。
6、可无人操作、自动化程度高，（除水泵电机及PLC控制系统外）系统可无电工作。智能接口程度高。
7、成本降低：
由于减少了和简化了水质处理设备，投资成本降低。由于减少了电耗，运行成本降低。由于水泵运行完全可以通过使用PLC控制无人化，降低了人工成本。
8、滴头出水均匀稳定：由于不受地形、地貌和管网水头损失的影响，只依靠重力调整，罐体与地表面高差确定后，出水的均匀度大小就可以确定了。
9、制作要求低：可在工厂内将罐体全部组装完成，检测性能，方法简单、快捷，方便工厂化、机器生产及流水线装配。
10、组件制作简单，技术成熟，可靠性高，制作成本低。
11、对农作物不同灌溉制度，可以用调节水泵电机的启动开泵周期方便的调节（比如夜晚作物的光合作用减弱，可以调长灌溉周期，这在PLC控制的电机系统很容易做到，也可以调节装置②进气阀调节每周期滴灌时间来控制）。
12、一个滴灌罐可以供多个滴头同时使用,通过滴水分配器外接1-6个滴头可以使多株作物根区吸收水分。
13、与滴头使用一年（或一次）相比，滴灌罐的使用寿命长达10年以上。
14、废品回收性好，回收处理方便，滴灌期完全可以将其拆卸到仓库内存放，可等到下一次再用。
15、工作稳定，性能可靠，故障率低。
16、节水20%～30%，节电80%-90%，寿命提高10倍以上。
17、抗堵塞，可根据每个作物作相应的灌溉调整。
18、方便实行计算机操作，实现无人监控，颠覆传统的灌溉方式和理论。
附图说明
图1是本发明结构一的主剖示意图；
图2是本发明结构二的主剖示意图。
图中：1—吊环，2—通气止溢阀，3—罐体，4—进水单向阀，5－进水口，6－供水口，7－进水管，8－活塞，9—滴水分配器，10—活塞腔，11—止挡环，12—定位杆，13—压缩弹簧，14—阀体，15—排污阀，16—排污管，17—出水口，18—过渡水口，19—气控调节阀。
具体实施方式
例1：本发明的结构一，它具有密闭的罐体3，在罐体3的顶部安装有通气止溢阀2，在罐体3的底部设有进水口5和出水口17，其特征是：在进水口5内侧对接安装有进水单向阀4，在罐体3底部安装有一个进出联动水阀，该进出联动水阀具有一阀体14，阀体14内设有活塞腔10装有活塞8及压缩弹簧13，在阀体14上靠活塞8一端装有进水管7连通活塞腔10；并在阀体14上设有供水口5与罐体3底部的进水口5连通，设有过渡水口18与罐体3底部的出水口17连通；在阀体14上还装有滴水分配器9连通活塞腔10；活塞8在压缩弹簧13作用下处前端位置时，进水管7与供水口6断开，过渡水口18与滴水分配器9接通，进水管7供水推活塞8后退到位时，进水管7与供水口6接通，过渡水口18与滴水分配器9则断开。
本实施例中在罐体3顶部设置有吊环1。
本实施例中在罐体3的底部装有排污管16配有排污阀15。
本实施例中所述进水单向阀4中的打开设定压力大于进出联动水阀的启动压力。
本实施例中所述的进出联动水阀中的活塞8尾端设有定位杆12，定位杆12上设有压缩弹簧13止挡环11，定位杆12的直径小于活塞8直径，定位杆12的长度以其尾端顶住阀体14活塞腔10尾端时，使过渡水口18与滴水分配器9断开而进水管7与供水口6接通位置设定。
例2：参见图2，本发明的结构二基本结构同例1，不同的是在罐体的顶部还加装了气控调节阀19，可方便进行滴水量的调节。

Claims (6)

1.一种节水阀控滴灌罐，具有密闭的罐体，在罐体的顶部安装有通气止溢阀，在罐体的底部设有进水口和出水口，其特征是：在进水口内侧对接安装有进水单向阀，在罐体底部安装有一个进出联动水阀，该进出联动水阀具有一阀体，阀体内设有活塞腔装有活塞及压缩弹簧，在阀体上靠活塞一端装有进水管连通活塞腔；并在阀体上设有供水口与罐体底部的进水口连通，设有过渡水口与罐体底部的出水口连通；在阀体上还装有滴水分配器连通活塞腔；活塞在压缩弹簧作用下处前端位置时，进水管与供水口断开，过渡水口与滴水分配器接通，进水管供水推活塞后退到位时，进水管与供水口接通，过渡水口与滴水分配器则断开。
2.根据权利要求1所述的一种节水阀控滴灌罐，其特征是：在罐体顶部设置有吊环。
3.根据权利要求1所述的一种节水阀控滴灌罐，其特征是：在罐体顶部设有气控调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种节水阀控滴灌罐，其特征是：在罐体的底部装有排污管配有排污阀。
5.根据权利要求1所述的一种节水阀控滴灌罐，其特征是：所述进水单向阀中的打开设定压力大于进出联动水阀的启动压力。
6.根据权利要求1所述的一种节水阀控滴灌罐，其特征是：所述的进出联动水阀中的活塞尾端设有定位杆，定位杆上设有压缩弹簧止挡环，定位杆的直径小于活塞直径，定位杆的长度以其尾端顶住阀体活塞腔尾端时，使过渡水口与滴水分配器断开而进水管与供水口接通位置设定。
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