CN108934940B - 一种自驱旋转式灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自驱旋转式灌溉装置，采用全新结构设计，充分利用水涡轮（5）的外壳结构与内部转动扇叶结构，以水泵（3）作为动力源，由蓄水池（1）中引水，并输送至水涡轮（5）当中，由水涡轮（5）出水端对接喷头（6）进行喷水的同时，基于固定底座（2）对水涡轮（5）内部转动扇叶结构的固定，利用水的输送推进力，实现水涡轮（5）外壳结构的转动，如此，以单一动力将喷水与自旋转集于一体，降低了能耗，并且以旋转喷射的方式进行灌溉，能够大大提高灌溉效率。

Description

一种自驱旋转式灌溉装置

技术领域

本发明涉及一种自驱旋转式灌溉装置，属于智能灌溉技术领域。

背景技术

灌溉，为地补充作物所需水分的技术措施。为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分。在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足作物对水分要求。因此，必须人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足。

漫灌要挖沟渠，以前用人工，后来用牲畜、拖拉机，后来最先进的用激光测距的先进机械，取决于 经济和地理条件，例如需要灌溉的地域面积大小，有什么可用的技术，人工费用等。植物在畦和陇沟中排成行或在苗床上生长，水沿着渠道进入农田，顺着陇沟或苗床边沿流入。也可以在田中用硬塑料管或铝管引水，在管上间隔距离开孔灌溉，用虹吸管连接渠道。

应用管道可以控制水流量，由于温度、风速、土壤、渗透能力等不同，漫灌容易造成有的地方水多，有的地方水不足的现象，管道可以移动，因此可以控制不产生这种不均的现象。尤其是如果采用自动阀门更可以增加效率。

但由于漫灌比较浪费水资源，需要较多的劳动力，并且容易造成地下水位抬高，因此使土壤盐碱化，在发达国家已经逐渐被淘汰。但由于只需要少量的资金和技术，在多数发展中国家中仍然被广泛使用。但是现有技术的灌溉多采用人工灌溉，效率极低，少有部分采用机械化灌溉，但是耗能大，体型大，成本高，普及率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自驱旋转式灌溉装置，以水泵作为动力源，集喷水与自旋转于一体，能耗低，能够大大提高灌溉效率。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种自驱旋转式灌溉装置，基于蓄水池进行旋转灌溉，包括固定底座、水泵、电源、水涡轮和喷头；

其中，电源为水泵进行供电；蓄水池设置于灌溉区的中央位置，固定底座固定设置于蓄水池旁；

水涡轮中扇叶所围绕的转动轴为两端敞开、且相互贯通的直线形管道，水涡轮上两表面对应于该直线形管道两端的位置、分别设置通孔，该通孔的内径与该直线形管道的外径相适应，该直线形管道两端延伸、并穿出水涡轮两表面上的通孔，水涡轮两表面上通孔内壁一周与该直线形管道对应位置外壁一周之间通过第一轴承相对接，即第一轴承的外周与水涡轮表面上通孔内壁一周相对接，第一轴承的内周与该直线形管道对应位置外壁一周相对接；

水涡轮水平位于固定底座的上方，水涡轮上的直线形管道呈竖直姿态；水涡轮的进水端对接输水管路的其中一端，输水管路的另一端经第二轴承竖直向下、对接水涡轮上直线形管道的顶部端口；水涡轮的出水端对接喷头的进水端；

固定底座上表面竖直方向上对应水涡轮直线形管道底部端口的位置，设置贯穿固定底座内外空间的通孔，该通孔的内径与水涡轮直线形管道的外径相适应，水涡轮直线形管道底部端口固定对接供水管路的其中一端，供水管路另一端竖直穿过固定底座上表面的通孔，进入固定底座中，固定底座上表面通孔内壁一周与供水管路上对应位置外壁一周之间彼此相固定设置；水泵固定设置于固定底座中，供水管路的另一端对接水泵的供水端，水泵的进水端对接取水管路的其中一端，取水管路的另一端穿出固定底座，并置于蓄水池中。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括转动电机和摆臂杆，所述电源与转动电机相连接、为其进行供电；转动电机通过支架固定设置于所述喷头的侧面，且转动电机上转动杆所在直线与喷头出水喷射方向所在直线相平行，转动电机上转动杆的端部与摆臂杆的中心位置相固定对接，摆臂杆随转动电机的驱动而转动，且摆臂杆的转动区域覆盖喷头出水端的正前方。

作为本发明的一种优选技术方案：所述水泵中的电机为无刷电机。

本发明所述一种自驱旋转式灌溉装置采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本发明设计的自驱旋转式灌溉装置，采用全新结构设计，充分利用水涡轮的外壳结构与内部转动扇叶结构，以水泵作为动力源，由蓄水池中引水，并输送至水涡轮当中，由水涡轮出水端对接喷头进行喷水的同时，基于固定底座对水涡轮内部转动扇叶结构的固定，利用水的输送推进力，实现水涡轮外壳结构的转动，如此，以单一动力将喷水与自旋转集于一体，降低了能耗，并且以旋转喷射的方式进行灌溉，能够大大提高灌溉效率；

（2）本发明设计的自驱旋转式灌溉装置中，针对喷头的喷射水流，进一步设计引入转动电机和摆臂杆，通过转动电机对摆臂杆的转动，实现摆臂杆对所喷射水流的击打，使得喷射水流转为水花喷向空中，以水花模拟下雨的形式，针对灌溉区域进行灌溉，有效避免了土壤结块、水土流失等问题，进一步保证了灌溉效果；

（3）本发明设计的自驱旋转式灌溉装置中，针对水泵中的电机，进一步设计采用无刷电机，使得本发明所设计自驱旋转式灌溉装置在实际使用中，能够实现静音工作，既保证了所设计自驱旋转式灌溉装置具有高效的低噪灌溉功能，又能保证其工作过程不对周围环境造成影响，体现了设计过程中的人性化设计。

附图说明

图1是本发明所设计自驱旋转式灌溉装置的正视图；

图2是本发明所设计自驱旋转式灌溉装置的俯视图。

其中，1. 蓄水池，2. 固定底座，3. 水泵，4. 电源，5. 水涡轮，6. 喷头，7. 直线形管道，8. 第一轴承，9. 输水管路，10. 第二轴承，11. 供水管路，12. 取水管路，13. 转动电机，14. 摆臂杆，15. 支架。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本发明设计了一种自驱旋转式灌溉装置，基于蓄水池1进行旋转灌溉，包括固定底座2、水泵3、电源4、水涡轮5和喷头6；其中，电源4为水泵3进行供电；蓄水池1设置于灌溉区的中央位置，固定底座2固定设置于蓄水池1旁；水涡轮5中扇叶所围绕的转动轴为两端敞开、且相互贯通的直线形管道7，水涡轮5上两表面对应于该直线形管道7两端的位置、分别设置通孔，该通孔的内径与该直线形管道7的外径相适应，该直线形管道7两端延伸、并穿出水涡轮5两表面上的通孔，水涡轮5两表面上通孔内壁一周与该直线形管道7对应位置外壁一周之间通过第一轴承8相对接，即第一轴承8的外周与水涡轮5表面上通孔内壁一周相对接，第一轴承8的内周与该直线形管道7对应位置外壁一周相对接；水涡轮5水平位于固定底座2的上方，水涡轮5上的直线形管道7呈竖直姿态；水涡轮5的进水端对接输水管路9的其中一端，输水管路9的另一端经第二轴承10竖直向下、对接水涡轮5上直线形管道7的顶部端口；水涡轮5的出水端对接喷头6的进水端；固定底座2上表面竖直方向上对应水涡轮5直线形管道7底部端口的位置，设置贯穿固定底座2内外空间的通孔，该通孔的内径与水涡轮5直线形管道7的外径相适应，水涡轮5直线形管道7底部端口固定对接供水管路11的其中一端，供水管路11另一端竖直穿过固定底座2上表面的通孔，进入固定底座2中，固定底座2上表面通孔内壁一周与供水管路11上对应位置外壁一周之间彼此相固定设置；水泵3固定设置于固定底座2中，供水管路2的另一端对接水泵3的供水端，水泵3的进水端对接取水管路12的其中一端，取水管路12的另一端穿出固定底座2，并置于蓄水池1中。上述技术方案所设计的自驱旋转式灌溉装置，采用全新结构设计，充分利用水涡轮5的外壳结构与内部转动扇叶结构，以水泵3作为动力源，由蓄水池1中引水，并输送至水涡轮5当中，由水涡轮5出水端对接喷头6进行喷水的同时，基于固定底座2对水涡轮5内部转动扇叶结构的固定，利用水的输送推进力，实现水涡轮5外壳结构的转动，如此，以单一动力将喷水与自旋转集于一体，降低了能耗，并且以旋转喷射的方式进行灌溉，能够大大提高灌溉效率。

基于上述设计自驱旋转式灌溉装置技术方案的基础之上，本发明还进一步设计了如下优选技术方案：针对喷头6的喷射水流，进一步设计引入转动电机13和摆臂杆14，通过转动电机13对摆臂杆14的转动，实现摆臂杆14对所喷射水流的击打，使得喷射水流转为水花喷向空中，以水花模拟下雨的形式，针对灌溉区域进行灌溉，有效避免了土壤结块、水土流失等问题，进一步保证了灌溉效果；针对水泵3中的电机，进一步设计采用无刷电机，使得本发明所设计自驱旋转式灌溉装置在实际使用中，能够实现静音工作，既保证了所设计自驱旋转式灌溉装置具有高效的低噪灌溉功能，又能保证其工作过程不对周围环境造成影响，体现了设计过程中的人性化设计。

本发明设计自驱旋转式灌溉装置在实际应用过程当中，基于蓄水池1进行旋转灌溉，包括固定底座2、水泵3、电源4、水涡轮5、喷头6、转动电机13和摆臂杆14。

其中，水泵3和转动电机13分别与电源4相连接，电源4分别为水泵3、转动电机13进行供电，实际应用中，中的水泵3中的电机，进一步设计采用无刷电机；蓄水池1设置于灌溉区的中央位置，固定底座2固定设置于蓄水池1旁。

水涡轮5中扇叶所围绕的转动轴为两端敞开、且相互贯通的直线形管道7，水涡轮5上两表面对应于该直线形管道7两端的位置、分别设置通孔，该通孔的内径与该直线形管道7的外径相适应，该直线形管道7两端延伸、并穿出水涡轮5两表面上的通孔，水涡轮5两表面上通孔内壁一周与该直线形管道7对应位置外壁一周之间通过第一轴承8相对接，即第一轴承8的外周与水涡轮5表面上通孔内壁一周相对接，第一轴承8的内周与该直线形管道7对应位置外壁一周相对接。

水涡轮5水平位于固定底座2的上方，水涡轮5上的直线形管道7呈竖直姿态；水涡轮5的进水端对接输水管路9的其中一端，输水管路9的另一端经第二轴承10竖直向下、对接水涡轮5上直线形管道7的顶部端口；水涡轮5的出水端对接喷头6的进水端。

固定底座2上表面竖直方向上对应水涡轮5直线形管道7底部端口的位置，设置贯穿固定底座2内外空间的通孔，该通孔的内径与水涡轮5直线形管道7的外径相适应，水涡轮5直线形管道7底部端口固定对接供水管路11的其中一端，供水管路11另一端竖直穿过固定底座2上表面的通孔，进入固定底座2中，固定底座2上表面通孔内壁一周与供水管路11上对应位置外壁一周之间彼此相固定设置；水泵3固定设置于固定底座2中，供水管路11的另一端对接水泵3的供水端，水泵3的进水端对接取水管路12的其中一端，取水管路12的另一端穿出固定底座2，并置于蓄水池1中。

转动电机13通过支架15固定设置于所述喷头6的侧面，且转动电机13上转动杆所在直线与喷头6出水喷射方向所在直线相平行，转动电机13上转动杆的端部与摆臂杆14的中心位置相固定对接，摆臂杆14随转动电机13的驱动而转动，且摆臂杆14的转动区域覆盖喷头6出水端的正前方。

将上述所设计自驱旋转式灌溉装置，应用于实际当中，电源4采用外接电源，操作人员只需控制电源4同时分别为水泵3、转动电机13进行供电，则水泵3工作，由蓄水池1中进行取水，并由水泵3上的供水端向供水管路11输送，并经供水管路11向水涡轮5上的直线形管道7输送，并由直线形管道7将水继续输送至输水管路9中，最后由输水管路9继续输送至水涡轮5的进水端，最后由水涡轮5的出水端经喷头6喷出；由于水泵3固定设置，水泵3上供水端与供水管路11固定对接，供水管路11水涡轮5上的直线形管道7固定对接，以及固定底座2上表面通孔内壁一周与供水管路11上对应位置外壁一周之间彼此相固定设置，则基于水涡轮5中扇叶在水流推进力的作用下，扇叶结构固定不动，水涡轮5的外壳结构发生相对转动，进而促使喷头6随水涡轮5的出水端转动，实现旋转灌溉，在此过程中，由于输水管路9的另一端经第二轴承10竖直向下、对接水涡轮5上直线形管道7的顶部端口，则输水管路9随水涡轮5外壳结构旋转的过程中，输水管路9相对直线形管道7发生相对转动。

在实现喷头6喷水的同时，进一步设计引入转动电机13和摆臂杆14结构，通过转动电机13对摆臂杆14的转动，采用摆臂杆14针对喷头6所喷射出的水流进行不断击打，使得喷射水流转为水花喷向空中，以水花模拟下雨的形式落下，针对灌溉区域进行灌溉，有效避免了土壤结块、水土流失等问题，保证了灌溉效果。

如此以单一动力将喷水与自旋转集于一体，降低了能耗，并且以旋转喷射的方式进行灌溉，能够大大提高灌溉效率。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种自驱旋转式灌溉装置，基于蓄水池（1）进行旋转灌溉，其特征在于：包括固定底座（2）、水泵（3）、电源（4）、水涡轮（5）和喷头（6）；

其中，电源（4）为水泵（3）进行供电；蓄水池（1）设置于灌溉区的中央位置，固定底座（2）固定设置于蓄水池（1）旁；

水涡轮（5）中扇叶所围绕的转动轴为两端敞开、且相互贯通的直线形管道（7），水涡轮（5）上两表面对应于该直线形管道（7）两端的位置、分别设置通孔，该通孔的内径与该直线形管道（7）的外径相适应，该直线形管道（7）两端延伸、并穿出水涡轮（5）两表面上的通孔，水涡轮（5）两表面上通孔内壁一周与该直线形管道（7）对应位置外壁一周之间通过第一轴承（8）相对接，即第一轴承（8）的外周与水涡轮（5）表面上通孔内壁一周相对接，第一轴承（8）的内周与该直线形管道（7）对应位置外壁一周相对接；

水涡轮（5）水平位于固定底座（2）的上方，水涡轮（5）上的直线形管道（7）呈竖直姿态；水涡轮（5）的进水端对接输水管路（9）的其中一端，输水管路（9）的另一端经第二轴承（10）竖直向下、对接水涡轮（5）上直线形管道（7）的顶部端口；水涡轮（5）的出水端对接喷头（6）的进水端；

固定底座（2）上表面竖直方向上对应水涡轮（5）直线形管道（7）底部端口的位置，设置贯穿固定底座（2）内外空间的通孔，该通孔的内径与水涡轮（5）直线形管道（7）的外径相适应，水涡轮（5）直线形管道（7）底部端口固定对接供水管路（11）的其中一端，供水管路（11）另一端竖直穿过固定底座（2）上表面的通孔，进入固定底座（2）中，固定底座（2）上表面通孔内壁一周与供水管路（11）上对应位置外壁一周之间彼此相固定设置；水泵（3）固定设置于固定底座（2）中，供水管路（11）的另一端对接水泵（3）的供水端，水泵（3）的进水端对接取水管路（12）的其中一端，取水管路（12）的另一端穿出固定底座（2），并置于蓄水池（1）中。

2.根据权利要求1所述一种自驱旋转式灌溉装置，其特征在于：还包括转动电机（13）和摆臂杆（14），所述电源（4）与转动电机（13）相连接、为其进行供电；转动电机（13）通过支架（15）固定设置于所述喷头（6）的侧面，且转动电机（13）上转动杆所在直线与喷头（6）出水喷射方向所在直线相平行，转动电机（13）上转动杆的端部与摆臂杆（14）的中心位置相固定对接，摆臂杆（14）随转动电机（13）的驱动而转动，且摆臂杆（14）的转动区域覆盖喷头（6）出水端的正前方。

3.根据权利要求1所述一种自驱旋转式灌溉装置，其特征在于：所述水泵（3）中的电机为无刷电机。

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