CN110771476B - 一种对角过滤式灌水器 - Google Patents

一种对角过滤式灌水器 Download PDF

Info

Publication number
CN110771476B
CN110771476B CN201911024964.9A CN201911024964A CN110771476B CN 110771476 B CN110771476 B CN 110771476B CN 201911024964 A CN201911024964 A CN 201911024964A CN 110771476 B CN110771476 B CN 110771476B
Authority
CN
China
Prior art keywords
diagonal
filtering
angle
convex angle
filtering structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911024964.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110771476A (zh
Inventor
魏正英
马超
陈雪丽
陈卓
马金鹏
魏才翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201911024964.9A priority Critical patent/CN110771476B/zh
Publication of CN110771476A publication Critical patent/CN110771476A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110771476B publication Critical patent/CN110771476B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/22—Improving land use; Improving water use or availability; Controlling erosion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Farming Of Fish And Shellfish (AREA)

Abstract

本发明公开了一种对角过滤式灌水器，属于节水灌溉技术领域，包括过滤结构、迷宫流道与出水口，其中，依据鱼类在进食过程中的颗粒保留机制，对鲫鱼鳃耙结构在颗粒过滤时的作用进行分析，设计出对角型仿生过滤结构，该过滤结构单元为对角结构单元，由一对长短不同的外延凸起角构成，较长凸起角的底部圆弧顺主流方向，各长短凸起角均与垂直方向均保持一定角度，利用过滤结构流体通道进口处产生涡旋减小通道有效空间以及流体通道处流线与主流方向的大角度偏转来对管路中的颗粒进行过滤，使颗粒尽可能少的通过过滤结构而进入流道。本发明对角型仿生过滤结构及其滴灌灌水器，抗堵塞性能好，可广泛应用于大田及温室作物的灌溉需求。

Description

一种对角过滤式灌水器
技术领域
本发明属于灌溉领域，具体涉及一种用于农业节水灌溉中的对角过滤式灌水器。
背景技术
滴灌作为目前世界上最有效的一种节水灌溉方式之一，具有效率高、作用直接、运行稳定的优点，是发展现代农业、高效、节约型农业最佳的灌溉方式。灌水器是整个滴灌系统的末端，也是其最为关键的部件，灌水器的抗堵性能将直接决定灌水的质量。在过滤设备不够完善和水质较差的情况下，流道堵塞情况更为严重，通过增加流道断面尺寸，从而增强流道抗堵塞能力，是目前通用的设计方法，而通过设计灌水器过滤结构，降低进入流道内部的颗粒浓度，是增强灌水器抗堵性能的另一个研究热点。
发明内容
本发明的目的在提供一种具有良好的抗堵塞性能、出水均匀度的对角过滤式灌水器。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括带有对角型过滤结构和齿形迷宫流道的对角过滤式灌水器。
所述对角型过滤结构包括若干相同的对角结构单元，每两个对角结构单元之间间隙形成流体通道，各对角结构单元中长凸起角的底部圆弧顺主流方向，长凸起角与短凸起角之间通过圆弧进行过渡连接。
所述对角结构单元中长凸起角与垂直方向夹角为30°～45°，其水平延伸距离为0.45mm～0.6mm；短凸起角与垂直方向夹角为35°～55°，其水平延伸距离为0.35mm～0.4mm；短凸起角的顶点到长凸起角斜边的距离为0.45mm～0.65mm，过滤结构流体通道最前端的壁面与出水口间距不低于1mm。
本发明参考鱼类进食过程中的颗粒过滤与保留机制，将其反向应用于灌水器设计领域，目的是使更少的颗粒通过灌水器前端过滤结构而进入迷宫流道内，对鲫鱼鱼鳃过滤性能关键性结构鳃耙进行特性提取，设计出对角型仿生过滤结构。相较于目前通用的栅格型过滤结构来说，对角型过滤结构各流体通道内流速更为均匀，并且其最后一个流体通道内的流速明显低于前面通道，这与栅格型过滤结构正好相反，对角型过滤结构在流体通道的两侧均会产生低速的小涡旋区域，使得进入通道内的流体基本从流体通道中部流过，不但对过滤性能有所提升，同样有利于降低过滤结构堵塞的可能性，对角型过滤结构在流体通道进口处，紧贴长凸起角斜壁产生斜向的涡旋，并且仿生过滤结构在流体通道处的流线相对于主流的偏转程度更大，在颗粒自身惯性力的影响下，能够产生更好地颗粒过滤效果，从而进一步提高灌水器的抗堵塞能力。本发明的对角结构单元长突起角与水平方向夹角为40.43°时具有最佳过滤效果，可广泛应用于大田作物、林果业以及蔬菜等滴灌的需求。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明对角型过滤结构的单元结构示意图。
图3是本发明对角过滤式灌水器的压力-流量关系曲线图。
图4是本发明对角过滤式灌水器与栅格过滤式灌水器的过滤性能对比曲线图。
图5是本发明对角型过滤结构的水流迹线图。
图6是本发明对角型过滤结构的速度矢量图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明涉及一种包括带有对角型过滤结构2、出水口1和齿形迷宫流道3的对角过滤式灌水器；对角型过滤结构2包括若干相同的对角结构单元9，每两个对角结构单元之间间隙形成流体通道，最前与最后两个对角结构单元分别只保留长凸起角和短凸起角，各对角结构单元中长凸起角的底部圆弧顺主流方向，长凸起角与短凸起角之间通过圆弧进行过渡连接。齿形迷宫流道3包括若干相同的流道单元，每一个流道单元均由一对上下交错排列的尖角组成，每个齿尖具有相同的结构，包括迎水侧和背水侧的直线段。
参见图2，所述对角结构单元中长凸起角与垂直方向夹角为30°～45°，其水平延伸距离为0.45mm～0.6mm；短凸起角与垂直方向夹角为35°～55°，其水平延伸距离为0.35mm～0.4mm；短凸起角的顶点到长凸起角斜边的距离为0.45mm～0.65mm，过滤结构流体通道最前端的壁面与出水口间距不低于1mm。
参见图3及图4，在CFD分析软件FLUENT中对对角过滤式灌水器进行了水力性能与过滤性能的模拟，得到了灌水器在不同压力下的流量，并拟合出压力-流量关系曲线，其关系式为Q＝0.3052p0.4901，并验证了过滤结构参数的变化对水力性能影响不大；以过滤结构粒子通过率作为评价过滤结构过滤性能的指标，过滤结构粒子通过率随颗粒粒径增大而降低，且对角型过滤结构过滤性能要优于目前通用的栅格型过滤结构。
参见图5及图6，观察对角型过滤结构中间截面的水流迹线图和速度矢量图，利用对角型过滤结构在流体通道进口处产生的涡旋，减小流体通道有效通流面积，对角型仿生过滤结构在流体通道处的流线相对于主流有较大的偏转程度，利用颗粒自身随水特性，使颗粒更倾向于随主流移动，而不是偏向流体通道，从而提高过滤结构的过滤性能，各个流体通道内流速较为均为，进入通道内的流体基本从流体通道中部流过，能够有效降低过滤结构在泥沙及微生物作用下发生缓慢堵塞的可能性。

Claims (2)

1.一种对角过滤式灌水器，其特征在于，滴灌灌水器由对角型过滤结构(2)、出水口(1)和迷宫流道(3)组成；所述对角型过滤结构(2)包括若干相同的对角结构单元(9)和缓水槽(5)，每两个对角结构单元之间间隙形成流体通道，最前与最后两个对角结构单元分别只保留长凸起角(4)和短凸起角(10)，对角型过滤结构(2)的对角结构单元(9)中长凸起角(7)与垂直方向夹角为30°～45°，短凸起角(6)与垂直方向夹角为35°～55°，短凸起角的顶点到长凸起角斜边的距离为0.45mm～0.65mm，对角结构单元中长凸起角(7)延伸的水平距离为0.45mm～0.6mm，短凸起角(6)延伸的水平距离为0.35mm～0.4mm。
2.根据权利要求1所述的对角过滤式灌水器，其特征在于，对角型过滤结构，对角结构单元中长凸起角与短凸起角之间通过圆弧(8)进行过渡连接。
CN201911024964.9A 2019-10-25 2019-10-25 一种对角过滤式灌水器 Active CN110771476B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911024964.9A CN110771476B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种对角过滤式灌水器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911024964.9A CN110771476B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种对角过滤式灌水器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110771476A CN110771476A (zh) 2020-02-11
CN110771476B true CN110771476B (zh) 2022-01-25

Family

ID=69386602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911024964.9A Active CN110771476B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种对角过滤式灌水器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110771476B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2416730Y (zh) * 2000-04-20 2001-01-31 武志远 一种滴灌滴水装置
CN2459318Y (zh) * 2000-12-19 2001-11-14 谭振发 洗车废水再用装置
CN102318540A (zh) * 2011-06-13 2012-01-18 范世峰 内镶贴片式抗堵塞滴灌头
KR101122222B1 (ko) * 2008-06-19 2012-03-19 가부시키가이샤 나가오카 수처리 장치 및 수처리 장치 여과재층의 세정 방법
CN102689959A (zh) * 2012-06-20 2012-09-26 江苏海洲水务工程有限公司 一体化高效涡流净水装置
CN203333361U (zh) * 2013-06-27 2013-12-11 中机国际工程设计研究院有限责任公司 一种斜板式微涡流絮凝单元
CN110145012A (zh) * 2019-05-22 2019-08-20 张小羊 一种加速排水的地漏过滤网
CN211521777U (zh) * 2019-09-25 2020-09-18 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 一种滤布及滤芯

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2416730Y (zh) * 2000-04-20 2001-01-31 武志远 一种滴灌滴水装置
CN2459318Y (zh) * 2000-12-19 2001-11-14 谭振发 洗车废水再用装置
KR101122222B1 (ko) * 2008-06-19 2012-03-19 가부시키가이샤 나가오카 수처리 장치 및 수처리 장치 여과재층의 세정 방법
CN102318540A (zh) * 2011-06-13 2012-01-18 范世峰 内镶贴片式抗堵塞滴灌头
CN102689959A (zh) * 2012-06-20 2012-09-26 江苏海洲水务工程有限公司 一体化高效涡流净水装置
CN203333361U (zh) * 2013-06-27 2013-12-11 中机国际工程设计研究院有限责任公司 一种斜板式微涡流絮凝单元
CN110145012A (zh) * 2019-05-22 2019-08-20 张小羊 一种加速排水的地漏过滤网
CN211521777U (zh) * 2019-09-25 2020-09-18 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 一种滤布及滤芯

Also Published As

Publication number Publication date
CN110771476A (zh) 2020-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108019359B (zh) 具有分离网增强自吸的喷射式离心泵
CN203080572U (zh) 一种带高压水喷头的清淤拖耙
CN110771476B (zh) 一种对角过滤式灌水器
CN103861752B (zh) 基于文丘里原理的抗堵灌水器
CN201957532U (zh) 内镶两级过滤贴条式滴灌器及带有该滴灌器的滴灌管
CN110754327A (zh) 一种斜槽过滤式灌水器
CN204507234U (zh) 一种用于喷水推进泵装置的内置流线型格栅
CN102577912A (zh) 一种异型绕流滴灌灌水器
CN1303873C (zh) 一种紊流抗堵塞灌水器流道结构设计方法
CN205742107U (zh) 一种用于泵站前池的鱼嘴型组合均流装置
CN210290158U (zh) 一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构
CN208603732U (zh) 一种污水处理用格栅
CN202410861U (zh) 双向流滴头
CN113455344B (zh) 一种星形迷宫流道滴灌灌水器
CN206189370U (zh) 一种便于清理杂物的生态水利沟渠
CN205196318U (zh) 一种莲藕自动采收机
CN210959756U (zh) 一种双过滤双流道抗堵滴头
CN204436854U (zh) 具有能量正反馈沟槽结构的高效离心泵
CN105110456B (zh) 低能耗填料拦截及疏导系统
CN209353458U (zh) 一种具有消能分流功能的一体化预制泵站
CN111096210B (zh) 一种三通形分流绕流流道及基于该流道的灌水器
CN107047236A (zh) 倒刺型迷宫流道灌水器
CN206423287U (zh) 一种低压抗堵塞灌水器
CN207406843U (zh) 沟槽式消声底阀
CN105706854A (zh) 一种基于弯道的截面双环流现象的抗堵灌水器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant