CN105464161B - 一种用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置。本发明提供的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，包括机架和设于机架上的开沟犁组件、覆土镇压组件和布管组件，布管组件用于将滴灌管铺设在开沟犁组件开设的沟内，覆土镇压组件位于开沟犁组件的后侧，用于将滴灌管埋在开沟犁组件开设的沟内。本发明提供的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，将地埋式滴灌管的开沟、布管、埋设、覆土、镇压等操作进行集成，实现一体化操作，不需要人工手动进行布管操作，机械化自动化程度更高，可降低滴灌管铺设的劳动强度，进而大幅减少滴灌管的铺设时间，提高了地埋式滴灌管的铺设效率，降低地埋式滴灌系统的工程成本投入。

Description

一种用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置。

背景技术

目前地埋式滴灌(subsurface drip irrigation，SDI)是一种新型的高效节水灌溉技术，该技术主要通过管道系统以及安装在末级管道上的灌水器将有压水以小流量、均匀、准确地补充到作物根系附近的土壤中，以满足作物正常生长的灌水需求。地埋式滴灌技术被认为是目前世界范围内最节水的灌溉技术之一。

棉花是我国重要的经济作物，在国民经济中占有举足轻重的作用。2014年新疆棉区棉花种植面积已经超过3500万亩，占全国的总播种面积的一半以上。而新疆地处亚欧大陆腹地，干旱少雨，作物生产完全依靠灌溉，因此水资源不足是限制新疆棉花生产发展的重要因素。西北内陆地区棉花生产普遍采用膜下滴灌的灌溉方式，比传统的地面漫灌相比大大提高了作物的水分利用效率，为节约新疆农业用水、合理开发和利用新疆水资源发挥了重要的作用。而地埋式滴灌与现有的膜下滴灌相比，具有以下几个优点：①地埋式滴灌可以在低压条件下通过埋于作物根系活动层附近的灌水管带定时定量的为作物供水和营养液，使作物根系周围的土壤水分含量一直处于相对稳定状态，减少了水分地表蒸发和地下渗漏，提高了水分利用率，降低了作物耗水强度。②地埋式滴灌技术由于滴灌管埋藏在地下，地面机械损坏小，滴灌毛管使用年限长，可长达10-20年；同时不需要每年重复安装和回收，大量节省劳动力成本。③地埋式滴灌管埋设在地表下35-45cm左右，可以有效增加作物根系生长深度，提高作物抗逆性；同时能够使土壤表层保持长期干燥，防止杂草生长，避免了地膜覆盖等措施对土壤的白色污染。④地埋式滴灌能够保持为作物持续供水，避免了干旱胁迫对作物生长的影响，提高作物产量和品质。因此大力发展地埋式滴灌等高效节水灌溉模式成为今后棉花生产发展的方向。

目前地埋式滴灌在新疆棉花生产中已经有推广应用，但是目前地埋滴灌管的布设存在以下问题：由于我国地埋式滴灌的技术引进比较晚，相关的技术和配套设备尚不完善，小块田地多由人工挖沟、将滴灌管布设在沟内然后再进行覆土作业，但是人工开沟布设的劳动强度较大，且工作效率较低；对于大块田地多用人工与机械相结合的铺设方式，即开沟由机械完成，而布管、覆土掩埋则由人工完成，机械化自动化程度不高，增加了滴灌管的铺设时间，导致滴灌管铺设效率降低，使得地埋式滴灌初始技术投入成本过高；同时，国内现有的设备不能满足新疆机采棉模式的生产要求，因此亟须相关设备的研发工作。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：现有的滴灌管的铺设都需要人工参与，机械化程度不高，铺设效率低，铺设成本高等缺陷，因此亟需要提供一种集开沟、布管和覆土一体化的用于地埋式滴灌管的开沟布管装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，包括机架和设于机架上的开沟犁组件、覆土镇压组件和布管组件，所述布管组件用于将滴灌管铺设在开沟犁组件开设的沟内，所述覆土镇压组件位于所述开沟犁组件的后侧，用于将滴灌管埋在开沟犁组件开设的沟内，并压实土壤。

优选地，还包括用于与动力机构连接的悬挂架，所述机架包括相互平行的牵引杆和支撑杆，所述牵引杆和所述支撑杆之间通过连杆连接；所述牵引杆位于支撑杆的前侧，所述悬挂架位于所述牵引杆的前侧，且所述悬挂架与所述牵引杆相连并垂直于所述牵引杆。

优选地，所述开沟犁组件包括犁柱和开沟铲，所述犁柱的一端与所述支撑杆垂直连接，另一端与开沟铲相连，所述开沟铲朝向前侧设置，所述犁柱与所述支撑杆和牵引杆所在的平面呈一定的夹角。

优选地，所述布管组件包括固定架和设于固定架上的转轴，所述固定架固定在所述支撑杆上，所述滴灌管缠绕在所述转轴上，所述犁柱内设有上下贯通的出管通道，所述滴灌管能够穿过所述出管通道。

优选地，所述犁柱的下端还设有用于固定滴灌管埋设深度的固定轮。

优选地，所述转轴的两端还连接有能够随所述转轴转动的挡板，所述滴灌管位于两个挡板之间。

优选地，所述固定架为上端开口的框形结构，所述转轴的两端穿过固定架两个侧边开设的轴孔，所述挡板位于固定架的框形空间内，且所述固定架通过第一连接杆固定在所述支撑杆上。

优选地，所述覆土镇压组件包括连接板和相对固定在连接板两端的两块刮板，两块所述刮板呈“八”字形，开口较大的一端朝前，所述刮板的后侧还设置有镇压辊，所述镇压辊通过第三连接杆与所述连接板相连，所述连接板通过第二连接杆与所述支撑杆连接。

优选地，所述开沟犁组件设置有多组，每一组开沟犁组件均对应设有一组覆土镇压组件和一组布管组件，相邻两组开沟犁组件上的两根犁柱之间的距离相等，且所述支撑杆的两端均设有划行器，所述划行器用于在行进过程中划出定位线，所述定位线用于确定开沟犁组件下次开沟的位置。

优选地，所述牵引杆的下侧设置有限深轮，所述限深轮用于调节开沟犁的开沟深度。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，包括机架和设于机架上的开沟犁组件、覆土镇压组件和布管组件；可通过如农用拖拉机等动力机构带动整个装置移动，然后通过开沟犁组件开沟，布管组件将滴灌管铺设在开沟犁组件开设的沟内，最后通过覆土镇压组件向沟内填土压实，将滴灌管埋在开沟犁组件开设的沟内，通过一个机械装置就能够完成开沟、布管和填土埋管整个滴灌管布设的工作，不需要人工手动进行布管操作，机械化程度更高，可降低地埋式滴灌管铺设的劳动强度，进而降低地埋式滴灌管的铺设时间，提高工作效率，降低地埋式滴灌系统的成本投入。

附图说明

本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例所述的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置的立体图；

图2是开沟犁组件的结构示意图；

图3是布管组件的结构示意图；

图4是覆土镇压组件的结构示意图。

其中图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1、牵引杆，11、上悬挂架，12、下悬挂架，13、限深轮，14、斜撑，15、立杆，2、支撑杆，21、犁柱，211、出管通道，212、固定轮，22、开沟铲，23、固定架、231、阻尼片，232、挡板，233、第一连接杆，24、转轴，25、连接板，251、刮板，252、镇压辊，253、第二连接杆，254、第三连接杆，3、连杆，4、划行器。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，包括机架和设于机架上的开沟犁组件、覆土镇压组件和布管组件，所述布管组件用于将滴灌管铺设在开沟犁组件开设的沟内，所述覆土镇压组件位于所述开沟犁组件的后侧，用于将滴灌管埋在开沟犁组件开设的沟内。本发明提供的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，将地埋式滴灌管的开沟、布管、埋设、覆土、镇压等操作进行集成，实现一体化操作，不需要人工手动进行布管操作，机械化自动化程度更高，可降低滴灌管铺设的劳动强度，进而降低滴灌管的铺设时间，提高了地埋式滴灌管的铺设效率，降低地埋式滴灌系统的成本投入。

可选地，如图1所示，所述机架包括相互平行的牵引杆1和支撑杆2，所述牵引杆1和所述支撑杆2之间通过连杆3连接，优选地，所述连杆3设有多根，并分别垂直于牵引杆1和支撑杆2；所述牵引杆1位于支撑杆2的前侧，同时在所述牵引杆1上还设有悬挂架，通过所述悬挂架与如农用拖拉机等动力机构相连，其中所述悬挂架垂直于所述牵引杆1并位于所述牵引杆的前侧，可选地，所述悬挂架包括上悬挂架11和下悬挂架12，所述下悬挂架12位于牵引杆1与支撑杆2确定的平面内，且连接在所述牵引杆1的中部，所述上悬挂架11位于下悬挂架12的上侧并与所述下悬挂架12平行，上悬挂架11的一端通过立杆15与牵引杆1相连，同时在上悬挂架11的另一端设置有接头，用于将整个开沟布管装置挂载在动力机构上，所述下悬挂架12上也设置有与动力机构配合的接头；优选地，还包括多个斜撑14，所述斜撑14的一端与立杆15的上端连接，另一端固定在牵引杆1和/或支撑杆2上，通过设置斜撑14来增加上悬挂架11通过立杆15与牵引杆1连接的牢固程度。

可选地，如图1和图2所示，所述开沟犁组件包括犁柱21和开沟铲22，所述犁柱21的一端与所述支撑杆2垂直连接，另一端与开沟铲22相连，所述开沟犁柱21与开沟铲22为可拆卸连接，以便于开沟铲22磨损后更换；所述开沟铲22朝向前侧设置，即朝向上、下悬挂架12的方向设置(即开沟布管装置移动的方向)，同时所述犁柱21与所述支撑杆2和牵引杆1所在的平面呈一定的夹角；优选地，所述犁柱21垂直于所述支撑杆2和牵引杆1所在的平面，同时所述开沟铲22与所述支撑杆2和牵引杆1所在的平面平行(即所述开沟铲22在工作时应保持水平状态，且朝向装置的移动方向)，减少开沟时土壤对开沟器的阻力，降低开沟器的损耗。

如图3所示，所述布管组件包括固定架23和设于固定架23上的转轴24，所述固定架23固定在所述支撑杆2上，所述滴灌管缠绕在所述转轴24上，所述犁柱21内设有上下贯通的出管通道211，所述出管通道可以是沿所述立柱内开设的上下贯通的通孔，也可以是沿所述立柱的长度方向开设的凹槽，所述滴灌管能够穿过所述出管通道211，所述犁柱21的下端还设有用于压固定滴灌管埋设深度的固定轮212；由于滴灌管是软管，因此可将滴灌管缠绕在转轴24上并呈盘状，在使用时将滴灌管的一端穿过出管通道211，然后在绕过固定轮212固定在试验田的一端，再通过拖拉机带动开沟布管装置向前移动，此时布管组件上的转轴24被带动转动，滴灌管被铺入开沟犁组件开设的沟内，固定轮212固定滴灌管，确保滴灌管贴地铺设，保证滴灌管布设达到设计深度，进而确保滴灌管在土壤中深度的一致性，布设精准快捷，使用方便。

可选地，如图3所示，所述固定架23为上端开口的框形结构，所述转轴24的两端穿过固定架23两个侧边开设的轴孔，所述挡板232位于固定架23的框形空间内，且在所述挡板232与所述固定架23的侧边之间还设有阻尼片231，用于增加挡板232与侧边之间的摩擦，可以保证在铺设过程中使滴灌带具有一定的预紧力，减少滴灌带卷因惯性而产生的转动，造成的带卷溢出和缠绕；且所述固定架23通过第一连接杆233固定在所述支撑杆2上，同时所述转轴24的两端还连接有能够随所述转轴24转动的挡板232，所述滴灌管位于两个挡板232之间，通过设置挡板232来限制滴灌管在转轴24转动过程中的位置，防止滴灌管钩挂、卡在所述固定夹上而导致滴灌管铺设工作的暂停及对滴灌管的损害，保证滴灌管铺设的持续性和稳定性，降低滴灌管铺设的成本。

其中，如图4所示，位于犁柱21后的侧覆土镇压组件包括连接板25和固定在连接板25两端的刮板251，两块所述刮板251呈“八”字形，开口较大的一端朝前，在行进过程中通过两块刮板251将开沟铲22铲出的土回填到开沟铲22所开设的沟内，将滴灌管埋在地下；优选地，所述刮板251位于开沟铲22上方35-45cm处，即开沟铲22所开沟的深度为35-45cm，且在所述刮板251的后侧还设置有镇压辊252，所述镇压辊252通过第三连接杆254与所述连接板25相连，用于将填入沟内的土压实，以防止在滴灌管向上移动，致使滴灌管埋设的深度达不到要求，保证滴灌管铺设的稳定性；所述连接板25通过第二连接杆253与所述支撑杆2相连。

具体的，本发明提供用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，设有多组开沟犁组件，如图1所示，所述开沟犁组件设有三组，相邻两组开沟犁组件上的犁柱21之间的距离相等，即所述犁柱21在所述支撑杆2的长度方向上等间距设置，同时所述支撑杆2的两端均设有划行器4，所述划行器4距离与其最近的犁柱21之间的距离和相邻两根犁柱21之间的距离相等；所述划行器4可以是与支撑杆2可转动的连接，在不工作时，划行器4位于支撑杆2的上侧；在进行铺管作业时，将滑行器向下转动，在开沟位置的外侧滑出一道定位线，对下次埋管开沟的位置进行定位，可以确保相邻两次开沟的间距是相同的；当然，划行器也可以是通过设置在支撑杆上的转动件向支撑杆的在所述支撑杆的长度方向转动，其在转动至支撑杆的一侧时用于划出定位线的圆盘与相邻的立柱之间的距离和相邻两根立柱之间的距离相等；具体的相邻两个犁柱21之间的距离为76cm，即布设滴灌管的间距为76cm，确保满足66cm+10cm的机采棉模式下每两窄行棉花下有一根痕量滴灌管；所述开沟犁柱21左右宽度为50mm，前后厚度100mm，上下长度为600mm，确保开沟深度能够在35mm-45mm之间的范围内可调；本发明开沟犁柱21薄且宽，工作阻力小，被作业土壤不发生翻转，能够最小限度减少开沟对土壤耕层结构的影响，满足作物最佳生长状态，有利于作物根系生长发育，提高作物抗逆能力。

优选地，还包括限深轮13，所述限深轮13固定在所述牵引杆1上，并位于所述牵引杆1的下侧；所述牵引杆1两侧各有一个限深轮13，限深轮13能够减少开沟布管装置与地面之间的摩擦，同时还可以通过调节限深轮13的高度，进而控制开沟犁铲的开沟深度。

下面来具体说明本发明提供的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置的工作过程：

首先将通过上悬挂架11和下悬挂架12将开沟布管装置挂载在动力机构上(如农用拖拉机等)，然后将缠绕在布管组件的转轴24上的滴灌管的管端穿过出管通道211并绕过固定轮212固定在试验田的一端，同时将划行器4向下转动，此时启动动力机构带动开沟布管装置向前移动，此时布管组件上的转轴24被带动转动，滴灌管被铺入开沟犁组件开设的沟内，通过固定轮212压合滴灌管，保证滴灌管布设的深度；同时位于犁柱21后侧的两块刮板251将开沟铲22铲出的土回填到所开设的沟内，将滴灌管埋在地下，且利用刮板251后端的镇压辊252，将填入沟内的土压实；在到达试验田的另一端时，割断滴灌管，完成此次滴灌管的铺设工作，然后根据划行器4画出的定位标记继续进行铺设滴灌管的作业，保证滴灌管之间等间距铺设。

本发明提供的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置还具有如下优点：

1、结构简单，各部件之间连接方便，可直接挂在如农用拖拉机等动力装置上即可开沟铺设作业，快捷、方便、实用。

2、可以直接将地埋式滴灌管布设到预设埋设深度，能够确保毛管在土壤中的深度一致性，布设精准快捷，使用方便。

3、本发明开沟犁柱21薄且宽，工作阻力小，被作业土壤不发生翻转，能够最小限度减少开沟对土壤耕层结构的影响，满足作物最佳生长状态，有利于作物根系生长发育，提高作物抗逆能力。

4、本发明提供了一种集开沟、布管、覆土和镇压一体化的地埋式滴灌管埋设装置，机械化、自动化程度高，大大提高了地埋式滴灌带的铺设效率，降低地埋式滴灌系统的工程成本投入。

5、本发明设计能够同时完成三组开沟犁、布管和覆土操作，地埋式滴灌带的布设间距为76cm，适合新疆机采棉种植模式。

综上所述，本发明提供了一种用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，包括机架和设于机架上的开沟犁组件、覆土镇压组件和布管组件；可通过如农用拖拉机等动力机构带动整个装置移动，然后通过开沟犁组件开沟，布管组件将滴灌管铺设在开沟犁组件开设的沟内，最后通过覆土镇压组件向沟内填土，将滴灌管埋在开沟犁组件开设的沟内，通过一个机械装置就能够完成开沟、布管和填土埋管整个滴灌管布设的工作，不需要人工手动进行布管操作，机械化程度更高，可降低滴灌管铺设的劳动强度，进而大幅减少滴灌管的铺设时间，提高工作效率，降低地埋式滴灌系统的工程成本投入。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，其特征在于：包括机架和设于机架上的开沟犁组件、覆土镇压组件和布管组件，所述布管组件用于将滴灌管铺设在开沟犁组件开设的沟内，所述覆土镇压组件位于所述开沟犁组件的后侧，用于将滴灌管埋在开沟犁组件开设的沟内，并压实土壤；

还包括用于与动力机构连接的悬挂架，所述机架包括相互平行的牵引杆(1)和支撑杆(2)，所述牵引杆(1)和所述支撑杆(2)之间通过连杆(3)连接；所述牵引杆(1)位于支撑杆(2)的前侧，所述悬挂架位于所述牵引杆(1)的前侧，且所述悬挂架与所述牵引杆(1)相连并垂直于所述牵引杆(1)；

所述覆土镇压组件包括连接板(25)和相对固定在连接板(25)两端的两块刮板(251)，两块所述刮板(251)呈“八”字形，开口较大的一端朝前，所述刮板(251)的后侧还设置有镇压辊(252)，所述镇压辊(252)通过第三连接杆(254)与所述连接板(25)相连，所述连接板(25)通过第二连接杆(253)与所述支撑杆(2)连接。

2.根据权利要求1所述的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，其特征在于：所述开沟犁组件包括犁柱(21)和开沟铲(22)，所述犁柱(21)的一端与所述支撑杆(2)垂直连接，另一端与开沟铲(22)相连，所述开沟铲(22)朝向前侧设置，所述犁柱(21)与所述支撑杆(2)和牵引杆(1)所在的平面呈一定的夹角。

3.根据权利要求2所述的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，其特征在于：所述布管组件包括固定架(23)和设于固定架(23)上的转轴(24)，所述固定架(23)固定在所述支撑杆(2)上，所述滴灌管缠绕在所述转轴(24)上，所述犁柱(21)内设有上下贯通的出管通道(211)，所述滴灌管能够穿过所述出管通道(211)。

4.根据权利要求3所述的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，其特征在于：所述犁柱(21)的下端还设有用于固定滴灌管埋设深度的固定轮(212)。

5.根据权利要求3或4所述的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，其特征在于：所述转轴(24)的两端还连接有能够随所述转轴(24)转动的挡板(232)，所述滴灌管位于两个挡板(232)之间。

6.根据权利要求5所述的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，其特征在于：所述固定架(23)为上端开口的框形结构，所述转轴(24)的两端穿过固定架(23)两个侧边开设的轴孔，所述挡板(232)位于固定架(23)的框形空间内，且所述固定架(23)通过第一连接杆(233)固定在所述支撑杆(2)上。

7.根据权利要求2-4或6任一项所述的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，其特征在于：所述开沟犁组件设置有多组，每一组开沟犁组件均对应设有一组覆土镇压组件和一组布管组件，相邻两组开沟犁组件上的两根犁柱(21)之间的距离相等，且所述支撑杆(2)的两端均设有划行器(4)，所述划行器(4)用于在行进过程中划出定位线，所述定位线用于确定开沟犁组件下次开沟的位置。

8.根据权利要求1所述的用于地埋式滴灌管埋设的开沟布管装置，其特征在于：所述牵引杆(1)的下侧设置有限深轮(13)，所述限深轮(13)用于调节开沟犁的开沟深度。