CN111066629A - 零耗电自动喷灌系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了零耗电自动喷灌系统，按照高度落差依次包括储水模块、定时模块、降水调节模块、喷水模块；储水模块通过第一出水管与定时模块连通；定时模块为欹器，降水调节模块包括接水桶、基座、横杆、集水槽、支杆、第二出水管、排水管；基座安装在接水桶内，横杆可摆动的安装在基座上，在横杆的一端安装集水槽，横杆的另一端固定第二出水管；第二出水管的另一端从接水桶侧壁穿出接水桶外，将接水桶内水导入到喷水模块；排水管安装在接水桶壁底端；喷水模块包括喷灌管、喷头、喷灌架；喷灌管前端设置喷头；喷灌管通过转轴安装在喷灌架上，喷灌管通过导管与接水桶连通。本系统能实现定时定量全自动浇水，射程远，降水调节模块能根据降雨调节灌溉。

Description

零耗电自动喷灌系统

技术领域

本发明涉及农业浇灌设施，具体涉及一种零耗电自动喷灌系统。

背景技术

目前，农作物的灌溉逐步趋于定期化定量化的自动浇灌，一般定时定量的自动浇灌设备成本大，耗电，仅适用于大规模农田。喷灌是节能节水的浇灌方式之一，现有的喷管装置主要有三种：一、行走式喷灌机灌溉设备，二、缠绕式喷灌机设备，三、地埋式喷灌模块。行走式喷灌机灌溉设备结构复杂，实施受地理、环境限制；缠绕式喷灌机设备使用时需要设备拖拉运输，工作中存在诸多不便；地埋式喷灌模块用专门的破土器升起后再更换喷头喷灌，需要较大的输水压强。就以上的自动灌溉而言，往往使用的是电力驱动，这大大增加了耗能，还没有很好的节能环保的自动灌溉装置。

发明内容

本发明的目的是提供零耗电自动喷灌系统，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：

零耗电自动喷灌系统，按照高度落差依次包括储水模块、定时模块、降水调节模块、喷水模块。

所述储水模块连接第一出水管，第一出水管上安装有流速调节器，第一出水管的出水口与定时模块连通。

流速调节器可以实现对水流量的控制，进而控制流入定时模块的时间。

所述定时模块为欹器，所述欹器低于储水模块，所述欹器通过支架安装在降水调节模块上方，所述欹器开口正对第一出水管的出水口。

欹器在接水到一定量之后，将内部的水全部倒入接水桶内，实现定时定量浇灌。

所述降水调节模块包括接水桶、基座、横杆、集水槽、支杆、第二出水管、排水管；基座安装在接水桶内，横杆可摆动的安装在基座上，在横杆的一端通过支杆安装集水槽，横杆的另一端固定第二出水管；第二出水管的另一端从接水桶侧壁穿出接水桶外，将接水桶内水导入到喷水模块；排水管安装在接水桶壁底端。

第二出水管实现接水桶内的水流出到喷水模块，第二出水管与接水桶壁之间密封，第二出水管是柔性导管，长度不限，在横杆摆动时，保证第二出水管的移动不会破坏其与接水桶壁之间的密封，保证接水桶壁不漏水。

排水管排出的水可以用盛水容器储藏以供后期再利用，或是直接排入河流、水渠等下方储水模块。

降水调节模块的使用过程是:在正常作业过程中：第二出水管内的水利用虹吸原理将接水桶内的水直接排出到喷水模块；当下雨集水槽接水量到达一定量时，第二出水管将上翘，欹器倒水后接水桶内的液面低于第二出水管顶端，将不再向喷水模块供水，接水桶内的水将全部从排水管缓慢流出直至排空，当集水槽内的水随着蒸发而减少，横杆上第二出水管的一端下落降低，欹器倒水后向喷水模块供水。

第二出水管和排水管之间的直径比例不做限定，排水管直径远小于第二出水管，根据实际浇灌需要进行调节。

所述喷水模块包括喷灌管、喷头、喷灌架；喷灌管前端设置喷头，所述喷头包括第一管、第二管、通孔；所述第二管在第一管内伸缩不脱落，第二管前端封闭，通孔开设在第二管的侧壁上，第二管连通喷灌管和第一管以使喷灌管内水从通孔喷射；喷灌管通过转轴安装在喷灌架上，喷头冲上(这里喷头冲上的方式有很多，例如喷灌管底部比前端重，使喷灌管的初始状态为后倾；或是直接将转轴安装在靠近喷头的位置，让转轴两端的重量不同而自然倾斜)；喷灌管通过导管与接水桶连通。在这里导管上端与第二出水管相接，进而与接水桶连通；导管可以直接去掉，让第二出水管直接连接到喷灌管。

喷水模块的数量在此不做限定，根据实际情况，可以设置多个，多个喷水模块的喷水角度和位置根据实际浇灌的需要进行排列组合。

喷灌管内不断充满水，在喷灌管内液面到某高度时，喷灌管将以转轴为点旋转翻转，第二管被抛出，喷灌管内的水从通孔中喷射而出。

本发明中主要利用水的重力势能，让水在逐渐流出的过程中转化为喷灌的压力；在喷灌过程中增加了一个定时模块和降水调节模块，定时模块控制喷灌的节奏和水量，降水调节模块根据降水和蒸发情况调节喷灌。

本发明中流速调节器为球阀或是蝶阀亦或是流速调节控制开关等在此不做限定。

进一步的：还包括降水调节配重模块，所述配重模块包括弧形管、金属块；弧形管开口向上固定在横杆上，所述金属块在弧形管内滚动。优选的是将弧形管的最低端与横杆摆动点设置在同一竖线上。弧形管51两端开口或是封闭不做限定，最好是可以封闭既避免杂物进入又防水，同时可以保证配重块不分离。

在降水调节模块设置配重模块，通过金属球重心的移动，弯管圆弧的设计使横杆左右倾斜的起动条件不同，从而集水槽的降水水位与蒸发水位有差值。

进一步的：所述金属块为金属球。便于滚动，调节更顺畅。

进一步的：第二出水管直径大于排水管直径。有效保证接水桶内的水主要用于喷灌。

进一步的：所述欹器上方设置遮雨棚。避免降雨影响喷灌时间。

进一步的：所述储水模块为位于高处的水源(水库河流或湖泊等)或是位于高处的储水桶。

进一步的：还包括喷灌桶，所述喷灌桶低于接水桶、高于喷灌管；喷灌桶接收来自第二出水管输出的水；喷灌桶底部通过导管连接到喷灌管内。导管接在转轴与喷头之间。

进一步的：所述第二管前端设置第一环形凸起，所述第一管后端设置第二环形凸起，第一环形凸起位于第二环形凸起的前方以阻止第一管从第二管内脱落；第一管和第二管之间设置动密封。

本发明的技术效果是：

本发明能实现定时定量全自动浇水，射程远，降水调节模块能根据降雨调节灌溉，利用水的落差实行自压喷灌，不耗电，也不需要化学能，具有节省人工，节水环保的优势，且该设备成本低廉，使用方便。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是图1中降水调节模块示意图；

图3是图2中的使用状态示意图一；

图4是图2中使用状态示意图二；

图5是图1中喷水模块示意图；

图6图5中使用状态示意图一；

图7图5中使用状态示意图二；

其中，上述附图包括以下附图标记：

储水模块1：第一出水管11、流速调节器12；定时模块2；

降水调节模块3：接水桶31、基座32、横杆33、集水槽34、支杆35、第二出水管36、排水管37、出水孔38；配重模块5：弧形管51、金属块52；盛水容器6；

喷水模块4：喷灌管41、喷头42、第一管421、第二管422、通孔423、喷灌架43、转轴44、导管45、喷灌桶46、第一环形凸起4221、第二环形凸起4211、密封环47。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的不当限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

零耗电自动喷灌系统，按照高度落差依次包括储水模块1、定时模块2、降水调节模块3、喷水模块4。

所述储水模块1连接第一出水管11，第一出水管11上安装有流速调节器12，第一出水管11的出水口与定时模块2连通。所述储水模块为位于高处的水源(河流水库或湖泊等)或是位于高处的储水桶。

所述定时模块2为欹器，所述欹器低于储水模块，所述欹器通过支架安装在降水调节模块上方，所述欹器开口正对第一出水管的出水口。所述欹器上方设置遮雨棚(图上未显示)。

在图1中的定时模块2是欹器，欹器为上端开口的一容器，该容器的侧壁可穿绳悬挂(或是轴接在支架上)，容器的底厚不均匀(造成偏心，可以定时翻转)，在容器开口上端匀速滴水，另外，欹器上方置有遮雨棚。该装置未装水时略向前倾，待灌入水后，罐身竖起来一些，灌满水时罐子倾覆，把水倒净，而后又自动复原，等待再次灌水。该装置可实现定时定量浇水，周期可以是12小时，24小时，48小时……管径粗细和欹器容量控制浇灌频率和一次浇水量，流速调节器12在这里采用的是流速调节控制开关，通过滚轮调节管径粗细，实施时先根据一次浇水量取用欹器，再调节流速调节器选择相应的流速，欹器倾覆一次为一周期。可根据需要对装置进行调整(比如，植物夏日在上午六点和下午六点浇水，取用以12小时为周期的欹器于某一日上午六点开始其上匀速滴水；植物冬日在下午一点浇水，取用以24小时为周期的欹器于某一日下午一点开始其上匀速滴水)，也可以配备两个或两个以上欹器(比如，一天浇水两次，时间为上午七点和下午五点，取用以24小时为周期的欹器两个，分别编号A、B，A于某一日上午七点开始其上匀速滴水，B于该日下午五点开始其上匀速滴水，自此每日上午七点和下午五点该设备实现自动浇灌。若想要上午七点浇水量比下午五点浇水量多，那么A容量较大，其上细管管径较粗)。

如图2所示，所述降水调节模块3包括接水桶31、基座32、横杆33、集水槽34、支杆35、第二出水管36、排水管37；基座安装在接水桶内，横杆33可摆动的安装在基座32上，在横杆33的一端通过支杆35安装集水槽34，横杆的另一端固定第二出水管36，第二出水管36贴于横杆33；第二出水管36的另一端从接水桶侧壁穿出接水桶外，将接水桶31内水导入到喷水模块；排水管37安装在接水桶31壁底端。第二出水管36从接水桶壁伸出的开孔为出水孔38。

如图3所示，一般情况下，在定时模块2的欹器倒水后，出水孔38和第二出水管36在液面下，第二出水管36内贮水，第二出水管36将水导入到喷水模块4，当液面下降至出水孔38以下，因第二出水管36内充满水，该模块继续输水；

如图4所示，降雨情况下，集水槽34内水达到一定量时，横杆摆动，第二出水管36抬起位于液面以上；欹器倒水后，无法通过出水孔38输水，水会从排水管37缓慢流出；

当集水槽34中水因蒸发而减少到一定程度时(例如20毫米的降水蒸发10毫米所需时间根据温度、风速需十几小时至几十小时不等)，第二出水管36下降，在欹器倒水后，向喷水模块4供水。

该降水调节装置能够配合气候变化促进作物生长，不至于浇水过多或过少。雨量越大，则停止浇水时间越长；蒸发量越大，则恢复浇水时间越短。

还包括降水调节配重模块5，所述配重模块包括弧形管51、金属块52；弧形管51开口向上固定在横杆33上，所述金属块52在弧形管内滚动。所述金属块52为金属球。第二出水管36直径大于排水管37直径。

在本模块中通过金属球重心的移动，弯管圆弧的设计使横杆左右倾斜的起动条件不同，从而集水槽34的降水水位与蒸发水位有差值。

如图5所示，所述喷水模块4包括喷灌管41、喷头42、喷灌架43；喷灌管前端设置喷头，所述喷头包括第一管421、第二管422、通孔423；所述第二管在第一管内伸缩不脱落，第二管前端封闭，通孔开设在第二管的侧壁上，第二管连通喷灌管和第一管以使喷灌管内水从通孔喷射；喷灌管41通过转轴44安装在喷灌架43上；喷灌管41通过导管45与接水桶31连通。

还包括喷灌桶46，所述喷灌桶46低于接水桶31、高于喷灌管41；喷灌桶46接收来自第二出水管36输出的水；喷灌桶46底部通过导管45连接到喷灌管41内。

喷灌管41由导管45与上端的喷灌桶46或是通过第二出水管36连接到接水桶31；喷灌管41通过转轴44安装在喷灌架43上，前端套装有喷头42(可伸缩)，随喷灌管41前后摆动而伸缩。该装置应用了重心移动和杠杆平衡，可实现远射程的喷灌。灌溉开始前，如图6所示，灌溉开始，水注入装置，喷灌桶46内液面上升，喷头42自身足够重，此时不会被顶开，当液面达到一定高度时喷灌管41向前摆动，喷头42前伸，如图7所示，进行浇灌。灌溉结束后，喷灌管41向后摆动，喷头42缩回，恢复为图6。喷灌桶46内液面越高，水喷出时初速度越大，从而射程越远。

所述第二管422前端设置第一环形凸起4221，所述第一管421后端设置第二环形凸起4211，第一环形凸起位于第二环形凸起的前方以阻止第一管从第二管内脱落；第一管和第二管之间设置动密封。

本发明可以灵活调节，以下为几个灵活使用的实施例。

实施例1：

在这里储水模块1为高处水库(通常来说储水模块中液面高度维持恒定、可以保证精确的浇灌时间)，第一出水管11利用虹吸原理从储水模块1汲水，流速调节器12调节流速，让第一出水管11内的水在定时模块2欹器上方匀速滴水，在欹器内水满时倾覆，将水倒至降水调节模块3。

如图3所示，一般情况下，降水调节模块3水通过第二出水管36流入喷水模块4进行浇灌；

如图4所示，若降雨过后不久，降水调节模块3水通过排水管37流入盛水容器6；盛水容器6可以是低处水库、河流等。

若需要施肥，储水模块与第一出水管之间设置一个储水容器，在储水容器内放入经过稀释的肥料可实现自动施肥，盛水容器6中的水可随时人工倒回所述储水容器。

若是乔木、高大植株等需水量大的植物或者是风大日照强的不适合喷灌的地区，可以省略喷水模块4，把第二出水管36放至植物根部附近直接浇灌。

实施例2：

用于室内植物花卉或干旱地区浇灌，储水模块1为储水容器(储水容器中液面高度维持恒定以保证精确的浇灌时间)或自来水，省略降水调节模块3和盛水容器6，定时模块2的倒水至喷灌桶46，水流入喷灌管41。

另外可以将第一出水管11连接至喷灌桶46上方(直接略去中间的定时模块2、降水调节模块3、盛水容器6)，流速调节器12调节流速在喷灌桶46上方匀速滴水，喷灌桶46内液面至某一高度时，喷灌管41翻转前倾进行喷灌，喷灌结束后恢复，根据具体浇灌需求设置周期调整喷灌桶46和喷灌管41，喷灌时随着喷灌桶46内液面下降，射程由远及近。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.零耗电自动喷灌系统，其特征在于：按照高度落差依次包括储水模块、定时模块、降水调节模块、喷水模块；

所述储水模块连接第一出水管，第一出水管上安装有流速调节器，第一出水管的出水口与定时模块连通；

所述定时模块为欹器，所述欹器低于储水模块，所述欹器通过支架安装在降水调节模块上方，所述欹器开口正对第一出水管的出水口；

所述降水调节模块包括接水桶、基座、横杆、集水槽、支杆、第二出水管、排水管；

基座安装在接水桶内，横杆可摆动的安装在基座上，在横杆的一端通过支杆安装集水槽，横杆的另一端固定第二出水管；第二出水管的另一端从接水桶侧壁穿出接水桶外,将接水桶内水导入到喷水模块；排水管安装在接水桶壁底端；

所述喷水模块包括喷灌管、喷头、喷灌架；

喷灌管前端设置喷头，所述喷头包括第一管、第二管、通孔；

所述第二管在第一管内伸缩不脱落，第二管前端封闭，通孔开设在第二管的侧壁上，第二管连通喷灌管和第一管以使喷灌管内水从通孔喷射；

喷灌管通过转轴安装在喷灌架上，喷头冲上，喷灌管通过导管与接水桶连通。

2.根据权利要求1所述的零耗电自动喷灌系统，其特征在于：还包括降水调节配重模块，所述配重模块包括弧形管、金属块；弧形管开口向上固定在横杆上，所述金属块在弧形管内滚动。

3.根据权利要求2所述的零耗电自动喷灌系统，其特征在于：所述金属块为金属球。

4.根据权利要求1所述的零耗电自动喷灌系统，其特征在于：第二出水管直径大于排水管直径。

5.根据权利要求1所述的零耗电自动喷灌系统，其特征在于：所述欹器上方设置遮雨棚。

6.根据权利要求1所述的零耗电自动喷灌系统，其特征在于：所述储水模块为位于高处的水源或是位于高处的储水桶。

7.根据权利要求1所述的零耗电自动喷灌系统，其特征在于：还包括喷灌桶，所述喷灌桶低于接水桶、高于喷灌管；喷灌桶接收来自第二出水管输出的水；喷灌桶底部通过导管连接到喷灌管内。

8.根据权利要求1所述的零耗电自动喷灌系统，其特征在于：所述第二管前端设置第一环形凸起，所述第一管后端设置第二环形凸起，第一环形凸起位于第二环形凸起的前方以阻止第一管从第二管内脱落；第一管和第二管之间设置动密封。

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