CN107114211A - 一种灌水装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种灌水装置及方法，属于农业高效灌溉技术领域。所述灌水装置包括：管体一端开设有进水口，另一端开设有出水口；固定机构与管体另一端连接；其中，管体内依次活动设置有至少两个螺旋分流道、涡体发展区及迷宫流道，螺旋分流道与所述涡体发展区之间设置有螺旋汇集区。本发明灌水装置及方法能够预先将灌溉水进行紊流化处理，增强了灌溉水在迷宫流道中的紊流程度，降低了灌溉水中杂质在迷宫流道中的沉积，提升了灌水器的抗堵塞性能。

Description

一种灌水装置及方法
技术领域
本发明涉及农业高效灌溉技术领域，特别涉及一种灌水装置及方法
背景技术
实施农业滴灌灌溉是实现作物优质高产、高效和节水节肥的最有效的途径之一，是合理利用水资源的重要环节。灌水器是农业滴灌的关键部件，其通过狭小的流道实现对作物的灌溉，容易造成堵塞。而现有技术中的灌水器主要是通过改变迷宫流道的截面尺寸和整体长度来提高抗堵塞性能，但是一旦截面尺寸低于其敏感尺寸或整体长度过长，将会导致灌水器造价的提高和抗堵塞性能的下降。
发明内容
本发明提供一种灌水装置及方法，解决了或部分解决了现有技术中灌水器堵塞的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种灌水装置包括：管体，一端开设有进水口，另一端开设有出水口；固定机构，与所述管体另一端连接；其中，所述管体内依次活动设置有至少两个螺旋分流道、涡体发展区及迷宫流道，所述螺旋分流道与所述涡体发展区之间设置有螺旋汇集区，所述至少两个螺旋分流道一端与所述进水口连通，另一端与所述螺旋汇集区一端连通，所述涡体发展区一端与所述螺旋汇集区另一端连通，另一端与所述迷宫流道一端连通，所述迷宫流道另一端与所述出水口连通。
进一步地，所述管体包括：灌溉软管，一端开设有进水口，另一端开设有出水口。
进一步地，所述固定机构包括：固定架，与所述管体另一端连接。
进一步地，所述螺旋分流道的尺寸大于所述迷宫流道的尺寸。
进一步地，所述涡体发展区为圆锥形。
基于相同的发明构思，本发明还提供一种灌水方法包括以下步骤：将固定机构固定在灌溉位；将灌溉水由管体上开设的进水口输送至所述管体，所述管体将灌溉水输送到螺旋分流道；将经过所述螺旋分流道的灌溉水输送至螺旋汇集区和涡体发展区，所述螺旋汇集区和涡体发展区将流出螺旋分流道紊流化预处理的灌溉水；将紊流化预处理的灌溉水以旋涡的形式输送至迷宫流道；将所述迷宫流道内的灌溉水输送至所述管体上开设的出水口，所述灌溉水呈水滴状从出水口滴出。
进一步地，所述管体包括：灌溉软管，一端开设有进水口，另一端开设有出水口。
进一步地，所述固定机构包括：固定架，与所述管体另一端连接。
进一步地，所述螺旋分流道的尺寸大于所述迷宫流道的尺寸。
进一步地，所述涡体发展区为圆锥形。
本发明提供的灌水装置及方法将固定机构固定在灌溉位，然后将灌溉水由管体上开设的进水口输送至管体，管体将灌溉水输送到螺旋分流道，将经过螺旋分流道的灌溉水输送至螺旋汇集区和涡体发展区，螺旋汇集区和涡体发展区将流出经螺旋分流道紊流化预处理的灌溉水，将紊流化预处理的灌溉水以旋涡的形式输送至迷宫流道，以螺旋分流道、螺旋汇集区和涡体发展区实现了灌水器内部水流的分段管理，能够预先将灌溉水进行紊流化处理，增强了灌溉水在迷宫流道中的紊流程度，降低了灌溉水中杂质在迷宫流道中的沉积，增加了灌水器的抗堵塞性能，将迷宫流道内的灌溉水输送至管体上开设的出水口，灌溉水呈水滴状从出水口滴出，实现灌溉。
附图说明
图1为本发明实施例提供的灌水装置的结构示意图；
图2为图1中灌水装置的螺旋分流道的结构示意图；
图3为图1中灌水装置的涡体发展区的结构示意图；
图4为图1中灌水装置的迷宫流道的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的灌水方法的流程示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种灌水装置包括：管体1及固定机构8。
所述管体1一端开设有进水口2另一端开设有出水口7。
所述固定机构8与所述管体1另一端连接；
其中，所述管体1内依次活动设置有至少两个螺旋分流道3、涡体发展区5及迷宫流道6，所述螺旋分流道3与所述涡体发展区5之间设置有螺旋汇集区4，所述至少两个螺旋分流道3一端与所述进水口2连通，另一端与所述螺旋汇集区4一端连通，所述涡体发展区5一端与所述螺旋汇集区4另一端连通，另一端与所述迷宫流道5一端连通，所述迷宫流道6另一端与所述出水口7连通。
本发明技术方案将将固定机构固定在灌溉位，然后将灌溉水由管体上开设的进水口输送至管体，管体将灌溉水输送到螺旋分流道，将经过螺旋分流道的灌溉水输送至螺旋汇集区和涡体发展区，螺旋汇集区和涡体发展区将流出经螺旋分流道紊流化预处理的灌溉水，将紊流化预处理的灌溉水以旋涡的形式输送至迷宫流道，以螺旋分流道、螺旋汇集区和涡体发展区实现了灌水器内部水流的分段管理，能够预先将灌溉水进行紊流化处理，增强了灌溉水在迷宫流道中的紊流程度，降低了灌溉水中杂质在迷宫流道中的沉积，增加了灌水器的抗堵塞性能，将迷宫流道内的灌溉水输送至管体上开设的出水口，灌溉水呈水滴状从出水口滴出，实现灌溉。
详细介绍管体的结构。
所述管体包括：灌溉软管1-1。
所述灌溉软管1-1一端开设有进水口2，另一端开设有出水口7，所述灌溉软管1-1与灌溉干管连通，灌溉水由灌溉干管经进水口2进入灌溉软管1-1。
详细介绍固定机构的结构。
所述固定机构包括：固定架8-1。
所述固定架8-1与所述管体1另一端固定连接。具体地，在本实施方式中，所述固定架8-1通过轴与所述管体1另一端固定连接，在其它实施方式中，所述固定架8-1可通过其它方式如螺栓等与所述管体1另一端固定连接。所述固定架8-1为箭尾形、针形等其他类型，长度可为迷宫流道长度的2～3倍，起到固定作用，可以引导来自迷宫流道的水流，从而实现精准灌溉。
参见图2，详细介绍螺旋分流道的结构。
所述螺旋分流道3的尺寸大于所述迷宫流道6的尺寸，使灌溉水中的杂质不会在所述螺旋分流道3处发生沉积，同时避免堵塞螺旋分流道3。所述螺旋分流道3至少为两个，所述螺旋分流道3的Ⅱ区为螺旋分流道3的实体存在区，与灌溉软管1-1构成灌溉水的通道Ⅰ区，灌溉水经Ⅰ区的紊流化处理，改变了灌溉水的初始流态，将层流状态的灌溉水强制转变为紊流状态，所述螺旋分流道3采用对称布置，可以更好的进行紊流化处理。其中，所述螺旋分流道3以螺旋线的方式均匀排布，形状可为椭圆形、半椭圆形和圆形等其他类型，尺寸可为所述迷宫流道6尺寸的两倍。
详细介绍螺旋汇集区的结构。
所述螺旋汇集区4为一圆柱形，设置在螺旋分流道3的尾部与涡体发展区5的头部之间，直径与所述灌溉软管1-1内径相当，承接来自螺旋分流道3的水流，为螺旋水流的汇集提供时间和空间，长度可根据水流汇集的程度和效果进行调节。由于所述螺旋分流道3与所述涡体发展区5活动设置在所述灌溉软管1-1内，根据灌溉状况，可以调节所述螺旋分流道3与所述涡体发展区5在灌溉软管1-1的位置，进而调整所述螺旋汇集区4的长度。
参见图3，详细介绍涡体发展区的结构。
所述涡体发展区5为半圆锥形。灌溉水经所述螺旋汇集区4的汇集和所述涡体发展区5的旋涡发展，持续不断地以涡体形式由A区进入B区，随后进入所述迷宫流道6，所述涡体发展区5起到了进一步增强进入迷宫流道6内水流的紊流程度的作用。其中，所述涡体发展区5的锥形度为45°～75°，所述涡体发展区5尺寸为所述迷宫流道6尺寸的3～4倍左右，便于灌溉水的旋涡发展，同时避免在所述涡体发展区5处发生沉积。
参见图4，详细介绍迷宫流道的结构。
所述迷宫流道6可为任何一种迷宫形式的流道类型，进入所述迷宫流道6的水流不再是层流状态而是经所述螺旋分流道3、所述螺旋汇集区4和所述涡体发展区5紊流化预处理的紊流状态。一方面，紊流状态的水流经所述迷宫流道6的强化作用，由C区流向D区的过程中将会强烈的冲刷内壁，使水流中的沉积物无法沉积；另一方面，所述迷宫流道6结构尺寸为普通灌水器迷宫流道尺寸的1.5倍左右，较大的流道尺寸更便于水流中的沉积物从出水口7流出所述迷宫流道6，进而整体增强灌水器的抗堵塞能力。
参见图5，基于相同的发明构思，本发明还提供一种灌水方法包括以下步骤：
步骤1，将固定机构8固定在灌溉位。
步骤2，将灌溉水由管体1上开设的进水口2输送至所述管体1，所述管体1将灌溉水输送到螺旋分流道3。
步骤3，将经过所述螺旋分流道3的灌溉水输送至螺旋汇集区4和涡体发展区5，所述螺旋汇集区4和涡体发展区5将流出经螺旋分流道3紊流化预处理的灌溉水。
步骤4，将紊流化预处理的灌溉水以旋涡的形式输送至迷宫流道6。
步骤5，将所述迷宫流道6内的灌溉水输送至所述管体1上开设的出水口7，所述灌溉水呈水滴状从出水口7滴出，实现灌溉。
详细介绍管体的结构。
所述管体包括：灌溉软管1-1。
所述灌溉软管1-1一端开设有进水口2，另一端开设有出水口7，所述灌溉软管1-1与灌溉干管连通，灌溉水由灌溉干管经进水口2进入灌溉软管1-1。
详细介绍固定机构的结构。
所述固定机构包括：固定架8-1。
所述固定架8-1与所述管体1另一端固定连接。具体地，在本实施方式中，所述固定架8-1通过轴与所述管体1另一端固定连接，在其它实施方式中，所述固定架8-1可通过其它方式如螺栓等与所述管体1另一端固定连接。所述固定架8-1为箭尾形、针形等其他类型，长度可为迷宫流道长度的2～3倍，起到固定作用，可以引导来自迷宫流道的水流，从而实现精准灌溉。
参见图2，详细介绍螺旋分流道的结构。
所述螺旋分流道3的尺寸大于所述迷宫流道6的尺寸，使灌溉水中的杂质不会在所述螺旋分流道3处发生沉积，同时避免堵塞螺旋分流道3。所述螺旋分流道3至少为两个，所述螺旋分流道3的Ⅱ区为螺旋分流道3的实体存在区，与灌溉软管1-1构成灌溉水的通道Ⅰ区，灌溉水经Ⅰ区的紊流化处理，改变了灌溉水的初始流态，将层流状态的灌溉水强制转变为紊流状态，所述螺旋分流道3采用对称布置，可以更好的进行紊流化处理。其中，所述螺旋分流道3以螺旋线的方式均匀排布，形状可为椭圆形、半椭圆形和圆形等其他类型，尺寸可为所述迷宫流道6尺寸的两倍。
详细介绍螺旋汇集区的结构。
所述螺旋汇集区4为一圆柱形，设置在螺旋分流道3的尾部与涡体发展区5的头部之间，直径与所述灌溉软管1-1内径相当，承接来自螺旋分流道3的水流，为螺旋水流的汇集提供时间和空间，长度可根据水流汇集的程度和效果进行调节。由于所述螺旋分流道3与所述涡体发展区5活动设置在所述灌溉软管1-1内，根据灌溉状况，可以调节所述螺旋分流道3与所述涡体发展区5在灌溉软管1-1的位置，进而调整所述螺旋汇集区4的长度。
参见图3，详细介绍涡体发展区的结构。
所述涡体发展区5为半圆锥形。灌溉水经所述螺旋汇集区4的汇集和所述涡体发展区5的旋涡发展，持续不断地以涡体形式由A区进入B区，随后进入所述迷宫流道6，所述涡体发展区5起到了进一步增强进入迷宫流道6内水流的紊流程度的作用。其中，所述涡体发展区5的锥形度为45°～75°，所述涡体发展区5尺寸为所述迷宫流道6尺寸的3～4倍左右，便于灌溉水的旋涡发展，同时避免在所述涡体发展区5处发生沉积。
参见图4，详细介绍迷宫流道的结构。
所述迷宫流道6可为任何一种迷宫形式的流道类型，进入所述迷宫流道6的水流不再是层流状态而是经所述螺旋分流道3、所述螺旋汇集区4和所述涡体发展区5紊流化预处理的紊流状态。一方面，紊流状态的水流经所述迷宫流道6的强化作用，由C区流向D区的过程中将会强烈的冲刷内壁，使水流中的沉积物无法沉积；另一方面，所述迷宫流道6结构尺寸为普通灌水器迷宫流道尺寸的1.5倍左右，较大的流道尺寸更便于水流中的沉积物从出水口7流出所述迷宫流道6，进而整体增强灌水器的抗堵塞能力。
为了更清楚介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。
将固定架8-1固定在灌溉位置，固定架8-1为箭尾形、针形等其他类型，长度可为迷宫流道长度的2～3倍，起到固定作用，可以引导来自迷宫流道的水流，从而实现精准灌溉。灌溉水由灌溉干管进入灌溉软管1-1，灌溉软管1-1将灌溉水经进水口2输送进入螺旋分流道3，螺旋分流道3的尺寸大于迷宫流道6的尺寸，使灌溉水中的杂质不会在螺旋分流道3处发生沉积，同时避免堵塞螺旋分流道3，螺旋分流道3至少为两个，螺旋分流道3的Ⅱ区为螺旋分流道3的实体存在区，与灌溉软管1-1构成灌溉水的通道Ⅰ区，灌溉水经Ⅰ区的紊流化处理，改变了灌溉水的初始流态，将层流状态的灌溉水强制转变为紊流状态，螺旋分流道3采用对称布置，可以更好的进行紊流化处理。其中，螺旋分流道3以螺旋线的方式均匀排布，形状可为椭圆形、半椭圆形和圆形等其他类型，尺寸可为迷宫流道6尺寸的两倍。将经过螺旋分流道3的灌溉水输送至螺旋汇集区4和涡体发展区5，螺旋汇集区4和涡体发展区5将流出经螺旋分流道3紊流化预处理的灌溉水。涡体发展区5为半圆锥形，灌溉水经螺旋汇集区4的汇集和涡体发展区5的旋涡发展，持续不断地以涡体形式由A区进入B区，随后进入迷宫流道6，涡体发展区5起到了进一步增强进入迷宫流道6内水流的紊流程度的作用。其中，涡体发展区5的锥形度为45°～75°，涡体发展区5尺寸为迷宫流道6尺寸的3～4倍左右，便于灌溉水的旋涡发展，同时避免在涡体发展区5处发生沉积。螺旋汇集区4为一圆柱形，设置在螺旋分流道3的尾部与涡体发展区5的头部之间，直径与灌溉软管1-1内径相当，承接来自螺旋分流道3的水流，为螺旋水流的汇集提供时间和空间，长度可根据水流汇集的程度和效果进行调节。由于螺旋分流道3与涡体发展区5活动设置在灌溉软管1-1内，根据灌溉状况，可以调节螺旋分流道3与涡体发展区5在灌溉软管1-1的位置，进而调整所述螺旋汇集区4的长度。当需要调整涡体发展区5的长度时，在灌溉软管内调整螺旋分流道3与涡体发展区5位置，而后将黏胶或其他黏性物质将螺旋分流道3与涡体发展区5紧固。紊流化预处理的灌溉水以旋涡的形式流进迷宫流道6。其中，迷宫流道6可为任何一种迷宫形式的流道类型，进入迷宫流道6的水流不再是层流状态而是经所述螺旋分流道3、螺旋汇集区4和涡体发展区5紊流化预处理的紊流状态。一方面，紊流状态的水流经所述迷宫流道6的强化作用，由C区流向D区的过程中将会强烈的冲刷内壁，使水流中的沉积物无法沉积；另一方面，迷宫流道6结构尺寸为普通灌水器迷宫流道尺寸的1.5倍左右，较大的流道尺寸更便于水流中的沉积物从出水口7流出所述迷宫流道6，进而整体增强灌水器的抗堵塞能力。将迷宫流道6内的灌溉水输送至管体1上开设的出水口7，灌溉水呈水滴状从出水口7滴出，实现灌溉。以螺旋分流道、螺旋汇集区和涡体发展区实现了灌水器内部水流的分段管理，能够预先将灌溉水进行紊流化处理，增强了灌溉水在迷宫流道中的紊流程度，降低了灌溉水中杂质在迷宫流道中的沉积，增加了灌水器的抗堵塞性能。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种灌水装置，其特征在于，包括：
管体(1)，一端开设有进水口(2)，另一端开设有出水口(7)；
固定机构(8)，与所述管体(1)另一端连接；
其中，所述管体(1)内依次活动设置有至少两个螺旋分流道(3)、涡体发展区(5)及迷宫流道(6)，所述螺旋分流道(3)与所述涡体发展区(5)之间设置有螺旋汇集区(4)，所述至少两个螺旋分流道(3)一端与所述进水口(2)连通，另一端与所述螺旋汇集区(4)一端连通，所述涡体发展区(5)一端与所述螺旋汇集区(4)另一端连通，另一端与所述迷宫流道(6)一端连通，所述迷宫流道(6)另一端与所述出水口(7)连通。
2.根据权利要求1所述的灌水装置，其特征在于，所述管体包括：
灌溉软管(1-1)，一端开设有进水口(2)，另一端开设有出水口(7)。
3.根据权利要求1所述的灌水装置，其特征在于，所述固定机构包括：
固定架(8-1)，与所述管体(1)另一端连接。
4.根据权利要求1所述的灌水装置，其特征在于：
所述螺旋分流道(3)的尺寸大于所述迷宫流道(6)的尺寸。
5.根据权利要求1所述的灌水装置，其特征在于：
所述涡体发展区(5)为圆锥形。
6.一种灌水方法，基于权利要求1-5任意一项所述的灌水装置，其特征在于，包括以下步骤：
将固定机构(8)固定在灌溉位；
将灌溉水由管体(1)上开设的进水口(2)输送至所述管体(1)，所述管体(1)将灌溉水输送到螺旋分流道(3)；
将经过所述螺旋分流道(3)的灌溉水输送至螺旋汇集区(4)和涡体发展区(5)，所述螺旋汇集区(4)和涡体发展区(5)将流出螺旋分流道(3)紊流化预处理的灌溉水；
将紊流化预处理的灌溉水以旋涡的形式输送至迷宫流道(6)；
将所述迷宫流道(6)内的灌溉水输送至所述管体(1)上开设的出水口(7)，所述灌溉水呈水滴状从出水口(7)滴出。
7.根据权利要求6所述的灌水方法，其特征在于，所述管体包括：
灌溉软管(1-1)，一端开设有进水口(2)，另一端开设有出水口(7)。
8.根据权利要求6所述的灌水方法，其特征在于，所述固定机构包括：
固定架(8-1)，与所述管体(1)另一端连接。
9.根据权利要求6所述的灌水方法，其特征在于：
所述螺旋分流道(3)的尺寸大于所述迷宫流道(6)的尺寸。
10.根据权利要求6所述的灌水方法，其特征在于：
所述涡体发展区(5)为圆锥形。
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