CN107466809A - 虹吸式自动灌溉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种虹吸式自动灌溉装置，包括虹吸管，虹吸管进水端位于待取水面下，出水端位于待灌溉地区上；出水端连接抽气装置；虹吸管上设断水开关和计时器，断水开关包括设在虹吸管最高处竖管上的止水塞，止水塞顶部设置有凸臂；计时器的凸轮上设置有与止水塞上凸臂相配的凹槽，凸臂一侧设有悬臂，悬臂铰接在计时器基座上，凸臂另一侧设置有弹簧，弹簧的端部固定在计时器基座上。本发明通过抽气装置，可启动灌溉，根据灌溉需要可提前设置灌溉时间，当灌溉时间到时，计时器自动触发断水开关，空气进入虹吸管，破坏虹吸，即可自动终止灌溉；可实现自动停水，节省人工，防止农民在混凝土农渠上人工开口灌溉破坏农渠，浪费水资源；可随意调整灌溉位置，可实现一个虹吸管控制多块农田灌溉，减少农渠固定式灌溉闸门的数量，经济方便。
Description
技术领域
本发明涉及水利取水装置，具体涉及一种虹吸式自动灌溉装置。
背景技术
在我国灌区内，农渠上的闸门很多都很简易，有的闸门还是由农民破坏渠道形成，在封堵时取土封闭，对渠道造成很大的破坏。而由于闸门数量众多，每次放水、关水都需要人工操作，费时费力。用泥块封堵闸门也容易造成封堵不严，浪费水资源。虽然也有一些支渠取水口采用了塑料管取水，但这些塑料管很多都没阀门，封堵不方便，危害渠道的正常运行。
在日本，有的灌区的农渠采用了塑料闸门控制灌溉。由于构造简单，重量小、安装方便，并可批量生产，效果较好。但每个闸门依然需要人工启闭，耗工较大。目前国内外大型涵闸的自动化控制技术已很成熟，但相应的投入也很大。若将其应用到闸门的起闭控制则投入产出比过大。投资低廉，安装简单，并可批量生产的自动闸门，目前尚无相关研究。
发明内容
本发明的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种虹吸式自动灌溉装置。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种虹吸式自动灌溉装置，包括虹吸管，虹吸管进水端位于待取水面下，出水端位于待灌溉地区上；出水端连接抽气装置；虹吸管上设断水开关和计时器，断水开关包括设在虹吸管最高处竖管上的止水塞，止水塞顶部设置有凸臂；计时器的凸轮上设置有与止水塞上凸臂相配的凹槽，凸臂一侧设有悬臂，悬臂铰接在计时器基座上，凸臂另一侧设置有弹簧，弹簧的端部固定在计时器基座上。
上述虹吸式自动灌溉装置，所述虹吸管出水端设带有抽气口的密封盖。
上述虹吸式自动灌溉装置，抽气口与抽气筒通过螺纹连接。
上述虹吸式自动灌溉装置，所述进水端设过滤网。
上述虹吸式自动灌溉装置，还包括“八字型”支架及与支架连接的固定盒，固定盒侧面设供虹吸管穿过的孔，固定盒顶面设置与竖管相连通的孔，固定盒顶面的孔与止水塞相对应。
上述虹吸式自动灌溉装置，所述计时器包括计时器盒，计时器盒固定在固定盒顶面上，计时器基座通过螺杆固定在计时器盒内，计时器由动力机构，传动机构和擒纵机构构成；其中动力机构设置在计时器基座的一侧，传动机构和擒纵机构设置在计时器基座的另一侧；动力机构包括计时旋钮和发条盒，发条安装在发条盒的发条轴上，发条盒设置在计时器基座上，计时旋钮穿过计时器盒与发条轴连接；传动机构包括有凸轮、齿轮一、齿轮二、齿轮三、齿轮四，其中凸轮中心设有驱动杆，驱动杆穿过计时器基座，发条盒，计时器盒与计时旋钮连接；其中，齿轮一轮轴上的小轮与凸轮驱动杆上的小轮啮合，齿轮二与齿轮三啮合，齿轮三与齿轮四啮合；擒纵机构包括设置在计时器基座上的棘轮和震动块，震动块铰接在计时器基座上，震动块上设置有销钉，棘轮的旋转受到震动块上的销钉的阻挡并把震动传递给震动块，震动块摆动释放棘轮，带动齿轮系统恒速转动；震动块上还设置有开关孔，限动旋钮穿过计时器盒和计时器基座与震动块上的开关孔相对应；凸臂上还设置有限动杆，限动杆与震动块相对应。
上述虹吸式自动灌溉装置，所述止水塞为橡胶材料，固定盒和弹簧为金属材料，虹吸管为塑料材质。
相对于现有技术，本发明通过抽气装置，可启动灌溉，根据灌溉需要可提前设置灌溉时间，当灌溉时间到时，计时器自动触发断水开关，空气进入虹吸管，破坏虹吸，即可自动终止灌溉；因此本发明可实现自动停水，节省人工，防止农民在混凝土农渠上人工开口灌溉破坏农渠，浪费水资源；本发明可随意调整灌溉位置，可实现一个虹吸管控制多块农田灌溉，减少农渠固定式灌溉闸门的数量，经济方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是计时器与断水开关结构示意图。
图3是图2的左视图。
具体实施方式
一种虹吸式自动灌溉装置，如图1-图3所示，包括虹吸管2，虹吸管2进水端位于待取水面如水渠水位下，进水端设过滤网2-1，出水端位于待灌溉地区如农田上方；出水端设带有抽气口2-3的密封盖2-2，抽气口2-3与抽气装置3的抽气筒通过螺纹连接；本发明灌溉装置还包括“八字型”支架1-1及与支架1-1连接的固定盒1-2，“八字型”支架1-1可方便架设在水渠壁5上，固定盒1-2侧面设孔1-3，孔中放置虹吸管2，通过支架1-1和固定盒1-2可稳固的放置虹吸管2；固定盒顶面设置与竖管相连通的孔，固定盒顶面的孔与止水塞4-1相对应，这样止水塞下行时堵住固定盒上的孔，而固定盒上的孔与虹吸管上的孔连通，进而也堵住虹吸管上的竖管，使虹吸管与外界隔离，方便形成虹吸现象，进行灌溉；当止水塞上行时，虹吸管上的竖管通过固定盒顶面的孔与外界连通，使外界的空气进入虹吸管，破坏虹吸作用，停止灌溉。
虹吸管2上设断水开关4和计时器，断水开关包括设在虹吸管最高处竖管4-21上的止水塞4-1，止水塞顶部设置有凸臂4-2；计时器的凸轮4-10上设置有与止水塞上凸臂相配的凹槽，凸臂一侧设有悬臂4-3，悬臂铰接在计时器基座4-5上，凸臂另一侧设置有弹簧4-6，弹簧的端部固定在计时器基座上。凸臂右上侧与限动杆4-7相连。
所述计时器包括计时器盒，计时器盒固定在固定盒顶面上，计时器基座通过螺杆固定在计时器盒内，计时器由动力机构，传动机构和擒纵机构构成；其中动力机构设置在计时器基座4-5的一侧，传动机构和擒纵机构设置在计时器基座的另一侧；动力机构包括计时旋钮4-19和发条盒4-17，发条安装在发条盒的发条轴上，发条盒设置在计时器基座上，计时旋钮穿过计时器盒4-18与发条轴连接；传动机构包括有凸轮4-10、齿轮一4-11、齿轮二4-12、齿轮三4-13、齿轮四4-14，其中凸轮中心设有驱动杆，驱动杆穿过计时器基座4-5、发条盒4-17和计时器盒4-18与计时旋钮4-19连接；其中，齿轮一轮轴上的小轮与凸轮驱动杆上的小轮啮合，齿轮二与齿轮三啮合，齿轮三与齿轮四啮合；擒纵机构包括设置在计时器基座上的棘轮4-15和震动块4-8，震动块铰接在计时器基座上，震动块上设置有销钉，棘轮与震动块上的销钉配合设置，棘轮上的小轮与齿轮四啮合；棘轮的旋转受到震动块上的销钉的阻挡并把震动传递给震动块，震动块摆动释放棘轮，带动齿轮系统恒速转动；震动块的背面还设置有开关孔，限动旋钮4-9穿过计时器盒和计时器基座与震动块上的开关孔相对应；凸臂上还设置有限动杆4-7，限动杆与震动块相对应。
当发条上紧并且限动旋钮4-9打开时，棘轮旋转并受销钉阻挡，能量传递给震动块并使其发生摆动释放棘轮，棘轮再旋转到下一个销钉，受阻挡后再将摆动传递给震动块。如此周而复始，齿轮系统可以在恒定速度下旋转。通过控制震动块的重量，可以调整齿轮系统的旋转速度。在发条上紧，但抽气筒抽气尚未结束时，将限动旋钮4-9旋转到与震动块背面开关孔搭接的位置，用于阻止震动块的摆动，使齿轮系统不能转动，防止计时器提前启动。当抽气筒抽完气，水进入虹吸管后，将限动旋钮旋回原位，释放震动块，计时器开始计时。
所述止水塞为橡胶材料，弹簧发条、固定盒和螺丝为金属材料，其余部件如虹吸管、抽气筒、齿轮等均为塑料材质。
需要灌水时，将灌溉装置通过八字型支架1-1安装在渠道壁上。旋转计时旋钮4-19，根据作物类型、灌溉面积和渠道流量调节灌溉时间，将发条盒4-17旋紧到适当程度。与此同时计时器的凸轮随着驱动杆旋转，凸轮凹槽离开凸臂4-2，推动凸臂下行，并拉伸弹簧4-6。凸臂上的止水塞4-1随凸臂下行封闭虹吸管顶部的竖管4-21。旋转限动旋钮4-9，使震动块不能摆动，达到关闭计时器的作用，防止计时器提前启动。盖上虹吸管出口的密封盖2-2，将抽气筒3安装到密封盖上的抽气口2-3上。用抽气筒将虹吸管内的空气抽净，当渠水完全充满虹吸管时，打开密封盖2-2，开始灌溉。将限动旋钮4-9旋转到开启位置，开始计时。随着发条的释放，凸轮随之旋转，当设定的灌溉时间结束时，凸轮凹槽和凸臂重合，凸臂在弹簧4-6的作用下带动止水塞上行。同时凸臂带动限动杆4-7往上运行与震动块接触，限制震动块的摆动，使得齿轮系统不能继续旋转。空气通过竖管4-21进入虹吸管2，虹吸被破坏，渠水退入渠道内，灌溉停止。
即本发明的计时器为机械计时器。
以河南省人民胜利渠灌区主要农作物的灌水定额、灌水时间和田块面积为例，本发明在实际应用中的各构件的尺寸参数如表1所示，经过试验验证，本发明在小麦、玉米和水稻三种作物的标准田块灌溉中的应用运行良好，达到了设计目的。
表1 不同作物类别下的本发明的各构件的尺寸参数
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种虹吸式自动灌溉装置，其特征在于：包括虹吸管，虹吸管进水端位于待取水面下，出水端位于待灌溉地区上；出水端连接抽气装置；虹吸管上设断水开关和计时器，断水开关包括设在虹吸管最高处竖管上的止水塞，止水塞顶部设置有凸臂；计时器的凸轮上设置有与止水塞上凸臂相配的凹槽，凸臂一侧设有悬臂，悬臂铰接在计时器基座上，凸臂另一侧设置有弹簧，弹簧的端部固定在计时器基座上。
2.根据权利要求1所述的虹吸式自动灌溉装置，其特征在于：所述虹吸管出水端设带有抽气口的密封盖。
3.根据权利要求2所述的虹吸式自动灌溉装置，其特征在于：抽气口与抽气筒通过螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的虹吸式自动灌溉装置，其特征在于：所述进水端设过滤网。
5.根据权利要求1所述的虹吸式自动灌溉装置，其特征在于：还包括“八字型”支架及与支架连接的固定盒，固定盒侧面设供虹吸管穿过的孔，固定盒顶面设置与竖管相连通的孔，固定盒顶面的孔与止水塞相对应。
6.根据权利要求5所述的虹吸式自动灌溉装置，其特征在于：所述计时器包括计时器盒，计时器盒固定在固定盒顶面上，计时器基座通过螺杆固定在计时器盒内，计时器由动力机构，传动机构和擒纵机构构成；其中动力机构设置在计时器基座的一侧，传动机构和擒纵机构设置在计时器基座的另一侧；动力机构包括计时旋钮和发条盒，发条安装在发条盒的发条轴上，发条盒设置在计时器基座上，计时旋钮穿过计时器盒与发条轴连接；传动机构包括有凸轮、齿轮一、齿轮二、齿轮三、齿轮四，其中凸轮中心设有驱动杆，驱动杆穿过计时器基座，发条盒，计时器盒与计时旋钮连接；其中，齿轮一轮轴上的小轮与凸轮驱动杆上的小轮啮合，齿轮二与齿轮三啮合，齿轮三与齿轮四啮合；擒纵机构包括设置在计时器基座上的棘轮和震动块，震动块铰接在计时器基座上，震动块上设置有销钉，棘轮的旋转受到震动块上的销钉的阻挡并把震动传递给震动块，震动块摆动释放棘轮，带动齿轮系统恒速转动；震动块上还设置有开关孔，限动旋钮穿过计时器盒和计时器基座与震动块上的开关孔相对应；凸臂上还设置有限动杆，限动杆与震动块相对应。
7.根据权利要求5所述的虹吸式自动灌溉装置，其特征在于：所述止水塞为橡胶材料，固定盒和弹簧为金属材料，虹吸管为塑料材质。
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