CN107660454A - 一种水力控制型防堵塞微灌灌水器 - Google Patents

一种水力控制型防堵塞微灌灌水器 Download PDF

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张志亮
郑彩霞
吴梦茜
张唯
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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/02Watering arrangements located above the soil which make use of perforated pipe-lines or pipe-lines with dispensing fittings, e.g. for drip irrigation
    • A01G25/023Dispensing fittings for drip irrigation, e.g. drippers

Abstract

本发明公开了一种水力控制型防堵塞微灌灌水器,它涉及农业灌溉技术领域。灌溉时,有压水进入弹性充水腔,充水腔沿着滑动槽向外运动,活塞盖推动“K”字型控制部逆向转动,进水开关关闭,同时活塞盖沿上滑动槽顺时针旋转,灌溉水从活塞盖小孔中流出。充水腔压力降低,活塞盖沿着下滑动槽下降,活塞盖在底部推动“K”字型控制部顺向转动,进水开关打开。本发明通过水力控制降低水流动能,减小流速达到微灌的目的,可有效解决微灌灌水器各类堵塞问题。

Description

一种水力控制型防堵塞微灌灌水器
技术领域
本发明属于微灌领域,涉及微灌装置的抗堵塞,具体涉及一种水力控制型防堵塞微灌灌水器。
背景技术
微灌节水技术是诸多先进农业技术之一,它是传统农业迈向现代农业的一项重大转折,对实施农业可持续发展战略具有重大的现实意义和长远的历史意义。众所周知,微灌采用压力管道将灌溉水输送到每棵作物的根部附近,可以在任何复杂的地形条件下有效工作。微灌使水分的渗漏和损失降低到最低限度。同时,又由于能做到适时地供应作物根区所需水分,不存在外围水的损失问题,又使灌溉水的利用效率大大提高。同时,微灌可方便地结合施肥,即把化肥溶解后灌注入灌溉系统,由于化肥同灌溉水结合在一起,肥料养分直接均匀地施到作物根系层,可实现水肥同步,大大提高肥料的有效利用率,同时又因是小范围局部控制,微量灌溉,水肥渗漏较少,故可节省化肥施用量,减轻污染。采用微灌施肥技术,为作物及时补充价格昂贵的微量元素提供了方便,并可避免浪费。微灌系统仅通过阀门人工或自动控制,又结合了施肥,故又可明显节省劳力投入,降低了生产成本,达到了省水、省肥、省工的目的。
但是,微灌系统投资一般要远高于地面灌溉,灌水器出口很小,易被水中的矿物质或有机物质堵塞,如果使用维护不当,会使整个系统无法正常工作,甚至报废。
目前,大量推广使用的微灌灌水器,普遍利用微通道的方法来降低灌溉水的动能,减小水的流速,达到出流缓慢均匀的目的。如,薄壁毛管、管式滴头、贴片式滴头、纽扣式滴头、压力补偿式滴头等,均采用迷宫式微通道来降低水的动能和流速。然而,灌水器中很小的水流通道堵塞是微灌尤其是滴灌应用中最主要的问题,检测堵塞是很困难的,堵塞使毛管管路出水不均,严重时会使整个系统无法正常工作,甚至报废。造成微灌灌水器堵塞的原因有水中的泥沙、有机物质、微生物和化学沉淀物等。简单的说,微灌灌水器中微通道就好比一个小型过滤器,凡是水质问题都会造成过滤器堵塞。理论上对于各种堵塞(物理、生物和化学沉淀物等)的处理是可行的,但是由于毛管长度一般较长、灌水器数量较多、分析堵塞原因及采取不同的处理方式等复杂,工作量大,同时采用酸液处理时存在一定的危险性。实践中也不易被接受和采纳。因此,从水质处理上进行严格把关和采用抗堵塞灌水器是最有效的途径。
发明内容
本发明重点针对微灌灌水器中小流道、小流量、低流速易被水中的泥沙、有机物质、微生物和化学沉淀物堵塞的问题进行了结构分析和改进,设计出一款大流道,水力控制小流量、低流速的新型微灌灌水器,从而提高微灌灌水器抗堵塞性能,延长灌水器的使用寿命,降低系统投资。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种水力控制型防堵塞微灌灌水器,其特征在于,它包含1.楔形插头、2.外壳、3.进水控制部、4.圆形竖管、5.喇叭形弹性充水腔、6.“K”字型控制部、7.活塞盖、8.出水口、9.滤网;31. 插板座、32.插板;33.橡胶止水;34.进水孔;35.插板活动槽;41.竖孔(一);42.滑动槽(一);43.滑动槽换向点(一);44.滑动槽换向点(二);45. 滑动槽(二);46. 竖孔(二);61.固定铰(一);62.弹性条;63. 固定铰(二);64.短金属杆;65.长金属杆(一);66. 长金属杆(二);67. 固定铰(三);71.转动盖;72.滑动杆;73.出水孔(一);74.圆孔(一);75.中轴杆;76. 出水孔(二);77.固定盖;78. 圆孔(二);进水控制部由插板座、插板、插板活动槽、橡胶止水和进水孔组成,插板座中间设置插板活动槽,插板穿插在插板座中间的插板活动槽上,插板密封端设有橡胶止水;圆形竖管在外壳的中央,一端固定在进水控制部,另一端与出水口相连接;喇叭形弹性充水腔固定于圆形竖管内部,一端与进水控制部进水孔相连通,另一端与固定活塞盖相连接;“K”字型控制部固定于圆形竖管与外壳的中间;活塞盖底部为固定盖,上部连接转动盖,上下盖子通过中轴杆连接为一整体,固定盖与转动盖上各设有4个出水孔,转动盖两侧各有一个滑动杆;在所述灌水器出水口的内侧安装滤网。
作为优选,所述喇叭形弹性充水腔为螺旋环状结构,由弹簧和橡胶两种材料组成,自然状态收缩为一环状平面结构。
作为优选,所述“K”字型控制部短金属杆与长金属杆(一)、长金属杆(二)连接为一整体,并且可绕固定铰(三)转动;所述的固定铰(一)、固定铰(二)用于固定弹性条;所述的弹性条用于控制短金属杆的上下位置;所述的长金属杆(二)与进水控制部插板连接在一起,用于控制插板的启闭;所述的长金属杆(一)一端伸入圆形竖管竖孔(二)3-8mm;所述的长金属杆(二)一端伸入圆形竖管竖孔(一)3-8mm。
进一步的,所述圆形竖管内壁上开设有两个凹槽,凹槽为为一封闭环装结构,封闭环状结构的上、下部各设有滑动槽换向点,用于控制转动盖转向。
所述的活塞盖在滑动槽换向点(一)位置处,固定盖与转动盖的出水孔(一)和出水孔(二)完全断开,在滑动槽换向点(二)位置处,固定盖与转动盖的出水孔(二)和出水孔(二)完全连通。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:
1. 本发明通过“K”字型控制部的长金属杆与短金属杆及固定弹性条来控制灌水器内部的水流进出,实现了高频微灌灌水器的水力控制与抗堵塞结构设计的协调。
2. 本发明通过利用管内静水压力、弹性充水腔的弹性势能,实现了灌溉水流量的水力控制,从而实现微灌灌水器大流道灌水,可以有效解决微灌灌水器各种堵塞问题。
3. 本发明通过弹性充水腔的弹性势能使腔内的水流缓慢释放,实现灌水器灌水的低流速,避免水流在大流道、高压力条件下高速流出,可以有效地防止对土壤表面造成冲刷。
附图说明
图1是本发明的对称全剖视图;
图2是本发明的进水控制部结构示意图;
图3是本发明的“K”字型控制部结构示意图;
图4是本发明的活塞盖结构示意图;
图5是本发明的圆形竖管滑动槽及竖孔结构示意图;
图中各个标号的含义为:
1-楔形插头,2-外壳,3-进水控制部,4-圆形竖管,5-喇叭形弹性充水腔,6-“K”字型控制部,7-活塞盖,8-出水口,9-滤网;31-插板座,32-插板,33-橡胶止水,34-进水孔,35-插板活动槽;41-竖孔(一),42-滑动槽(一),43-滑动槽换向点(一),44-滑动槽换向点(二),45-滑动槽(二),46-竖孔(二);61-固定铰(一),62-弹性条,63-固定铰(二),64-短金属杆,65-长金属杆(一),66-长金属杆(二),67-固定铰(三);71-转动盖,72-滑动杆,73-出水孔(一),74-圆孔(一),75-中轴杆,76-出水孔(二),77-固定盖,78-圆孔(二)。
以下结合附图对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
一种水力控制型防堵塞微灌灌水器,如附图所示,包括:楔形插头(1)、外壳(2)、进水控制部(3)、圆形竖管(4)、喇叭形弹性充水腔(5)、“K”字型控制部(6)、活塞盖(7)、出水口(8)、滤网(9),插板座(31)、插板(32)、橡胶止水(33)、进水孔(34)、插板活动槽(35)、竖孔(一)(41)、滑动槽(一)(42)、滑动槽换向点(一)(43)、滑动槽换向点(二)(44)、滑动槽(二)(45)、竖孔(二)(46)、固定铰(一)(61)、弹性条(62)、固定铰(二)(63)、短金属杆(64)、长金属杆(一)(65)、长金属杆(二)(66)、固定铰(三)(67)、转动盖(71)、滑动杆(72)、出水孔(一)(73)、圆孔(一)(74)、中轴杆(75)、出水孔(二)(76)、固定盖(77)、圆孔(二)(78);进水控制部由插板座、插板、插板活动槽、橡胶止水和进水孔组成,插板座中间设置插板活动槽,插板穿插在插板座中间的插板活动槽上,插板密封端设有橡胶止水;圆形竖管在外壳的中央,一端固定在进水控制部,另一端与出水口相连接;喇叭形弹性充水腔固定于圆形竖管内部,一端与进水控制部进水孔相连通,另一端与活塞盖相连接;“K”字型控制部固定于圆形竖管与外壳的中间;活塞盖底部为固定盖,上部连接转动盖,上下盖子通过中轴杆连接为一整体,固定盖与转动盖上各设有4个出水孔,转动盖两侧各有一个滑动杆;在所述灌水器出水口的内侧安装滤网。
所述喇叭形弹性充水腔为螺旋环状结构,由弹簧和橡胶两种材料组成,自然状态收缩为一环状平面结构。所述“K”字型控制部短金属杆与长金属杆(一)、长金属杆(二)连接为一整体,并且可绕固定铰(三)转动;所述的固定铰(一)、固定铰(二)用于固定弹性条;所述的弹性条用于控制短金属杆的上下位置;所述的长金属杆(二)与进水控制部插板连接在一起,用于控制插板的启闭;所述的长金属杆(一)一端伸入圆形竖管竖孔(二)3-8mm;所述的长金属杆(二)一端伸入圆形竖管竖孔(一)3-8mm。
所述圆形竖管内壁上开设有两个凹槽,凹槽为为一封闭环装结构,封闭环状结构的上、下部各设有滑动槽换向点,用于控制转动盖转向。
所述的活塞盖在滑动槽换向点(一)位置处,固定盖与转动盖的出水孔(一)和出水孔(二)完全断开,在滑动槽换向点(二)位置处,固定盖与转动盖的出水孔(二)和出水孔(二)完全连通。
本发明的水力控制型防堵塞微灌灌水器的工作原理和过程如下:
如附图所示,灌溉时,有压灌溉水进入进水控制部(3)进水孔(34)内部的喇叭形弹性充水腔(5),喇叭形弹性充水腔在压力作用下向外伸长并顺着圆形竖管(4)推动活塞盖(7);活塞盖上沿着滑动槽(一)向外运动,当活塞盖接触到圆形竖管上竖孔内的长金属杆时,“K”字型金属片开始向上转动,同时转动盖(71)开始顺着滑动槽(一)顶端转动,转动盖的转动方向受滑动杆控制。
当“K”字型控制部短金属杆(64)转动到弹性条(62)下侧,长金属杆(一)推动插板运动,此时进水孔插板受力关闭,灌水器内部停止充水;与此同时,转动盖进入滑动槽换向点(二)(44),转动盖与固定盖上的出水孔(一)与出水孔(二)连通,灌水器内部水流经过滤网从出水口流出,过滤网有效防止杂志进入灌水器内部,同时起到分散水流作用。随着喇叭形弹性充水腔内水流的释放,内部压力逐渐降低,弹性充水腔开始收缩,转动盖上滑动杆顺滑动槽(二)向下移动,保持转动盖与固定盖上出水孔连通状态。
当活塞盖收缩至圆形竖管上竖孔(二)时,活塞盖开始推动“K”字型金属片转动,当短金属杆转动到弹性条上侧,此时进水孔插板完全打开,灌水器内部开始充水;与此同时,转动盖进入滑动槽换向点(一),转动盖与固定盖上出水孔(一)与出水孔(二)完全封闭,出水口停止灌水;循环往复,达到微灌间歇灌水和小流量灌水的目的。

Claims (5)

1.一种水力控制型防堵塞微灌灌水器,其特征在于,它包括楔形插头、外壳、进水控制部、圆形竖管、喇叭形弹性充水腔、“K”字型控制部、活塞盖、出水口、滤网、插板座、插板、橡胶止水、进水孔、插板活动槽、竖孔(一)、滑动槽(一)、滑动槽换向点(一)、滑动槽换向点(二)、滑动槽(二)、竖孔(二)、固定铰(一)、弹性条、固定铰(二)、短金属杆、长金属杆(一)、长金属杆(二)、固定铰(三)、转动盖、滑动杆、出水孔(一)、圆孔(一)、中轴杆、出水孔(二)、固定盖、圆孔(一);进水控制部由插板座、插板、插板活动槽、橡胶止水和进水孔组成,插板座中间设置插板活动槽,插板穿插在插板座中间的插板活动槽上,插板密封端设有橡胶止水;圆形竖管在外壳的中央,一端固定在进水控制部,另一端与出水口相连接;喇叭形弹性充水腔固定于圆形竖管内部,一端与进水控制部进水孔相连通,另一端与活塞盖相连接;“K”字型控制部固定于圆形竖管与外壳的中间;活塞盖底部为固定盖,上部连接转动盖,上下盖子通过中轴杆连接为一整体,固定盖与转动盖上各设有4个出水孔,转动盖两侧各有一个滑动杆;在所述灌水器出水口的内侧安装滤网。
2.如权利要求1所述的一种水力控制型防堵塞微灌灌水器,其特征在于,所述喇叭形弹性充水腔为螺旋环状结构,由弹簧和橡胶两种材料组成,自然状态收缩为一环状平面结构。
3.如权利要求1所述的一种水力控制型防堵塞微灌灌水器,其特征在于,所述“K”字型控制部短金属杆与长金属杆(一)、长金属杆(二)连接为一整体,并且可绕固定铰(三)转动;所述的固定铰(一)、固定铰(二)用于固定弹性条;所述的弹性条用于控制短金属杆的上下位置;所述的长金属杆(二)与进水控制部插板连接在一起,用于控制插板的启闭;所述的长金属杆(一)一端伸入圆形竖管竖孔(二)3-8mm;所述的长金属杆(二)一端伸入圆形竖管竖孔(一)3-8mm。
4.如权利要求1所述的一种水力控制型防堵塞微灌灌水器,其特征在于,所述圆形竖管内壁上开设有两个凹槽,凹槽为为一封闭环装结构,封闭环状结构的上、下部各设有滑动槽换向点,用于控制转动盖转向。
5.所述的活塞盖在滑动槽换向点(一)位置处,固定盖与转动盖的出水孔(一)和出水孔(二)完全断开,在滑动槽换向点(二)位置处,固定盖与转动盖的出水孔(二)和出水孔(二)完全连通。
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