CN106465670A - 一种用于地表水灌溉的滴灌带 - Google Patents

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王新浩
马星才
张守军
朱财
叶德海
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黄霞
李振江
黄健
丛健
张虎斌
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Abstract

本发明属于一种农业节水滴灌的灌水器，具体涉及一种用于地表水灌溉的滴灌带。这种滴灌带由滴灌带本体和若干个相同的消能通道组成，其中消能通道由进口、流道和出口构成，流道是位于滴灌带本体的侧翼上沿滴灌带长度方向的凸起的中空的通道，其流道是由上、下边界、流道的底和流道的顶壁形成的中空流道，在中空流道中上下边界有凸起的流道齿，所述流道齿的齿根与上或下边界形成转角，由边界、转角、流道齿和转角构成一个流道单元，上下流道单元中的流道齿交错排列，若干个相同流道单元依次首尾相连，形成一个整体流道。本发明可以提高灌水器的水力性能，可有效增加滴灌带的铺设长度，增强灌水器抗堵塞能力。

Description

一种用于地表水灌溉的滴灌带
技术领域
本发明属于一种农业节水滴灌的灌水器，具体涉及一种用于地表水灌溉的滴灌带。
背景技术
众所周知，滴灌是目前世界上一种最为先进的高标准的灌溉技术，是发展节本增效、高产、高质、高效农业的有效途径。世界各国都在大力推广此项技术。在滴灌系统中，滴灌带是滴灌系统的关键部分，其作用是使滴灌带中压力水流经过滴头细小的流道，消能减压，变成水滴或细小水流均匀地分配到作物根区土壤。一个大田膜下滴灌系统工作的好坏，最终取决于滴灌带上滴头施水性能的优劣，滴灌带的结构及其水力性能的优劣对滴灌系统的均匀性、抗堵塞能力、系统寿命影响很大，性能一般用流量随压力变化的关系式来进行表示，即q＝khx，式中q——滴头流量，L；h——工作压力水头，m；k——流量系数；x——流态指数，流态指数既反映滴头内水流的流态,也反映滴灌带流量对压力变化的敏感性,较小的流态指数有利于提高微灌系统的灌水均匀度、降低系统造价和抗堵塞性能，当流态指数x＝0.5时，水流在灌水器内为全紊流状态，杂质在流道内不会沉淀，会随着水流排出。灌水器堵塞一直是滴灌系统失效的主要原因，而堵塞主要是由水、肥、药液中的杂质或化学物质和微生物的衍生堵塞了滴头中狭小的流道而引起的。流量也随着流道的堵塞程度发生不同的变化，导致灌水不均，精度差，甚至失效。
目前，国内节水滴灌领域所用的滴灌带主要为内镶式滴灌带和“长城”形单翼迷宫式滴灌带。内镶式滴灌带和“长城”形单翼迷宫式滴灌带，对滴灌系统首部过滤系统要求较高，过滤器要求在120目以上，否则滴灌带会发生堵塞。相对于地下水，这两种滴灌带配备符合要求的过滤器，系统基本能满足灌溉要求。但是针对新疆地下水超采严重，水资源有效供给不足的现状，为确保水资源的开采量与补给量的平衡，按照“先地表后地下”的水资源利用原则，新疆农业灌溉用水采用山区降水径流和冰川融雪水等大量的地表水，但存在的问题是每年6-8月山区降水致洪水冲刷河岸，使河水泥沙含量更高，而此时正是农作物灌溉用水高峰，农户常采用沉沙池的过滤，泥沙不能有效沉降，导致滴灌带的严重堵塞,影响灌水均匀度，加大灌溉用水量，甚至严重影响灌溉系统的正常运行，对灌溉系统的稳定运行产生极大冲击。根据调研发现，随着滴灌技术的大面积应用，逐步显露出以下问题制约滴灌技术优越性的进一步发挥：1、堵塞问题——在已推广的滴灌面积中，60％以上采用地表水为水源，洪水期水中泥沙等杂质含量大，滴灌带滴头易堵塞，影响灌溉均匀度；2、流态指数问题——目前应用的“长城迷宫”型滴灌带流态指数一般为0.6左右，滴灌带铺设长度一般为50-60m，较短，使滴灌系统管材用量大，田间阀门多，投入及其管理、维护成本高。另外，流量随压力变化较为敏感，适应地性能力不强。因此，开发地表水灌溉用的高抗堵、流态指数小的滴灌带是新疆滴灌节水农业进一步提质增效的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在微压下能够产生较强的紊流作用，从而能提高抗堵塞性能，降低流态指数的用于地表水灌溉的滴灌带。
本发明的目的是这样实现的：这种用于地表水灌溉的滴灌带由滴灌带本体和若干个相同的消能通道组成，其中消能通道由进口、流道和出口构成，流道是位于滴灌带本体的侧翼上沿滴灌带长度方向的凸起的中空的通道，流道的一端通过进口与滴灌带本体的主水道连通，在流道的另一端设有出口，水流从滴灌带本体的主水道经过进口进入流道后，在流道中逐级消能最后从出口滴出，其流道是由上边界、下边界、流道的底和流道的顶壁形成的中空通道，在中空通道中上边界上设有齿尖指向下边界的流道齿，下边界上设有齿尖指向上边界的流道齿，所述的流道齿为三角形齿，所述流道齿的齿根与上边界或下边界形成转角，由上边界和下边界分别与转角、流道齿构成上流道单元和下流道单元，上下流道单元中的流道齿交错排列形成一个流道单元，若干个相同的流道单元依次首尾相连，形成一个整体流道，所述流道的上下边界的宽度为2.8mm～4mm，流道宽度为0.8mm～1.3mm，流道转角为不大于120°的钝角。
上述用于地表水灌溉的滴灌带中，所述流道中的流道转角比较优选为105°～120°。
作为上述用于地表水灌溉的滴灌带进一步改进，所述流道的中的流道转角为109°。
作为上述用于地表水灌溉的滴灌带进一步改进，所述流道的中的流道转角为112°。
上述用于地表水灌溉的滴灌带中，所述的流道中流道齿的齿尖距相对边界的距离不大于流道上下边界宽度的二分之一。
上述用于地表水灌溉的滴灌带中，所述的流道中每个流道齿两边所对应的流道截面面积大小相间排列。
上述用于地表水灌溉的滴灌带中，所述流道齿的齿根与上或下边界圆弧连接，流道齿的齿尖为圆角。
上述用于地表水灌溉的滴灌带中，所述流道齿的齿形为等腰三角形。
上述用于地表水灌溉的滴灌带不仅仅只用于地表水灌溉，用于地下水灌溉时效果更优。
本发明的有益效果是：
1、抗堵能力强：这种滴灌带滴头流道齿尖扰动水流，消能效果较好、无死角、抗堵塞能力较强。
2、流态指数小，灌水均匀：流态指数≤0.55(“长城”型滴灌带流态指数为0.6左右)，滴头流量对压力变化相对不敏感，因此地形适应能力强，灌水均匀度高，同等条件下提高均匀度5％以上，更节水、增产。
3、铺设长度长：这种滴灌带铺设长度较“长城”单翼迷宫式滴灌带铺设长度长5％以上，相应的管材、阀门用量可减少5％以上，利于降低灌溉系统及其运行管理、维护成本，易于自动化。
4、降低滴灌系统能耗：这种滴灌带抗堵塞能力强，滴灌系统过滤器目数可降低，相应水头损失及其反冲洗次数降低，系统能耗降低。
下面结合附图对本发明做进一步说明：
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为图1的局部放大图；
图3为本发明实施例1中用于地表水灌溉的滴灌带通过压力流量试验作出的压力—流量曲线；
图4为本发明实施例2的结构示意图；
图5为图1的局部放大图；
B：流道齿根宽，W：流道宽，L：流道上下边界宽，H：流道齿的齿尖距相对边界的距离，θ：流道转角。
具体实施方式
参照图1、图2，实施例1中，种用于地表水灌溉的滴灌带由滴灌带本体1和若干个相同的消能通道组成，其中消能通道由进口2、流道3和出口7构成，流道3是位于滴灌带本体1的侧翼上沿滴灌带长度方向的凸起的中空的通道，流道3的一端通过进口2与滴灌带本体1的主水道连通，在流道3的另一端设有出口7，水流从滴灌带本体1的主水道经过进口2进入流道后，在流道3中逐级消能最后从出口7滴出，其流道是由上边界4、下边界5、流道的底和流道的顶壁形成的中空通道，在中空通道中上边界4上设有齿尖指向下边界5的流道齿6，下边界5上设有齿尖指向上边界4的流道齿6，所述流道齿6的齿根与上边界4或下边界5形成转角，由上边界和下边界分别与转角、流道齿构成上流道单元和下流道单元，上下流道单元中的流道齿6交错排列形成一个流道单元，若干个相同的流道单元依次首尾相连，形成一个整体流道3，所述流道3的上下边界的宽度为4mm，流道宽度为1.2mm，流道转角108°，流道齿的齿尖距相对边界的距离为2mm。
参照图4、图5，实施例2中，用于地表水灌溉的滴灌带中，所述的流道中两边所对应的流道截面面积大小相间排列。
实施例3中，与实施例1相比，不同之处在于所述流道的上下边界的宽度为2.8mm，流道宽度为0.8mm，流道转角120°。
实施例4中，与实施例1相比，不同之处在于所述流道的上下边界的宽度为4mm，流道宽度为1.2mm，流道转角100°。

Claims (8)

1.一种用于地表水灌溉的滴灌带，由滴灌带本体和若干个相同的消能通道组成，其中消能通道由进口、流道和出口构成，流道是位于滴灌带本体的侧翼上沿滴灌带长度方向的凸起的中空的通道，流道的一端通过进口与滴灌带本体的主水道连通，在流道的另一端设有出口，水流从滴灌带本体的主水道经过进口进入流道后，在流道中逐级消能最后从出口滴出，其特征在于流道是由上边界、下边界、流道的底和流道的顶壁形成的中空通道，在中空通道中上边界上设有齿尖指向下边界的流道齿，下边界上设有齿尖指向上边界的流道齿，所述的流道齿为三角形齿，所述流道齿的齿根与上边界或下边界形成转角，由上边界和下边界分别与转角、流道齿构成上流道单元和下流道单元，上下流道单元中的流道齿交错排列形成一个流道单元，若干个相同的流道单元依次首尾相连，形成一个整体流道，所述流道的上下边界的宽度为2.8mm～4mm，流道宽度为0.8mm～1.2mm，流道转角为不大于120°的钝角。
2.根据权利要求1所述的一种用于地表水灌溉的滴灌带，其特征在于所述流道的中的流道转角比较优选为105°～120°。
3.根据权利要求1所述的一种用于地表水灌溉的滴灌带，其特征在于流道的上下边界的宽度为4mm，流道宽度为1.2mm，流道转角100°。
4.根据权利要求2所述的一种用于地表水灌溉的滴灌带，其特征在于所述流道所述流道的上下边界的宽度为4mm，流道宽度为1.3mm，流道转角109°。
5.根据权利要求2所述的一种用于地表水灌溉的滴灌带，其特征在于所述流道的上下边界的宽度为2.8mm，流道宽度为0.8mm，流道转角120°。
6.根据权利要求1至5中任一一项权利要求所述的一种用于地表水灌溉的滴灌带，其特征在于所述流道中流道齿的齿尖距相对边界的距离不大于流道上下边界宽度的二分之一。
7.根据权利要求1至5中任一一项权利要求所述的一种用于地表水灌溉的滴灌带，其特征在于所述流道中每个流道齿两边所对应的流道截面面积大小相间排列。
8.根据权利要求6所述的一种用于地表水灌溉的滴灌带，其特征在于所述流道中每个流道齿两边所对应的流道截面面积大小相间排列。
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