CN105830867A - 节能节水的自流灌溉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能节水的自流灌溉系统。其包括一个储水塔和多个储水分塔，储水塔中的水从地表水通过水泵和第一上水管提升而来，储水塔和储水分塔之间通过第一放水管和第二上水管能够连通，储水分塔又通过第二放水管能够把水引向埋地管，埋地管埋设于农田中。本发明通过储水塔和多个储水分塔的灌溉系统，需要灌溉时灌溉水可以从水塔中自流到平原农田中的埋地管中，而从地表水中进行提升，提升到储水塔，储水塔的建造高度不需要多大，其提升高度比从地下水进行提升，提升到地表要小，而且使用风力空压机系统或光伏空压机系统都是利用自然能源，达到了节能的目的。

Description

节能节水的自流灌溉系统
技术领域
本发明涉及一种节水灌溉系统。
背景技术
当前农田的灌溉系统存在如下缺陷：1、到处建造机井，造成地下水严重超采的灾难；2、到处建造机井拉电线，电力输送过程中的线路电损严重，常常导致电压不足而不得不增设变压器；3、机井越老越深，有的深度达200米，浅的也常常到100多米，从如此深的地下提升井水，消耗大量电能；4、灌溉期集中用电，给供电电网造成压力；5、机井用电量大，如果每台机井水泵的功率为17kw，1000口机井同时工作就达17000kw，大家要用就同时用，不用又都不用，造成供电电网的严重波动；6、现在农田灌溉以满灌为主，水源和电能浪费严重；7、目前有少数农户使用节水喷灌，但这种设施每个喷头的喷洒面积较小，造成田间密布立柱及其喷头，给大田耕作造成很大不便；8、目前有些地方为解决地下水超采问题，限制建造新的机井，而采用了挖造运河进行引水的办法，但引水工程耗资巨大，而且占用农田；9、即使建设了引水工程，要把河水引到农田，仍然需要大量水泵，解决不了大功率、集中用电的问题。
申请号为20121085466.4，名称为“地道桥下积水快速排水潜水气压泵”的国家发明专利和申请号为201310415320.9，名称为“双阀板气压液体泵” 的国家专利，分别公开了一种潜水气压泵，该两种泵都可以在压力气体的作用下把水提升到高处。申请号为201310323211.4， 名称为“一种风力空压机系统”的国家发明专利和申请号为201510571211.5，名称为“光伏空压机系统”的国家发明专利申请，分别公开了一种可以利用风能带动并把压力空气储存起来的空压机系统和一种可以利用太阳能带动并把压力空气储存起来的空压机系统。两种“空压机系统”都使用自然能源带动空压机，并可以为所述的“潜水气压泵”提供压力空气，用来把河流等地表水提升到高处。但是，为了彻底解决在农田的节能、节水灌溉问题，仍然需要一种构造合理的灌溉系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在农田上的节能、节水灌溉问题，提供一种构造合理的灌溉系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种节能节水的自流灌溉系统，包括一个储水塔和多个储水分塔，储水塔中的水从地表水通过水泵和第一上水管提升而来，储水塔和储水分塔之间通过第一放水管和第二上水管能够连通，储水分塔又通过第二放水管能够把水引向埋地管，埋地管埋设于农田中。所述的地表水是指江、河、湖、渠中的水。
所述的水泵为潜水气压泵，该潜水气压泵的压力空气由风力空压机系统、光伏空压机系统或/和普通三相电空压机系统提供。所述的潜水气压泵即为背景技术中所述的“潜水气压泵”。 所述的风力空压机系统、光伏空压机系统即为背景技术中所述的“风力空压机系统”、“光伏空压机系统”。
所述的风力空压机系统包括风机和第二空压机，风叶安装在风机上用来接收自然风能，风机为第二空压机供风，第二空压机通过第四风管和第一风管为所述的潜水气压泵提供压力空气。
所述的光伏空压机系统包括太阳能板、第一电机和第一空压机，太阳能板接收太阳能并为第一电机提供能源，第一电机带动第一空压机，第一空压机通过第二风管和第一风管为所述的潜水气压泵提供压力空气。
所述的普通三相电空压机系统包括三相电源线、第二电机和第三空压机，三相电源线为第二电机提供电源，第二电机带动第三空压机，第三空压机通过第五风管、第三风管、第二风管和第一风管为所述的潜水气压泵提供压力空气。
所述的光伏空压机系统或/和普通三相电空压机系统设置在所述的储水塔的上封顶上。
在所述的第一上水管和第二上水管上分别设置有第一止回阀和第五止回阀，在所述的第一放水管和第二放水管上都设置有阀门。
在所述的第四风管上设置有第三止回阀。
在所述的第二风管上设置有第二止回阀。
在所述的第五风管和第三风管之间设置有第四止回阀。
所述的埋地管把灌溉水引向旋转灌溉机；所述的旋转灌溉机包括一个空心立柱，空心立柱的下部与埋地管连通，空心立柱上固定一个空心圆椎体，空心圆椎体外套装一个旋转座，旋转座内部是一个圆锥形孔，圆锥形孔的形状与空心圆椎体的外缘圆锥相配合，旋转座通过该圆锥形孔套装在空心圆椎体的外缘圆锥上；洒水管水平设置，并与旋转座的上部固定连接，空心圆椎体的空心把空心立柱与洒水管连通，洒水管的两端封闭，而在洒水管的管体上设置有洒水孔；在空心立柱上还设置有电机座，电机座上安装有用来驱动旋转座围绕空心圆椎体旋转的电机。
所述的电机的输出轴竖直向上安装，在该输出轴上固装有小齿轮，在旋转座的外缘上固装有与小齿轮相配合的大齿轮，电机通过该齿轮传动副驱动旋转座。
在所述的洒水管上固定设置有立柱，在立柱与洒水管之间还设置有多条拉索。
在所述的立柱的顶部还设置有避雷针。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
通过储水塔和多个储水分塔的灌溉系统，需要灌溉时灌溉水可以从水塔中自流到农田中的埋地管中，而从地表水中进行提升，提升到储水塔，储水塔的建造高度不需要多大，其提升高度比从地下水进行提升，提升到地表要小，而且使用风力空压机系统或光伏空压机系统都是利用自然能源，达到了节能的目的；灌溉水通过埋地管进行节水灌溉，也达到了节水的目的。从而解决了背景技术中所述的现有平原地区的灌溉系统存的缺陷。具体还包括以下优点：1、不需要挖设灌溉渠，节省大量农田；2、不需要建造机井，节省地下水；3、现有机井的建造深度达100多米甚至达200米，提升高度很大，如果按照储水塔的提升高度为4米计算，与机井的提升高度为200米相比，节能可达98％；4、优化了能源利用配合，只要有风或者太阳，就可以提升地表水到储水塔进行储水，或者利用晚间电价低时利用普通三相电电空压机系统提升地表水进行储水，使灌溉成本大幅度降低；5、自动化程度高，管理费用大幅降低；6、与建造人工运河解决灌溉问题的方式相比，节省大量土地和施工费用。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1是本发明的构造示意图；
图2是本发明中旋转灌溉机的构造示意图。
其中，1-大地；2-地表水；3-水泵；4-第一风管；5-第一上水管；6-支柱； 7-第一止回阀；8-第二止回阀；9-第二风管；10-第一空压机；11-第一电机；12-第三风管；13-支杆；14-太阳能板；15-第四风管；16-风机；17-第二空压机；18-风叶；19-三相电源线；20-电杆；21-第四止回阀；22-第五风管；23-第三空压机；24-第二电机；25-储水塔；26-阀门；27-第一放水管；28-第二上水管；29-第五止回阀；30-储水分塔；31-第二放水管；32-埋地管；33-第三止回阀；34-空心立柱；35-空心圆椎体；36-旋转座；37-洒水管；38-电机座；39-电机；40-小齿轮；41-大齿轮；42-立柱；43-拉索；44-避雷针；45-洒水水流；46-农田。
具体实施方式
如图1所示，一种节能节水的自流灌溉系统，包括一个储水塔25和多个储水分塔30，储水塔25中的水从地表水2通过水泵3和第一上水管5提升而来，储水塔25和储水分塔30之间通过第一放水管27和第二上水管28能够连通，储水分塔30又通过第二放水管31能够把水引向埋地管32，埋地管32埋设于农田中。
所述的水泵3为潜水气压泵，该潜水气压泵的压力空气由风力空压机系统、光伏空压机系统或/和普通三相电空压机系统提供。所述的潜水气压泵即为背景技术中所述的“潜水气压泵”。 所述的风力空压机系统、光伏空压机系统即为背景技术中所述的“风力空压机系统”、“光伏空压机系统”。
所述的风力空压机系统包括风机16和第二空压机17，风叶18安装在风机16上用来接收自然风能，风机16为第二空压机17供风，第二空压机17通过第四风管15和第一风管4为所述的潜水气压泵提供压力空气。
所述的光伏空压机系统包括太阳能板14、第一电机11和第一空压机10，太阳能板14接收太阳能并为第一电机11提供能源，第一电机11带动第一空压机10，第一空压机10通过第二风管9和第一风管4为所述的潜水气压泵提供压力空气。
所述的普通三相电空压机系统包括三相电源线19、第二电机24和第三空压机23，三相电源线19为第二电机24提供电源，第二电机24带动第三空压机23，第三空压机23通过第五风管22、第三风管12、第二风管9和第一风管4为所述的潜水气压泵提供压力空气。
所述的光伏空压机系统或/和普通三相电空压机系统设置在所述的储水塔25的上封顶上。
在所述的第一上水管5和第二上水管28上分别设置有第一止回阀7和第五止回阀29，在所述的第一放水管27和第二放水管31上都设置有阀门26。
在所述的第四风管15上设置有第三止回阀33。
在所述的第二风管9上设置有第二止回阀8。
在所述的第五风管22和第三风管12之间设置有第四止回阀21。
所述的埋地管32把灌溉水引向旋转灌溉机；所述的旋转灌溉机包括一个空心立柱34，空心立柱34的下部与埋地管32连通，空心立柱34上固定一个空心圆椎体35，空心圆椎体35外套装一个旋转座36，旋转座36内部是一个圆锥形孔，圆锥形孔的形状与空心圆椎体35的外缘圆锥相配合，旋转座36通过该圆锥形孔套装在空心圆椎体35的外缘圆锥上；洒水管37水平设置，并与旋转座36的上部固定连接，空心圆椎体35的空心把空心立柱34与洒水管37连通，洒水管37的两端封闭，而在洒水管37的管体上设置有洒水孔；在空心立柱34上还设置有电机座38，电机座38上安装有用来驱动旋转座36围绕空心圆椎体35旋转的电机39。
所述的电机39的输出轴竖直向上安装，在该输出轴上固装有小齿轮40，在旋转座35的外缘上固装有与小齿轮40相配合的大齿轮41，电机39通过该齿轮传动副驱动旋转座35。
在所述的洒水管37上固定设置有立柱42，在立柱42与洒水管37之间还设置有多条拉索43。
在所述的立柱42的顶部还设置有避雷针44。
通过储水塔和多个储水分塔的灌溉系统，需要灌溉时灌溉水可以从水塔中自流到农田中的埋地管中，而从地表水中进行提升，提升到储水塔，储水塔的建造高度不需要多大，其提升高度比从地下水进行提升，提升到地表要小，而且使用风力空压机系统或光伏空压机系统都是利用自然能源，达到了节能的目的；灌溉水通过埋地管进行节水灌溉，也达到了节水的目的。从而解决了背景技术中所述的现有平原地区的灌溉系统存的缺陷。具体还包括以下优点：1、不需要挖设灌溉渠，节省大量农田；2、不需要建造机井，节省地下水；3、现有机井的建造深度达100多米甚至达200米，提升高度很大，如果按照储水塔的提升高度为4米计算，与机井的提升高度为200米相比，节能可达98％；4、优化了能源利用配合，只要有风或者太阳，就可以提升地表水到储水塔进行储水，或者利用晚间电价低时利用普通三相电电空压机系统提升地表水进行储水，使灌溉成本大幅度降低；5、自动化程度高，管理费用大幅降低；6、与建造人工运河解决灌溉问题的方式相比，节省大量土地和施工费用。

Claims (10)

1.一种节能节水的自流灌溉系统，其特征在于：包括一个储水塔（25）和多个储水分塔（30），储水塔（25）中的水从地表水（2）通过水泵（3）和第一上水管（5）提升而来，储水塔（25）和储水分塔（30）之间通过第一放水管（27）和第二上水管（28）能够连通，储水分塔（30）又通过第二放水管（31）能够把水引向埋地管（32），埋地管（32）埋设于农田中。
2.根据权利要求1所述的节能节水的自流灌溉系统，其特征在于：所述的水泵（3）为潜水气压泵，该潜水气压泵的压力空气由风力空压机系统、光伏空压机系统和/或普通三相电空压机系统提供。
3.根据权利要求2所述的节能节水的自流灌溉系统，其特征在于：所述的风力空压机系统包括风机（16）和第二空压机（17），风叶（18）安装在风机（16）上用来接收自然风能，风机（16）为第二空压机（17）供风，第二空压机（17）通过第四风管（15）和第一风管（4）为所述的潜水气压泵提供压力空气；所述的光伏空压机系统包括太阳能板（14）、第一电机（11）和第一空压机（10），太阳能板（14）接收太阳能并为第一电机（11）提供能源，第一电机（11）带动第一空压机（10），第一空压机（10）通过第二风管（9）和第一风管（4）为所述的潜水气压泵提供压力空气；所述的普通三相电空压机系统包括三相电源线（19）、第二电机（24）和第三空压机（23），三相电源线（19）为第二电机（24）提供电源，第二电机（24）带动第三空压机（23），第三空压机（23）通过第五风管（22）、第三风管（12）、第二风管（9）和第一风管（4）为所述的潜水气压泵提供压力空气。
4.根据权利要求2所述的节能节水的自流灌溉系统，其特征在于：所述的光伏空压机系统和普通三相电空压机系统设置在所述的储水塔（25）的上封顶上。
5.根据权利要求1所述的节能节水的自流灌溉系统，其特征在于：在所述的第一上水管（5）和第二上水管（28）上分别设置有第一止回阀（7）和第五止回阀（29），在所述的第一放水管（27）和第二放水管（31）上都设置有阀门（26）。
6.根据权利要求3所述的节能节水的自流灌溉系统，其特征在于：在所述的第四风管（15）上设置有第三止回阀（33）；在所述的第二风管（9）上设置有第二止回阀（8）；在所述的第五风管（22）和第三风管（12）之间设置有第四止回阀（21）。
7. 根据权利要求1所述的节能节水的自流灌溉系统，其特征在于：所述的埋地管（32）把灌溉水引向旋转灌溉机；所述的旋转灌溉机包括一个空心立柱（34），空心立柱（34）的下部与埋地管（32）连通，空心立柱（34）上固定一个空心圆椎体（35），空心圆椎体（35）外套装一个旋转座（36），旋转座（36）内部是一个圆锥形孔，圆锥形孔的形状与空心圆椎体（35）的外缘圆锥相配合，旋转座（36）通过该圆锥形孔套装在空心圆椎体（35）的外缘圆锥上；洒水管（37）水平设置，并与旋转座（36）的上部固定连接，空心圆椎体（35）的空心把空心立柱（34）与洒水管（37）连通，洒水管（37）的两端封闭，而在洒水管（37）的管体上设置有洒水孔；在空心立柱（34）上还设置有电机座（38），电机座（38）上安装有用来驱动旋转座（36）围绕空心圆椎体（35）旋转的电机（39）。
8.根据权利要求7所述的节能节水的自流灌溉系统，其特征在于：所述的电机（39）的输出轴竖直向上安装，在该输出轴上固装有小齿轮（40），在旋转座（35）的外缘上固装有与小齿轮（40）相配合的大齿轮（41），电机（39）通过该齿轮传动副驱动旋转座（35）。
9.根据权利要求7所述的节能节水的自流灌溉系统，其特征在于：在所述的洒水管（37）上固定设置有立柱（42），在立柱（42）与洒水管（37）之间还设置有多条拉索（43）。
10.根据权利要求9所述的节能节水的自流灌溉系统，其特征在于：在所述的立柱（42）的顶部还设置有避雷针（44）。
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