CN110547174A - 一种水资源利用率高的多功能滴灌装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水资源利用率高的多功能滴灌装置，包括水箱、控制器、输送机构、输水管、注水管和若干滴灌机构，输送机构包括输送组件、压缩管、连接管和注入管，输送组件包括输送管、压缩板、往复单元和进气管，滴灌机构包括竖管、滴灌管、浮块和两个伸缩组件，该水资源利用率高的多功能滴灌装置通过输送机构不仅可将水箱内的水流注入到输水管中，同时在滴灌完成后向输水管内充入空气，便于将输水管内残留的水分排出，充分利用水资源并防止输水管内的水分冻结成冰，不仅如此，滴灌机构可在降雨时自动对滴灌管进行保护，防止地面的雨水带动土壤中的泥沙杂质进入到滴灌管内引起滴灌管的堵塞，进而提高了该设备的实用性。

Description

一种水资源利用率高的多功能滴灌装置

技术领域

本发明涉及节水灌溉设备领域，特别涉及一种水资源利用率高的多功能滴灌装置。

背景技术

滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉，它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，水的利用率可达95％，滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上，可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉。

但是现有滴灌装置在运行时，部分水溶液容易残留在水管内部，不仅降低了水资源的利用率，同时在寒冷的冬季，这些残留的水源容易冻结成冰，造成管道堵塞，并且现有的滴灌装置中，水管大都贴近于地面，在发生降雨后，雨水在地面上流动时，容易带动土壤中的泥沙流动，泥沙以及其他杂质容易随着水流进入到滴灌装置内，造成管道堵塞，影响了滴灌装置的正常使用，造成现有的滴灌装置实用性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种水资源利用率高的多功能滴灌装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水资源利用率高的多功能滴灌装置，包括水箱、控制器、输送机构、输水管、注水管和若干滴灌机构，所述控制器固定在水箱上，所述控制器内设有PLC，所述控制器上设有显示屏和若干按键，所述显示屏和按键均与PLC电连接，所述注水管固定在水箱的上方，所述水箱通过输送机构与输水管连通，所述滴灌机构均匀分布在输水管上，所述注水管的顶端设有密封盖；

所述输送机构包括输送组件、压缩管、连接管和注入管，所述注入管的一端位于水箱内的底部，所述注入管的另一端与输水管连通，所述输送组件包括输送管、压缩板、往复单元和进气管，所述输送管固定在水箱上，所述压缩板的外周与输送管的内壁密封连接，所述往复单元与压缩板传动连接，所述进气管与输送管的顶端连通，所述压缩管的一端与输送管的顶端连通，所述压缩管的另一端位于水箱内的底部，所述进气管内设有第一单向阀，所述压缩管的靠近输送管的一端内设有第二单向阀，所述压缩管的另一端内设有第一阀门，所述连接管内设有第二阀门，所述注入管的远离输水管的另一端内设有第三阀门，所述连接管的两端分别与压缩管和注入管连通，所述第一阀门、第二阀门和第三阀门均与PLC电连接；

所述滴灌机构包括竖管、滴灌管、浮块和两个伸缩组件，所述浮块的形状为环形，所述竖管的顶端与输水管连通，所述滴灌管的顶端的外周与竖管的底端的内壁密封连接，所述滴灌管的底端的两侧分别通过两个伸缩组件与浮块连接，所述竖管内设有第四阀门，所述第四阀门与PLC电连接。

作为优选，为了驱动压缩板往复移动，所述往复单元包括电机、驱动杆和从动杆，所述电机固定在输送管内，所述电机与PLC电连接，所述电机与驱动杆传动连接，所述驱动杆通过从动杆与压缩板铰接。

作为优选，为了保证压缩板外周与输送管内壁之间良好的密封性，所述输送管的管口处设有第一滤布，所述进气管的远离输送管的一端设有第二滤布。

作为优选，为了防止输水管内进入杂物，所述注入管的位于水箱内的一端设有第三滤布。

作为优选，为了方便水箱排渣，所述水箱的底部的一侧设有排水管，所述排水管内设有第五阀门，所述第五阀门与PLC电连接。

作为优选，为了保障设备的安全使用，所述水箱内的底部设有加热器，所述压缩板的靠近压缩管的一侧设有气压计，所述气压计和加热器均与PLC电连接。

作为优选，为了保证注水管的密封性，所述密封盖的制作材料为橡胶。

作为优选，为了实现堵块和滴灌管相对于竖管的竖向移动，所述伸缩组件包括伸缩管、弹簧、凸板、横杆和伸缩杆，所述伸缩管固定在浮块的上方，所述伸缩杆的底端设置在伸缩管内，所述伸缩杆的底端固定在凸板的上方，所述凸板通过弹簧与伸缩管内的底部连接，所述弹簧处于压缩状态，所述伸缩杆的顶端与输水管固定连接。

作为优选，为了保证伸缩杆的稳定移动，所述伸缩管内设有限位环，所述限位环套设在伸缩杆上。

作为优选，为了进一步保证滴灌管的安全使用，所述浮块的内侧设有连接杆，所述连接杆的两端均固定在浮块的内壁上，所述连接杆的上方设有密封塞，所述密封塞的形状为圆锥形，所述密封塞的外径大于滴灌管的内径。

本发明的有益效果是，该水资源利用率高的多功能滴灌装置通过输送机构不仅可将水箱内的水流注入到输水管中，同时在滴灌完成后向输水管内充入空气，便于将输水管内残留的水分排出，充分利用水资源并防止输水管内的水分冻结成冰，不仅如此，滴灌机构可在降雨时自动对滴灌管进行保护，防止地面的雨水带动土壤中的泥沙杂质进入到滴灌管内引起滴灌管的堵塞，进而提高了该设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的水资源利用率高的多功能滴灌装置的结构示意图；

图2是本发明的水资源利用率高的多功能滴灌装置的输送机构的结构示意图；

图3是本发明的水资源利用率高的多功能滴灌装置的输送组件的结构示意图；

图4是本发明的水资源利用率高的多功能滴灌装置的滴灌机构的结构示意图；

图中：1.水箱，2.控制器，3.输水管，4.注水管，5.压缩管，6.连接管，7.注入管，8.输送管，9.压缩板，10.进气管，11.竖管，12.滴灌管，13.浮块，14.电机，15.驱动杆，16.从动杆，17.第一滤布，18.第二滤布，19.第三滤布，20.排水管，21.加热器，22.气压计，23.密封盖，24.密封塞，25.伸缩管，26.弹簧，27.凸板，28.横杆，29.伸缩杆，30.限位环，31.连接杆。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种水资源利用率高的多功能滴灌装置，包括水箱1、控制器2、输送机构、输水管3、注水管4和若干滴灌机构，所述控制器2固定在水箱1上，所述控制器2内设有PLC，所述控制器2上设有显示屏和若干按键，所述显示屏和按键均与PLC电连接，所述注水管4固定在水箱1的上方，所述水箱1通过输送机构与输水管3连通，所述滴灌机构均匀分布在输水管3上，所述注水管4的顶端设有密封盖23；

PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

用户在使用该滴灌装置对农作物进行滴灌作业时，通过注水管4向水箱1内注入水源，而后盖上密封盖23，用户可按动按键，通过控制器2上的按键设定滴灌程序，由PLC控制输送机构运行，将水箱1内的水源输送至输水管3中，水流再通过输水管3从滴灌机构中流出，实现对地面的滴灌，方便农作物接收水流，保障农作物的健康成长。

如图2-3所示，所述输送机构包括输送组件、压缩管5、连接管6和注入管7，所述注入管7的一端位于水箱1内的底部，所述注入管7的另一端与输水管3连通，所述输送组件包括输送管8、压缩板9、往复单元和进气管10，所述输送管8固定在水箱1上，所述压缩板9的外周与输送管8的内壁密封连接，所述往复单元与压缩板9传动连接，所述进气管10与输送管8的顶端连通，所述压缩管5的一端与输送管8的顶端连通，所述压缩管5的另一端位于水箱1内的底部，所述进气管10内设有第一单向阀，所述压缩管5的靠近输送管8的一端内设有第二单向阀，所述压缩管5的另一端内设有第一阀门，所述连接管6内设有第二阀门，所述注入管7的远离输水管3的另一端内设有第三阀门，所述连接管6的两端分别与压缩管5和注入管7连通，所述第一阀门、第二阀门和第三阀门均与PLC电连接；

在向输水管3输送水溶液时，PLC控制压缩管5内的第一阀门打开，连接管6内的第二阀门关闭，注入管7内的第三阀门打开，而后控制输送组件中输水管3内部的往复单元启动，带动压缩板9的外周紧贴输送管8的内壁在竖直方向上进行往复移动，压缩板9向下移动过程中，外部的空气通过进气管10内的第一单向阀进入到输送管8内，而后压缩板9向上移动，将进入到输送管8内的空气通过压缩管5注入到水箱1内，通过压缩管5注入外部空气，由于密封盖23堵住了注水管4，使得水箱1处于封闭的环境，随着水箱1内的空气增多，空气将水箱1内的水源挤压，使得水箱1内的水流在注入管7内流动，通过注入管7输送至输水管3中，便于通过输水管3将水流通过滴灌机构对土壤进行滴灌作业，而后PLC控制压缩管5内的第一阀门关闭，连接管6内的第二阀门打开，注入管7内的第三阀门关闭，同时输送管8内的往复单元继续带动压缩板9进行往复移动，使得输送管8持续向压缩管5内注入空气，空气通过压缩管5进入到连接管6内，而后通过注入管7进入到输水管3中，空气在输水管3内流动时，可吹动输水管3内残留的水流进行流动，通过滴灌机构排出，防止输水管3内残留水分，不仅可以充分利用这些残留的水分进行滴灌作业，同时防止这些残留的水分冻结成冰影响输水管3内水流的流通，通过将这些残留的水分排出，保障水流的顺畅流动，进而提高了设备的实用性。

如图4所示，所述浮块13的形状为环形，所述竖管11的顶端与输水管3连通，所述滴灌管12的顶端的外周与竖管11的底端的内壁密封连接，所述滴灌管12的底端的两侧分别通过两个伸缩组件与浮块13连接，所述竖管11内设有第四阀门，所述第四阀门与PLC电连接。

输水管3内的水流或者空气通过竖管11进入到滴灌管12中，当输水管3内流动水流时，滴灌管12滴出水滴，对下方环形的浮块13内的中心处的土壤进行滴灌作业，当输水管3内流动空气时，PLC保证所有的滴灌机构中，仅有一个滴灌机构内的竖管11中的第四阀门打开，其余滴灌机构内的竖管11中的第四阀门关闭，使得空气带动水流通过第四阀门打开的竖管11从滴灌管12排出，同时利用空气吹动水流排出，同时可将滴灌管12内的杂物吹出，保证滴灌管12水流和空气流通的顺畅，而后关闭所有滴灌机构内的第四阀门，再控制另外某个滴灌机构中竖管11内的第四阀门打开，依次进行上述的操作，可对滴灌管12和竖管11进行疏通。浮块13的上方，通过伸缩组件支撑滴灌管12，使得滴灌管12与土壤保持一定的距离，当发生降雨时，浮块13随着水面的升高后升高，通过伸缩组件作用在滴灌管12上，使得滴灌管12向上移动，避免滴灌管12与降雨后湿润的土壤接触，防止水流带动湿润的土壤中的泥沙杂质进入到滴灌管12内，造成滴灌管12的堵塞。

如图3所示，所述往复单元包括电机14、驱动杆15和从动杆16，所述电机14固定在输送管8内，所述电机14与PLC电连接，所述电机14与驱动杆15传动连接，所述驱动杆15通过从动杆16与压缩板9铰接。

PLC控制电机14启动，带动驱动杆15做圆周运动的同时，驱动杆15通过从动杆16作用在压缩板9上，使得压缩板9在输送管8内进行往复移动。

作为优选，为了保证压缩板9外周与输送管8内壁之间良好的密封性，所述输送管8的管口处设有第一滤布17，所述进气管10的远离输送管8的一端设有第二滤布18。利用第一滤布17防止外部空气中的灰尘直接进入到输送管8内，通过第二滤布18防止外部空气中的灰尘通过进气管10进入到输送管8内，进而通过对进入输送管8内的空气进行除尘过滤，保证输送管8内的洁净，从而保证了压缩板9外周与输送管8内壁之间的密封性。

作为优选，为了防止输水管3内进入杂物，所述注入管7的位于水箱1内的一端设有第三滤布19。通过第三滤布19，防止水箱1内水流中的杂物，顺着注入管7输送到输水管3中，保证输水管3内部水流的洁净。

作为优选，为了方便水箱1排渣，所述水箱1的底部的一侧设有排水管20，所述排水管20内设有第五阀门，所述第五阀门与PLC电连接。PLC控制排水管20内的第五阀门打开，可方便水箱1内的水流通过排水管20排出的同时，将水箱1内水流中的残渣杂质带走。

作为优选，为了保障设备的安全使用，所述水箱1内的底部设有加热器21，所述压缩板9的靠近压缩管5的一侧设有气压计22，所述气压计22和加热器21均与PLC电连接。

利用气压计22检测输送管8内的气压，在进行输气时，若水箱1内的底部的水流结冰，则空气的体积逐渐缩小，而输送管8内不断注入空气，使得输送管8内的气压增大，气压计22将气压数据传递给PLC，PLC检测到气压数据增大后，控制水箱1底部的加热器21启动，将水箱1内的结冰加入融化，方便进行滴灌工作。

作为优选，为了保证注水管4的密封性，所述密封盖23的制作材料为橡胶。橡胶具有弹性，密封盖23选用这种材料支撑，可方便密封盖23塞入注水管4内，保证密封盖23与注水管4之间的密封性。

如图4所示，所述伸缩组件包括伸缩管25、弹簧26、凸板27、横杆28和伸缩杆29，所述伸缩管25固定在浮块13的上方，所述伸缩杆29的底端设置在伸缩管25内，所述伸缩杆29的底端固定在凸板27的上方，所述凸板27通过弹簧26与伸缩管25内的底部连接，所述弹簧26处于压缩状态，所述伸缩杆29的顶端与输水管3固定连接。

在发生降雨后，随着地面液位增加，浮块13上升，带动伸缩管25上升移动，伸缩管25通过横杆28带动滴灌管12同步上升移动，使得滴灌管12在一定地面的一定液面高度范围内，保持与液面一定的距离，防止水流带动土壤中的泥沙和其他杂质进入到滴灌管12内。当降雨后液面持续增加时，使得伸缩管25继续上升，通过弹簧26作用在凸板27上，使得凸板27上方的伸缩杆29抵靠在输水管3的下方后，防止伸缩管25继续上升，从而避免滴灌管12继续上升，触碰到竖管11内的第四阀门，避免第四阀门受挤压损坏。

作为优选，为了保证伸缩杆29的稳定移动，所述伸缩管25内设有限位环30，所述限位环30套设在伸缩杆29上。当弹簧26的形变量发生变化时，利用限位环30固定了伸缩杆29的移动方向，使得伸缩杆29沿着限位环30的轴线保持定向的升降移动。

作为优选，为了进一步保证滴灌管12的安全使用，所述浮块13的内侧设有连接杆31，所述连接杆31的两端均固定在浮块13的内壁上，所述连接杆31的上方设有密封塞24，所述密封塞24的形状为圆锥形，所述密封塞24的外径大于滴灌管12的内径。在发生持续降雨使得地面液位逐渐升高后，浮块13通过连接杆31带动密封塞24向上移动，使得密封塞24堵住滴灌管12，对滴灌管12进行密封，防止持续上升的液面与滴灌管12底部接触后，雨水带动泥沙杂质进入滴灌管12内，造成滴灌管12堵塞。

该滴灌装置通过输送组件可向水箱1内输入空气，利用空气挤压水箱1内的水源，使得水流通过注入管7输送至输水管3，通过滴灌机构进行滴灌作业，在滴灌完成后，通过输送组件向注入管7内输送空气，利用空气在输水管3内流动，将输水管3内残留的水分通过滴灌机构排出，充分利用水资源，并且防止输水管3内残留的水分冻结成冰，造成堵塞，不仅如此，在发生降雨时，浮块13可随着雨水液面上升移动，带动滴灌管12上升，使得滴灌管12的底端与地面上的水位保持一定的间距，防止地面水流带动土壤中的杂质进入滴灌管12内引起堵塞，在发生持续降雨时，密封塞24堵住滴灌管12，对滴灌管12进行密封保护，进一步防止滴灌管12发生堵塞，便于设备平时能够正常滴灌使用，从而提高了该设备的实用性。

与现有技术相比，该水资源利用率高的多功能滴灌装置通过输送机构不仅可将水箱1内的水流注入到输水管3中，同时在滴灌完成后向输水管3内充入空气，便于将输水管3内残留的水分排出，充分利用水资源并防止输水管3内的水分冻结成冰，不仅如此，滴灌机构可在降雨时自动对滴灌管12进行保护，防止地面的雨水带动土壤中的泥沙杂质进入到滴灌管12内引起滴灌管12的堵塞，进而提高了该设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种水资源利用率高的多功能滴灌装置，其特征在于，包括水箱(1)、控制器(2)、输送机构、输水管(3)、注水管(4)和若干滴灌机构，所述控制器(2)固定在水箱(1)上，所述控制器(2)内设有PLC，所述控制器(2)上设有显示屏和若干按键，所述显示屏和按键均与PLC电连接，所述注水管(4)固定在水箱(1)的上方，所述水箱(1)通过输送机构与输水管(3)连通，所述滴灌机构均匀分布在输水管(3)上，所述注水管(4)的顶端设有密封盖(23)；

所述输送机构包括输送组件、压缩管(5)、连接管(6)和注入管(7)，所述注入管(7)的一端位于水箱(1)内的底部，所述注入管(7)的另一端与输水管(3)连通，所述输送组件包括输送管(8)、压缩板(9)、往复单元和进气管(10)，所述输送管(8)固定在水箱(1)上，所述压缩板(9)的外周与输送管(8)的内壁密封连接，所述往复单元与压缩板(9)传动连接，所述进气管(10)与输送管(8)的顶端连通，所述压缩管(5)的一端与输送管(8)的顶端连通，所述压缩管(5)的另一端位于水箱(1)内的底部，所述进气管(10)内设有第一单向阀，所述压缩管(5)的靠近输送管(8)的一端内设有第二单向阀，所述压缩管(5)的另一端内设有第一阀门，所述连接管(6)内设有第二阀门，所述注入管(7)的远离输水管(3)的另一端内设有第三阀门，所述连接管(6)的两端分别与压缩管(5)和注入管(7)连通，所述第一阀门、第二阀门和第三阀门均与PLC电连接；

所述滴灌机构包括竖管(11)、滴灌管(12)、浮块(13)和两个伸缩组件，所述浮块(13)的形状为环形，所述竖管(11)的顶端与输水管(3)连通，所述滴灌管(12)的顶端的外周与竖管(11)的底端的内壁密封连接，所述滴灌管(12)的底端的两侧分别通过两个伸缩组件与浮块(13)连接，所述竖管(11)内设有第四阀门，所述第四阀门与PLC电连接。

2.如权利要求1所述的水资源利用率高的多功能滴灌装置，其特征在于，所述往复单元包括电机(14)、驱动杆(15)和从动杆(16)，所述电机(14)固定在输送管(8)内，所述电机(14)与PLC电连接，所述电机(14)与驱动杆(15)传动连接，所述驱动杆(15)通过从动杆(16)与压缩板(9)铰接。

3.如权利要求1所述的水资源利用率高的多功能滴灌装置，其特征在于，所述输送管(8)的管口处设有第一滤布(17)，所述进气管(10)的远离输送管(8)的一端设有第二滤布(18)。

4.如权利要求1所述的水资源利用率高的多功能滴灌装置，其特征在于，所述注入管(7)的位于水箱(1)内的一端设有第三滤布(19)。

5.如权利要求1所述的水资源利用率高的多功能滴灌装置，其特征在于，所述水箱(1)的底部的一侧设有排水管(20)，所述排水管(20)内设有第五阀门，所述第五阀门与PLC电连接。

6.如权利要求1所述的水资源利用率高的多功能滴灌装置，其特征在于，所述水箱(1)内的底部设有加热器(21)，所述压缩板(9)的靠近压缩管(5)的一侧设有气压计(22)，所述气压计(22)和加热器(21)均与PLC电连接。

7.如权利要求1所述的水资源利用率高的多功能滴灌装置，其特征在于，所述密封盖(23)的制作材料为橡胶。

8.如权利要求1所述的水资源利用率高的多功能滴灌装置，其特征在于，所述伸缩组件包括伸缩管(25)、弹簧(26)、凸板(27)、横杆(28)和竖杆，所述伸缩管(25)固定在浮块(13)的上方，所述竖杆的底端设置在伸缩管(25)内，所述竖杆的底端固定在凸板(27)的上方，所述凸板(27)通过弹簧(26)与伸缩管(25)内的底部连接，所述弹簧(26)处于压缩状态，所述竖杆的顶端与输水管(3)固定连接。

9.如权利要求8所述的水资源利用率高的多功能滴灌装置，其特征在于，所述伸缩管(25)内设有限位环(30)，所述限位环(30)套设在伸缩杆(29)上。

10.如权利要求1所述的水资源利用率高的多功能滴灌装置，其特征在于，所述浮块(13)的内侧设有连接杆(31)，所述连接杆(31)的两端均固定在浮块(13)的内壁上，所述连接杆(31)的上方设有密封塞(24)，所述密封塞(24)的形状为圆锥形，所述密封塞(24)的外径大于滴灌管(12)的内径。