CN110056678A

CN110056678A - 一种灌溉用多通球阀及其含有该多通球阀的节水管网

Info

Publication number: CN110056678A
Application number: CN201910420713.6A
Authority: CN
Inventors: 陈华; 周岳; 耿礼绍
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-05-20
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2019-07-26

Abstract

本发明公开了一种灌溉用多通球阀及其含有该多通球阀的节水管网，其改进点在于多通球阀的改进，其包括球形阀体和球形阀芯，球形阀体上设置有多个出水口和一个进水口，球形阀芯上设置一个阀芯进水孔和一个阀芯出水孔，球形阀体与球形阀芯为分体式部件，球形阀芯安装在球形阀体内，球形阀芯能够在球形阀体内转动，从而实现多个出水口出水，提高灌溉效率和灌溉面积，降低用户的使用成本。

Description

一种灌溉用多通球阀及其含有该多通球阀的节水管网

技术领域

本发明涉及农田灌溉用阀门，尤其涉及灌溉用多通球阀及其含有该多通球阀的管网。

背景技术

当前，农业田地灌溉实施节水灌溉时，从地面引出的出水桩为了向两侧灌溉，人们普遍采用以下设备连接方式：即在地表出水桩处连接一个三通，用“T”形状表示这个三通的工作接入状态，T字下端与出水桩相连，T字两端各连接一个单向导通球阀，然后再与对应管径大小的软管相连，这样做既保证了出水量的调节，也保证了只一侧供水时，另一侧可完全关闭。由于这种球阀具有可完全关闭的功能，达到了节约每一滴水，用好每一滴水的节水灌溉目的。

然而，这种连接方式，劳动量很大。完成整个管网的安装，连接不少于五处的工作环节才可保证把地下管网的水顺畅引入到地表内，单个阀门的可灌溉面积小。同时，每安装一个连接时，都要消耗一些防水漏材料，而且每年都要重复安装一次，无形增加了工作量和成本投入。

目前市场上现有的灌溉用阀门，其阀芯在阀体内部，是一体、不可拆卸的，一个灌溉期不到，阀心和阀体之间就有可能形成水垢，增加阀芯与阀体内腔的摩擦力，最终导致阀芯锈死，因无法清除水垢造成阀门无法关闭或打开，这种情况下阀门因无法使用就报废了。另外市场上需要不同出水管径的球阀，以适应不同作物的灌溉需求；

，一个灌溉期结束后就会把滴灌带和阀门拆除，等来年开春再重新安装，而地表出水桩一直在地里，阀门拆卸后，阀门和出水桩的接口处是敞开的，很容易有泥土、树枝等杂物掉入地表出水桩而引起地下管网堵塞，直接影响来年对农作物的灌溉。

现有的灌溉阀门没有设计与智能灌溉执行器的连接件，存在不方便之处。

因此，发明一种结构简单、安装简便、成本低廉、能重复使用且节约水资源的球阀对于广大的制造商和农耕者来说具有极大的发展意义。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种灌溉用多通球阀，该球阀的灌溉面积大，使用成本低，阀体和阀芯可拆卸，能够清除两者之间的杂质，延长阀门的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种灌溉用多通球阀，包括球形阀体和球形阀芯，其特征在于：所述球形阀体内部中空，球形阀体顶部设置有连接座，连接座上设置有通孔，球形阀体底部设置有进水口，侧面设置有多个出水口；所述球形阀芯内部中空，球心阀芯的顶部设置有阀芯驱动柄，底部设置有阀芯进水孔，侧面设置有阀芯出水孔；球形阀芯装入到球心阀体中，阀芯驱动柄从通孔伸出球形阀体，并固定在连接座上，阀芯驱动柄能够在球心阀体上转动，阀芯驱动柄转动驱动球形阀芯在球形阀体内转动；阀芯驱动柄顶部周圈规律性分布或对称性分布数个小孔，用于安装发光装置；阀芯进水孔与进水口相连通，所述阀芯出水孔能够与每个出水口相连通；所述阀体与外接出水管用管箍连接，外接出水管孔径设多种直径。

所述球形阀芯的中心位置与球心阀体的中心位置相同，所述阀芯进水孔截面平行于水平面，所述阀芯出水孔截面垂直于水平面，所述进水口截面平行于水平面，所述出水口截面垂直于水平面。

所述阀芯进水孔和阀芯出水孔为圆形孔，所述进水口和出水口为圆心口，所述阀芯进水孔的圆心在进水口中心线上，阀芯出水孔和出水口对正后，阀芯出水孔的圆心在该出水口的中心线上。

所述球形阀芯能够从球心阀体的进水口喂入和取出。

所述连接座上装有由硬质材质或金属材质内嵌的螺纹筒。用于安装智能灌溉执行器等外部设备。

所述出水口上安装有出水接口管箍，出水接口管箍上连接不同孔径的出水接口管，所述进水口上安装有进水口管箍，进水口管箍上连接进水口管。

所述阀芯驱动柄连接有手柄或者智能灌溉执行器，连接手柄可人工手动转动阀芯驱动柄而驱动球心阀芯转动，从而调节出水量和出水位置，连接智能灌溉执行器可通过智能灌溉执行器来转动阀芯驱动柄而驱动球心阀芯转动从而调节出水量和出水位置。

所述阀体球心驱动柄与连接座上的通孔相接处上设有密封圈。包括但不限于安装一个密封圈，这种法可以增强阀体腔体内部密封性，防止水从阀体顶部外泄，造成水资源浪费。

所述阀芯驱动柄顶部周圈均匀分布数个小孔，用于安装发光装置；

所述进水接口管和/或出水接口管上设有一个凸起平台。用于连接其它电子电气设备。

所述进水接口管和/或出水接口管上设有一个孔，内嵌硬质材质或金属材质的螺纹筒。用于连接传感设备，如压力变送器、传感器等感知电子元件。

所述进水接口管与球形阀体的进水口处以及与阀芯进水孔相接触的处安装有耐磨材质的密封圈，进水接口管另一端外圈设有两个密封周圈槽。以增强多通阀内部密封性能。

所述灌溉用多通球阀还包括进水接口堵头，进水接口管堵头一端外侧设有螺纹，另一端封口，旋转拧入地表出水桩，用户在拆卸掉多通阀后，用进水接口管堵头盖住出水桩管口，防止杂物掉入管道中，保持地下管网畅通。

所述进水接口管一端与球形阀芯的阀芯进水孔外沿处相切，起到固定球形阀芯工作路径，使球形阀芯工作时受力均匀，确保球形阀芯的转动轨迹垂直于球形阀芯的中心轴线的作用。

进水接口管一般垂直连接在出水桩上，实际运用中包括但不限于这种连接方向，也可水平方式连接。

出水接口管管径可以有多种，如：63mm,75mm,90mm,110mm，并且包括但不限于以上具体管径，而是以实际应用中所需要的具体管径值，灵活配用合适的出水接口管，降低使用成本，增强多通球阀的通用性。

出水接口管的直径与出水接口管的数目有关。这种结构要求可使球形阀芯在相同时间内经过的路程相同，因而对准确灌溉有显著的效果。

出水接口管外观形状是一个呈钝角的 “‹”形，横截面是圆形，以保证一头与阀体连接后，另一头可以与节水灌溉系统的出水软管平顺相接，使节水灌溉系统的出水软管不产生褶皱和扭曲，以减少水头损失。

出水接口管与球形阀芯接口处安装有耐磨材质的密封圈。

多通球阀出水管接口可设多个出水接口管，不受具体数量限制，包括但不限于三通阀、四通阀、五通阀。这种方式，可以使灌溉作业面积成倍增加，可降低灌溉装置的结构成本。

出水口的轴线与阀体顶部的夹角为90°，出水口均匀分布在球形阀体的球面上。出水口之间的平面夹角则因出水口的数目不同而不同，如：十通阀（一个进水口，九个出水口，出水口之间的夹角为40°，九通阀（一个进水口，八个出水口），出水口之间的夹角为45°，八通阀（一个进水口，七个出水口），出水口之间的夹角约为51.43°，七通阀（一个进水口，六个出水口），出水口之间的夹角为60°，六通阀（一个进水口，五个出水口），出水口之间的夹角为72°，五通阀（一个进水口，四个出水口），出水口之间的夹角为90°；四通阀（一个进水口，三个出水口），出水口之间的夹角为120°；三通阀（一个进水口，两个出水口），出水口之间的夹角为180°。

本发明的第二目的是提供一种含有该多通球阀的节水管网，通过该多通球阀以及管网的连接结构，能够大幅提高灌溉面积，减小管网的铺设劳动量和降低铺设成本。具体如下：

一种节水管网，包括地下管，一根地下管设置多个出水桩，其特征在于：所述出水桩连接一个多通球阀，该多通球阀的进水接口管与出水桩相连，所述多通球阀的出水接口管上连接软管，软管上连接多根滴管。

所述多通球阀为三通球阀，出水接口管有两根，分别位于三通球阀的左右两侧，一根出水接口管连接一根软管，一根软管上均匀布置多根滴管。

所述多通球阀为五通球阀，出水接口管有四根，分别为出水接口管A、出水接口管B、出水接口管C和出水接口管D，出水接口管A、出水接口管B、出水接口管C和出水接口管D各连接一根软管，出水接口管A和出水接口管D位于五通球阀的同一侧，出水接口管B、出水接口管C位于五通球阀的同一侧，与出水接口管A连接的软管的长度是与出水接口管D连接的软管长度的2倍，与出水接口管C连接的软管的长度是与出水接口管B连接的软管长度的2倍。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：

1、本发明包括球形阀体和球形阀芯，所述球形阀体内部中空，球形阀体顶部设置有连接座，连接座上设置有通孔，球形阀体底部设置有进水口，侧面设置有多个出水口；所述球形阀芯内部中空，球心阀芯的顶部设置有阀芯驱动柄，底部设置有阀芯进水孔，侧面设置有阀芯出水孔；球形阀芯装入到球心阀体中，阀芯驱动柄从通孔伸出球形阀体，并固定在连接座上，阀芯驱动柄能够在球心阀体上转动，阀芯驱动柄转动驱动球形阀芯在球形阀体内转动；阀芯进水孔与进水口相连通，所述阀芯出水孔能够与每个出水口相连通。本发明具有一个进水口和多个出水口，一个地下水桩只需安装一个多通球阀，就可以对不同方位的农业田地或者林区进行灌溉，相对于现有技术需要安装一个三通，然后一个方位需要安装一个单向导通球阀以及一个智能灌溉执行器来讲，大大降低了球阀和智能灌溉执行器的使用量，降低了使用者的投入成本和安装成本，同时也不需要单独连接一个三通，大大提高了安装效率。本发明的关键改进点就在于球心阀体一个进水口和多个出水口以及球形阀芯一个进水口和一个出水口的设计，球形阀芯在球形阀体内转动，始终只能在一个出水口方向出水，而其他方向关闭，而且球形阀芯在球形阀体内转动又可以实现多个方位和多个位置出水，通过这样的结构设计，才能降低其他配件的安装，降低使用成本。

2、本发明球形阀芯的中心位置与球心阀体的中心位置相同，所述阀芯进水孔截面平行于水平面，所述阀芯出水孔截面垂直于水平面，所述进水口截面平行于水平面，所述出水口截面垂直于水平面。这样的结构和位置要求，其目的是为了保证球形阀芯和球形阀体的配合，能够在一个进水口进水在一个出水口出水。本发明阀芯进水孔和阀芯出水孔为圆形孔，所述进水口和出水口为圆心口，所述阀芯进水孔的圆心与进水口的圆心在同一条直线上，所述阀芯出水孔的圆心和多个出水口的圆心在同一平面上。这样结构和位置设计保证进水和出水量大小一致，进水出水便利。同时，对减小球形阀体和球形阀芯之间的摩擦有很明显的效果，延长多通阀的使用寿命

3、本发明球形阀芯能够从球心阀体的进水口喂入和取出。球形阀芯能够从球心阀体的进水口喂入和取出，这样球形阀芯和球形阀体是分体结构，相对于现有的一体结构来讲，解决了杂质堵塞而不能重复使用的问题，而且保养更简单、安装更方便。

4、本发明提供的节水管网，通过节水管网的布管方式，再加上多通球阀的运用，能够成倍减少地下主水管的建设数量，提高灌溉面积和灌溉效率。可以减少球阀和三通的使用量，减低使用成本。

5、本发明的与其它电子、电气设备连接件设计在实际运用中节约了使用者的安装成本和安装时间；本发明的出水接口管可接多种型号的出水管，实际应用更灵活、方便。

6、本发明提供的节水管网，对于现有组管方式来讲，提高了灌溉覆盖面积，同样的灌溉面积，可减少地下管以及阀门的使用量，大大降低了安装成本和使用成本。地下管道网建设投入是原有管道网投入的二分之一，即国家高效节水灌溉建设投入减少一半的人力物力财力投入，经济效益巨大，国家、社会、农民三方均受益。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明球形阀体和球形阀芯配合结构示意图；

图3为本发明球形阀芯结构示意图；

图4为本发明出水接口管和出水接口管箍结构示意图；

图5为本发明进水接口管和进水接口管箍结构示意图；

图6为本发明进水接口堵头结构示意图；

图7为本发明出水接口管结构示意图；

图8为本发明阀芯驱动柄安装装在球形阀体上的结构示意图；

图9为本发明节水管网结构示意图。

附图标记 1、球形阀体，2、出水接口管，3、出水接口管箍，4、进水接口管，5、进水接口管箍，6、球形阀芯，7、进水接口管堵头，8、阀芯驱动柄，9、连接座，10、螺纹筒，11、球形阀芯进水孔，12、球形阀芯出水孔，13、出水口，14、进水口,15、X轴，16、Y轴。

具体实施例方式

下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

此外，术语“水平”、“垂直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

实施例1

本实施例提供了一种灌溉用多通球阀，包括球形阀体1、出水接口管2、出水接口管箍3、进水接口管4、进水接口管箍5、球形阀芯6、进水接口管堵头7；

球形阀体1横截面是圆形，材质是硬质材质，内部中空，呈球形，顶部设有一凸起的连接座9，连接座9的中间有一个通孔，通孔为圆孔，连接座9上装有由硬质材质或金属材质内嵌的螺纹筒10，用于安装智能灌溉执行器等外部设备。

球形阀芯6外观近乎球形，内部中空，球形阀芯6上部设有阀芯驱动柄8，球形阀芯6安装时，可从球形阀体1的进水口14进入，球形阀芯6上端的阀芯驱动柄8可从球形阀体1顶部的凸起连接座9中间的圆孔穿过并伸出球形阀体1的顶部。

阀芯驱动柄8在同一平面上与各出水接口管2近球形阀体端轴线有一定的角度关系，如图8所示：五通阀（一个进水接口管，四个出水接口管），阀芯驱动柄8与出水接口管的近球形阀体端轴线在同一平面上的的夹角是45⁰。

球形阀芯6与球形阀体1内部球形球心位置相同，球形阀芯6球面上有两个圆孔，分别是阀芯进水孔11和阀芯出水孔12，是由两个平面分别与球形阀芯6相截的截面，其中阀芯出水孔12圆心位置在球形阀体1与出水接口管2横截面圆心连线上（分别与各个出水口的圆心位置在同一个平面上，且圆心在各个出水口的中心线上），球形阀芯出水孔12截面垂直于水平面；球形阀芯进水孔11截面平行于水平面，其圆心在球形阀体1内部与进水接口管4横截面圆心连线上（也就是在进水口的中心线上），这种设计对减少球形阀芯6和球形阀体1内部的摩擦有很明显的效果。

球形阀芯6上部设有阀芯驱动柄8，可连接手柄后手动开启阀门，也可用于外部智能灌溉执行器驱动多通球阀。

阀芯驱动柄8上设有密封圈，包括但不限于安装一个密封圈，这种装置方法可以增强多通阀腔体内部密封性，防止水从多通阀顶部外泄，造成水资源浪费。

球形阀芯6内部中空，安装于球形阀体1内部，球形阀芯6可以从球形阀体1内部取出，是一个相对独立部件，利于保养和、清洁和维护，从而延长球形阀体使用寿命。

进水接口管4与球形阀体1之间用进水接口管箍5相连。

进水接口管4上设有一个凸起平台，用于连接其它电子电气设备。

进水接口管4上设有一个孔，内嵌硬质材质或金属材质的螺纹筒，用于连接传感设备，如压力变送器、传感器等感知电子元件。

进水接口管4与球心阀体和球形阀芯6相接触的管口处安装有耐磨材质的密封圈，进水接口管4另一端外圈设有两个密封周圈槽，以增强多通阀内部密封性能。

进水接口管4一端与球形阀芯6底部进水孔外沿处相切，起到固定球形阀芯6工作路径，使球形阀芯6工作时受力均匀，确保球形阀芯6的转动轨迹垂直于球形阀芯6的中心轴线的作用。

进水接口管堵头7一端外侧设有螺纹，另一端封口，用户在拆卸掉多通阀后，用进水接口管堵头7旋转拧入进水接口管箍5，盖住出水桩管口防止杂物掉入管道中，保持地下管网畅通。

进水接口管4一般垂直连接在出水桩上，实际运用中包括但不限于这种连接方向，也可水平方式连接。

出水接口管2管径可以有多种，如：63mm,75mm,90mm,110mm，并且包括但不限于以上具体管径，而是以实际应用中所需要的具体管径值，灵活配用合适的出水接口管，降低使用成本，增强多通球阀的通用性。

出水口13可设多个出水接口管2，不受具体数量限制，包括但不限于三通阀、四通阀、五通阀。这种方式，可以使灌溉作业面积成倍增加，可降低灌溉装置的结构成本。

出水口13的轴线与球形阀体1顶部的夹角为90⁰，出水口13之间的平面夹角则因出水口13的数目不同而不同，如：十通阀（一个进水口，九个出水口，出水口之间的夹角为40⁰，九通阀（一个进水口，八个出水口），出水口之间的夹角为45⁰，八通阀（一个进水口，七个出水口），出水口之间的夹角约为51.43⁰，七通阀（一个进水口，六个出水口），出水口之间的夹角为60⁰，六通阀（一个进水口，五个出水管接口），出水口之间的夹角为72⁰，五通阀（一个进水口，四个出水口），出水口之间的夹角为90⁰；四通阀（一个进水口，三个出水口），出水口之间的夹角为120⁰；三通阀（一个进水口，两个出水口），出水口之间的夹角为180⁰。

出水接口管2的直径与出水接口管2的数目有关，即等于球形阀体1横截面周长除以出水接口管2数目，再除以二，如十通阀（一个进水接口管，九个出水接口管），出水接口管的直径就等于球形阀体横截面周长的十八分之一；如五通阀（一个进水接口管，四个出水接口管），出水接口管的直径就等于球形阀体横截面周长的八分之一，以此累推，这种发明可使球形阀芯在相同时间内经过的路程相同，因而对准确灌溉有显著的效果。

出水接口管2外观形状是一个呈135⁰角的 “‹”形，如图7所示：横截面是圆形，以保证一头与球形阀体连接后，另一头可以与节水灌溉系统的出水软管平顺相接，使节水灌溉系统的出水软管不产生褶皱和扭曲，以减少水头损失。

出水接口管2和球形阀体1之间用出水接口管箍相连。

出水接口管2与球形阀体和球形阀芯6接口处安装有耐磨材质的密封圈。

实施例2

如图9所示，本实施例提供了一种节水管网，包括地下管，一根地下管设置多个出水桩，其特征在于：所述出水桩连接一个多通球阀，该多通球阀的进水接口管与出水桩相连，所述多通球阀的出水接口管上连接软管，软管上连接多根滴管。

Claims

1.一种灌溉用多通球阀，包括球形阀体和球形阀芯，其特征在于：所述球形阀体内部中空，球形阀体顶部设置有连接座，连接座上设置有通孔，球形阀体底部设置有进水口，侧面设置有多个出水口；所述球形阀芯内部中空，球心阀芯的顶部设置有阀芯驱动柄，底部设置有阀芯进水孔，侧面设置有阀芯出水孔；球形阀芯装入到球心阀体中，阀芯驱动柄从通孔伸出球形阀体，并固定在连接座上，阀芯驱动柄能够在球心阀体上转动，阀芯驱动柄转动球形阀芯在球形阀体内转动；阀芯进水孔与进水口相连通，所述阀芯出水孔能够与每个出水口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种灌溉用多通球阀，其特征在于：所述球形阀芯的中心位置与球心阀体的中心位置相同，所述阀芯进水孔截面平行于水平面，所述阀芯出水孔截面垂直于水平面，所述进水口截面平行于水平面，所述出水口截面垂直于水平面。

3.根据权利要求1或2所述的一种灌溉用多通球阀，其特征在于：所述阀芯进水孔和阀芯出水孔为圆形孔，所述进水口和出水口为圆心口，所述阀芯进水孔的圆心在进水口中心线上，阀芯出水孔和出水口对正后，阀芯出水孔的圆心在该出水口的中心线上。

4.根据权利要求1所述的一种灌溉用多通球阀，其特征在于：所述球形阀芯能够从球心阀体的进水口喂入和取出。

5.根据权利要求1所述的一种灌溉用多通球阀，其特征在于：所述出水口上安装有出水接口管箍，出水接口管箍上连接不同孔径的出水接口管，所述进水口上安装有进水口管箍，进水口管箍上连接进水口管。

6.根据权利要求1所述的一种灌溉用多通球阀，其特征在于：所述灌溉用多通球阀还包括进水接口堵头，进水接口管堵头一端外侧设有螺纹，另一端封口。

7.根据权利要求1所述的一种灌溉用多通球阀，其特征在于：所述进水接口管一端与球形阀芯的阀芯进水孔外沿处相切。

8.根据权利要求1所述的一种灌溉用多通球阀，其特征在于：出水口的轴线与阀体顶部的夹角为90°，出水口均匀分布在球形阀体的球面上。

9.一种节水管网，包括地下管，一根地下管设置多个出水桩，其特征在于：所述出水桩连接一个如权利要求1所述的灌溉用多通球阀，该多通球阀的进水接口管与出水桩相连，所述多通球阀的出水接口管上连接软管，软管上连接多根滴管。

10.根据权利要求9所述的一种灌溉用多通球阀，其特征在于：所述多通球阀为五通球阀，出水接口管有四根，分别为出水接口管A、出水接口管B、出水接口管C和出水接口管D，出水接口管A、出水接口管B、出水接口管C和出水接口管D各连接一根软管，出水接口管A和出水接口管D位于五通球阀的同一侧，出水接口管B、出水接口管C位于五通球阀的同一侧，与出水接口管A连接的软管的长度是与出水接口管D连接的软管长度的2倍，与出水接口管C连接的软管的长度是与出水接口管B连接的软管长度的2倍。