CN109990132B - 微灌管道末端用多功能阀门 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种微灌管道末端用多功能阀门，涉及微灌领域，包括：阀体，包括外壁、第一腔体、第二腔体和第三腔体，外壁上设置有贯穿第一腔体的腔体进水孔和贯穿第三腔体的腔体出水孔；密封垫，包括与腔体进水孔连通的密封进水孔和与腔体出水孔连通的密封出水孔；调节环部，其内表面包括自动冲洗区，自动冲洗区形成有通道，用于增大流经通道的水流的水头损失，通道的两端形成有与密封进水孔对应的通道进水孔和与密封出水孔对应的通道出水孔；开闭组件，包括闸体。本申请通过自动冲洗区的通道增大流经通道的水流的水头损失使水流缓慢进入第三腔体，从而使闸体延迟浮起关闭第二腔体，实现管路自动冲洗和自动关闭效果。

Description

微灌管道末端用多功能阀门

技术领域

本申请涉及微灌领域，尤其是涉及一种微灌管道末端用多功能阀门。

背景技术

微灌系统的每一个灌水单元一般呈树状结构，管道数量庞大，主要由支管和微灌供水管道(滴灌带、微喷带等)构成，在实际工程中，可以用排水管将微灌供水管道的末端连起来，在环状结构中的支管或者排水管末端，通常需要安装一段竖直向上管件，并在竖直向上管件上安装排气阀来排出管网系统中的空气，避免水锤效应、气蚀效应等不利因素；支管或者排水管通常为聚氯乙烯材料制成，为了避免冬天冻胀破裂，常用措施是在支管或者排水管末端放置阀门井，在支管或者排水管末端安装一段竖直向下管件，并在竖直向下管件上安装排水阀，在气温低于0℃前将排水阀打开，自流排水。

此外，随着水资源短缺矛盾的加剧，诸如再生水、含沙量大的地表水(如引黄滴灌)等非常规水源正在大量使用，水源中的泥沙、藻类以及未溶解的肥料等小颗粒悬浮物都能通过过滤器，进入管网系统，造成滴头或者微喷头堵塞，导致微灌系统的使用寿命缩短。定期对管网系统进行冲洗是解决微灌系统堵塞的最有效办法之一，然而，定期打开、关闭每根管道的尾端进行冲洗需要巨大的维护成本，不符合自动化、智能化的现代农业要求。综上，传统的微灌管网系统需要在支管/排水管末端向上延伸安装排气阀以及向下延伸、开挖阀门井安装排水阀，投资较大、施工较难；对于现代复杂的微灌水源以及自动化和智能化的农业发展趋势，一种能实现管网系统定期自动冲洗的微灌装备必不可少。

发明内容

有鉴于此，本申请目的在于提供一种微灌管道末端用多功能阀门，可实现微灌系统自动冲洗、自动关闭。

第一方面，本申请实施例提供一种微灌管道末端用多功能阀门，包括：

阀体，所述阀体包括外壁、第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述外壁上设置有凹部，所述凹部上设置有穿透所述外壁并贯穿所述第一腔体的腔体进水孔和贯穿所述第三腔体的腔体出水孔；所述第一腔体包括进水口和第一过水通道，所述第二腔体设置在所述第一腔体上，所述第二腔体包括出水口和与所述第一过水通道连通的第二过水通道，所述第三腔体包括与所述第二过水通道垂直相通的闸体通道；

密封垫，所述密封垫安装在所述凹部上，所述密封垫包括与所述腔体进水孔连通的密封进水孔和与所述腔体出水孔连通的密封出水孔；

调节环部，所述调节环部套设在所述阀体的外侧，所述调节环部的内表面包括自动冲洗区，所述自动冲洗区形成有通道，用于增大流经所述通道的水流的水头损失，所述通道的两端形成有与所述密封进水孔对应的通道进水孔和与所述密封出水孔对应的通道出水孔，所述调节环部能够相对所述阀体旋转，使得所述通道进水孔与所述腔体进水孔和所述密封进水孔连通，且所述通道出水孔与所述腔体出水孔和所述密封出水孔连通；

开闭组件，所述开闭组件包括闸体，所述闸体的至少一部分位于所述闸体通道内且能够沿着所述闸体通道移动，从而打开或关闭所述第二过水通道。

优选地，所述通道形成为曲折形状或缠绕形状。

优选地，所述通道的内壁被粗糙化处理以增加粗糙度，所述通道的宽度沿所述通道进水孔开始至所述通道出水孔递减。

优选地，所述闸体包括呈台阶状并形成为一体的第一部分和第二部分，所述第一部分的最大宽度大于所述第二部分的最大宽度，在所述第二过水通道被最大程度地打开时，所述第一部分的至少一部分位于所述闸体通道内且所述第二部分抵接所述第三腔体的内表面。

优选地，所述开闭组件还包括浮体和杆构件，所述浮体包括贯穿所述浮体的中心的第一圆柱通道，所述闸体包括贯穿所述闸体的第二圆柱通道，所述杆构件包括第三圆柱通道，所述第三圆柱通道的两端分别紧密地插入到所述第一圆柱通道和所述第二圆柱通道中，使得所述闸体、所述浮体和所述杆构件连接在一起；

所述第三腔体还设置有导杆，所述导杆的一端采用螺纹连接的方式安装在所述第三腔体的内表面；

所述导杆的直径小于所述第三圆柱通道的直径，所述开闭组件能够沿着所述导杆往复移动。

优选地，所述闸体的外周面形成有遍及所述闸体的整周延伸的密封槽，在所述密封槽内嵌设有密封圈；

所述第二过水通道还包括闸体密封件，所述闸体密封件安装在所述闸体通道与所述第二过水通道的交汇处的一侧，所述闸体密封件上有通孔，所述闸体密封件的外周部紧贴所述第二过水通道的内壁且与所述闸体配合，从而能够截止所述第二过水通道中的水流。

优选地，所述外壁包括伞形凸台，所述伞形凸台与所述阀体的主体卡接，所述伞形凸台的上部还标记有定位箭头；

所述凹部关于所述定位箭头所在的垂直于所述出水口的定位平面对称，所述凹部上设置有关于所述凹部的中心线对称的数组密封垫卡槽；

所述密封垫的尺寸与所述凹部相匹配，所述密封垫包括与所述密封垫卡槽的数量、位置相同的密封垫卡扣，用于与对应的所述密封垫卡槽卡接；

所述密封进水孔的直径等于所述腔体进水孔的直径，所述密封出水孔的直径等于所述腔体出水孔的直径；

所述密封垫沿所述密封垫的中心线延伸的两侧边沿采用楔形边沿，所述楔形边沿与所述凹部配合处的尺寸，与所述凹部相对于所述外壁凹陷的尺寸相等；

所述密封垫能够紧贴安装在所述凹部上，并且所述密封进水孔与所述腔体进水孔能够同心，所述密封出水孔与所属腔体出水孔能够同心。

优选地，所述通道进水孔的直径大于所述密封进水孔的直径，所述通道出水孔的直径大于所述密封出水孔的直径，所述调节环部能够相对所述阀体旋转，使得所述通道进水孔与所述密封进水孔能够同心且所述通道出水孔与所述密封出水孔能够同心。

优选地，所述调节环部的内表面还包括排气区、手动冲洗区和排水区；

所述排气区为嵌设于所述调节环部的内表面的矩形通道，所述调节环部能够相对所述阀体旋转，使得所述腔体出水孔的至少一半和所述腔体进水孔的至少一半均位于所述矩形通道内；

所述手动冲洗区未设置有通道，通过所述调节环部相对所述阀体旋转，使得在所述手动冲洗区处于与所述密封垫对应的位置时，所述开闭组件无法实现打开或关闭所述第二过水通道。

优选地，所述外壁还设置有腔体排水孔，所述腔体排水孔贯穿所述外壁，所述腔体排水孔的圆心处于定位平面内；

所述腔体排水孔与设置于所述第一腔体内的排水通道的第一端相连，所述排水通道垂直弯折向下延伸，所述排水通道的第二端采用锥形并与排水软管相连，所述排水软管延伸至微灌管道的末端的底部；

所述排水区设置有内螺纹排水管道和堵头，所述内螺纹排水管道的第一端穿透所述调节环部与所述腔体排水孔相连，所述内螺纹排水管道的内径与所述腔体排水孔相等，所述内螺纹排水管道的第二端设置有内螺纹，所述堵头通过螺纹与所述内螺纹排水管道连接从而封闭所述内螺纹排水管道；

所述外壁还包括外丝螺纹管道，所述外丝螺纹管道外侧设有外丝螺纹，所述外丝螺纹管道第一端与所述进水口相连，所述外丝螺纹管道另一端与所述微灌管道的末端相连；

所述外壁还包括设置于所述凹部上方和下方的两个定位卡槽，所述定位卡槽的圆心在所述定位平面内；

所述外壁还包括数条环形导槽，所述环形导槽设置于所述凹部的上方或下方，用于与所述调节环部配合；

所述调节环部包括顶端通孔和底端通孔，所述顶端通孔的上端与所述外壁相配合，所述底端通孔与所述外丝螺纹管道相配合；

所述内表面包括数量、尺寸与所述环形导槽相同的数条旋转导轨，所述旋转导轨能够安装于所述环形导槽内，使得所述调节环部能够相对于所述外壁旋转；

所述内表面还包括与所述排气区、所述自动冲洗区、所述手动冲洗区和所述排水区的位置相对应的定位卡扣，所述定位卡扣设置在所述排气区、所述自动冲洗区、所述手动冲洗区、所述排水区的上方和下方，所述定位卡扣能够与所述定位卡槽配合，从而锁定所述排气区、所述冲洗区和所述排水区中的一者与所述密封垫配合。

本申请通过自动冲洗区的通道增大流经通道的水流的水头损失，实现水流缓慢进入第三腔体，从而使闸体延迟浮起关闭第二腔体，实现管路自动冲洗效果。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了阀门装配图以定位平面为剖面的剖视图的示意图；

图2示出了阀体以定位平面为剖面的剖视图的中部剖视示意图；

图3示出了阀体凹部正视图的示意图；

图4示出了密封垫主视图的示意图；

图5示出了密封垫后视图的示意图；

图6示出了密封垫俯视图的示意图；

图7示出了调节环部俯视图的示意图；

图8示出了排气区的示意图；

图9示出了第一自动冲洗区的示意图；

图10示出了第二自动冲洗区的示意图；

图11示出了第三自动冲洗区的示意图；

图12示出了手动冲洗区的示意图；

图13示出了排水区的示意图；

图14示出了调节环部的外表面第一位置的示意图；

图15示出了调节环部的外表面第二位置的示意图；

图16示出了调节环部的外表面第三位置的示意图；

图17示出了开闭组件的示意图。

附图标记：

阀体-1；第一腔体-11；进水口-111；第一过水通道-112；排水通道-113；排水软管-1131；第二腔体-12；出水口-121；第二过水通道-122；第一闸体密封件-1221；第二闸体密封件-1222；第三腔体-13；闸体通道-131；导杆-132；外壁-14；伞形凸台-141；定位箭头-1411；凹部-142；腔体进水孔-1421；腔体出水孔-1422；第一组密封垫卡槽-1423；第二组密封垫卡槽-1424；腔体排水孔-1425；外丝螺纹管道-143；第一定位卡槽-144；第二定位卡槽-145；第一环形导槽-146；第二环形导槽-147；

密封垫-2；密封进水孔-21；密封出水孔-22；第一组密封垫卡扣-23；第二组密封垫卡扣-24；第一楔形边沿-25；第二楔形边沿-26；

调节环部-3；内壳-31；第一自动冲洗区-311；第一冲洗进水孔-3111；第一冲洗出水孔-3112；第一组定位卡扣-3113；第一齿状通道-3114；第二自动冲洗区-312；第二冲洗进水孔-3121；第二冲洗出水孔-3122；第二组定位卡扣-3123；第二齿状通道-3124；第三自动冲洗区-313；第三冲洗进水孔-3131；第三冲洗出水孔-3132；第三组定位卡扣-3133；第三齿状通道-3134；排气区-314；第四组定位卡扣-3141；手动冲洗区-315；第五组定位卡扣-3151；排水区-316；内螺纹排水管道-3161；堵头-3162；第六组定位卡扣-3163；第一旋转导轨-317；第二旋转导轨-318；外壳-32；第一自动冲洗位置标记-321；第二自动冲洗位置标记-322；第三自动冲洗位置标记-323；排气位置标记-324；手动冲洗位置标记-325；排水位置标记-326；底端通孔-33；顶端通孔-34；

开闭组件-4；浮体-41；闸体-42；第一密封槽-421；第二密封槽-422；第三密封槽-423；第一密封圈-424；第二密封圈-425；第三密封圈-426；杆构件-43。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

具体实施例一

请参照图1至图17，本实施例提供的微灌管道末端用多功能阀门，包括：阀体、密封垫、调节环部和开闭组件。以下将具体描述微灌管道末端用多功能阀门的上述部件之间的连接关系及工作原理。

在实施例中，阀体1包括外壁14、第一腔体11、第二腔体12和第三腔体13(如图2)，第一腔体11包括进水口111和与进水口111连通的第一过水通道112，第二腔体12包括出水口121和与出水口121连通的第二过水通道122，第三腔体13包括闸体通道131，其中，第一过水通道112与第二过水通道122相连通，第二过水通道122与闸体通道131垂直连通，即第一腔体11与第二腔体12连通，第三腔体13与第二腔体12相连通。

本实施例中，第二腔体12内设置有闸体密封件，闸体密封件安装在闸体通道131与第二过水通道122的交汇处的一侧，闸体密封件上形成有通孔，并且，在闸体通道131与第二过水通道122的交汇处的两侧分别设置了第一闸体密封件1221和第二闸体密封件1222，例如第一闸体密封件1221和第二闸体密封件1222可以由弹性体形成，如此实现有效的密封。

此外，第二腔体12设置在伞形凸台141的上端，伞形凸台141与阀体1的主体卡接，可选地，可在卡接处的外侧设置密封环(图中未示出)进一步保证密封性，伞形凸台141上设置有定位箭头1411(如图3)，该定位箭头1411位于阀体1的对称平面上，该对称平面即为定位平面。

开闭组件4包括闸体42，闸体42的至少一部分始终位于闸体通道131内且能够沿着闸体通道131移动，从而打开或关闭第二过水通道122。

可选地，第三腔体13的面对闸体通道131的内表面设置有一具有内螺纹的螺纹孔，用于安装导杆132，可选地，导杆132采用圆柱导杆，其一端设置有外螺纹，可安装在螺纹孔中，例如，导杆132的轴线与闸体通道131的轴线重合，用于对闸体42进行导向，防止闸体42歪斜；闸体通道131的形状与闸体42形状适配，在本实施例中，闸体42采用长方块(如图17)，闸体42的外周面形成有遍及闸体42的整周延伸的密封槽，在密封槽内嵌设有密封圈，例如本实施例中，分别设置了第一密封槽421、第二密封槽422和第三密封槽423，并对应嵌设第一密封圈424、第二密封圈425和第三密封圈426；闸体42可以与第一闸体密封件1221和第二闸体密封件1222配合共同截止第二过水通道122中的水流，本实施例中，第二过水通道122的截面采用矩形，因此第一闸体密封件1221和第二闸体密封件1222也采用矩形框架(如图3)，然而，不限于此，只要满足闸体密封件能够与第二过水通道122的正常安装，并不特别限制第二过水通道122的截面以及闸体密封件的形状，并且，只要满足闸体42能够与闸体密封件配合共同截止第二过水通道122的水流，并不特别限制闸体密封件的通孔的形状。

本实施例中，闸体42设置有穿过其轴线的圆柱通道，闸体42套设在导杆132外，可在浮动组件的作用下，沿着闸体通道131上下往复滑动。可选地，浮动组件可以为闸体42本身，即采用T字形闸体(图中未示出)，其上端宽度大于下端宽度，其上端与第一闸体密封件1221和第二闸体密封件1222配合共同截止第二过水通道122中的水流，在第二过水通道122被最大程度地打开时，第一部分的至少一部分位于闸体通道131内且第二部分抵接第三腔体13的面对闸体通道131的内表面。此外，例如，在图17所示的本实施例中，浮动组件采用的是浮体41和杆构件43的结构，可选地，浮体41采用浮球，浮球的直径与闸体通道131的截面矩形的宽度相同，浮球和杆构件43均具有圆柱通道，杆构件43的第一端连接到浮球，第二端连接到闸体42。

在本实施例中，浮球、杆构件43和闸体42以一体成型的方式形成，也就是说，单一的圆柱通道贯穿浮球、杆构件43和闸体42三者，然而，不限于此，也可以采用三者分别加工再装配的方式，即杆构件43通过插接，以过盈配合的方式与浮球、闸体42的圆柱通道进行装配。

此外，在本实施例中，第三腔体13的外表面也属于第一腔体11的外表面，第三腔体13与第一腔体11的公共腔壁位于阀体1的凹部142侧，凹部142位于阀体1的外壁14上(如图3)，可选地，凹部142的沿图3的主视方向上(即在与图3的纸面方向垂直的方向上)的投影可以为矩形或其他常见几何形状，在本实施例中采用等腰梯形，凹部142的中心线也位于定位平面上，沿着凹部142的中心线，凹部142上设置有腔体进水孔1421和腔体出水孔1422，腔体进水孔1421和腔体出水孔1422分别贯穿阀体1的外壁14，以分别与第一腔体11和第三腔体13连通，凹部142上还设置有关于凹部142的中心线对称的密封垫卡槽，在本实施例中，设置两组密封垫卡槽，即第一组密封垫卡槽1423和第二组密封垫卡槽1424。

可选地，密封垫2整体采用圆弧片状结构(如图4至图6)，尺寸与凹部142相匹配，两侧分别设置有完全相同的第一楔形边沿25和第二楔形边沿26，第一楔形边沿25和第二楔形边沿26的末端厚度与凹部142相对于外壁14的凹陷深度相同，因此密封垫2能够紧贴地安装在凹部142上，并且密封垫2的中心线与凹部142的中心线重合，密封垫2还设置第一组密封垫卡扣23和第二组密封垫卡扣24，用于与对应位置的密封垫卡槽卡接，密封垫2还包括与腔体进水孔1421连通的密封进水孔21和与腔体出水孔1422连通的密封出水孔22；在本实施例中，密封垫2的材料可由橡胶等柔性密封材料形成，以保证与阀体1、调节环部3配合时的密封性。

调节环部3套设在阀体1的外侧(如图1)，在本实施例中，调节环部3包括内壳31和外壳32，内壳31与外壳32一体成型并且同步运动，调节环部3的内壳31(即调节环部3的内表面)嵌有自动冲洗区、排气区314、手动冲洗区315和排水区316(如图7)。

自动冲洗区形成有通道，通道的两端形成有与密封进水孔21对应的冲洗进水孔和与密封出水孔22对应的冲洗出水孔，在本实施例中，凹部142的上方和下方还设置有第一环形导槽146和第二环形导槽147，调节环部3的对应位置也设置有第一旋转导轨317和第二旋转导轨318，如此通过环形导槽与对应旋转导轨的配合，调节环部3能够相对阀体1旋转，使得冲洗进水孔与腔体进水孔1421和密封进水孔21连通，且冲洗出水孔与腔体出水孔1422和密封出水孔22连通，在本实施例中，密封进水孔21、密封出水孔22、腔体进水孔1421、腔体出水孔1422四者的直径相等，而冲洗进水孔、冲洗出水孔两者的直径也相等，但要大于密封进水孔21、密封出水孔22、腔体进水孔1421、腔体出水孔1422四者的直径，目的在于使冲洗进水孔完全覆盖密封进水孔21和腔体进水孔1421，冲洗出水孔完全覆盖密封出水孔22和腔体出水孔1422，以避免出现漏水的情况。

在本实施例中，自动冲洗区采用齿状通道，即采用蜿蜒曲折通道，不仅增加了流经通道内的水流的流程长度，还因通道的齿状设计，使得流经通道内的水流的流动方向频繁发生变化，所以流经通道内的水流的水头损失被大大提高，使得其流动速度减慢；并且自动冲洗区以齿状通道的总长度递增的顺序分为第一自动冲洗区311、第二自动冲洗区312和第三自动冲洗区313，齿状通道通过往复折叠实现长度的增加(如图9至图11)。在不同水源水质和管网系统规模条件下，可根据不同的自动冲洗时间的需要，可以适应性地选择第一自动冲洗区311、第二自动冲洗区312和第三自动冲洗区313与凹部142和密封垫2配合，从而保证冲洗时间可调。

此外，自动冲洗区对应第一自动冲洗区311、第二自动冲洗区312和第三自动冲洗区313分别设置有第一组定位卡扣3113、第二组定位卡扣3123和第三组定位卡扣3133，定位卡扣与设置在凹部142的上方和下方的第一定位卡槽144和第二定位卡槽145配合，用于锁定各自动冲洗区，例如在本实施例中，在第一组定位卡扣3113与第一定位卡槽144和第二定位卡槽145配合时，始终保证第一冲洗进水孔3111与密封进水孔21和腔体进水孔1421同心，第一冲洗出水孔3112与密封出水孔22和腔体出水孔1422同心，第二冲洗进水孔3121、第三冲洗进水孔3131与密封进水孔21、腔体进水孔1421的配合方式，第二冲洗出水孔3122、第三冲洗出水孔3132与密封出水孔22、腔体出水孔1422的相对位置关系，均与上述相同。

然而，不限于此，自动冲洗区还可以采用螺旋状通道，只要保证可增加通道长度，并相对频繁地改变流经通道内水流的流动方向，并且折叠、盘曲的范围在凹部142的于内壳31的投影范围内，并不特殊限定通道的形状和增加长度的方式，此外也可以继续在调节环部3的内壳31上设置具有相对于本实施例中第三自动冲洗区313的通道长度更长的冲洗通道，并对应设置定位卡扣，即可继续增加自动冲洗区；

此外，可以对上述通道的内壁进行粗糙处理，增加内壁的粗糙度，进一步增加流经通道内水流的水头损失。

此外，也可以将通道的宽度设计为沿冲洗进水孔至冲洗出水孔递减，也就是说，通道的横截面的面积沿冲洗进水孔至冲洗出水孔逐渐减小，即通过不断缩小流经通道内水流的过流断面的面积的方式进一步增加流经通道内水流的水头损失，需要说明的是，此种设计下的冲洗进水孔的直径可以大于冲洗出水孔的直径，但冲洗进水孔的直径仍然大于密封进水孔、腔体进水孔的直径，冲洗出水孔的直径仍然大于密封出水孔、腔体出水孔的直径。

排气区314为嵌设于调节环部3的内表面的矩形通道，可选地，调节环部3能够相对阀体1旋转，使得腔体出水孔1422和腔体进水孔1421均位于矩形通道内；排气区314也设置有与第一定位卡槽144和第二定位卡槽145配合的第四组定位卡扣3141(如图8)。

手动冲洗区315未设置通道，通过调节环部3相对阀体1旋转，使得在手动冲洗区315处于与密封垫2对应的位置时，水无法通过腔体进水孔1421、密封进水孔21、密封出水孔22和腔体出水孔1422进入第三腔体13，开闭组件4无法实现打开或关闭第二过水通道122，手动冲洗区315也设置有与第一定位卡槽144和第二定位卡槽145配合的第五组定位卡扣3151(如图12)。

外壁14还设置有腔体排水孔1425，腔体排水孔1425贯穿外壁14，腔体排水孔1425的圆心处于定位平面内；腔体排水孔1425与设置于第一腔体11内的排水通道113的第一端相连，排水通道113垂直弯折向下延伸，排水通道113的第二端采用锥形并与排水软管1131相连，排水软管1131延伸至微灌管道的末端的内侧底面；排水区316设置有内螺纹排水管道3161和堵头3162，内螺纹排水管道3161的第一端贯穿调节环部3与腔体排水孔1425相连，内螺纹排水管道3161的内径与腔体排水孔1425相等，内螺纹排水管道3161的第二端设置有内螺纹，堵头3162通过螺纹与内螺纹排水管道3161连接，从而封闭内螺纹排水管道3161；排水区316也设置有与第一定位卡槽144和第二定位卡槽145配合的第六组定位卡扣3163，保证内螺纹排水管道3161与腔体排水孔1425同心(如图13)。

此外，本实施例中，调节环部3的外壳32上还设置有与上述六种功能区相对应的六个位置标记，由与上述六组定位卡扣处于同一平面的箭头和对应的字母组成，便于确定不同功能区域的位置(如图1至图16)。

具体实施例二

基于具体实施例一，生产制造：阀体1、密封垫2、调节环部3和开闭组件4的生产制造均可以采用注塑工艺一体成型，其中，第二过水通道122可以与伞形凸台141一体成型；对于本实施例中的闸体42、杆构件43和浮球，也可以采用分别成型，然后将杆构件43的两端分别与闸体42和浮球的圆柱通道插接进行装配。

装配过程：首先通过闸体通道131将导杆132安装在内螺纹孔上，然后沿着闸体通道131套入开闭组件4，再将伞形凸台141与阀体1的主体卡接，将密封垫2安装在阀体1的凹部142上，将阀体1经由调节环部3的顶端通孔34装入，并使外丝螺纹管道143贯穿底端通孔33，最终使第一旋转导轨317、第二旋转导轨318分别和第一环形导槽146、第二环形导槽147相配合，使得调节环部3能够相对阀体1旋转，并且各组定位卡扣能够与第一定位卡槽144、第二定位卡槽145相配合，最后通过外丝螺纹管道143将装配好的阀门安装在灌溉管路的末端。

下面具体描述阀门的工作原理。具体地：

排气功能：当不需要对灌溉系统进行冲洗而只需要在运行时排出管网中的气体时，可旋转调节环部3，将调节环部3的外壳32的排气位置标记324(参见图16)的箭头对准伞形凸台141上的定位箭头1411。此时，外壳32上的腔体进水孔1421、腔体出水孔1422与密封垫2上的密封进水孔21和密封出水孔22以及调节环部3上的排气区314相通，并且在密封垫2的密封作用下，形成密封的、不漏水、不漏气的通道，水泵启动后：

灌溉管网中的气体在水的作用下，依次经由进水口111、第一过水通道112、第二过水通道122和出水口121排出，上述路径内的气体被排出之后，水流依次经由上述路径排出；此外，与此同步地，水流也会依次经由进水口111、第一过水通道112、腔体进水孔1421、密封进水孔21、矩形通道、密封出水孔22和腔体出水孔1422，快速进入第三腔体13，如此同样能够在先排出上述路径内的气体之后再使水流经由上述路径；开闭组件4的浮球在水的浮力作用下，推动闸体42迅速沿着导杆132向上运动，最终闸体42与第一闸体密封件1221和第二闸体密封件1222相配合，截止第二过水通道122中的水流，此时的灌溉系统进入正常工作状态；在闸体42上移以关闭第二过水通道122过程中，水会沿出水口121流出，但由于闸体42上移速度很快，此部分排水量可以忽略。

当灌溉结束，灌溉系统停止运行时，第三腔体13中的水流依次经由腔体出水孔1422、密封出水孔22、矩形通道、密封进水孔21、腔体进水孔1421、第一过水通道112、进水口111流回灌溉管路，开闭组件4的浮球逐渐下降，带着闸体42逐渐沿着导杆132向下运动，第二过水通道122逐渐打开。

自动冲洗功能：当灌溉水源较干净或者管网系统规模较小时，需要在每次灌水前对系统进行短时间的冲洗，可旋转调节环部3，将调节环部3的外壳32上的第一自动冲洗位置标记321(参见图16)的箭头对准伞形凸台141上的定位箭头1411。此时，腔体进水孔1421、腔体出水孔1422与密封垫2上的密封进水孔21和密封出水孔22以及调节环部3上的第一自动冲洗区311相连通，并且在密封垫2的密封作用下，形成密封的、不漏水、不漏气的通道。

同样的，灌溉系统需要先排气，灌溉管网中的气体在水的作用下，依次经由进水口111、第一过水通道112、第二过水通道122和出水口121排出，上述路径内的气体被排出之后，水流依次经由上述路径排出；与此同步地，水流也会依次经由进水口111、第一过水通道112、腔体进水孔1421、密封进水孔21、齿状通道、密封出水孔22和腔体出水孔1422，进入第三腔体13，如此同样能够在先排出上述路径内的气体之后再使水流经由上述路径。此外，因为自动冲洗区采用相对于矩形通道水头损失更大的齿状通道，第三腔体13达到闸体42关闭第二过水通道122的水量所需的时间也较长，即水流进入第三腔体13这条路径的过程会产生一定延迟，因此开闭组件4的浮球在水的浮力作用下推动闸体42沿着导杆132向上运动的耗时也较长，最终闸体42与第一闸体密封件1221和第二闸体密封件1222密封相配合，截止第二过水通道122中的水流，从而，在水流被截止前，水从出水口121流出的时间也较长，使水流充分冲洗灌溉管道，第二过水通道122中的水流被截止后，此灌溉系统进入正常工作状态。

当灌溉结束，灌溉系统停止运行时，第三腔体13中的水依次经由腔体出水孔1422、密封出水孔22、齿状通道、密封进水孔21、腔体进水孔1421、第一过水通道112、进水口111流回灌溉管路，开闭组件4的浮球逐渐下降，带着闸体42逐渐沿着导杆132向下运动，第二过水通道122逐渐打开。

在本实施例中，调节环部3的内壳31上嵌有长度递增的第一齿状通道3114、第二齿状通道3124和第三齿状通道3134，因此水流过三者耗时也是递增的，所以第三腔体13达到闸体42关闭第二过水通道122的水量所需的时间也是递增的，所以闸体42关闭第二通道的速度是递减的，因此可以实现冲洗时间递增。通过旋转调节环部3在对应的第一自动冲洗位置标记321、第二自动冲洗位置标记322和第三自动冲洗位置标记323之间切换，即在第一自动冲洗区311、第二自动冲洗区312和第三自动冲洗区313之间切换，即可调整冲洗时间。

手动冲洗功能：除了不同时间长度的冲洗功能，本申请还配备了手动冲洗功能，即可根据实际情况把握管网系统冲洗时长，对整个管网系统进行手动冲洗和手动关闭。可旋转调节环部3，将调节环部3外壳32上的手动冲洗位置标记325(参照图14)的箭头对准伞形凸台141上的定位箭头1411。由于调节环部3上手动冲洗区315即为调节环部3的内壳31，所以腔体进水孔1421、密封进水孔21和密封出水孔22、腔体出水孔1422没有形成相连的通道。水无法进入第三腔体13，进而浮球无法推动闸体42沿着导杆132向上运动关闭第二过水通道122，水依次不断经由进水口111、第一过水通道112、第二过水通道122和出水口121流出，直至将调节环部3的外壳32上的手动冲洗位置标记325的箭头对准外壳32上的其他位置标记的箭头。

排水功能：当灌溉结束后，需要在冬天上冻前将管网中的存水排出，可旋转调节环部3，将调节环部3的外壳32上的排水位置标记326(参照图14)的箭头对准伞形凸台141上的定位箭头1411，此时，排水区316的内螺纹排水管道3161能准确对准到外壁14上的腔体排水孔1425。把堵头3162拧下，将便携式抽水装置通过螺纹与内螺纹排水管道3161相连，灌溉管路中的存水可以依次经由灌溉管路末端、排水软管1131、排水通道113、腔体排水孔1425和内螺纹排水管道3161经由便携式抽水装置抽出，排水彻底、迅速，降低了冬天灌溉管路冻胀破裂的风险。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是在本申请的创新构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种微灌管道末端用多功能阀门，包括阀体，其特征在于，所述阀体包括外壁、第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述外壁上设置有凹部，所述凹部上设置有穿透所述外壁并贯穿所述第一腔体的腔体进水孔和贯穿所述第三腔体的腔体出水孔；所述第一腔体包括进水口和第一过水通道，所述第二腔体设置在所述第一腔体上，所述第二腔体包括出水口和与所述第一过水通道连通的第二过水通道，所述第三腔体包括与所述第二过水通道垂直相通的闸体通道；

所述微灌管道末端用多功能阀门还包括：

密封垫，所述密封垫安装在所述凹部上，所述密封垫包括与所述腔体进水孔连通的密封进水孔和与所述腔体出水孔连通的密封出水孔；

调节环部，所述调节环部套设在所述阀体的外侧，所述调节环部的内表面包括自动冲洗区，所述自动冲洗区形成有通道，用于增大流经所述通道的水流的水头损失，所述通道的两端形成有与所述密封进水孔对应的通道进水孔和与所述密封出水孔对应的通道出水孔，所述调节环部能够相对所述阀体旋转，使得所述通道进水孔与所述腔体进水孔和所述密封进水孔连通，且所述通道出水孔与所述腔体出水孔和所述密封出水孔连通；

开闭组件，所述开闭组件包括闸体，所述闸体的至少一部分位于所述闸体通道内且能够沿着所述闸体通道移动，从而打开或关闭所述第二过水通道。

2.根据权利要求1所述的微灌管道末端用多功能阀门，其特征在于，所述通道形成为曲折形状或缠绕形状。

3.根据权利要求2所述的微灌管道末端用多功能阀门，其特征在于，所述通道的内壁被粗糙化处理以增加粗糙度，所述通道的宽度沿所述通道进水孔开始至所述通道出水孔递减。

4.根据权利要求1所述的微灌管道末端用多功能阀门，其特征在于，所述闸体包括呈台阶状并形成为一体的第一部分和第二部分，所述第一部分的最大宽度大于所述第二部分的最大宽度，在所述第二过水通道被最大程度地打开时，所述第一部分的至少一部分位于所述闸体通道内且所述第二部分抵接所述第三腔体的内表面。

5.根据权利要求1所述的微灌管道末端用多功能阀门，其特征在于，

所述开闭组件还包括浮体和杆构件，所述浮体包括贯穿所述浮体的中心的第一圆柱通道，所述闸体包括贯穿所述闸体的第二圆柱通道，所述杆构件包括第三圆柱通道，所述第三圆柱通道的两端分别紧密地插入到所述第一圆柱通道和所述第二圆柱通道中，使得所述闸体、所述浮体和所述杆构件连接在一起；

所述第三腔体还设置有导杆，所述导杆的一端采用螺纹连接的方式安装在所述第三腔体的内表面；

所述导杆的直径小于所述第三圆柱通道的直径，所述开闭组件能够沿着所述导杆往复移动。

6.根据权利要求1所述的微灌管道末端用多功能阀门，其特征在于，所述闸体的外周面形成有遍及所述闸体的整周延伸的密封槽，在所述密封槽内嵌设有密封圈；

所述第二过水通道还包括闸体密封件，所述闸体密封件安装在所述闸体通道与所述第二过水通道的交汇处的一侧，所述闸体密封件上有通孔，所述闸体密封件的外周部紧贴所述第二过水通道的内壁且与所述闸体配合，从而能够截止所述第二过水通道中的水流。

7.根据权利要求1所述的微灌管道末端用多功能阀门，其特征在于，所述外壁包括伞形凸台，所述伞形凸台与所述阀体的主体卡接，所述伞形凸台的上部还标记有定位箭头；

所述凹部关于所述定位箭头所在的垂直于所述出水口的定位平面对称，所述凹部上设置有关于所述凹部的中心线对称的数组密封垫卡槽；

所述密封垫的尺寸与所述凹部相匹配，所述密封垫包括与所述密封垫卡槽的数量、位置相同的密封垫卡扣，用于与对应的所述密封垫卡槽卡接；

所述密封进水孔的直径等于所述腔体进水孔的直径，所述密封出水孔的直径等于所述腔体出水孔的直径；

所述密封垫沿所述密封垫的中心线延伸的两侧边沿采用楔形边沿，所述楔形边沿与所述凹部配合处的尺寸，与所述凹部相对于所述外壁凹陷的尺寸相等；

所述密封垫能够紧贴安装在所述凹部上，并且所述密封进水孔与所述腔体进水孔能够同心，所述密封出水孔与所属腔体出水孔能够同心。

8.根据权利要求1所述的微灌管道末端用多功能阀门，其特征在于，所述通道进水孔的直径大于所述密封进水孔的直径，所述通道出水孔的直径大于所述密封出水孔的直径，所述调节环部能够相对所述阀体旋转，使得所述通道进水孔与所述密封进水孔能够同心且所述通道出水孔与所述密封出水孔能够同心。

9.根据权利要求1所述的微灌管道末端用多功能阀门，其特征在于，所述调节环部的内表面还包括排气区、手动冲洗区和排水区；

所述排气区为嵌设于所述调节环部的内表面的矩形通道，所述调节环部能够相对所述阀体旋转，使得所述腔体出水孔的至少一半和所述腔体进水孔的至少一半均位于所述矩形通道内；

所述手动冲洗区未设置有通道，通过所述调节环部相对所述阀体旋转，使得在所述手动冲洗区处于与所述密封垫对应的位置时，所述开闭组件无法实现打开或关闭所述第二过水通道。

10.根据权利要求9所述的微灌管道末端用多功能阀门，其特征在于，所述外壁还设置有腔体排水孔，所述腔体排水孔贯穿所述外壁，所述腔体排水孔的圆心处于定位平面内；

所述腔体排水孔与设置于所述第一腔体内的排水通道的第一端相连，所述排水通道垂直弯折向下延伸，所述排水通道的第二端采用锥形并与排水软管相连，所述排水软管延伸至微灌管道的末端；

所述排水区设置有内螺纹排水管道和堵头，所述内螺纹排水管道的第一端穿透所述调节环部与所述腔体排水孔相连，所述内螺纹排水管道的内径与所述腔体排水孔相等，所述内螺纹排水管道的第二端设置有内螺纹，所述堵头通过螺纹与所述内螺纹排水管道连接从而封闭所述内螺纹排水管道；

所述外壁还包括外丝螺纹管道，所述外丝螺纹管道外侧设有外丝螺纹，所述外丝螺纹管道第一端与所述进水口相连，所述外丝螺纹管道另一端与所述微灌管道末端相连；

所述外壁还包括设置于所述凹部上方和下方的两个定位卡槽，所述定位卡槽的圆心在所述定位平面内；

所述外壁还包括数条环形导槽，所述环形导槽设置于所述凹部的上方或下方，用于与所述调节环部配合；

所述调节环部包括顶端通孔和底端通孔，所述顶端通孔的上端与所述外壁相配合，所述底端通孔与所述外丝螺纹管道相配合；

所述内表面包括数量、尺寸与所述环形导槽相同的数条旋转导轨，所述旋转导轨能够安装于所述环形导槽内，使得所述调节环部能够相对于所述外壁旋转；

所述内表面还包括与所述排气区、所述自动冲洗区、所述手动冲洗区和所述排水区的位置相对应的定位卡扣，所述定位卡扣设置在所述排气区、所述自动冲洗区、所述手动冲洗区、所述排水区的上方和下方，所述定位卡扣能够与所述定位卡槽配合，从而锁定所述排气区、所述冲洗区和所述排水区中的一者与所述密封垫配合。