CN1073318A - 脉冲地输送灌溉液的装置及设有该装置的灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种脉冲式地自动输送灌溉液的装置， 其上游可连接恒压或基本恒压的液源，其下游连接带 有压敏辅助阀的开环分配网路，该辅助阀随着压力的 变化打开或关闭，使灌溉液排出。本发明还揭示了一 种灌溉系统，在该系统中，上述装置连接在分配网路 上，该分配网路上有多个对压力变化敏感的阀，每个 阀上带有输送喷嘴。

Description

本发明涉及一种脉动地输送灌溉液的装置及设有该装置的灌溉系统。

英国专利GB1286538、GB1484588，美国专利US3698195、US4009832揭示了广泛应用于农业的局部开环灌溉系统，包括一个直接连接在供给源（液压泵、压力水环路等）上的管子，一些更小尺寸的软管或支管以大致规则的间距从该管子处延伸，以便将液体分散在地面上。

为了尽可能地均匀地分配液体，既使在离供给源最远处也要均匀地分配液体，这些支管或软管本身做成各种各样的型式。所有的管子都包括压力释放装置，以便使灌溉液形成小水束（滴灌）。

但是，用这些开环来实现地面上所有地点的均匀灌溉是困难的。美国专利US4176791揭示了一种灌溉系统，包括一个导阀，其上游侧连接在压力液源，从该阀伸出一系列管段，这些管段通过带有喷嘴的辅助阀连成一串。

这些一系列的管段开始于导阀并返回到该阀，形成一个闭环。

与上述的开环系统相比，这种闭环灌溉系统虽然改进了液体分配在地面上的均匀性，但是，由于采用了双管路，其结构比较复杂。

此外，这种闭环不易排出聚积在环内的空气，这些空气会干扰阀的正确动作。

美国专利US4900189揭示了一种自动脉冲地输送灌溉液的装置，该装置的下游侧连接一个分配网络，该分配网络内设有一些对压力变化敏感的阀，压力变化产生于文氏管装置，该装置将压力传送给一个滑动构件。

上述装置的构造较复杂，因为它有两个平衡压力膜片，一个插在所说的滑动构件与液源供给孔之间，另一个插在所说的滑动构件与通向大气的泄漏孔之间。活塞的机械滑动和膜片弹性使分配网络内的阀开启或关闭，因此液体可以排出灌溉地面。

虽然该系统在理论上是可使用的，但在实践中并不适用，因此该系统已几乎完全被废弃。

为了克服现有技术中的缺点，本申请人提出一种脉冲式自动输送灌溉液的装置，该装置适用于开环输送系统，几乎能对离开液源的任何距离处实行均匀的液体分配。

本发明提供一个脉冲式自动输送灌溉液的装置，其上游侧连接恒压或基本上恒压的液源，下游连接一个开环式分配网路，该分配网路中设有压敏辅助阀，在网路充液期间，当压力等于或基本等于供给压力时，辅助阀关闭，在灌溉液体排出期间，当压力降到该值以下时，该辅助阀打开。这样，根据压力降低的量、设置滑动阀件，该滑动构件在灌溉液供给口打开和关闭的位置之间作往复移动，随灌溉液体从网路排出的同时或其后，大气泄入。循环重新开始。本发明还提供了灌溉系统，该系统中上述装置与一个分配网络连接，该分配网路含有多个带输送喷嘴的压敏阀。

图1表示上述装置的纵剖面，图中标号1表示带有连接管2和3的支持体，连接管2和3用于供给液体，该液体由图未示的调节器保持恒压PO，并用于将输送的液体流到各自的喷嘴;标号4表示带有螺栓5的流量调节阀体，螺栓5有一锥形端并形成一个同样锥形的可变尺寸的通道，用于调节液体进入阀的进口断面;标号6表示管路，液体通过该管路被送入阀，该阀控制射流从喷射脉冲地输出;标号7表示内部带有孔口8的空心阀体，孔口8借助它前部的密封垫10形成了用于阀构件9的密封座;标号11表示在阀构件上面的环形密封垫，它与阀体7内孔口8同一端的部分空腔共同形成小室C₁;标号12表示一个连接管，液体通过该连接管离开该导阀;标号13表示插入阀构件与预加载调节螺栓14之间的弹簧。

以下参照附图说明本发明。

图1是脉冲式自动输送灌溉液装置的一个实施例的垂直剖面图。

图2是一个灌溉系统的垂直剖面，该系统内，图1所示的装置连接着带有压敏辅助阀的液体分配网路。

图3和图4是辅助阀特别实施例的垂直剖面图，该辅助阀适用于图2所示灌溉系统的分配网路。

图5是灌溉系统特别实施例的垂直剖面图。

图6和图7是替换进口液体调节器阀4和5的装置的垂直剖面图，其中，阀由栓15代替，而特殊的连接管16则代替连接管2。

参见图1，来自输送管线的灌溉液在压力PO下通过连接管2到达阀4，该阀通过螺栓调节液体流速。这时阀构件9通过弹簧13保持在其关闭位置，液体经过连接管3送入灌溉管路。该管路内的压力P₁渐渐增加，直到达到一个设定值，这时作用在阀构件9上的液体推力等于弹簧的预压力。在阀构件的这种平衡状态，灌溉管路的压力P₁仍然小于输送管线的压力PO，因此，压力P₁进一步增加就导致阀构件打开，开始在小室内逐渐增加到压力P₁。由于该压力的作用和阀构件上推力分力的增加，阀构件急速地从液体进口8移开，使得从该阀到最近一个辅助灌溉阀之间的管段内压力迅速达到大气压（因为液体通过连接管12排出）。液体的输送继续进行，直至施加在阀构件上的推力大于弹簧施加的力。

在这期间，通过连接管12和辅助阀输送的液体总量等于送进该装置的液体量，而该液体量使该装置的阀构件处于打开压力状态。阀构件封闭经孔口8，循环重复。

调整螺栓14改变压力，使阀构件9迅速打开，因此改变了射流频率，通过辅助阀的液体排放速度和在每一个排放口的液体排放量。调节螺栓5改变进入该装置的液体流速，其结果仅仅是射流频率的变化。

图1的装置此后重新开始一个新的压力脉冲循环。

显然，由于该分配网路的连接管下游也充满了液体，由分配网路和辅助阀输送的量等于由分配网路本身的弹性变形产生的量，网路本身在每次输送中，回到其静止位置。

本发明还设及灌溉系统，该灌溉系统中装有脉冲式自动输送灌溉液装置。

在该系统中，上述装置连接在输送网路的一端，该输送网路含有多个带输送管嘴的压敏辅助阀。

参见图2，脉冲式自动输送灌溉液装置用D表示，灌溉液分配网路用R表示。

该分配网路由一系列管段组成，在每个管段的下游端有一个装有输送管嘴的辅助阀。

为简明起见，图2只示出3个管段，它们分别用标号36、37、38表示，其相应的阀用标号39、40、41表示。在一个优选的实施例中，连接在分配网路上的辅助阀具有图3和图4所示的形状。从这些图中可以看到，辅助阀由包含进口通道43、出口通道44和输送管嘴45的阀体42组成。

在辅助阀内，有一个带有密封圆盘51的活塞46，阀构件48连接有该圆盘51上。阀构件48由两个柔性塑料材料制圆柱49和50组成，当活塞46在其筒形导向件47内滑动时，根据通道43和44内的压力的不同，它可封闭输送管嘴45上面的阀座52或者封闭进口通道43。

在充液期间，上述脉冲式装置向分配网路充液，直至网路的压力达到或接近起始压力。

关于这一点，参见图2、图3和图4，在充液期间，液体在起始压力下，流经脉冲式分配器D和网路R的管段36到达辅助阀39。在该阀内，液体压推活塞46，活塞46促使阀构件48压靠在阀座52上将其封闭。

该液体供给压力也使得密封圆盘51下降。由于阀构件48的圆柱49和50是柔性塑料材料做成的，故圆柱49和50的柔性使得密封圆盘51更容易下降。

密封圆盘51的下降打开了进口通道43与出口通道44之间的通路，从而液体充入网路R的管段37直至阀40。这种充液继续进行，直到全部网路被充满。

当网路的充液完毕时，液流停止，作用在阀构件9上的供给压力将阀构件9升起，直到它到达连接管12的位置，这样打开了通向大气的泄漏孔，导致压力降低。

该压力下降首先被传递到网路R的管段36，由于网路管段37内的压力（等于或接近于起始压力）与管段36内的压力（大气压或接近大气压）差的作用，使得阀39的活塞46向上移动并进入阀座47，带动阀构件48离开阀座52，因而使灌溉液从管嘴45流出。

液体继续从管段36流出，直到管段37内的压力到达或接近大气压。

这种现象在网路R后面的各段中重复，直至最后管段

辅助阀打开的时间是可测量的，用秒表示。

在网路管段36内的压力下降到大气压或接近大气压的瞬间，脉冲式装置D开始重新向网路R充液。

重新向网路充液的时间大于排空时间，可以为几秒至几十秒，这取决于灌溉系统的规模、灌溉液从液源流过阀4和阀5的速率及螺栓14作用在弹簧13上的压力。能使各个网路管段排放液体的能量来自于网路的弹性所提供的压力，网路通常是塑料结构。

在网路弹性很差的情况下（例如钢），每一个管段可以设置具有适当弹性变形的小室，该小室的尺寸可根据在每一循环中所输送的灌溉液量来选择。

该脉冲式装置D的特殊构造及它的自动操作方法使其与连接在它下游的网路型式基本上无关，因此，可根据特殊需要和地面特性简单而有效地控制灌溉。

图5表朱一个分支的分配网路的例子。在这种情况，脉冲式装置D的下游有二个分支的分配网路，它们是由管段53、54和55组成的分支R1和由管段59、60和61组成的分支R2，管段53、54和55分别设有阀56、57和58，管段59、60和61分别设有阀62、63和64。

Claims (5)

1、一种脉冲式自动输送灌溉液的装置，其上游连接恒压或基本恒压的液源，下游连接一个设有压敏辅阀的开环分配网路，在分配网路充液期间，当上述压力等于或基本等于供给压时，该辅助阀关闭，在灌溉期间，当压力降到低于该值时，该辅助阀打开，其特征在于该装置包括：

一个带有阀座的空心阀体；

一个中间小室；

一个活塞式滑动的阀构件，该构件的第一端受灌溉液供给压的作用；

用于调节液体进口的装置4、5；

用于给阀构件预加压的装置13、14；

一个液体进口连接管2；

一个带有密封系统11的阀构件9；

一个位于阀体顶部的、带有通向大气的泄漏孔的连接管。

一个与供给管连接的孔口8。

2、如权利要求1所述的脉冲式自动输送灌溉液的装置，其特征在于它包括阀体，该阀体中包括：

一个位于该阀体底部的第一环路，由灌溉液体的进口管路和出口管路组成，在进、出口管路之间设有可关闭的孔;

一个用于该辅助网路的供给连接管，

一个灌溉液输送连接管，

一个连接在主环路上的管路6，通向导阀孔口8;

一个滑动构件（阀构件），由于液体流经管路6通过孔口8和在小室C₁内液体推力下，该构件开始动作，它移动于低位与高位之间，在低位，它关闭泄漏孔和与主环路连通的孔，在高位，它打开泄漏孔和与主环路连通的孔。

3、如权利要求1和2所述的脉冲地自动输送灌溉液的装置，其特征在于用于进入液体的调节阀4、5由栓15代替，连接管2由一个特别的连接管16代替。

4、一种灌溉系统，其特征在于包含有权利要求1和2记载的脉冲式自动输送的装置，该装置上游连接压力液源，下游连接灌溉液体分配网路，该网路中设有多个带输送管嘴的压敏辅助阀。

5、如权利要求4所述的灌溉系统，其特征在于所说的分配网路中的辅助阀包括一个具有进口通道、出口通道和喷嘴的阀体，该阀体含有活塞，该活塞通过密封圆盘连接在阀构件上，该阀构件基本上由二个相连的柔性塑料材料圆柱构成。

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