CN105409720B - 防堵滴头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防堵滴头，包括进水口、出水口和设于两者之间的流道，所述流道内设有若干尖角弯月状构件，所述若干尖角弯月状构件阵列式排布，相邻两行间的尖角弯月状构件交错设置，所述尖角弯月状构件的两端与流道壁连接，所述尖角弯月状构件的开口均朝向进水口。本发明水流从入水口进来，一部分水流通过弯月尖角和弯月外弧之间的流道，另一部分水流直冲弯月内弧，由于尖角弯月状构件的阻挡，形成一股反向水流，该反向水流和正向水流发生强烈地冲击，消耗了多余的能量，增加了紊动，增强了细颗粒泥沙间的碰撞作用，团聚体不易与流道粘结，随水流出，大大减少了堵塞的概率。

Description

防堵滴头
技术领域
本发明属于农业节水灌溉技术领域，尤其是涉及一种防堵滴头。
背景技术
滴灌是国际公认的一种高效节水灌溉技术之一，具有明显的灌水均匀、高效节水节肥、增产增收、便于管理等优点，被世界各国广泛应用。滴头是滴灌技术的核心部件，滴头设计是否合理决定了滴灌的质量、管理成本及滴灌系统的使用寿命。滴灌的致命弱点是滴头的堵塞，即使在水质良好且具有完善沉淀过滤措施的条件下，仍有1/3滴头可能在多次灌水后发生物理堵塞。流道的结构、尺寸等因素决定了其抗堵能力和水力性能。对于内镶片式斜齿型迷宫流道滴头在细颗粒浑水滴灌条件下，工作压力对滴头堵塞发生的影响显著，其次是泥沙粒径，工作压力越高，滴头堵塞的概率越低，反之，工作压力越小，滴头堵塞的概率越高。目前，微压滴灌是滴灌方式的主导方向，不仅可以降低系统设备的设计标准和制造成本，同时还有节能和降低运行费的作用，具有大幅度降低滴灌系统成本的潜力。而目前使用滴灌滴头流道的构造大多是以各种齿形结构形式的流道为基础，因此微压条件和齿形结构存在不可调和的矛盾,为了打破滴头齿形流道的单一模式，开发一种新的低压防堵滴头产品具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种微压条件下抗堵能力强、滴水均匀的滴头。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种防堵滴头，包括进水口、出水口和设于两者之间的流道，所述流道内设有若干尖角弯月状构件，所述若干尖角弯月状构件阵列式排布，相邻两行间的尖角弯月状构件交错设置，所述尖角弯月状构件的两端与流道壁连接，所述尖角弯月状构件的开口均朝向进水口。
每行所述尖角弯月状构件的中轴线均平行于所述流道的中轴线。
每行相邻两所述尖角弯月状构件之间的流道宽度大于相邻两行所述尖角弯月状构件之间的流道宽度。
所述尖角弯月状构件的规格相同。
相对于现有技术，本发明所述的防堵滴头具有以下优势：
本发明水流从入水口进来，一部分水流通过弯月尖角和弯月外弧之间的流道，另一部分水流直冲弯月内弧，由于尖角弯月状构件的阻挡，形成一股反向水流，该反向水流和正向水流发生强烈地冲击，消耗了多余的能量，增加了紊动，增强了细颗粒泥沙间的碰撞作用，团聚体不易与流道粘结，随水流出，大大减少了堵塞的概率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是滴头结构示意图；
图2是滴头流道压力流量关系图；
图3是滴头流道压力分布图；
图4是滴头流道速度矢量图。
附图标记说明：
1-进水口；2-流道；3-弯月状构件；4-弯月尖角；5-弯月内弧；6-弯月外弧；7-出水口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种防堵滴头，包括进水口、出水口和设于两者之间的流道，所述流道内设有若干尖角弯月状构件，所述若干尖角弯月状构件阵列式排布，相邻两行间的尖角弯月状构件交错设置，所述尖角弯月状构件的两端与流道壁连接，所述尖角弯月状构件的开口均朝向进水口。
进一步，每行所述尖角弯月状构件的中轴线均平行于所述流道的中轴线。结构简单，方便加工。
进一步，每行相邻两所述尖角弯月状构件之间的流道宽度大于相邻两行所述尖角弯月状构件之间的流道宽度。方便形成突缩、突扩的双流道，增加紊动，进一步减小堵塞的概率。
进一步，所述尖角弯月状构件的规格相同。方便加工。
本发明提供的滴头，结构简单、易于加工且生产成本低，流道由尖角弯月状构件阵列分布组成，形成双流道双向水流。具体的消能抗堵原理为：水流从入口进来，一部分水流通过弯月尖角和弯月外弧之间的流道，该流道宽度是整个流道最窄的地方，形成突缩、突扩，消除部分能量，另一部分水流直冲弯月内弧，形成一股反向水流，该反向水流和正向水流发生强烈地冲击，消耗了多余的能量，增加了紊动。对于细颗粒浑水，在较低压力和较低含沙量条件下，水流紊动加强使得颗粒间的碰撞作用强烈，团聚体不易与流道壁面粘结，易随水流出，大大减少了堵塞的概率。
对该滴头双流道双向水流采用Fluent进行数值模拟，获得流道的流场和压力分布图，进一步阐明流道的消能机理及其水力性能。在流道进口设置不同压力条件下，得到流道在不同压力下的流量，根据这一系列数据拟合出该滴头的压力流量拟合曲线图(请同时参看图2)及关系式Q＝4.14H0.505，流态指数为0.505，流道水流流态是全紊流。在微压(5m水头以下)条件下，滴头的出水流量是0.916L/h，满足微压条件下，出水量小于2.0L/h的要求。
请同时参看图3，流道的压力分布图可知，压力沿进口至出口方向均匀降低。
请同时参看图4，流道的速度矢量图显示了水流在流道内的流动状态，分辨流速较高和流速较低的区域，较明显的看出水流由突然扩大之后，又经过突然缩小的过流通道，流体在正向流和反向流交汇处形成高速水流，强烈冲击之后达到能量消耗的目的，同时验证了流道的消能机理与消能效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (2)

1.一种防堵滴头，其特征在于：包括进水口、出水口和设于两者之间的流道，所述流道内设有若干尖角弯月状构件，所述若干尖角弯月状构件阵列式排布，相邻两行间的尖角弯月状构件交错设置，所述尖角弯月状构件的两端与流道壁连接，所述尖角弯月状构件的开口均朝向进水口；
每行所述尖角弯月状构件的中轴线均平行于所述流道的中轴线；
每行相邻两所述尖角弯月状构件之间的流道宽度大于相邻两行所述尖角弯月状构件之间的流道宽度，形成突缩、突扩的双流道；使水流从入口进来，一部分水流通过弯月尖角和弯月外弧之间的流道，该流道宽度是整个流道最窄的地方，形成突缩、突扩，消除部分能量，另一部分水流直冲弯月内弧，形成一股反向水流，该反向水流和正向水流发生强烈地冲击。
2.根据权利要求1所述的防堵滴头，其特征在于：所述尖角弯月状构件的规格相同。
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