CN108337982B - 一种水肥一体化灌溉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水肥一体化灌溉系统，包括沿地面设置的主管道以及与主管道连接的支管道，主管道中的液体流到支管道中需要克服重力，支管道上设置有喷头，每个支管道独立设置有阀门，沿主管道水流方向设置的最后一个支管道上连接有一真空泵。本发明提供的一种水肥一体化灌溉系统的优点在于：在进行施肥后能够通过真空泵将管道内残留的液体抽回到主管道中，并通过最后一个支管道将残留液体排出，方便的通过一套系统即可实现灌溉和施肥，并能够清除残留肥料；所述喷头能够自动360度旋转，喷洒均匀、节约水量，能够实现叶面雾化灌溉喷肥，防止叶面灼伤，使本系统灌溉和施肥效果更好，具有良好的推广前景。

Description

一种水肥一体化灌溉系统
技术领域
本发明涉及农林灌溉技术领域，尤其涉及一种水肥一体化灌溉系统。
背景技术
随着自动化程序的逐渐提高，农林种植过程中也开始采用大规模自动化系统来进行灌溉，而在植物生长过程中不仅需要进行喷水，还要进行施肥，这时如果再搭建一套系统喷洒肥料则会显得重复劳动，且灌溉系统的存在会影响喷肥系统的搭建，所以需考虑将灌溉系统的施肥系统合并使用，而在进行施肥后如何清洗管道又成为一个不可避免的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种便于清洗管道的水肥一体化灌溉系统。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种水肥一体化灌溉系统，包括沿地面设置的主管道以及与主管道连接的支管道，主管道中的液体流到支管道中需要克服重力，支管道上设置有喷头，每个支管道独立设置有阀门，沿主管道水流方向设置的最后一个支管道上连接有一真空泵。
优选地，支管道沿主管道长度方向交错设置于主管道两侧，且支管道从主管道上倾斜向上设置，阀门设置于主管道与支管道连接处。
优选地，所述喷头包括连接座、散水部；所述连接座将散水部与水管连接，且散水部与连接座转动连接；
所述散水部包括出水机构和分散机构，分散机构设置于出水机构上方，所述分散机构包括分散盘和分散片，所述分散片沿分散盘朝向出水机构的一侧外缘间隔分布，沿分散盘半径方向，所述分散片的两侧面分别为迎水面和背水面，水从出水机构喷出后冲击迎水面，使分散盘转动；
分散机构与出水机构阻尼配合，分散机构能够带动出水机构一起转动且分散机构的转动速度大于出水机构的转动速度。
优选地，所述出水机构设置有两路出水通道，两路出水通道构成一个开口朝向出水机构上方的V型结构，两路出水通道共用的入口设置于出水机构底面的中间，两路出水通道的出口分别设置于出水机构的两侧。
优选地，所述出水机构上端通过固定轴连接有一盖板，分散机构自由设置于固定轴上并被限制在盖板和出水机构之间，所述盖板与分散机构阻尼配合；所述阻尼配合具体为盖板朝向分散机构的一面至少设置有一个指向盖板中心的第一凸条，分散盘朝向盖板的一面至少设置有一条指向分散盘中心的第二凸条，所示第二凸条表面为弧形。
优选地，所述分散盘外侧设置有一个第二凸条，盖板上均匀设置有两个第一凸条；第一凸条的位置与第二凸条相对应。
优选地，所述背水面垂直于分散盘的表面并沿分散盘的半径设置，分散片靠近分散盘中心的一面宽度小于远离分散盘一面的宽度。
优选地，所述背水面背向分散盘的中心，迎水面朝向分散盘的中心。
优选地，所述出水机构与连接座通过一出水管连接，出水管端部设置有一朝向出水通道入口的开口，出水机构能够以出水管为轴转动。
优选地，所述出水管上端设置有一固定帽，开口设置于固定帽中间，出水管上套接有一被限制在固定帽和连接座之间的卡接件，出水机构与卡接件连接。
本发明提供的一种水肥一体化灌溉系统的优点在于：在进行施肥后能够通过真空泵将管道内残留的液体抽回到主管道中，并通过最后一个支管道将残留液体排出，方便的通过一套系统即可实现灌溉和施肥，并能够清除残留肥料；本发明使用的喷头能够自动360度旋转，喷洒均匀、节约水量，能够实现叶面雾化灌溉喷肥，使本系统灌溉和施肥效果更好，具有良好的推广前景。
附图说明
图1是本发明的实施例所提供的一种水肥一体化灌溉系统的示意图；
图2是本发明的实施例所提供的水肥一体化灌溉系统的喷头的示意图；
图3是本发明的实施例所提供的水肥一体化灌溉系统的喷头的连接座的示意图；
图4是本发明的实施例所提供的水肥一体化灌溉系统的喷头的出水管的示意图；
图5是本发明的实施例所提供的水肥一体化灌溉系统的喷头的出水机构的示意图；
图6是本发明的实施例所提供的水肥一体化灌溉系统的喷头的卡键的示意图；
图7是本发明的实施例所提供的水肥一体化灌溉系统的喷头的卡接件的示意图；
图8是本发明的实施例所提供的水肥一体化灌溉系统的喷头的卡槽的示意图；
图9是本发明的实施例所提供的水肥一体化灌溉系统的喷头的分散机构的示意图；
图10是本发明的实施例所提供的水肥一体化灌溉系统的喷头的另一分散机构的示意图；
图11是本发明的实施例所提供的水肥一体化灌溉系统的喷头的另一分散机构的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种水肥一体化灌溉系统，包括沿地面设置的主管道7以及与主管道连接的支管道71，支管道71沿主管道7长度方向交错设置于主管道7两侧，且支管道71从主管道7处倾斜向上设置，使支管道71中残留的液体在自然状态时能够自然回流到主管道7中，每个支管道71与主管道7的连接处均设置有一个阀门(图未示)，沿主管道7水流方向设置的最后一个支管道71上连接有一真空泵72；每个支管道上均设置有一喷头8。本发明提供的水肥一体化灌溉系统的使用方法如下：
在进行喷水灌溉时，直接打开所有阀门进行灌溉即可。
在进行施肥灌溉时，先将最后一个支管道71的阀门关闭，然后将均匀混合有肥料的液体输送到主管道7并经分布于主管道7两侧的支管道71输送到喷头8位置喷出，从而实现对植物的施肥，具体喷洒高度和位置可以根据植物的不同和生长需要来自主调节。在施肥完成之后，将最后一个支管道71上的阀门打开，启动真空泵72，其他支管道71中的残留药液在重力和真空泵72的协同作用下回到主管道7中，防止在后期的正常灌溉过程中残存肥料烧坏植物。之后关闭除最后一个支管道71外的其他阀门，然后向主管道7中提供清水将主管道7中的残留肥料通过最后一个支管道71排出，从而实现了最后一个支管道71覆盖的植物的施肥，并能有效清除灌溉系统中的残留药液。
本发明所使用的喷头8如图2所示，下文描述喷头时出现的方位信息也以图2为基准，所述喷头8包括连接座1、散水部(图中未示出)；所述连接座1将散水部与支管道71连通，以给喷头8供水。
参考图3，所述连接座1包括中空的底座11、连接筒12、底座帽13和旋钮14；所述底座11与水管螺纹连接，底座帽13一体成型的设置在底座11上端，且直径大于底座11的直径，起到给底座11进行限位的作用；所述连接筒12一体成型的设置于底座帽13上，底座帽13上开孔使连接筒12与底座11内部空间联通，连接筒12两侧各设置有一个旋钮14，从而不需要工具即可将连接座1安装或取下。
散水部包括出水管2、出水机构3和分散机构4；参考图4，所述出水管2与连接筒12插接配合，本实施例中，出水管2插在连接筒12内，为了提高固定强度，所述连接筒12的孔径从上至下逐渐减小，从而使出水管2的底部紧抵连接筒12的内壁，提高稳定性。
水通过连接座1、出水管2导入到出水机构3中；参考图5，所述出水机构3的设置有两路出水通道31，两路出水通道31构成一朝向出水机构上方的V型结构，从而将水从出水机构3的底部向两侧引出并冲击出水机构3上方。
为了方便出水管2与出水机构3的连接，出水管2前端设置有一固定帽21，固定帽21的直径大于出水管2的直径，固定帽21上设置有开口22。出水管2上套设有一被限制在固定帽21和连接筒12之间的卡接件6，出水机构3与卡接件6可拆卸的固定连接。
参考图7，所述卡接件包括卡孔61和卡板62，所述卡孔61的孔径与固定帽21相配合，卡孔61底部设置有与出水管2的管径相配合的通孔(图中未示出)，卡板62设置于卡孔61的上表面处，出水管2穿过卡孔61底部的通孔插接于连接筒12中，固定帽21与卡孔61的底部抵接从而将卡接件6限制在固定帽21和连接筒12之间。为了降低出水管2与卡接件6的摩擦力，降低磨损，固定帽21与卡孔61的底面之间还设置有垫圈(图中未示出)。
所述卡板62上表面至少设置有两个卡槽63，参考图8，所述卡槽63包括与卡板62上表面连接的侧板65以及与侧板65连接并与卡板62平行的顶板66；所述侧板65与顶板66朝向卡板62中心的一侧均为弧形，从卡板62中心观察，顶板66至少有一侧与卡板62之间悬空设置，且顶板66靠近卡板62中心的一侧与卡板62之间悬空设置。
再参考图5，出水机构3下端具有一凸台32插接在卡孔61中以抵接固定帽21，出水机构3露在卡接件6外面的部分设置与卡槽63配合的卡键33，从而将卡接件6与出水机构3锁死固定，并同时将出水管2沿竖直方向锁定。本领域技术人员还可以通过螺纹实现卡接件6和出水机构3的固定连接。
参考图6，所述卡键33固定于出水机构3的侧面，远离出水机构3中心的一侧为弧形以与侧板65配合；卡键33的上下表面容置在卡槽63与卡板62形成的空间中；通过转动出水机构3将卡键33拧进卡槽63中，从而将卡接件6与出水机构3固定连接，且能够以出水管2为转轴转动。
两路出水通道31共用的入口(图中未示出)设置于凸台32的底面中间，两路出水通道31的出口(图中未示出)分别设置于出水机构3的两侧；开口22朝向出水通道31的入口，优选实施例中，所述开口22的孔径小于出水通道31入口的宽度。
结合图6和图8，为了提高卡槽63与卡键33的固定强度，在卡槽63与卡键33的接触面上还分别设置有第一锁紧条64和第二锁紧条34；所述第一锁紧条64和第二锁紧条34均为半圆形凸起，优选实施例中，所述第一锁紧条64设置于顶板66的下表面上，所述卡键33的上表面设置有两个所述第二锁紧条34，且第一锁紧条64和第二锁紧条34均沿卡板62的半径方向设置；从而可以通过转动出水机构3将卡键33容置在卡槽63中，并将第一锁紧条64卡合在两个第二锁紧条34之间。为了便于卡槽63与卡键33的配合，卡板62正对顶板66的部分镂空，从而给卡键33一定的变形空间。
本领域技术人员还可以将第一锁紧条64竖直设置在侧板63正对出水机构3的一面，并对应的将第二锁紧条34竖直设置在卡键33远离出水机构3的一面，同样能够实现卡槽63和卡键33的锁紧配合。
再结合图2和图5，所述出水机构3上方设置有一固定轴35，所述分散机构4设置于固定轴35上；参考图9，所述分散机构4包括分散盘41和设置于圆盘上的分散片44；分散盘41中心设置有一容置孔42，固定轴35穿过容置孔42；所述分散片44沿分散盘41的外缘均匀设置有一圈并朝向出水机构3，沿分散盘41半径方向，分散片44的两侧面分别为迎水面45和背水面46，水从出水机构3的出水通道31喷出冲击迎水面45，从而在迎水面45上产生一个指向背水面46并沿分散盘41切向的冲击力，从而使分散盘41在固定轴35上转动。喷到分散机构4上的水在离心力的作用下会向外分散出去，从而实现360度旋转喷水。
图9提供的实施例中，所述背水面46垂直于分散盘41的表面并沿分散盘41的半径设置，从而使出水通道31喷出的水不能喷到背水面46上，所述分散片44靠近分散盘41中心的一面宽度小于远离分散盘41中心的一面宽度，且迎水面45的端部终止于背水面46上，从而使迎水面45呈现为朝向分散盘41中心的曲面。
参考图10，本发明提供的另一分散机构4的实施例，其背水面46为背向分散盘41中心的曲面，迎水面45为朝向分散盘41中心的曲面。
本领域技术人员还能够将分散机构4设置为图11所示的实施例，将迎水面45和背水面46设置为平行的斜面从而实现分散盘41旋转散水的目的。
本发明使用的喷头8，通过连接座1将喷头8与支管道71连接，通过水管中的水压将水引入到喷头8中，并经出水管2进入出水机构3，水流经过出水通道31的分流从出水机构3的两侧喷出，并冲击迎水面45，在水流冲击下使分散机构4以固定轴35为转轴旋转，喷到分散机构4上的水在离心力的作用下会向外分散出去，从而实现360度旋转喷水。
但是所述喷头8在使用时在出水通道31的方向上的水量会明显多于其他方向，为了让各个方向的水量更均匀，优选实施例中，所述分散机构4在转动过程中能够带动出水机构3一起转动，从而使出水通道31转动以实现均匀灌溉的目的。另外，分散机构4必须相对出水机构3旋转运动，才能实现散水的效果，因此分散机构4与出水机构3不能同步转动。
结合图2和图5，优选实施例中，所述固定轴35的上端固定设置有一盖板36，分散机构4自由设置在固定轴35上，盖板36朝向分散机构4的一面上至少设置有一个指向中心的第一凸条37，分散盘41朝向盖板36的一面至少设置有一条指向中心的第二凸条43，所述第二凸条43表面为弧形，分散机构4在水流冲击下沿固定轴35运动到固定轴上部，从而使第一凸条37抵接分散盘41，第二凸条43抵接盖板36，由于分散机构4的转动，第一凸条37和第二凸条43会相遇并发生碰撞，第二凸条43给第一凸条37一个水平方向的力，从而使盖板36发生转动，由于第二凸条43表面为弧形，第二凸条43碰撞第一凸条37之前，分散机构4为转动状态，而出水机构3为静止状态，由于惯性存在，分散机构4的转动速度大于盖板36的转动速度，使第二凸条43越过第一凸条37，分散机构4连续承受水流冲击，而出水机构3间断承受分散机构4的撞击，导致分散机构4的转动速度始终大于出水机构3的转动速度，从而在实现出水机构3旋转的同时，保证了分散机构4能够相对于出水机构3转动以实现散水功能，从而整体上实现360度均匀旋转喷水的效果。
优选实施例中，分散盘41外侧设置有一个第二凸条43，盖板36上均匀设置有两个与第二凸条43的位置相对应的第一凸条37，从而增加第一凸条37与第二凸条43的碰撞次数，并使分散盘41结构不均匀以便第二凸条43越过第一凸条37。
在灌溉作业时，往往希望喷头8的覆盖范围足够大，优选实施例中，所述出水通道31的V型结构倾斜角为45度，从而获得较大的喷洒半径。
在使用中，对苗木和农作物进行灌溉时喷头8既可以喷出喷雾也可以喷出水滴，但相对来说喷雾的用水量更少，灌溉更均匀；而在需要对叶面进行施肥的时候，由于雾滴过大会造成肥料灼伤叶片，因此一般都是以喷雾状态喷出肥料，本发明使用的喷头8可以通过调整开口22的孔径以及水管压力的配合来改变灌溉过程中喷洒的半径和状态，以适应不同的使用需求；在其喷出喷雾时，即可用于叶面喷肥。因此所述喷头8非常适用于本发明提供的水肥一体化灌溉系统，能够提高工作效率，减少人力投入，降低管理成本，并保护叶面不被灼伤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，在不脱离本发明的精神和原则的前提下，本领域普通技术人员对本发明所做的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水肥一体化灌溉系统，其特征在于：包括沿地面设置的主管道以及与主管道连接的支管道，主管道中的液体流到支管道中需要克服重力，支管道上设置有喷头，每个支管道独立设置有阀门，沿主管道水流方向设置的最后一个支管道上连接有一真空泵；
所述喷头包括连接座、散水部；所述连接座将散水部与水管连接，且散水部与连接座转动连接；
所述散水部包括出水机构和分散机构，分散机构设置于出水机构上方，所述分散机构包括分散盘和分散片，所述分散片沿分散盘朝向出水机构的一侧外缘间隔分布，沿分散盘半径方向，所述分散片的两侧面分别为迎水面和背水面，水从出水机构喷出后冲击迎水面，使分散盘转动；
所述出水机构设置有两路出水通道，两路出水通道构成一个开口朝向出水机构上方的V型结构，两路出水通道共用的入口设置于出水机构底面的中间，两路出水通道的出口分别设置于出水机构的两侧；
分散机构与出水机构阻尼配合，分散机构能够带动出水机构一起转动且分散机构的转动速度大于出水机构的转动速度；
所述出水机构上端通过固定轴连接有一盖板，分散机构自由设置于固定轴上并被限制在盖板和出水机构之间，所述盖板与分散机构阻尼配合；所述阻尼配合具体为盖板朝向分散机构的一面至少设置有一个指向盖板中心的第一凸条，分散盘朝向盖板的一面至少设置有一条指向分散盘中心的第二凸条，所示第二凸条表面为弧形。
2.根据权利要求1所述的一种水肥一体化灌溉系统，其特征在于：支管道沿主管道长度方向交错设置于主管道两侧，且支管道从主管道上倾斜向上设置，阀门设置于主管道与支管道连接处。
3.根据权利要求1所述的一种水肥一体化灌溉系统，其特征在于：所述分散盘外侧设置有一个第二凸条，盖板上均匀设置有两个第一凸条；第一凸条的位置与第二凸条相对应。
4.根据权利要求1所述的一种水肥一体化灌溉系统，其特征在于：所述背水面垂直于分散盘的表面并沿分散盘的半径设置，分散片靠近分散盘中心的一面宽度小于远离分散盘一面的宽度。
5.根据权利要求1所述的一种水肥一体化灌溉系统，其特征在于：所述背水面背向分散盘的中心，迎水面朝向分散盘的中心。
6.根据权利要求1所述的一种水肥一体化灌溉系统，其特征在于：所述出水机构与连接座通过一出水管连接，出水管端部设置有一朝向出水通道入口的开口，出水机构能够以出水管为轴转动。
7.根据权利要求6所述的一种水肥一体化灌溉系统，其特征在于：所述出水管上端设置有一固定帽，开口设置于固定帽中间，出水管上套接有一被限制在固定帽和连接座之间的卡接件，出水机构与卡接件连接。
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