CN1074077A

CN1074077A - 负压差供水系统

Info

Publication number: CN1074077A
Application number: CN92113080A
Authority: CN
Inventors: 久保田稔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1993-07-14
Anticipated expiration: 2007-10-29
Also published as: JP2749220B2; AU2740592A; EP0539997B1; CN1028710C; MX9206202A; KR960000495B1; EP0539997A1; CA2081627C; IL103534A0; DE69212110D1; CA2081627A1; DE69212110T2; JPH05123065A; KR930007342A; AU651015B2; ATE140120T1

Abstract

一种负压差供水系统，包括：供水槽，槽内水面为第一水面；供水管、管的进口端连接在给水槽上，管的出口开口端位于低于第一水面的第二高程处，供水管延伸通过高于第一水面的第三高程；若干个多孔陶瓷管连接在供水管上并位于供水区域内，根据多孔管内外的压差，使水透过多孔管壁进入或渗出多孔管。还可以包括带循环泵的回水管，该循环泵设在多孔管的下游，用于使水在系统中循环。或者，该系统可以只包括一个单一的水槽；环流管，多孔管插入配置在环流管上；和用于从水槽中吸水的循环泵。

Description

本发明涉及负压差供水系统，特别涉及一种利用多孔管的内外压差为栽培植物供水的负压差供水系统。

为使农作物正常生长，适量的水、养分和阳光等是必不可少的，而供水对植物的正常生长尤为重要，因为水分不足会使植物枯死，水分过多又将导致烂根等弊病。

传统的供水系统包括两个方面的内容，一方面是在土壤中形成一地下水层，通过土壤的毛细管上升作用向植物供给适当水分，另一方面是在土壤中埋设被增压的多孔管，用该管来供水。但是，这些系统被证实有以下缺点：由于水往下渗透到土壤中，水损失多;通过简单地调整地下水面很难以调节土壤的湿度，有时会引起不需要的超量供水。

因此，人们提出了一种如图3所示的利用土壤中负水压差的负压差供水系统方案。在图3中，这种现有的负压差供水系统包括一个水槽1，槽内有水面为3的水2，水面3高于地下水面4。该高度差相当于水面3处的水的负压△h。管子5的一端在水面3以下与水箱1连接，另一端与多孔管6连接，该多孔管6可由陶土或瓷土做成。多孔管6是空心构件，有一个与管子5连接的开口端7和一个封闭端8。该多孔管6埋在土壤9内，埋量高程为10，高于水槽1中水面3，相对于水面3，提供了负压差hp。因此，在多孔管6处的相对于地下水面4的负水头是hs，为△h及hp之和。

除了由于重力作用使水向下渗透外，农田土壤中的水分通常还由于农作物的吸收及土壤表面水的蒸发消耗而减少。

这种情况下，土壤9中水的负压hs增加，当埋在农作物根部有效区域内的多孔管6被水浸透，并且多孔管6内的水压被调节在某一负压值hp时，土壤中的水与多孔管6内的水之间的负压差（△h＝｜hs-hp｜）就上升。

这样，根据该负压差供水系统，通过控制水表面的高程就可以适当地调节多孔陶瓷管内的负压，进而可使土壤内的湿压分配保持在最佳状态。因此可以减少因往下渗漏而引起的水损失和因过量供水对植物产生的反作用。并且可以不断地自动调节供水量。

但是，在上述的现有负压供水系统中，当周围温度上升时，溶解在多孔管和供给管水内的气体汽化，变成气泡停留在多孔陶瓷管内。这样一来，由多孔陶瓷管微孔内的水的表面张力所保持的负压状态被破坏，同时，由于负压差的作用，陶瓷管外边的空气被导入陶瓷管内，从而使得通过负压差的供水完全中断。

还提出过这样一种方案，即在多孔陶瓷管与供给管的接合处连接一个通气的泵，以便消除气泡，但是，由于陶瓷多孔管是埋在土壤内，并且要证实管内汽泡是否存在是不可能的，所以无论该多孔管内是否确定有气泡存在，都必须定期地进行通气操作。这需要工时和能量。同时，由于必须为每一个陶瓷管配备一个空气泵，使得设备费用增高，整个系统的结构也变得很复杂。

因此，本发明的一个目的是提供一种能避免上述现有供水系统缺点的负压差供水系统。

本发明的另一目的是提供一种负压差供水系统，该系统根据需要可自动地供水。

本发明的又一目的是提供一种结构简单、费用低廉的负压差供水系统。

本发明的再一目的是提供一种维修简单的负压差供水系统。

为实现上述目的，本发明的负压差供水系统包括一水槽，水槽内的水面作为第一水面;一个供水管连接在该水槽上，该供水管延伸通过需供水的地区。该供水管有一个位于水槽第一水面以下的进口开口端，有一个位于低于第一水面的第二高程的出口开口端，该供水管延伸通过高于第一水面的第三高程。该系统还包括至少一个连接在供水管进、出口端之间的多孔管，根据该多孔管内外的相对水压差，使得水穿过该多孔管。

本供水系统可以包括一个水池，用来接受从供水管出口端排出的水。

本供水系统还可以包括一个连接在供水槽与水池之间的环流管和连接在该环流管上的循环泵，用以使得水在水池与供水槽之间循环。

本负压差供水系统可以包括一个单独的水槽，一个环流管的进口端和出口端与该水槽相连。在该环流管上至少连有一个位于灌溉区域的多孔管，在多孔管的下游侧有一个用来从水槽中吸水的循环泵。

以下结合附图详细说明本发明的实施例。

图1是本发明负压差供水系统一个实施例的示意图。

图2是本发明负压差供水系统另一实施例的示意图。

图3是现有负压差供水系统的示意图。

图1示意地表示出本发明负压差供水系统的一个实施例。该负压差供水系统包括：一个供水槽11，槽内有水12，其水面为第一水面13;一个水池或接水槽14，槽内有水，其水面15低于第一水面13。该第一水槽11和第二水槽14通过供水管16连接起来，在供水管6上连接着4个多孔陶瓷管17、18、19和20。供水管16有一进口开口端21，位于供水槽11内低于第一水面13处;还有一出口开口端23，位于低于第一水面13的第二高程24处，高程24稍高于第二水槽14内的水面15。

在该实施例中，供水管16大致呈倒“U”字形，形成虹吸构造。换言之，该供水管16通过高于第一水槽11内水面13的第三高程25，从第一水槽11伸向第二水槽14。插入布置在供水管16上的多孔陶瓷管17至20位于本发明系统的供水区域内，根据多孔管17至20的内外相对水压差，使水通过多孔管17至20供给。

本供水系统还包括一个将水池14连到供水槽11的回水管27，用以把水池14中的水送回到较高的供水槽11中。还有连接在回水管27上的循环泵28，用泵把水从水池14中泵入供水槽11。

图1所示的负压供水系统中，供水管16的出口开口端23位于高程24处并排放水，由于第一水面13与第二高程24之间的大气压差，在供水管16和多孔陶瓷管17至20内产生了相对于水槽11中水压的负压。因此，水槽11的水12通过进口端21被吸入供水管16内，流经多孔陶瓷管17至20从出口端23排放到水池14内。这样，多孔管17至20内总是充满着流经管16的新鲜水。

因此，当多孔管17至20内的水压高于土壤中的水压时，就是说，当土壤中的水位较低，土壤干燥时，多孔管17至20内的水穿过多孔管壁从管内渗入周围土壤。反之，当土壤中的水压高于多孔管17至20内的水压时，即，当土壤中的水位较高，土壤含有过量的水时，土壤中的水渗入多孔管17至20，被排放到水池14中。这样，无须任何特别的操作，土壤中的含水量能自动地保持在适合的状态。

如图1所示，当多孔陶瓷管17至20位于不同高程时，在它们之间就产生压差，各个多孔管之间的压力差由植物的吸水能力补偿。

按照本发明的供水系统，从供水槽11流向水池14的水流是由虹吸构造产生的，它无须任何诸如泵等的加压装置。因此，不会发生因水流增压而造成水从多孔管渗入土壤的现象。另外，适当地调节供水槽与水池之间的水位差，可以将产生在多孔管内的负压差设定在一个适当的值。

图2表示本发明的另一实施例，该例的负压差供水系统包括一个单一的水槽31，还包括一个环流管32，几个类似于上述实施例的多孔陶瓷管配置在环流管上。该环流管32有一个插入水槽31并位于水面35以下的进口开口端34，还有一个位于水面35以上的出口端36。该流管32上还有一个位于多孔管33下游侧的泵37，因此，在管32内产生的负压差足以将水槽的水从进口端34吸入并从出口端36排出。

在这一实施中，同样地，根据多孔管33的内外压差，多孔陶瓷管33内的水穿过管壁渗出或进入。

根据本发明的负压差供水系统，埋在土壤中的多孔陶瓷管内的气泡可以被供水管内的水自动消除，该供水管形成一个较简单而价廉的虹吸构造。在本申请人的约270M²的试验农地，采用直径为8mm的供水管和一个10W的小泵，就已经足够了。

采用本发明的负压差供水系统，寻求水分和养料的植物根部就不必延伸很长距离，因为在植物根部附近就容易得到供给的水，因此，供植物生长所需要的土壤数量就可以减少。

由于不会向土壤供给过量的水，所以土壤不会因过量浇水而变硬。由于土壤不硬及即使在种植以后也被供给了足够的氧，因此，可以进行连续种植而无需犁地。

此外，在该系统中，浇水是在地下进行的，所以，土壤中的有害病菌不会被地表浇水或雨水的溅水散布，从而可减少植物遭受病害。

Claims

1、一种负压差供水系统，包括：

用于容纳水的水槽，槽内水面为第一水面；

连接上述水槽并延伸通过供水区域的供水管，该供水管有一个位于上述水槽内并在上述第一水面下面的进口开口端和一个位于第二高程的出口开口端，第二高程低于上述第一水面，供水管延伸通过高于第一水面的第三高程；

至少一个多孔管连接在供水管上的进口端和出口端之间并位于供水区域内，根据多孔管内外的相对压差，使水透过多孔管壁进入或渗出该多孔管。

2、如权利要求1所述的供水系统，其特征在于还包括连接供水管出口端与供水槽的回水管和连在回水管上的循环泵，该循环泵用于将水从所述的出口端通过回水管送回到供水槽。

3、如权利要求1所述的供水系统，其特征在于，还包括用于接受从供水管出口端排出水的水池。

4、如权利要求3所述的供水系统，其特征在于，还包括连接在供水槽与水池之间的环流管和连接在该环流管上的环流泵，该泵用来将水从水池通过环流管泵入供水槽。

5、如权利要求1所述的供水系统，其特征在于，其中的多孔管由陶瓷材料做成。

6、如权利要求1所述的供水系统，其特征在于，所说的多孔管有若干个。

7、如权利要求6所述的供水系统，其特征在于所说的若干个多孔管设置在至少两个不同高程处。

8、一种负压差供水系统，包括：

用于容纳水的水槽，槽内水面为第一水面;

供水管，它连接在所说的供水槽上并延伸通过供水区域，该供水管有一个位于供水槽内第一水面以下的进口开口端和一个位于供水槽内的出口开口端，该供水管延伸通过高于第一水面的第三高程;

至少一个多孔管连接在供水管上的进口端与出口端之间，并位于供水区域内，根据多孔管内外的相对水压差，使水透过该多孔管壁进入或渗出该多孔管。

连接在供水管上、位于多孔管下游的泵。

9、如权利要求8所述的供水系统，其特征在于，其中的多孔管由陶瓷材料做成。

10、如权利要求8所述的供水系统，其特征在于，其中的多孔管有若干个。

11、如权利要求10所述的供水系统，其特征在于，其中的若干个多孔管设置在至少两个不同的高程处。