CN109287441A - 一种可压盐的变流量灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可压盐的变流量灌溉系统,属于农业节水灌溉技术领域。本发明包括加压系统、干管、支管;加压系统用于为进入干管中的水进行加压;干管内设置固定卡槽、滑动圆片、固定滑竿;支管上设置柱形紊流流道以及压盐出水分口。本发明能实现多种不同情况下的灌水需要,可实现灌水器的自动压盐,节约人力,同时可拓宽一般地表灌水器的适用范围;通过控制支管的进水量,可实现横竖向自行组合灌溉,减少蒸发,节约水资源及能源;可拆卸的特性,可让该灌溉系统适用于更多场合,可与更多灌溉方式相结合,同时便于干管的回收及存放;可实现水肥一体化。
Description
技术领域
本发明涉及一种可压盐的变流量灌溉系统,属于农业节水灌溉技术领域。
背景技术
在农业生产过程中,为了提高水资源的利用率,节约灌溉用水量,人们探索了多种农业节水灌溉方式。就目前而言,地表灌溉在农田灌溉工程中较为常见,人们根据外界环境的不同选择不同的灌溉方式,但是在实际生产过程中,普通的灌水器功能和适用条件比较单一,随着农作物的生长,所需的灌溉水量及灌溉方式也不同,对于盐碱地而言,土地利用率不高,耕作区土壤含盐对作物生长发育有较大影响。因此,拓宽灌水器的适用条件,提高灌水器的功能多样化,在农业节水灌溉技术领域就显得尤为重要。
现有的灌水器一般具有以下缺点:
(1)现有灌水器多为单一地表灌溉或单一地下灌溉,适用范围较为局限。
(2)现有灌水器的灌溉流量通常不可改变,不能完全适应作物不同时期的灌溉需水。
(3)地表灌水器的灌溉水量通常大部分停留在土壤较浅区域,限制作物根系发展。
(4)现有灌水器对含盐较高的土壤适用性不强,根系附近含盐量达到一定浓度时,影响作物的正常生长发育。
发明内容
为解决上述不足,本发明提供一种可压盐的变流量灌溉系统。
本发明技术方案是:一种可压盐的变流量灌溉系统,包括加压系统、干管1、支管2;所述加压系统用于为进入干管1中的水进行加压;
所述干管1内设置固定卡槽16、滑动圆片14、固定滑竿13;
所述支管2上设置柱形紊流流道7以及压盐出水分口6;
灌溉水自干管1左端进水口进入,通过滑动圆片14流向支管2及下段干管,滑动圆片14上设置过水口15;干管1与支管2垂直相连;干管1中,滑道16对称固定于干管1内壁的上下两侧,所述干管1内壁上下两侧的滑道16结构均相同,每个滑道16最右端、正中间、最左端分别设置弹性方块17、弧形卡口18、磁性垫片19,每个滑道16内设滑块21,干管1内壁上下两侧的滑道16内的滑块21均与滑动圆片14相连,固定滑竿13一端与滑动圆片14相连,另一端与移动滑片9相连;
所述移动滑片9分为与支管2进水口大小相同的三个均等部分,从靠近滑动圆片14一端开始从左到右依次分别为圆形全开口12弧形滑片、开唯一出水口11弧形滑片以及全封闭弧形滑片;支管2中,柱形紊流流道7紧贴支管2中远离滑动圆片14的那一侧内壁上,其顶端截面形状大小与唯一出水口11 完全相同,压盐出水分口6均匀分布于柱形紊流流道7与支管2接触面外的支管2表面。
所述滑道16的长度与移动滑片9的长度相同。
所述加压系统包括盐分传感器23、加压泵3、控制器4、单片机5;所述干管1用于地表灌溉,支管2用于地下灌溉,干管1与支管2以类似三通管形式垂直相连,同时干管1与加压泵3相连,加压泵3上设置控制器4,盐分传感器23预埋于土壤内,用于收集作物根部附近湿润锋周围的盐分数据并传送给控制器4,控制器4与加压泵3相连,用于根据不同的盐分数值,控制加压泵3的运行。
通过加压泵3的运行,改变干管1中水流的压力差,根据不同的压力差,水流将推送滑动圆片14至三个不同的位置,滑动圆片14带动与其相连的固定滑竿13,将移动滑片9推至三个不同的位置,来改变支管2进水口的大小,从而控制支管2内通过的水量,以此达到不同的灌溉目的。
所述干管1上设置滴水口10,滴水口10位于移动滑片9运动范围内的干管1上,且当移动滑片9位于最左端时,滴水口10未被移动滑片9盖住,所述干管1左右两端做成可拆卸形式,即能够与任意灌溉管道相连接,实现不同的灌溉方式,满足不同的灌溉需求。
所述移动滑片9呈弧形的长滑面,其弧度与干管1的底面弧度相一致,按照长度分为三个等面,通过其滑动控制支管2的进水口大小,实现变流量灌溉,其中弹性方块17用于在减压时,能对滑块21有回弹作用。
所述支管2下端设有底部圆片8,底部圆片8上均匀布设底部出水孔22,呈开放状态。
本发明的工作原理是:
当本发明含有加压系统包括盐分传感器23、加压泵3、控制器4、单片机5时:
所述控制器4用于根据盐分传感器23测定土壤根部附近湿润锋周围的盐分含量的高低来控制加压泵3的加压大小;
其中,所述控制器4可以采用单片机、PLC实现上述功能,对于本领域技术人员来说,上述控制方式可以采用公知的方式进行,具体的工作方式也可以采用如下方式进行:
所述盐分传感器23测定土壤根部附近湿润锋周围的盐分含量,盐分传感器23把测到的盐分数据传给控制器4与其内部设置的第一预设值、第二预设值、第三预设值比较;
当盐分数据达到第一预设值时,控制器4控制加压泵3相应加压,此时水流压力差将滑动圆片14推至最右端弹性方块17处,通过固定滑竿13的带动,移动滑片9被推至最右端,此时圆形全开口12弧形滑片与支管2的进水口重合,出水量最大,此时水流自圆形全开口12流经支管2从支管2下端底部流出,同时支管2侧面的压盐出水分口6出水,辅助支管2底部出水压盐;
当盐分达到第二预设值时,控制器4控制加压泵3相应加压,此时水流压力差将滑动圆片14推至正中间弧形卡口18处,通过固定滑竿13的带动,移动滑片9被推至正中间,此时开唯一出水口11弧形滑片与支管2进水口重合,唯一出水口11与柱形紊流流道7的顶端重合,水流自唯一出水口11经柱形紊流流道7从支管2底部流出,出水缓慢且垂直下渗,此时干管1上的滴水口10被移动滑片9封闭,视为竖向地下灌溉;
当盐分含量达到第三预设值时,加压泵3不工作,此时滑块21紧贴磁性垫片19,滑动圆片14置于滑道16最左端,通过固定滑竿13的带动,移动滑片9置于最左端,此时全封闭弧形滑片与支管2进水口重合,支管2关闭,仅留干管1上的滴水口10出水,达到地表灌溉的目的,节水节能。
所述压盐出水分口6为圆形出水孔,
所述的干管1上设置的滴水口10可人为选择是否开设,如不开设,所述的一种可压盐的变流量灌溉系统便变为竖向可变流量灌水器,所述的干管1左右两端做成可拆卸形式,即能够与任意灌溉管道相连接,实现不同的灌溉方式,满足不同的灌溉需求。
当本发明加压系统仅含有加压泵3时,加压泵3用于为进入干管1中的水进行加压,本发明可以通过无数次的实验测得:移动滑片9被推至其运动范围的最右端、正中间、最左端时相对应的加压泵3的泵水压力,那么反过来就可以根据灌溉需要相应的设置加压泵3的泵水压力或更换不同泵水压力的加压泵3,从而不同的水流压力差将滑动圆片14推至滑道16的三个不同位置,滑动圆片14带动与其相连的固定滑竿13,将移动滑片9推至三个不同的位置,来改变支管2进水口的大小,从而控制支管2内通过的水量,以此达到不同的灌溉目的;
当移动滑片9被推至最右端,此时圆形全开口12弧形滑片与支管2的进水口重合,出水量最大,此时水流自圆形全开口12流经支管2从支管2下端底部流出,同时支管2侧面的压盐出水分口6出水,辅助支管2底部出水压盐;
当移动滑片9被推至正中间,此时开唯一出水口11弧形滑片与支管2进水口重合,唯一出水口11与柱形紊流流道7的顶端重合,水流自唯一出水口11经柱形紊流流道7从支管2底部流出,出水缓慢且垂直下渗,此时干管1上的滴水口10被移动滑片9封闭,视为竖向地下灌溉;
当移动滑片9置于最左端,此时全封闭弧形滑片与支管2进水口重合,支管2关闭,仅留干管1上的滴水口10出水,达到地表灌溉的目的,节水节能。
本发明的有益效果是:该灌溉系统能实现多种不同情况下的灌水需要,可实现灌水器的自动压盐,节约人力,同时可拓宽一般地表灌水器的适用范围;通过控制支管的进水量,可实现横竖向自行组合灌溉,减少蒸发,节约水资源及能源;可拆卸的特性,可让该灌溉系统适用于更多场合,可与更多灌溉方式相结合,同时便于干管的回收及存放;可实现水肥一体化;与一般地表灌水器相连,可改善灌溉水停留在较浅土面,致使作物根系扎的不深等问题。
附图说明
图1是本发明总结构示意图;
图2是本发明灌水量最大或压盐状态示意图;
图3是本发明竖向地下灌水状态示意图;
图4是本发明地表灌溉状态示意图;
图5是本发明内部细节结构图;
图6是本发明支管底部出水口细节示意图。
图1-6中各标号:1-干管、2-支管、3-加压泵、4-控制器、6-压盐出水分口、7-柱形紊流流道、8-底部圆片、9-移动滑片、10-滴水口、11-唯一出水口、12-圆形全开口、13-固定滑竿、14-滑动圆片、15-过水口、16-滑道、17-弹性方块、18-弧形卡口、19-磁性垫片、21-滑块、22-底部出水孔、23-盐分传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明。
实施例1:如图1-6所示,一种可压盐的变流量灌溉系统,包括加压系统、干管1、支管2;所述加压系统用于为进入干管1中的水进行加压;
所述干管1内设置固定卡槽16、滑动圆片14、固定滑竿13;
所述支管2上设置柱形紊流流道7以及压盐出水分口6;
灌溉水自干管1左端进水口进入,通过滑动圆片14流向支管2及下段干管,滑动圆片14上设置过水口15;干管1与支管2垂直相连;干管1中,滑道16对称固定于干管1内壁的上下两侧,所述干管1内壁上下两侧的滑道16结构均相同,每个滑道16最右端、正中间、最左端分别设置弹性方块17、弧形卡口18、磁性垫片19,每个滑道16内设滑块21,干管1内壁上下两侧的滑道16内的滑块21均与滑动圆片14相连,固定滑竿13一端与滑动圆片14相连,另一端与移动滑片9相连;
所述移动滑片9分为与支管2进水口大小相同的三个均等部分,从靠近滑动圆片14一端开始从左到右依次分别为圆形全开口12弧形滑片、开唯一出水口11弧形滑片以及全封闭弧形滑片;支管2中,柱形紊流流道7紧贴支管2中远离滑动圆片14的那一侧内壁上,其顶端截面形状大小与唯一出水口11 完全相同,压盐出水分口6均匀分布于柱形紊流流道7与支管2接触面外的支管2表面。
进一步地,所述滑道16的长度与移动滑片9的长度相同。
进一步地,所述加压系统包括盐分传感器23、加压泵3、控制器4、单片机5;所述干管1用于地表灌溉,支管2用于地下灌溉,干管1与支管2以类似三通管形式垂直相连,同时干管1与加压泵3相连,加压泵3上设置控制器4,盐分传感器23预埋于土壤内,用于收集作物根部附近湿润锋周围的盐分数据并传送给控制器4,控制器4与加压泵3相连,用于根据不同的盐分数值,控制加压泵3的运行。
进一步地,通过加压泵3的运行,改变干管1中水流的压力差,根据不同的压力差,水流将推送滑动圆片14至三个不同的位置,滑动圆片14带动与其相连的固定滑竿13,将移动滑片9推至三个不同的位置,来改变支管2进水口的大小,从而控制支管2内通过的水量,以此达到不同的灌溉目的。
进一步地,所述干管1上设置滴水口10,滴水口10位于移动滑片9运动范围内的干管1上,且当移动滑片9位于最左端时,滴水口10未被移动滑片9盖住,所述干管1左右两端做成可拆卸形式,即能够与任意灌溉管道相连接,实现不同的灌溉方式,满足不同的灌溉需求。
进一步地,所述移动滑片9呈弧形的长滑面,其弧度与干管1的底面弧度相一致,按照长度分为三个等面,通过其滑动控制支管2的进水口大小,实现变流量灌溉,其中弹性方块17用于在减压时,能对滑块21有回弹作用。
进一步地,所述支管2下端设有底部圆片8,底部圆片8上均匀布设底部出水孔22,呈开放状态。
本发明的工作原理是:
当本发明含有加压系统包括盐分传感器23、加压泵3、控制器4、单片机5时:
所述控制器4用于根据盐分传感器23测定土壤根部附近湿润锋周围的盐分含量的高低来控制加压泵3的加压大小;
其中,所述控制器4可以采用单片机、PLC实现上述功能,对于本领域技术人员来说,上述控制方式可以采用公知的方式进行,具体的工作方式也可以采用如下方式进行:
所述盐分传感器23测定土壤根部附近湿润锋周围的盐分含量,盐分传感器23把测到的盐分数据传给控制器4与其内部设置的第一预设值、第二预设值、第三预设值比较;
当盐分数据达到第一预设值时,控制器4控制加压泵3相应加压,此时水流压力差将滑动圆片14推至最右端弹性方块17处,通过固定滑竿13的带动,移动滑片9被推至最右端,此时圆形全开口12弧形滑片与支管2的进水口重合,出水量最大,此时水流自圆形全开口12流经支管2从支管2下端底部流出,同时支管2侧面的压盐出水分口6出水,辅助支管2底部出水压盐;
当盐分达到第二预设值时,控制器4控制加压泵3相应加压,此时水流压力差将滑动圆片14推至正中间弧形卡口18处,通过固定滑竿13的带动,移动滑片9被推至正中间,此时开唯一出水口11弧形滑片与支管2进水口重合,唯一出水口11与柱形紊流流道7的顶端重合,水流自唯一出水口11经柱形紊流流道7从支管2底部流出,出水缓慢且垂直下渗,此时干管1上的滴水口10被移动滑片9封闭,视为竖向地下灌溉;
当盐分含量达到第三预设值时,加压泵3不工作,此时滑块21紧贴磁性垫片19,滑动圆片14置于滑道16最左端,通过固定滑竿13的带动,移动滑片9置于最左端,此时全封闭弧形滑片与支管2进水口重合,支管2关闭,仅留干管1上的滴水口10出水,达到地表灌溉的目的,节水节能。
所述压盐出水分口6为圆形出水孔,
所述的干管1上设置的滴水口10可人为选择是否开设,如不开设,所述的一种可压盐的变流量灌溉系统便变为竖向可变流量灌水器,所述的干管1左右两端做成可拆卸形式,即能够与任意灌溉管道相连接,实现不同的灌溉方式,满足不同的灌溉需求。
实施例2:如图1-6所示,一种可压盐的变流量灌溉系统,包括加压系统、干管1、支管2;所述加压系统用于为进入干管1中的水进行加压;
所述干管1内设置固定卡槽16、滑动圆片14、固定滑竿13;
所述支管2上设置柱形紊流流道7以及压盐出水分口6;
灌溉水自干管1左端进水口进入,通过滑动圆片14流向支管2及下段干管,滑动圆片14上设置过水口15;干管1与支管2垂直相连;干管1中,滑道16对称固定于干管1内壁的上下两侧,所述干管1内壁上下两侧的滑道16结构均相同,每个滑道16最右端、正中间、最左端分别设置弹性方块17、弧形卡口18、磁性垫片19,每个滑道16内设滑块21,干管1内壁上下两侧的滑道16内的滑块21均与滑动圆片14相连,固定滑竿13一端与滑动圆片14相连,另一端与移动滑片9相连;
所述移动滑片9分为与支管2进水口大小相同的三个均等部分,从靠近滑动圆片14一端开始从左到右依次分别为圆形全开口12弧形滑片、开唯一出水口11弧形滑片以及全封闭弧形滑片;支管2中,柱形紊流流道7紧贴支管2中远离滑动圆片14的那一侧内壁上,其顶端截面形状大小与唯一出水口11 完全相同,压盐出水分口6均匀分布于柱形紊流流道7与支管2接触面外的支管2表面。
进一步地,所述滑道16的长度与移动滑片9的长度相同。
进一步地,通过加压泵3的运行,改变干管1中水流的压力差,根据不同的压力差,水流将推送滑动圆片14至三个不同的位置,滑动圆片14带动与其相连的固定滑竿13,将移动滑片9推至三个不同的位置,来改变支管2进水口的大小,从而控制支管2内通过的水量,以此达到不同的灌溉目的。
进一步地,所述干管1上设置滴水口10,滴水口10位于移动滑片9运动范围内的干管1上,且当移动滑片9位于最左端时,滴水口10未被移动滑片9盖住,所述干管1左右两端做成可拆卸形式,即能够与任意灌溉管道相连接,实现不同的灌溉方式,满足不同的灌溉需求。
进一步地,所述移动滑片9呈弧形的长滑面,其弧度与干管1的底面弧度相一致,按照长度分为三个等面,通过其滑动控制支管2的进水口大小,实现变流量灌溉,其中弹性方块17用于在减压时,能对滑块21有回弹作用。
进一步地,所述支管2下端设有底部圆片8,底部圆片8上均匀布设底部出水孔22,呈开放状态。
本发明的工作原理为:
加压系统仅含有加压泵3,加压泵3用于为进入干管1中的水进行加压,本发明可以通过无数次的实验测得:移动滑片9被推至其运动范围的最右端、正中间、最左端时相对应的加压泵3的泵水压力,那么反过来就可以根据灌溉需要相应的设置加压泵3的泵水压力或更换不同泵水压力的加压泵3,从而不同的水流压力差将滑动圆片14推至滑道16的三个不同位置,滑动圆片14带动与其相连的固定滑竿13,将移动滑片9推至三个不同的位置,来改变支管2进水口的大小,从而控制支管2内通过的水量,以此达到不同的灌溉目的;
当移动滑片9被推至最右端,此时圆形全开口12弧形滑片与支管2的进水口重合,出水量最大,此时水流自圆形全开口12流经支管2从支管2下端底部流出,同时支管2侧面的压盐出水分口6出水,辅助支管2底部出水压盐;
当移动滑片9被推至正中间,此时开唯一出水口11弧形滑片与支管2进水口重合,唯一出水口11与柱形紊流流道7的顶端重合,水流自唯一出水口11经柱形紊流流道7从支管2底部流出,出水缓慢且垂直下渗,此时干管1上的滴水口10被移动滑片9封闭,视为竖向地下灌溉;
当移动滑片9位于最左端,加压泵3不工作,此时滑块21紧贴磁性垫片19,滑动圆片14置于滑道16最左端,通过固定滑竿13的带动,移动滑片9置于最左端,此时全封闭弧形滑片与支管2进水口重合,支管2关闭,仅留干管1上的滴水口10出水,达到地表灌溉的目的,节水节能。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,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作出各种变化。
Claims (7)
1.一种可压盐的变流量灌溉系统,其特征在于:包括加压系统、干管(1)、支管(2);所述加压系统用于为进入干管(1)中的水进行加压;
所述干管(1)内设置固定卡槽(16)、滑动圆片(14)、固定滑竿(13);
所述支管(2)上设置柱形紊流流道(7)以及压盐出水分口(6);
灌溉水自干管(1)左端进水口进入,通过滑动圆片(14)流向支管(2)及下段干管,滑动圆片(14)上设置过水口(15);干管(1)与支管(2)垂直相连;干管(1)中,滑道(16)对称固定于干管(1)内壁的上下两侧,所述干管(1)内壁上下两侧的滑道(16)结构均相同,每个滑道(16)最右端、正中间、最左端分别设置弹性方块(17)、弧形卡口(18)、磁性垫片(19),每个滑道(16)内设滑块(21),干管(1)内壁上下两侧的滑道(16)内的滑块(21)均与滑动圆片(14)相连,固定滑竿(13)一端与滑动圆片(14)相连,另一端与移动滑片(9)相连;
所述移动滑片(9)分为与支管(2)进水口大小相同的三个均等部分,从靠近滑动圆片(14)一端开始从左到右依次分别为圆形全开口(12)弧形滑片、开唯一出水口(11)弧形滑片以及全封闭弧形滑片;支管(2)中,柱形紊流流道(7)紧贴支管(2)中远离滑动圆片(14)的那一侧内壁上,其顶端截面形状大小与唯一出水口(11) 完全相同,压盐出水分口(6)均匀分布于柱形紊流流道(7)与支管(2)接触面外的支管(2)表面。
2.根据权利要求1所述的可压盐的变流量灌溉系统,其特征在于:所述滑道(16)的长度与移动滑片(9)的长度相同。
3.根据权利要求1所述的可压盐的变流量灌溉系统,其特征在于:所述加压系统包括盐分传感器(23)、加压泵(3)、控制器(4)、单片机(5);所述干管(1)用于地表灌溉,支管(2)用于地下灌溉,干管(1)与支管(2)以类似三通管形式垂直相连,同时干管(1)与加压泵(3)相连,加压泵(3)上设置控制器(4),盐分传感器(23)预埋于土壤内,用于收集作物根部附近湿润锋周围的盐分数据并传送给控制器(4),控制器(4)与加压泵(3)相连,用于根据不同的盐分数值,控制加压泵(3)的运行。
4.根据权利要求1或3所述的可压盐的变流量灌溉系统,其特征在于:通过加压泵(3)的运行,改变干管(1)中水流的压力差,根据不同的压力差,水流将推送滑动圆片(14)至三个不同的位置,滑动圆片(14)带动与其相连的固定滑竿(13),将移动滑片(9)推至三个不同的位置,来改变支管(2)进水口的大小,从而控制支管(2)内通过的水量,以此达到不同的灌溉目的。
5.根据权利要求1所述的可压盐的变流量灌溉系统,其特征在于:所述干管(1)上设置滴水口(10),滴水口(10)位于移动滑片(9)运动范围内的干管(1)上,且当移动滑片(9)位于最左端时,滴水口(10)未被移动滑片(9)盖住,所述干管(1)左右两端做成可拆卸形式,即能够与任意灌溉管道相连接,实现不同的灌溉方式,满足不同的灌溉需求。
6.根据权利要求1所述的可压盐的变流量灌溉系统,其特征在于:所述移动滑片(9)呈弧形的长滑面,其弧度与干管(1)的底面弧度相一致,按照长度分为三个等面,通过其滑动控制支管(2)的进水口大小,实现变流量灌溉,其中弹性方块(17)用于在减压时,能对滑块(21)有回弹作用。
7.根据权利要求1所述的可压盐的变流量灌溉系统,其特征在于:所述支管(2)下端设有底部圆片(8),底部圆片(8)上均匀布设底部出水孔(22)。
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