CN111226753A - 一种设有凸坎的流道及基于该流道的灌水器 - Google Patents

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刘宁宁
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    • A01G25/02—Watering arrangements located above the soil which make use of perforated pipe-lines or pipe-lines with dispensing fittings, e.g. for drip irrigation
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Abstract

本发明提供了一种设有凸坎的流道及基于该流道的灌水器，属于滴灌灌溉技术领域，包括：弯折流道，为锯齿形结构；凸坎，设置在所述弯折流道的内壁上，并朝向所述弯折流道的内部方向延伸；本发明提供的设有凸坎的流道，弯折流道呈锯齿形结构，在一定的长度时，可以增加水流在流道的流经的路程，流道的内壁上设有凸坎，可以增大水流与流道的接触面积，提高消能效果，使得在保证出水口压力稳定的情况下，流道长度缩短的同时一定程度上提高了低压区的水力性能，避免流道较长导致堵塞，节约材料，或增大流道宽度，一定程度上提高灌水器的抗堵塞能力。

Description

一种设有凸坎的流道及基于该流道的灌水器
技术领域
本发明涉及滴灌灌溉技术领域，具体涉及一种设有凸坎的流道及基于该流道的灌水器。
背景技术
现代农业微灌技术包括：微喷灌、滴灌、渗灌等。其中，滴灌是一种先进的节水灌溉技术，可通过安装在毛管上的滴灌灌水器以滴水状出流的形式湿润作物表层及根系附近的土壤。灌水器是滴灌系统中的核心部件，是实现灌溉技术的重要单元，其作用是通过灌水器中的消能结构，降低管带内有压力水流的动能，从而达到稳定出水量进行滴渗灌溉的目的。
现有的灌水器中的流道一般采用迷宫式流道，增加水流在流道中与流道的接触面积，达到消能效果。然而，现有技术的迷宫式流道的消能效果仍可提高，为了提高其消能效果与低压区性能，现有技术的迷宫式流道一般都较长，而较长或较窄的流道会使灌水器内部更加容易发生堵塞现象。
发明内容
因此，本发明提供一种具有良好的消能效果的设有凸坎的流道及基于该流道的灌水器。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种设有凸坎的流道，包括：
弯折流道，为锯齿形结构；
凸坎，设置在所述弯折流道的内壁上，并朝向所述弯折流道的内部方向延伸。
作为一种优选的技术方案，所述弯折流道具有底壁和设置在所述底壁两侧的侧壁。
作为一种优选的技术方案，所述凸坎横向设置在所述弯折流道的底壁和/ 或侧壁上。
作为一种优选的技术方案，所述凸坎具有依次设置的至少两个。
作为一种优选的技术方案，所述凸坎的截面朝向其延伸端的方向的面积逐渐减小。
作为一种优选的技术方案，所述凸坎为三棱柱形或梯形结构。
作为一种优选的技术方案，所述凸坎设置在所述弯折流道的靠近弯折处的一端。
还提供了一种灌水器，包括：进水口、出水口以及所述的设有凸坎的流道。
作为一种优选的技术方案，所述进水口内设有多个并排设置的通道。
作为一种优选的技术方案，所述通道的截面积沿流体的流动方向逐渐增大。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的设有凸坎的流道，弯折流道呈锯齿形结构，在一定的长度时，可以增加水流在流道的流经的路程，流道的内壁上设有凸坎，可以增大水流与流道的接触面积，同时提高消能效果，使得在保证出水口压力稳定的情况下，流道的长度可以缩短，或在流道长度一定的情况下增加流道的宽度，提高性能的同时避免流道较长或较窄导致堵塞，节约材料，节省成本。
2.本发明提供的设有凸坎的流道，流道具有底壁和侧壁，增加水流与流道的接触面积，同时还可以在底壁或锯齿形侧壁斜边上设置凸坎，进一步增加水流与流道的接触面积。
3.本发明提供的设有凸坎的流道，由于水流在流道内流通，则将凸坎设在底壁上可以有效的对水流起到缓冲作用。
4.本发明提供的设有凸坎的流道，间隔设置两个凸坎可以使水流的能量快速被消耗，达到消能的效果。
5.本发明提供的设有凸坎的流道，凸坎的截面朝向其延伸端的方向的面积逐渐减小，凸坎具有斜面，斜面可以缩小流道横截面积，提高消能效果。
6.本发明提供的设有凸坎的流道，凸坎为三棱柱形结构，三棱柱形结构使得水流与流道的接触面积更大，提高消能效果。
7.本发明提供的设有凸坎的流道，流道中的弯折处为流道最宽的部位，将凸坎设置在所述弯折流道的靠近弯折处的一端可以使凸坎的长度最大化，进一步增加水流与流道的接触面积。
8.本发明提供的灌水器，进水口与出水口通过流道连通，完成滴灌工作。
9.本发明提供的灌水器，进水口并排设有多组通道，起到过滤作用的同时保证进水量充足。
10.本发明提供的灌水器，通道的截面积沿流体的流动方向逐渐增大，通道的进水端比通道的出水端更窄一些，水流在此形成一定的减速，使得水流从出水口进入流道时的流速下降，减小水流由进水口进入流道时损失的压力，使得计算出水口压力时更加准确。
11.本结构提供的灌水器，依据家用搓衣板以及水电站消力坎结构设计，利用水流在重力、压力等作用下与凸坎的摩擦、冲击、挑流等来促进水流紊乱、消耗能量，同时与流道侧壁共同促进水流内部的水流掺混，进一步剧烈耗能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明提供的灌水器的俯视图；
图2为本发明提供的设有凸坎的流道的俯视图；
图3为图2中A－A截面剖视图；
图4为进水口的横截面剖视图；
图5为设有凸坎的流道水力性能曲线图。
附图标记说明：
1、流道；2、进水口；3、出水口；4、凸坎；5、通道；6、进水端；7、出水端；8、底壁；9、侧壁。
具体实施方式
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，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明提供了一种灌水器，如图1所示，包括进水口2、出水口3和流道1。
如图2所示，为本实施例提供的设有凸坎4的流道1的一种具体的实施方式，弯折流道1呈锯齿形结构，在一定的长度时，可以增加水流在流道1的流经的路程，流道1的内壁上设有凸坎4，可以增大水流与流道1的接触面积，对水流起到消能的作用，使得在保证出水口3流量稳定的情况下，流道1的长度可以缩短和/或宽度增加，避免流道1较长或较窄导致堵塞或出水口3流量不稳定，并提高稳流性能。
如图3所示，本实施例提供的设有凸坎4的流道1，流道1具有底壁8和侧壁9，增加水流与流道1的接触面积，同时还可以在底壁8或侧壁9或同时设置凸坎4，进一步增加水流与流道1的接触面积。
本实施例提供的设有凸坎4的流道1，由于水流在流道1内流通，则将凸坎4设在底壁8上可以对水流起到消能作用。
本实施例提供的设有凸坎4的流道1，间隔设置两个凸坎4可以使水流的提高水流减速速度，达到消能的效果。
本实施例提供的设有凸坎4的流道1，凸坎4的截面朝向其延伸端的方向的面积逐渐减小，凸坎4具有斜面，斜面可以缩小流道横截面积，提高效能效果。
本实施例提供的设有凸坎4的流道1，凸坎4为三棱柱形结构，三棱柱形结构使得水流与流道1的接触面积更大，提高消能效果。
如图2所示，本实施例提供的设有凸坎4的流道1，流道1中的弯折处为流道1最宽的部位，将凸坎4设置在所述弯折流道1的靠近弯折处的一端可以使凸坎4的长度最大化，进一步增加水流与流道1的接触面积。
如图4所示，本实施例提供的灌水器，进水口2与出水口3通过流道1连通，完成滴灌工作。
本实施例提供的灌水器，进水口2并排设有多组通道5，保证进水量充足且进入流道的流速较小。
本实施例提供的灌水器，通道5的截面积沿流体的流动方向逐渐增大，通道5的进水端6比通道5的出水端7更窄一些，水流在此形成一定的压力，使得水流由进水口2进入流道损失的能量减小，使得计算出水口3出水量时更加准确并进一步减少制造材料。
本实施例提供的灌水器在CFD(Computational Fluid Dynamics即计算流体力学)分析软件FLUENT中进行了水力性能模拟，参见图5，得到了改进后的流道1灌水器在不同压力下的流量，并拟合出压力－流量关系曲线，对于原有迷宫流道1，其关系式为Q＝0.1917p0.5227，流态指数为0.5227，流道1单元数为16；对于减少单元数后的流道1，其关系式为Q＝0.2224p0.4848，流态指数为0.4848，减少单元数后流道1指数为0.4848，减少单元数后流道1单元数为10，水力性能良好，实验证明，改进后的流道1虽然减少了流道1的单元数，但是消能效果较原有的迷宫流道1稳定且低压区性能有效提高；对于单元数为16，增加宽度后的流道1，其关系式为Q＝0.2006p0.5001，流态指数为5001，对于增加宽度后的流道1单元数为16，最宽处宽度由0.8mm增加为1.1mm，最窄处由宽度0.55mm 增加为0.63mm，水力性能良好，增加宽度后的改进后的流道1在提高抗堵塞性能的同时，消能效果也比原有的迷宫流道1稳定。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种设有凸坎的流道，其特征在于，包括：
弯折流道(1)，为锯齿形结构；
凸坎(4)，设置在所述弯折流道(1)的内壁上，并朝向所述弯折流道(1)的内部方向延伸。
2.根据权利要求1所述的流道，其特征在于，所述弯折流道(1)具有底壁(8)和设置在所述底壁(8)两侧的侧壁(9)。
3.根据权利要求2所述的流道，其特征在于，所述凸坎(4)横向设置在所述弯折流道(1)的底壁(8)和/或侧壁(9)上。
4.根据权利要求3所述的流道，其特征在于，所述凸坎(4)具有依次设置的至少两个。
5.根据权利要求1所述的流道，其特征在于，所述凸坎(4)的截面朝向其延伸端的方向的面积逐渐减小。
6.根据权利要求5所述的流道，其特征在于，所述凸坎(4)为三棱柱形或梯形结构。
7.根据权利要求1所述的流道，其特征在于，所述凸坎(4)设置在所述弯折流道(1)的靠近弯折处的一端。
8.一种灌水器，其特征在于，包括：进水口(2)、出水口(3)以及权利要求1－7中任一项所述的设有凸坎(4)的流道(1)。
9.根据权利要求8所述的灌水器，其特征在于，所述进水口(2)内设有多个并排设置的通道(5)。
10.根据权利要求9所述的灌水器，其特征在于，所述通道(5)的截面积沿流体的流动方向逐渐增大。
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