CN107094592A - 增氧抗堵塞渗灌系统、抗堵塞渗灌结构和制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增氧抗堵塞渗灌系统、抗堵塞渗灌结构和制造方法，蓄水池内的储水通过过滤装置后依次经过主管及多根支管向地层内渗灌，每根支管分别设置渗流孔，各渗流孔的上游侧壁设置有逐渐向后倾斜的导流面，各渗流孔的下游侧壁设置有逐渐向前倾斜的弹性瓣膜，弹性瓣膜的长度大于导流面的长度。本发明支管具有水压时，水压迫使弹性瓣膜前后翻转，从而使渗流孔打开。当停机瞬间，弹性瓣膜能够紧贴在导流面边缘，使渗流孔完全密封，能够防止泥浆进入支管内造成堵塞的情况发生。负压平衡气阀补气过程可以补充根区空气，具有根区增氧效果。

Description

增氧抗堵塞渗灌系统、抗堵塞渗灌结构和制造方法

技术领域：

本发明属于高效率用水、水肥一体化农业节水领域，具体涉及一种能够提高水肥利用率和防止管道堵塞的系统。

背景技术：

节水灌溉是我国农业发展必然趋势。为进一步加速水肥一体化技术推广与应用，国家出台了一系列好政策，农业部《推进水肥一体化实施方案（2016—2020年）》提出在东北、西北、华北、西南、设施农业和果园六大区域，以玉米、小麦、马铃薯、棉花、蔬菜、果树六大作物为重点，推广水肥一体化技术。到2020年水肥一体化技术推广面积达到1.5亿亩，新增8000万亩。2017年中央一号文件，明确提出要大力普及喷灌、滴灌和渗灌等节水灌溉技术，加大水肥一体化等农艺节水推广力度，十三五时期水肥一体化将全面发力。

渗灌是继喷灌、滴灌之后的又一节水灌溉技术，它起源于地下浸润灌溉，是当今世界最先进的农业节水灌溉技术之一，更是水肥一体化主要灌水技术之一。渗灌是一种地下微灌形式，这一灌溉方法是以低压管道输水，再通过埋于作物根系活动层的灌水器(微孔渗灌管)，根据作物的生长需水量定时定量地向土壤中渗水供给作物。因此，渗灌可以看作是滴灌的一种特殊形式，又被称为地下滴灌。与其他灌溉技术相比，渗灌技术具有节水、省地、省工、低能耗等优点，成为节水灌溉技术中的主要措施。

渗灌技术虽具有上述优点,但至今仍没有大面积推广使用，其主要原因是渗灌本身还存在一些缺点，在实际情况下，由于灌溉用水的硬度达不到标准和微生物的滋长容易引发堵塞，并引起流量的变化，导致出水量不均匀，其至堵塞，造成灌溉质量降低。

现有的渗灌装置通常不具备防倒吸及稳流水压的功能，常常因为渗灌管路中产生负压而吸入杂物堵塞管路，同时当水流压力不稳定时，不能对水流进行有效的稳压，从而影响渗灌技术的大面积推广应用。

发明内容：

本发明针对目前管道灌溉系统存在支管受反向压力影响容易灌入泥水造成堵塞问题，以及增氧不佳的问题，提供一种增氧抗堵塞渗灌系统、抗堵塞渗灌结构和制造方法。

本发明采用的技术方案：一种增氧抗堵塞渗灌系统，蓄水池内的储水通过过滤装置后依次经过主管及多根支管向地层内渗灌，每根支管分别设置渗流孔，以及在相关管路上设置有阀门，每根支管的各渗流孔的上游侧壁设置有逐渐向后倾斜的导流面，各渗流孔的下游侧壁设置有逐渐向前倾斜的弹性瓣膜，所述弹性瓣膜的长度大于导流面的长度，而且弹性瓣膜与导流面在自然状态能够完全密封各渗流孔；而且，在所述各支管的末端设置有进排气管，各进排气管的管口高度高于地面；同时，将与主管连通的进水管向上设置有负压进气管，该负压进气管安装有负压平衡气阀，负压进气管的管口设置有负压进气罩。

所述蓄水池底部的出水口上侧设置有粗滤装置，蓄水池的出水口依次经过阀门和过滤器后与负压进气管连通，负压进气管与所述主管连通。在主管上游设置肥料罐，负压进气管连通位于肥料罐的下游。

在所述各支管的外侧包裹一层过滤网。在各支管上首端分别安装有限流阀。

所述负压进气罩的上侧设置有进气口并覆盖有过滤层。

一种抗堵塞渗灌结构，支管的各渗流孔的上游侧壁设置有逐渐向后倾斜的导流面，各渗流孔的下游侧壁设置有逐渐向前倾斜的弹性瓣膜，所述弹性瓣膜的长度大于导流面的长度，而且弹性瓣膜与导流面在自然状态能够完全密封各渗流孔。所述弹性瓣膜为向前倾斜的弧形结构。

一种制造抗堵塞渗灌支管的方法，在支管内侧通过硬质内模具对支管内壁进行支撑，内模具上设置有与支管渗流孔对应的内模孔；对支管和模具加热至支管软化程度；利用半圆形冲头从支管的外壁沿模孔位置向内冲压形成半圆形凹槽，该半圆形凹槽的上游侧壁与支管内壁连接，半圆形凹槽的下游侧壁与支管内壁断开，从而，半圆形凹槽的内表面逐渐向后倾斜作为导流面，半圆形凹槽断开出形成渗流孔；再在渗流孔的下游侧壁设置有逐渐向前倾斜的弹性瓣膜，弹性瓣膜与导流面在自然状态能够完全密封各渗流孔。所述弹性瓣膜是通过热合的方式将弹性瓣膜固定在渗流孔的下游侧壁。

本发明具有如下有益效果：1.本发明在支管渗灌孔的上游侧壁设置有逐渐向后倾斜的导流面，下游侧壁设置有逐渐向前倾斜的弹性瓣膜，弹性瓣膜与导流面在自然状态能够完全密封各渗流孔，当支管具有水压时，由于弹性瓣膜的长度大于导流面的长度，水压迫使弹性瓣膜前后翻转，从而使渗流孔打开。当停机瞬间，管路中会形成反向负压现象，此时由于支管的水压消失转而变为负压，所以弹性瓣膜能够紧贴在导流面边缘，使渗流孔完全密封，能够防止泥浆进入支管内造成堵塞的情况发生。

2.系统中在各支管的末端设置有高于地面的进排气管，在开机初期起到排气作用，在关机瞬间能够弥补支管中的负压现象，将空气有进排气管吸入支管中，进一步削弱了泥浆进入渗流孔的动力。

3.系统中又设置了负压平衡机构，在灌溉的同时，负压平衡气阀补气过程可以补充根区空气，具有根区增氧效果。

4.抗堵塞渗灌结构容易实现和自动化生产制造，其结构合理，成本低，使用效果好，适合推广应用。

附图说明

图1是渗灌支管在非渗灌状态的支管剖面结构示意图；

图2是渗灌支管在渗灌状态的支管剖面结构示意图；

图3是负压平衡机构的剖面结构示意图；

图4是本发明开机渗灌过程示意图；

图5是本发明停机抗堵塞过程示意图。

图中，标号1为蓄水池，2为粗滤装置，3为过滤器，4为阀门，5为主管，6为异径三通，7为限流阀，8为支管，9为渗流孔，10为进排气管，11为负压进气罩，12为负压进气管，13为负压平衡气阀，14为导流面，15为弹性瓣膜，16为过滤层。

具体实施方式：

实施例1：一种增氧抗堵塞渗灌系统，参见图4和图5所示。蓄水池1内的储水通过过滤装置后依次经过主管5及多根支管8向地层内渗灌，每根支管8分别设置渗流孔9，以及在相关管路上设置有阀门4。具体地，在蓄水池1底部的出水口上侧设置有粗滤装置2，蓄水池1的出水口依次经过阀门4和过滤器3后与负压进气管12连通，负压进气管12与主管5连通。同时，参见图3，将与主管5连通的进水管向上设置有负压进气管12，该负压进气管12安装有负压平衡气阀13，负压进气管12的管口设置有负压进气罩11。可以在主管5上游设置肥料罐，由于在渗灌系统肥料罐后加入负压平衡气阀13，来调节平衡渗灌地下管内气压，以此来达到解决泥土负压吸泥堵塞问题。负压平衡气阀13补气过程可以补充根区空气，具有根区增氧效果。

参见图1和图2，每根支管8的各渗流孔9的上游侧壁设置有逐渐向后倾斜的导流面14，各渗流孔9的下游侧壁设置有逐渐向前倾斜的弹性瓣膜15，所述弹性瓣膜15的长度大于导流面14的长度，而且弹性瓣膜15与导流面14在自然状态能够完全密封各渗流孔9；而且，在各支管8的末端设置有进排气管10，各进排气管10的管口高度高于地面。在各支管8的首端分别安装有限流阀7。

当支管8具有水压时，由于弹性瓣膜15的长度大于导流面14的长度，水压迫使弹性瓣膜15前后翻转，从而使渗流孔9打开。当停机瞬间，管路中会形成反向负压现象，此时由于支管8的水压消失转而变为负压，所以弹性瓣膜15能够紧贴在导流面14边缘，使渗流孔9完全密封，能够防止泥浆进入支管8内造成堵塞的情况发生。由于系统中在各支管8的末端设置有高于地面的进排气管10，在开机初期起到排气作用，在关机瞬间能够弥补支管8中的负压现象，将空气有进排气管10吸入支管8中，进一步削弱了泥浆进入渗流孔9的动力。

还可以在所述各支管的外侧包裹一层过滤网。以及在负压进气罩11的上侧设置有进气口并覆盖有过滤层16。

实施例2：一种抗堵塞渗灌结构，参见图1和图2，支管8的各渗流孔9的上游侧壁设置有逐渐向后倾斜的导流面14，各渗流孔的下游侧壁设置有逐渐向前倾斜的弹性瓣膜15，所述弹性瓣膜15的长度大于导流面14的长度，而且弹性瓣膜15与导流面14在自然状态能够完全密封各渗流孔9。所述弹性瓣膜15为向前倾斜的弧形结构。

在水通过时，瓣膜受到水压力自动张开。无水通过管道时处于闭合的状态，封锁渗水孔。负压状态时外部压强大于管内压强。但是，由于瓣膜结构的存在阻止泥土的入侵。同时在管的外部套上一层纱布防止瓣膜堵塞，还可以增加水的灌溉面积起到更好的渗灌效果。

实施例3：一种制造抗堵塞渗灌支管的方法，包括如下步骤：

第一步：在支管8内侧通过硬质内模具对支管8内壁进行支撑，内模具上设置有与支管8的渗流孔9对应的内模孔。

第二步：对支管8和模具加热至支管8软化程度；利用半圆形冲头从支管8的外壁沿模孔位置向内冲压形成半圆形凹槽，该半圆形凹槽的上游侧壁与支管8内壁连接，半圆形凹槽的下游侧壁与支管8内壁断开，从而，半圆形凹槽的内表面逐渐向后倾斜作为导流面14，半圆形凹槽断开出形成渗流孔9。

第三步：再在渗流孔9的下游侧壁设置有逐渐向前倾斜的弹性瓣膜15，弹性瓣膜15与导流面14在自然状态能够完全密封各渗流孔9。参见图5，弹性瓣膜15可以是通过热合的方式将弹性瓣膜15固定在渗流孔9的下游侧壁。这种抗堵塞渗灌结构容易实现和自动化生产制造，成本低。

Claims (7)

1.一种增氧抗堵塞渗灌系统，蓄水池内的储水通过过滤装置后依次经过主管及多根支管向地层内渗灌，每根支管分别设置渗流孔，以及在相关管路上设置有阀门，其特征是：每根支管的各渗流孔的上游侧壁设置有逐渐向后倾斜的导流面，各渗流孔的下游侧壁设置有逐渐向前倾斜的弹性瓣膜，所述弹性瓣膜的长度大于导流面的长度，而且弹性瓣膜与导流面在自然状态能够完全密封各渗流孔；而且，在所述各支管的末端设置有进排气管，各进排气管的管口高度高于地面；同时，将与主管连通的进水管向上设置有负压进气管，该负压进气管安装有负压平衡气阀，负压进气管的管口设置有负压进气罩。

2.根据权利要求1所述的增氧抗堵塞渗灌系统，其特征是：所述蓄水池底部的出水口上侧设置有粗滤装置，蓄水池的出水口依次经过阀门和过滤器后与负压进气管连通，负压进气管与所述主管连通。

3.根据权利要求1所述的增氧抗堵塞渗灌系统，其特征是：在主管上游设置肥料罐，负压进气管连通位于肥料罐的下游。

4.根据权利要求1所述的增氧抗堵塞渗灌系统，其特征是：在所述各支管的外侧包裹一层过滤网。

5.根据权利要求1所述的增氧抗堵塞渗灌系统，其特征是：在各支管上首端分别安装有限流阀。

6.根据权利要求1所述的增氧抗堵塞渗灌系统，其特征是：所述负压进气罩的上侧设置有进气口并覆盖有过滤层。

7.一种抗堵塞渗灌结构，其特征是：支管的各渗流孔的上游侧壁设置有逐渐向后倾斜的导流面，各渗流孔的下游侧壁设置有逐渐向前倾斜的弹性瓣膜，所述弹性瓣膜的长度大于导流面的长度，而且弹性瓣膜与导流面在自然状态能够完全密封各渗流孔。