CN105104109A - 一种密植作物专用灌水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种密植作物专用灌水器，包括输水腔和灌水腔，包括输水腔和沿输水腔内表面依次挤压真空吸塑成型的灌水腔，所述灌水腔内设有灌水流道，所述灌水流道设有进水口和出水口，所述输水腔通过所述进水口与所述灌水流道相通，其特征在于，所述灌水流道包括依次连接的由倾斜流道构成的进水段、带有螺旋离心柱的离心段、径向延伸的沉积段、由连续“S”形或波形流道构成的消能段、径向延伸的出水段。本发明提供的这种密植作物专用灌水器，结构简单，流量大、不容易破裂、防堵塞效果好的适合于密植作物精量灌水的灌水器。

Description

一种密植作物专用灌水器

技术领域

本发明涉及一种密植作物专用灌水器，尤其涉及一种适合大田密植作物的大流量灌水器，属于节水灌溉农业装备技术领域。

背景技术

目前应用在农业微灌技术领域的灌溉用各种滴灌流道/带、灌水器，都是在各滴水出口前端设置一组迷宫流道，用来阻尼和消减滴灌流道/带、灌水器内压力，均衡各滴水出口的出水压力和出水量，从而保证滴灌流道/带、灌水器在一定铺设长度内各滴水出口的出水量基本一致。迷宫流道大致分成两类，一是单独成型，然后镶嵌在滴灌流道/带、灌水器内，或插接在滴灌流道/带、灌水器外；二是与滴灌流道/带、灌水器输水通道同时成型。现有技术中公开了多种形式的流道结构，水流经过这种流道消能和稳流后，使得出水口处的流量足够小来达到精量灌溉的目的。上述滴灌流道/带、灌水器的滴水出口形状有圆孔形、切缝形、马蹄形等几种，这些流道的迷宫一般都设置在进水口处，流道直径一般都小于1毫米，滴水出口通径一般都小于2毫米。在灌水时，水流进入流道后直接进入迷宫内，不但消能和稳流效果差，而且泥沙不断沉积后容易将迷宫堵塞；在灌水间歇，滴灌流道/带、灌水器外的泥水在负压作用下，会通过滴水出口回灌，将出水口或紧靠出水口部分的迷宫堵塞。由于这些流道的流道直径尺寸较小，流道结构复杂，用水流很难将堵塞部分冲开，清洗流道非常困难，这样就使整个灌水系统无法工作；这些迷宫流道轴向布置，长度较长，一般为80～400毫米，出水口间隔距离较大，而流量又相对较小，水流的浸润范围有限，对于密植型作物来说难以实现精量灌溉；上述迷宫流道消能作用已使迷宫末端水压损失较大，而且流量较小，一般不超过每小时4升，对于需水量大的作物来说，达不到滴水量的要求；如果为了提高迷宫末端出水量而提高首部压力，当滴水量加大到每小时4升或者更高时，因为上述流道直径较小，壁厚较薄，流道壁与滴灌流道/带、灌水器壁结合强度低，压力过大会出现流道破裂和出水口喷水现象，达不到节水的目的，所以人们迫切需要适合市场需求的大流量滴灌流道/带、灌水器进行滴灌。

但是如果滴灌流道/带、灌水器流量较大，就会出现流量与灌水区域面积不协调，系统控制阀门较多等问题，使得滴灌系统运行流道理混乱，灌水均匀性难以保证，所以人们普遍认为大流量滴灌流道/带、灌水器产品结构复杂，难以生产，运行难以控制，无法实现精量灌溉的目的。

发明内容

本发明提供一种密植作物专用灌水器，结构简单，流量大、不容易破裂、防堵塞效果好的适合于密植作物精量灌水的灌水器。

为解决以上技术问题，本发明提供如下技术方案：一种密植作物专用灌水器，包括输水腔和灌水腔，包括输水腔和沿输水腔内表面依次挤压真空吸塑成型的灌水腔，所述灌水腔内设有灌水流道，所述灌水流道设有进水口和出水口，所述输水腔通过所述进水口与所述灌水流道相通，所述灌水流道包括依次连接的由倾斜流道构成的进水段、带有螺旋离心柱的离心段、径向延伸流道构成的沉积段、由连续“S”形或波形流道构成的消能段、径向延伸设置的直流道构成的出水段。

所述消能稳流流道沿着所述灌水腔径向布置，这样可以缩短相邻所述灌水流道的间隔距离，使相邻所述出水口间距较小，根据作物种植模式，可以调整所述灌水流道的所述出水口之间的距离，既可小间距重复设置灌水流道从而形成细长的湿润带，也可大间距重复设置灌水流道，实现精准灌溉，特别适合密植作物。

进一步地，所述进水段与所述输水腔沿着水流方向的夹角小于75°。

进一步地，所述离心段与进水段呈钝角连接，水流经过所述进水段后进入离心段产生离心力，在离心力的作用下，水流向消能稳流流道壁靠近，加速泥沙的沉积速度。

进一步地，所述沉积段流道为直筒形流道或为大口连接离心段的“倒八形”流道，沉积段上设有收集腔，所述收集腔分布在所述沉积段两侧，并与所述沉积段呈锐角连接，所述收集腔开口与所述沉积段流道相通。

进一步地，所述消能段由连续的“S”形流道、正反“S”形流道或梯形波形流道组成，所述梯形波的两斜边夹角为45°。

进一步地，所述灌水腔为两个，分别设置在所述输水腔的两侧，增大同一截面的灌水流量。

进一步地，所述进水段上设有沉积槽，所述沉积槽的凹面朝向消能稳流流道内部，水流经过所述进水段时，部分泥沙发生沉积，沉积在所述沉积槽的凹槽内。

进一步地，所述出水段上靠近所述出水口的一侧设置有防倒吸装置，所述防倒吸装置由两个可以封闭并将所述出水段封闭成两部分的固定挡板构成，其中一个挡板为弹性挡板并且可以向出水口单向变形，正常灌水时，水流将弹性挡板冲开实现灌水，停止灌溉后，由于灌水流道内压力减小，泥沙倒吸时，所述弹性挡板恢复原位，所述防倒吸装置的两个挡板封闭。

进一步地，所述沉积段和所述消能段之间设有泄压流道，所述泄压流道一端与所述沉积段和所述消能段之间所述灌水流道相通，另一端直接与出水口相通，所述泄压流道与所述灌水流道相通的一端设有两片部分重叠的弹性压片，所述弹性压片将所述泄压通道和所述灌水流道密封隔开，其中一个所述弹性压片朝向泄压流道内部变形，另外一个朝向灌水流道内部变形；当灌水流道内的水压在额定水压以内时，所述弹性压片保持原状，将泄压流道和灌水流道密封隔开；当灌水流道内部的压力超过极限设定压力时，水流将朝向泄压流道内部变形的弹性压片顶开，水流从所述泄压流道直接排出，将灌水流道内的压力降到额定压力，弹性压片恢复原位，将泄压流道封闭，水流继续沿着灌水流道流动；当进行清洗所述收集腔时，将水流从出水口灌入，水流通过泄压流道将所述弹性压片顶开，水流直接对收集腔进行反冲洗。

与现有技术相比，本发明的流道直径较大，流道长度较短，能够实现高压力、大流量灌水，缩短了灌水时间，灌水效率高；消能稳流流道沿着灌水腔径向布置，缩短了相邻灌水流道的间隔距离，使相邻出水口间距较小，根据作物种植模式，既可紧密重复设置灌水流道从而形成细长的湿润带，也可长间距重复设置消能稳流流道，实现密植作物精准灌溉，对水资源的利用率大幅提高。消能稳流流道设有进水段，可以使水流缓和稳定后进入消能段，消能效果好；设置有离心段，沉积效果好，既可以到达减缓水流的速度又能够解决流道道中容易堵塞的问题；设有沉积段，防堵塞效果好；采用了使用所述灌水器的灌水系统，能够充分发挥大流量灌溉的特点，使灌水流量达到每小时4升甚至更大，解决了人们长期以来渴望解决但是始终未能解决的问题。

附图说明图1为本发明的实施例1结构示意图；图2为本发明的实施例2结构示意图；

图3为本发明的实施例3结构示意图；图4为本发明的实施例4结构示意图；

图5为本发明的实施例5结构示意图；

图6为本发明的实施例6结构示意图；

图7为本发明的实施例7结构示意图。

图8为本发明的实施例8结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、输水腔，2、灌水腔，3、灌水流道，4、进水口，5、消能稳流流道，6、出水口，7、进水段，8、离心段，9、沉积段，10、消能段，11、出水段，12、收集腔，13、沉积槽，14、收集腔开口，15、气压腔，16、泄压流道，17、弹性压片，18、防倒吸装置，19、防虫腔。

具体实施方式

如图1所示，灌水器包括输水腔1和灌水腔2，所述灌水腔2内设有灌水流道3，所述灌水流道3设有进水口4和出水口6，所述进水口4处进水流道的数量为1到5个；输水腔1通过进水口4与灌水流道相通，所述出水口6与所述密植作物专用灌水器外部相通，所述灌水流道3主要由一组或多组相间的消能稳流流道构成，消能稳流流道由多组弯曲流道和/或多组直流道组成，灌水腔2沿输水腔内表面依次挤压真空吸塑成型。灌水腔2为两个，分别设置在所述输水腔1的两侧，这样可以增大同一截面的灌水流量。所述输水腔1的直径小于所述灌水腔2的直径，从而减小整个灌水器的直径。

灌水流道3包括依次设置由倾斜流道构成的进水段7、离心段8、径向延伸流道构成的沉积段9、由连续“S”形或波形流道构成的消能段10、径向延伸设置的直流道构成的出水段11。

如图1-图8所示，进水段7与所述输水腔沿着水流方向的夹角小于75°构成。

图1和图8进水段7由一段平直的流道构成，可以将输水腔1进入的水流压力缓和稳定；由于输水腔1的流道直径大于灌水流道3的流道直径，水流通过进水口4进入灌水流道3后压力增大而造成水流波动。如果水流直接进入离心段8，会影响离心效果；而水流进入消能稳流流道，如果先经过进水段的缓流和稳定作用后形成平稳压力流再进入离心段8，沉积效果会更好。进水段上设有沉积槽，所述沉积槽的凹面朝向消能稳流流道内部，水流经过所述进水段时，部分泥沙发生沉积，沉积在所述沉积槽的凹槽内，这样不会缩小所述进水段的横截面积，从而不会堵塞所述消能稳流流道。

离心段8设有离心柱，进水段7与离心段8呈钝角设置，水流经过进水段7后进入离心段8产生离心力，在离心力的作用下，水流向消能稳流流道壁靠近，加速泥沙的沉积速度。

所述沉积段9内的流道呈倒“八”字形设置，更有利于泥沙的沉淀。

沉积段9上设有收集腔12，所述收集腔12分布在所述沉积段9两侧，并与沉积段9呈锐角设置，收集腔12开口与沉积段9流道相通，收集腔12可以是圆形、椭圆形、长方形或正方形，从离心段8出来的泥沙有向沉积段9壁移动的趋势，在重力的作用下，泥沙留置在收集腔12内，防止堵塞流道；收集腔12的几何尺寸大于沉积段流道几何尺寸，不但可收集更多的泥沙，更有利于快速消减压力。收集腔开口呈漏斗形，即朝向所述沉积段流道的一侧尺寸大于朝向收集腔内部一侧的尺寸，这样不但有利于泥沙进入所述收集腔，而且进入的所述收集腔的泥沙不容易再从里面出来，防堵塞效果更好；收集腔设有可开启的窗口，可以清理泥沙。

灌水腔2内与沉积段9对应的位置设有封闭的气压腔，气压腔为负压，气压腔将收集腔外部封闭，在负压的作用下，收集腔始终保持张开状态，更有利于泥沙的沉积。

进水段7流道的宽度小于沉积段9流道的宽度，水流经过进水段7进入所述沉积段9时，由于流道横截面积增大，导致水流速度降低，更有利于泥沙的沉积。

消能段10由连续的“S”形流道构成，内部无尖角、拐角，不易堵塞，消能效果好。消能段10内流道为正反S”形连续连接；消能段10流道为梯形波形，梯形波的两斜边夹角为45°；消能流道的横剖面的宽度大于深度。

出水段11由一段平直的流道构成，这样更有利于水流平稳流出流道道，有利于滴水和增大流量。出水段与所述消能段之间的夹角成90-270度设置，相应的出水口与出水段相对应，这样可以根据作物的种植模式和需水要求来更好调整灌水间距。出水段11上靠近出水口的一侧设置有防倒吸装置，防倒吸装置18由两个可以封闭并将出水段封闭成两部分的固定挡板构成，其中一个挡板为弹性挡板并且可以向出水口单向变形，正常灌水时，水流将弹性挡板冲开实现灌水，停止灌溉后，由于灌水流道内压力减小，泥沙倒吸时，弹性挡板恢复原位，防倒吸装置19的两个挡板封闭，阻止了泥沙的进入，减少了堵塞的几率，在灌溉系统停用时，也可以防止微生物、害虫等进入流道。

另外，出水口处设有过滤窗，也可以防止泥沙倒吸入灌水流道。灌水腔外壁与灌水流道出水口位置相对应处设有防虫腔19，防虫腔与所述灌水流道3隔开，防止防虫腔19内的药物回流到所述灌水流道内而堵塞流道，防虫腔设有气窗，气窗朝向灌水流道出水口方向，在防虫腔内放置驱虫药物，可以将灌水流道出水口处的害虫驱散，从而防止灌水器被破坏。

防虫腔19内壁与其容纳的药物之间留有空隙，这样可以使灌水流道出水段处的流道具有径向扩张的余地，从而不会缩小出水段处的流道的横截面积。当压力太大时，出水段11处的流道会向空隙扩张，将流道直径扩大，降低了压力，防止流道破裂。

沉积段9和消能段10之间设有泄压流道16，泄压流道16一端与沉积段9和消能段10相通，另一端直接与出水口6相通，泄压流道16与灌水流道3相通的一端设有两片部分重叠的弹性压片17，所述弹性压片17将泄压通道16和灌水流道3密封隔开，其中一个弹性压片17可以朝向泄压流道内部变形，另外一个可以朝向灌水流道3内部变形，当灌水流道3内的水压在额定水压以内时，弹性压片17保持原状，将泄压流道16和灌水流道密封隔开，当灌水流道内部的压力超过极限设定压力时，水流会将朝向泄压流道内部变形的弹性压片顶开，水流从泄压流道直接排出，将灌水流道内的压力降到额定压力，然后弹性压片17恢复原位，将泄压流道16封闭，水流继续沿着灌水流道流动；当需要进行清洗收集腔12时，可以将水流从出水口灌入，水流通过泄压流道将朝向灌水流道内部变形的弹性压片17顶开，水流直接对所述收集腔进行反冲洗，有利于清理所述收集腔。

综上，消能稳流流道沿着所述灌水腔轴向布置，这样可以将所述的消能稳流流道的长度增大，使所述的沉淀、消能、防堵塞效果更好。

实施例1

如图1所示，灌水器包括输水腔1和沿输水腔1内表面依次挤压真空吸塑成型的灌水腔2，输水腔1的直径小于灌水腔2，灌水腔2内设有灌水流道3，灌水流道3设有四个进水口4、消能稳流流道5和四个出水口6，输水腔1通过进水口4与所述灌水流道3相通，出水口6与灌水器外部相通，消能稳流流道5沿着灌水腔2径向布置并由进水段7、离心段8、沉积段9、消能段10、出水段11依次构成,所述进水段7、离心段8、沉积段9、消能段10、出水段11相互连通；进水段7的宽度为1mm，高度为3mm，离心段8宽度为1.2mm，高度为3mm，沉积段9宽度为1.2mm，高度为3mm，消能段10宽度为1.2mm，高度为3mm，出水段11宽度为1.2mm，高度为3mm，壁厚为1mm，长度为40mm；进水口宽度为2mm，高为4.5mm，进水段7由一段平直的流道道构成，可以将所述输水腔1进入的水流压力缓和稳定；由于所述输水腔1的流道直径大于所述灌水流道3的流道直径，水流通过所述进水口4进入所述灌水流道3后压力增大而造成水流波动，这时如果水流直接进入所述消能稳流流道5内的所述离心段8，会影响离心效果，而水流进入所述消能稳流流道5后，如果先经过所述进水段7的缓流和稳定作用后形成平稳压力流再进入离心段8，沉积效果会更好；离心段8设有带有螺旋的离心柱，水流经过所述进水段7后进入离心段8产生离心力，在离心力的作用下，水流向所述消能稳流流道5壁靠近，加速泥沙的沉积速度；沉积段9上设有收集腔12，收集腔12为椭圆形，收集腔12的长轴径为0.5mm，短轴径为0.2mm，收集腔12分布在所述沉积段9两侧并与所述沉积段9呈45度角设置，收集腔12开口与所述沉积段9流道相通，从所述离心段8出来的泥沙有向所述沉积段9壁移动的趋势，在重力的作用下，泥沙留置在所述收集腔12内，从而防止堵塞流道；消能段10由连续的“S”形流道构成；所述出水段11由一段平直的流道道构成，这样更有利于水流平稳流出流道道，有利于滴水和增大流量。

实施例2

如图2所示，与实施例1不同之处在于，进水段7上设有沉积槽13，沉积槽13的凹面朝向消能稳流流道5内部，水流经过所述进水段7时，部分泥沙发生沉积，沉积在所述沉积槽13的凹槽内，这样不会缩小所述进水段7的横截面积，从而不会堵塞所述消能稳流流道5；收集腔12开口14呈漏斗形，即朝向所述沉积段9流道的一侧尺寸大于朝向收集腔12内部一侧的尺寸，这样不但有利于泥沙进入所述收集腔12，而且进入的所述收集腔12的泥沙不容易再从里面出来，防堵塞效果更好。

实施例3

如图3所示，与实施例1不同之处在于，灌水腔2内与所述沉积段9对应的位置设有封闭的气压腔15，气压腔15内为负压，气压腔15将所述收集腔12外部封闭，在负压的作用下，收集腔12始终保持张开状态，这样更有利于泥沙的沉积。

实施例4

如图4所示，与实施例3不同之处在于，沉积段9内的流道呈倒“八”字形设置，这样更有利于泥沙的沉淀。

实施例5

如图5所示，与实施例4不同之处在于，沉积段9和消能段10之间设有泄压流道16，泄压流道16一端与沉积段9和消能段10之间灌水流道3相通，另一端直接与出水口6相通，泄压流道16与灌水流道3相通的一端设有两片部分重叠的弹性压片17，弹性压片17将泄压流道16和灌水流道3密封隔开，其中一个弹性压片17可以朝向所述泄压流道16内部变形，另外一个可以朝向所灌水流道3内部变形。

实施例6

如图6所示，与实施例5不同之处在于，出水段11上靠近出水口6的一侧设置有防倒吸装置18，防倒吸装置18由两个可以封闭并将出水段封闭成两部分的固定挡板构成，其中一个挡板为弹性挡板并且可以向出水口单向变形，正常灌水时，水流将弹性挡板冲开实现灌水，停止灌溉后，由于灌水流道内压力减小，泥沙倒吸时，弹性挡板恢复原位，防倒吸装置18的两个挡板封闭，阻止了泥沙的进入，减少了堵塞的几率，在灌溉系统停用时，也可以防止微生物、害虫等进入流道。

实施例7

如图7所示，与实施例6不同之处在于，灌水腔2外壁与灌水流道3的出水口6位置相对应处设有防虫腔19，防虫腔19与所述灌水流道3隔开，防止防虫腔19内的药物回流到灌水流道3内而堵塞流道，防虫腔19设有气窗，气窗朝向所述灌水流道3的出水口6的方向，在防虫腔19内放置驱虫药物，将灌水流道出水口处的害虫驱散，防止灌水器被破坏。

实施例8

如图8所示，与实施例1不同之处在于，消能稳流流道5沿着灌水腔2轴向布置。

密植作物专业灌水器的具体区别尺寸：输水腔与灌水腔的宽度比为：1:2-3:1；灌水流道宽度为1-1.5mm，壁厚不小于1mm，长度为12-55mm；所述出水口间距为100-1000mm；所述出水口流量4-6升/小时，可为4升/小时、5升/小时或6升/小时；所述灌水器直径为18-225mm，其中，灌水器直径较常使用的直径为18mm、25mm、35mm、45mm。

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 (9)

1.一种密植作物专用灌水器，包括输水腔和灌水腔，包括输水腔和沿输水腔内表面依次挤压真空吸塑成型的灌水腔，所述灌水腔内设有灌水流道，所述灌水流道设有进水口和出水口，所述输水腔通过所述进水口与所述灌水流道相通，其特征在于，所述灌水流道包括依次连接的由倾斜流道构成的进水段、带有螺旋离心柱的离心段、径向延伸流道构成的沉积段、由连续“S”形或波形流道构成的消能段、径向延伸设置的直流道构成的出水段。

2.根据权利要求1所述的一种密植作物专用灌水器，其特征在于，所述进水段与所述输水腔沿着水流方向的夹角小于75°。

3.根据权利要求1所述的一种密植作物专用灌水器，其特征在于，所述离心段与进水段呈钝角连接。

4.根据权利要求1所述的一种密植作物专用灌水器，其特征在于，所述沉积段流道为直筒形流道或为大口连接离心段的“倒八形”流道，沉积段上设有收集腔，所述收集腔分布在所述沉积段两侧，并与所述沉积段呈锐角连接，所述收集腔开口与所述沉积段流道相通。

5.根据权利要求1所述的一种密植作物专用灌水器，其特征在于，所述消能段由连续的“S”形流道、正反“S”形流道或梯形波形流道组成，所述梯形波的两斜边夹角为45°；消能流道的横剖面的宽度大于深度。

6.根据权利要求1所述的一种密植作物专用灌水器，其特征在于，所述灌水腔为两个，分别设置在所述输水腔的两侧，增大同一截面的灌水流量。

7.根据权利要求1或2所述的一种密植作物专用灌水器，其特征在于，所述进水段上设有沉积槽，所述沉积槽的凹面朝向消能稳流流道内部，水流经过所述进水段时，部分泥沙发生沉积，沉积在所述沉积槽的凹槽内。

8.根据权利要求7所述的一种密植作物专用灌水器，其特征在于，所述出水段上靠近所述出水口的一侧设置有防倒吸装置，所述防倒吸装置由两个可以封闭并将所述出水段封闭成两部分的固定挡板构成，其中一个挡板为弹性挡板能够向出水口单向变形。

9.根据权利要求4所述的一种密植作物专用灌水器，其特征在于，所述沉积段和所述消能段之间设有泄压流道，所述泄压流道一端与所述沉积段和所述消能段之间所述灌水流道相通，另一端直接与出水口相通，所述泄压流道与所述灌水流道相通的一端设有两片部分重叠的弹性压片，所述弹性压片将所述泄压通道和所述灌水流道密封隔开，其中一个所述弹性压片朝向泄压流道内部变形，另外一个朝向灌水流道内部变形。