CN109295941A - 一种生态高效的多功能u型塑料构件及其构成的渠道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生态高效的多功能U型塑料构件及其构成的渠道，其结构特点是：所述渠壁的断面呈U型；首端连接闸板与末端连接卡槽紧密契合，组成塑料构件的连接装置；竖肋与横肋垂直交叉连接构成塑料构件的加固结构；所述闸槽位于塑料构件末端，可采用闸门控制输水；所述分水口与排渍口分别位于渠壁的外侧壁两侧底部，可接支管输水或直接向田间灌溉、排除渠道渍害；所述四通可改变输水方向或者接支管输水，并控制输水；所述盖板嵌扣在盖板凹槽、盖板护翼内，腔体内可覆土种植。本发明集输水分水功能、控制输水功能、排渍功能、防淤塞功能及生态功能与一体，通过连接装置组合，结构简单，运输安装便捷，极大提高了施工效率，输水效率高。

Description

一种生态高效的多功能U型塑料构件及其构成的渠道

技术领域

本发明涉及水利灌溉与排水工程技术领域，尤其涉及一种生态高效的多功能 U型塑料构件及其构成的渠道。

背景技术

灌溉渠道防渗是提高灌溉水利用系数直接最有效的措施。目前混凝土防渗渠 道应用非常广泛。但现浇混凝土防渗渠道施工复杂，非常受气候条件限制，成本 大且施工进度无法掌控。同时预制混凝土防渗渠道预制块普遍较小，接缝多，施 工质量难以保证，渠道整体性差。同时目前排水渠道多采用土质渠道，易淤塞， 影响排水与排涝。

如《一种U型防腐塑料渠道构件及其构成的渠道》(专利号201520068195.3) 所述工作过程：U型防腐塑料渠道构件依次连接而成，其中相邻的两个构件通过 连接件6连接，在连接件6的内侧壁上和渠壁1的外侧壁上涂上防水胶后用螺丝 将连接件6与渠壁1拧紧，依次连接构成渠道，该渠道嵌入农田土壤即可用于农 田灌溉或排水。但单个构件长度1～2m，需要先将构件依次连接成渠道后，再将 上述渠道嵌入农田，这将会使上述构件渠道太长，施工不便并造成渠壁与农田沟 渠土壤契合度较差，在应用中仍存在较大缺陷。本发明提供的塑料构件及其构成 的农业灌溉渠道工作过程：将首个构件嵌入已平整好的农田沟渠，相邻的另一构 件的首端连接槽、凸翼缘搭接于首个构件的末端连接槽、凹翼缘并用螺栓将两构 件拧紧，使施工灵活快捷，操作性强，并且在构件上安装盖板并覆土种植。

本发明可用于灌溉与排水渠道，简化了施工程序，提高了施工效率，大大提 高了水利用效率，实现了生态要求，增大了灌溉面积，解决了渠道渍害及淤塞问 题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有混凝土防渗灌溉渠道及土质排水渠道的不足，提 供一种生态高效的多功能U型塑料构件及其构成的渠道，提高施工效率和水利用 效率，实现生态的要求，解决了渠道排水淤塞问题。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：一种生态高效的多功 能U型塑料构件及其构成的渠道，所述的塑料构件包括渠壁1、首端连接闸板2、 末端连接卡槽3、竖肋4、横肋5、闸槽6、分水口7、排渍口8、盖板凹槽9、 盖板护翼10、四通11、闸门12及盖板13；其特征在于：所述塑料构件的断面 呈U型，渠壁1分为内渠壁、外渠壁与渠翼，内渠壁为灌溉水流通道，外渠壁、 渠翼与农田沟渠紧密贴合；首端连接闸板2位于塑料构件首端，末端连接卡槽3 位于塑料构件末端；首端连接闸板断面呈U型，与首端内渠壁连接为一体；末端 连接卡槽断面呈U型，与首端连接闸板契合；渠壁1外渠壁上均设置竖肋4，并 于渠壁1底部外渠壁设置横肋5；渠翼中间位置设置盖板凹槽9和盖板护翼10； 所述盖板13嵌扣在渠翼上的盖板凹槽9内。

进一步的，所述闸槽6位于塑料构件末端，断面呈U型；闸门12材质为塑 料，断面呈U型，将闸门12插在闸槽6位置，可起到控制灌溉与排水作用。

进一步的，所述分水口7位于渠壁1的外侧壁底部，断面呈圆形；需要接支 管输水时，可采用开孔器将渠壁1打通，将分管与分水口7连接。

进一步的，所述排渍口8由分水口7与过滤网组成，位于渠壁1的另一外侧 壁底部，断面呈圆形；需要排除渠道渍害时，可采用开孔器将渠壁1打通，将过 滤网盖住排渍口8，并在过滤网外包土工布。

进一步的，所述渠壁1断面呈U型，渠壁下部为圆弧段、上部为铅直段，圆 弧段直径在160～1600mm范围内；塑料渠道每段长0.5～2m。

进一步的，所述塑料构件首端连接闸板2与末端连接卡槽3尺寸契合，共同 组成塑料构件的连接装置。

进一步的，渠壁1外渠壁上等距设置多条竖肋4；渠壁1底部外渠壁设置3 条横肋5，对称分布；所述竖肋4与横肋5垂直交叉连接构成塑料构件的加固结 构，可防止所述塑料构件不均匀位移，平衡并稳定塑料构件。

进一步的，所述四通11由首端连接闸板2、末端连接卡槽3、闸槽6及闸门 12组成，可分为等径四通与异径四通；四通上设有首端连接闸板和末端连接卡 槽，闸槽位于塑料构件末端，断面呈U型，闸门插在闸槽位置；当需要改变输水 方向或者接支管输水时，将四通11的首端连接闸板2与塑料构件的末端连接卡 槽3紧密连接；需要控制四通11的某个输水方向时，将闸门12插在闸槽6，可 方便快捷实现控制输水的效果。

进一步的，所述盖板13材质为塑料，由盖板脚14及盖板腔体15组成，四 个盖板脚14嵌扣在所述盖板凹槽9内，盖板护翼10防止盖板13横向移动；腔 体15内可覆土并种植草皮等植物。

农业灌溉渠道由塑料构件依次连接而成，通过塑料构件首端连接闸板2与相 邻塑料构件末端连接卡槽3连接，紧密契合；打通分水口7即可实现支管输水， 打通排渍口8即可实现排除渠道渍害，连接四通11即可实现改变输水方向或者 接支管输水；并于塑料构件渠翼上增设盖板13覆土种植。

进一步的，盖板腔体覆土深度在5～10cm，四通11可设置为等径四通或异径 四通。这里需要特别指出的是：设置盖板的目的是防止灌溉水蒸发，大大提高灌 溉水利用系数，并且可防止渠道淤塞，覆土种植实现生态的要求；设置闸门与闸 槽的目的是控制灌溉与排水，调节灌溉节约用水。设置分水口7的目的是接支管 输水，或者直接放水至田间；设置排渍口8的目的是排除渠道渍害，使渠道更加 稳固；设置四通11的目的是可灵活实现多方向输水，并控制输水。

本发明提出的一种生态高效的多功能U型塑料构件及其构成的渠道，由于其 是由塑料构件按照一定顺序连接而成的渠道，改变了混凝土防渗渠道和土质渠道 的常规设计和施工方法，产生如下有益效果：

1、本发明的渠壁是由塑料与紫外线吸收剂及抗氧化剂一起而制而成的断面 为U型结构，可以减少渠道侧壁压力，不易产生变形；抗老化塑料使得构件质量 较轻、耐用且抗腐蚀；渠道壁光滑、糙率小，可较大程度提高过水能力，灌溉水 利用效率高，水量损失小，节约水资源，适用于农业灌溉排水工程。

2、构件渠翼增设盖板，减小水分蒸发，进一步提高灌溉水利用效率、解决 排水渠道淤塞问题，覆土种植符合生态理念与要求，适用于生态农业工程。

3、每个塑料构件具有连接装置和加固结构，有效的保障渠道不易漏水和变 形，且能够快速且简便地安装，容易拆卸、便于维护。

4、塑料构件及四通具有闸槽结构，可用闸门控制灌溉与排水，节约水资源。

5、塑料构件增设分水口、排渍口，方便快捷实现分水或向田间输水、排除 渠道渍害。

6、增设四通，可轻松改变输水方向或接支管输水，增大灌溉面积，控制输 水。

7、本发明结构简单，施工及养护方便，塑料构件及盖板可回收再利用，生 态环保，安全性能好，适用范围广。

目前尚未在农业灌溉排水渠道上应用。采用塑料渠道代替混凝土防渗渠道及 土质排水渠道，从而达到降低施工难度，提高施工效率与水利用效率，增大灌溉 面积，排除渠道渍害并实现生态要求，解决渠道淤塞问题。

与《一种U型防腐塑料渠道构件及其构成的渠道》(专利号201520068195.3) 相比，本发明塑料构件具有更好结构稳定性、实施操作性，可控制灌溉与排水并 实现生态要求，并且不需要单独设置连接件，各塑料构件相互独立，通过塑料构 件首端连接闸板与相邻构件末端连接卡槽紧密连接，将农田沟渠铺筑过程变得非 常简单便捷，大大提高了施工效率和水利用效率，能增大灌溉面积、排除渠道渍 害，具有更广阔的应用前景。同时在塑料构件渠翼上增设盖板并覆土种植，进一 步提高了灌溉水利用系数，解决了渠道淤塞问题,而且符合生态理念与要求，适 用于生态农业灌溉排水工程。

附图说明

图1：本发明的塑料构件首端视图；

图2：本发明的塑料构件末端视图；

图3：本发明的塑料构件平面图；

图4：本发明的塑料构件横断面图；

图5：本发明的塑料构件闸门细部图；

图6：本发明的塑料构件盖板细部图；

图7：本发明的塑料构件四通示意图。

图8：本发明的塑料构件构成的灌溉渠道示意图。

图中：1-渠壁、2-首端连接闸板、3-末端连接卡槽、4-竖肋、5-横肋、6- 闸槽、7-分水口、8-排渍口、9-盖板凹槽、10-盖板护翼、11-四通、12-闸门、 13-盖板、14-盖板脚、15-盖板腔体、16-管壁、17-底座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对 本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

如图1-7所示，本发明公开了一种生态高效的多功能U型塑料构件及其构成 的渠道，其技术方案为：所述的塑料构件包括渠壁1、首端连接闸板2、末端连 接卡槽3、竖肋4、横肋5、闸槽6、分水口7、排渍口8、盖板凹槽9、盖板护 翼10、四通11、闸门12及盖板13；其特征在于：所述塑料构件的断面呈U型， 渠壁1分为内渠壁、外渠壁与渠翼，内渠壁为灌溉水流通道，外渠壁、渠翼与农 田沟渠紧密贴合；首端连接闸板2位于塑料构件首端，末端连接卡槽3位于塑料 构件末端；首端连接闸板断面呈U型，与首端内渠壁连接为一体；末端连接卡槽断面呈U型，与首端连接闸板契合；渠壁1外渠壁上均设置竖肋4，并于渠壁1 底部外渠壁设置横肋5；渠翼中间位置设置盖板凹槽9和盖板护翼10；所述盖板 13嵌扣在渠翼上的盖板凹槽9内。

所述的塑料构件的断面呈U型，底部圆弧半径r在80～800mm范围内。构件 过流顶宽B＝2r，构件的长度L在0.5～2.0m范围内，构件深H＝r+h₂，H在0.3～1.0m 范围内，渠翼宽b，盖板护翼10高b，宽b，b不小于4a且在10cm范围内，构 件渠壁厚度a在0.3～2cm范围内。

所述塑料构件首端连接闸板2与末端连接卡槽3尺寸契合，共同组成塑料构 件的连接装置。首端连接闸板2由连接凹槽和闸板组成，连接凹槽断面呈U型， 内渠壁底部圆弧半径为r，外渠壁底部圆弧半径为r+a，宽2a；闸板断面呈U型， 内渠壁底部圆弧半径为r，外渠壁底部圆弧半径为r+2a，宽2a。末端连接卡槽3 由连接槽和连接卡件组成，连接槽断面呈U型，圆弧半径为r+2a，宽2a；连接 卡件断面呈U型，圆弧半径为r+a，宽2a。

所述的塑料构件渠壁1的两外侧壁上均设置有竖肋4和横肋5，竖肋4与横 肋5垂直交叉连接构成塑料构件的加固结构，并连接构成整体，组成塑料构件矩 形框架；渠壁1外渠壁上等距设置多条竖肋4，竖肋4断面为U型，圆弧半径为 r+a，厚a，宽B+4b；渠壁1底部外渠壁设置3条横肋5，对称分布,厚度为a。 互相之间距离为B/4+b，横肋5断面为U型，圆弧半径为r+a，长L-4a。

所述闸槽6位于构件末端，距离构件末端长度为2a，断面呈U型，圆弧段 半径为r+a/2；闸门12材质为塑料，断面呈U型，圆弧段半径为r+a/2,将闸门 12插进闸槽6位置，可起到控制灌溉与排水作用。

所述分水口7位于渠壁1的外侧壁底部，渠壁1的底部外渠壁齐平，断面呈 圆形，直径R小于塑料构件圆弧半径r，壁厚为a；排渍口8由分水口7与过滤 网组成，尺寸与分水口7相同。

所述四通11由渠壁1、首端连接闸板2、末端连接卡槽3、闸槽6及闸门12 组成，按等径四通分析，四通11尺寸见渠壁1、首端连接闸板2、末端连接卡槽 3、闸槽6及闸门12。

所述盖板13材质为塑料，四个盖板脚14嵌扣在盖板凹槽9、盖板护翼10 内；盖板凹槽9长2a，宽b，深a，塑料构件渠翼上共设置2个，第一个盖板凹 槽9距首端L/4，第二个盖板凹槽9距末端L/4；盖板护翼10宽b，高b；盖板 腔体15内可覆土并种植草皮等植物，盖板脚11长a，宽b，盖板8底部厚度为 a/2，外尺寸为长L/2-3a、宽B+2b；腔体15尺寸为长L/2-4a、宽B+2b-a，高 h₃不小于3.5a。

所述的塑料构件由塑料与紫外线吸收剂及抗氧化剂一起压制而成，可防止构 件因暴露在空气或浸泡在水中老化而致使其不能正常工作，渠翼、加固结构及底 座可保护构件受外力的破坏，从而延长了构件的使用寿命，节约了成本。

本发明的灌溉排水渠道制备过程：由塑料构件依次连接而成，主要包括如下 步骤：

(1)将首个塑料构件嵌入已平整好的农田沟渠，相邻塑料构件的首端连接 闸板2插进首个构件末端连接卡槽3，紧密契合；

(2)需要连接四通11分水时，将四通11的首端连接闸板2插进塑料构件 末端连接卡槽3，紧密契合；

(3)将另外一个塑料构件首端连接闸板2插进四通11的末端连接卡槽3， 紧密契合；

(4)将所述盖板8的四个盖板脚14嵌扣在上述两构件盖板凹槽9与盖板护 翼10内；

(5)对所述盖板腔体15进行覆土并种植草皮等植物；

(6)重复步骤(1)—(5)，直至灌溉渠道全部铺筑完成；

(7)需要控制灌溉与排水时，可将闸门12插进塑料构件闸槽6位置；需要 接支管输水或向田间灌溉时，则采用打孔器将分水口7打通；渠道需要排渍时， 则采用打孔器将排渍口8打通，并安装过滤网及土工布。

本发明的渠壁是由塑料与紫外线吸收剂及抗氧化剂一起而制而成的断面为 U型结构，满足结构稳定要求，可以减少渠道侧壁压力，不易产生变形；抗老化 塑料使得构件质量较轻、耐用且抗腐蚀；渠道壁光滑、糙率小，可较大程度提高 过水能力；本发明的塑料构件集输水分水功能、控制输水功能、排渍功能、防淤 塞功能及生态功能与一体；增设盖板，减小水分蒸发，可进一步提高灌溉水利用 系数，水量损失小，并可解决渠道淤塞问题，覆土种植符合生态理念与要求，适 用于生态农业灌溉排水工程；同时塑料构件增设闸槽与闸门装置，可控制灌溉与 排水时，节约水资源；增设分水口可向田间直接灌溉或接支管输水；增设排渍口 可排除渠道渍害；增设四通可轻松改变输水方向或接支管输水，增大灌溉面积，控制输水；每个塑料构件具有连接装置和加固结构，有效的保障渠道不易漏水和 变形，且能够快速且简便地安装，容易拆卸、便于维护；本发明结构简单，施工 及养护方便，塑料构件及盖板可回收再利用，生态环保，安全性能好，适用范围 广；在农业灌溉排水渠道上应用，可实现节水生态高效的目标。

此外，本发明的技术方案中，也可以在塑料构件的下端设置排水暗管，如图 9所示，排水暗管由管壁16与底座17组成，管壁16与塑料构件的竖肋4、横肋 5一起浇铸而成，形成一体；底座17位于管壁16底部，对称分布，可平衡并稳 定塑料渠道。设置排水暗管的目的是排除涝害与渍害。当塑料构件构成的渠道不 足以排除涝害的情况下，排水暗管可与塑料构件排水一起形成完整充分的排水系 统，加大排水流量，解除涝害与渍害，如有需要可采用打孔器在管壁16上打孔 并铺设过滤土工布。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽 管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当 理解，可以在形式上和细节上对其作改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的 范围。

Claims (8)

1.一种生态高效的多功能U型塑料构件，所述的塑料构件包括渠壁、首端连接闸板、末端连接卡槽、竖肋、横肋、闸槽、分水口、排渍口、盖板凹槽、盖板护翼、四通、闸门及盖板；其特征在于：所述渠壁分为内渠壁、外渠壁与渠翼，内渠壁为灌溉水流通道，外渠壁、渠翼与农田沟渠紧密贴合；首端连接闸板位于塑料构件首端，末端连接卡槽位于塑料构件末端；首端连接闸板断面呈U型，与首端内渠壁连接为一体；末端连接卡槽断面呈U型，与首端连接闸板契合；外渠壁上均设置竖肋，并于渠壁底部外渠壁设置横肋；渠翼中间位置设置盖板凹槽和盖板护翼；所述盖板嵌扣在渠翼上的盖板凹槽内；

所述闸槽位于塑料构件末端，断面呈U型，闸门插在闸槽位置；

所述分水口位于渠壁的外侧壁底部，断面呈圆形；需要接支管输水时，可采用开孔器将渠壁打通，将分管与分水口连接；

所述排渍口由分水口与过滤网组成，位于渠壁的另一外侧壁底部，断面呈圆形；需要排除渠道渍害时，可采用开孔器将渠壁打通，将过滤网盖住排渍口，并在过滤网外包土工布；

所述在末端连接卡槽上连接有四通。

2.如权利要求1所述的一种节水生态高效的塑料构件，其特征在于：所述渠壁的断面呈U型，渠壁下部为圆弧段、上部为铅直线，圆弧段直径在160～1600mm范围内；塑料渠道每段长0.5～2m。

3.如权利要求1所述的一种节水生态高效的塑料构件，其特征在于：所述塑料构件首端连接闸板与末端连接卡槽紧密契合，共同组成塑料构件的连接装置。

4.如权利要求1所述的一种节水生态高效的塑料构件，其特征在于：外渠壁上等距设置多条竖肋；渠壁底部外渠壁设置3条横肋，对称分布；所述竖肋与横肋垂直交叉连接构成塑料构件的加固结构，可防止所述塑料构件不均匀位移，平衡并稳定塑料构件。

5.如权利要求1所述的一种节水生态高效的塑料构件，其特征在于：所述四通由首端连接闸板、末端连接卡槽、闸槽及闸门组成，可分为等径四通与异径四通；四通上设有首端连接闸板和末端连接卡槽，闸槽位于塑料构件末端，断面呈U型，闸门插在闸槽位置；当需要改变输水方向或者接支管输水时，可将四通的首端连接闸板与塑料构件的末端连接卡槽紧密连接；需要控制四通的某个输水方向时，将闸门插在闸槽，可方便快捷实现控制输水的效果。

6.如权利要求1所述的一种节水生态高效的塑料构件，其特征在于：所述盖板材质为塑料，由盖板脚及盖板腔体组成，四个盖板脚嵌扣在所述盖板凹槽、盖板护翼内；腔体内可覆土并种植草皮植物。

7.一种如权利要求所述的节水生态高效的塑料构件的农业灌溉渠道，其特征在于：农业灌溉渠道由塑料构件依次连接而成，通过塑料构件首端连接闸板与相邻塑料构件末端连接卡槽连接，紧密契合；塑料构件渠翼上增设盖板覆土种植。

8.根据权利要求7所述的节水生态高效的塑料构件的农业灌溉渠道，其特征在于灌溉排水渠道制备过程：由塑料构件依次连接而成，主要包括如下步骤：

(1)将首个塑料构件嵌入已平整好的农田沟渠，相邻塑料构件的首端连接闸板2插进首个构件末端连接卡槽，紧密契合；

(2)需要连接四通分水时，将四通的首端连接闸板插进塑料构件末端连接卡槽，紧密契合；

(3)将另外一个塑料构件首端连接闸板插进四通的末端连接卡槽，紧密契合；

(4)将所述盖板的四个盖板脚嵌扣在上述两构件盖板凹槽与盖板护翼内；

(5)对所述盖板腔体进行覆土并种植草皮等植物；

(6)重复步骤(1)—(5)，直至灌溉渠道全部铺筑完成；

(7)需要控制灌溉与排水时，可将闸门插进塑料构件闸槽位置；需要接支管输水或向田间灌溉时，则采用打孔器将分水口打通；渠道需要排渍时，则采用打孔器将排渍口打通，并安装过滤网及土工布。