CN111282926A - 一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置，应用于包含若干渗灌管道的渗灌网络，包括：脉冲式气流生成装置，用于向主管道输入压缩气源；输水装置，输水出口与主管道第一端连通。一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置的使用方法，包括S1：将输水装置的输水出口与主管道第一端连通；S2：将脉冲式气流生成装置的气流输出口与主管道第一端连通；S3：启动所述输水装置向所述主管道第一端输水；启动所述脉冲式气流生成装置向所述主管道输入压缩气流；脉冲式气流和水通过主管道输入渗灌网络的渗灌管。本发明通过水压变化使渗灌管道扩张，改变出水孔径大小，渗灌管道内杂质被清除，同时可以防止有机溶剂和酸性溶剂在渗灌管道中滞留引发的污染问题。

Description

一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置及方法
技术领域
本发明涉及管道清洗技术领域，特别涉及一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置及方法。
背景技术
农林作物灌溉技术的发展，在经历了农耕文明历史上传统的天浇、地流、漫灌、淹灌、串畦灌、沟灌、渠灌、桶浇等简单落后技术，及近几十年发展起来的国内许多地方才开始使用的喷灌、微喷灌、滴灌、膜下滴灌、涌泉灌、喷水带灌、机械灌溉等新技术以后，这才又发展进步到了“精确用水”、“精确灌溉”的渗灌节水灌溉，现有渗灌通过埋没在农林作物根系范围内的渗灌管道上的渗水孔进行灌溉。在长时间使用渗灌管道后，容易存在堵塞的问题，因此需要清洗渗灌管道。
现有渗灌管道清洗用酸性和有机溶剂，成本较高，而且清洗废液容易污染土壤环境。
发明内容
本发明提供一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置及方法，用以解决上述技术问题。
一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置，应用于包含若干渗灌管道的渗灌网络，包括：
脉冲式气流生成装置，气流输出口与渗灌网络的主管道第一端连通，通过主管道向所述的渗灌管道输入压缩气源；
输水装置，输水出口与主管道第一端连通，并向渗灌管道输入水。
优选的，所述输水装置包括：
水源、水泵，所述水泵进水端连通水源，所述水泵出水端通过第三连接管连通主管道第一端，所述第三连接管上设有第二电磁阀；
所述脉冲式气流生成装置包括：
压缩气源、气泵，所述气泵进气端连通压缩气源，所述气泵出气端通过第一连接管连通主管道第一端，渗灌管道通过连接管连接在主管道上；
第一电磁阀，设置在所述第一连接管上；
脉冲控制器，与电源、所述气泵、第一电磁阀电连接；
主控制器，与所述第二电磁阀、脉冲控制器、电源电连接。
优选的，所述渗灌网络分为若干灌溉区域；所述脉冲式气流生成装置还包括：
若干第二连接管，一端通过多通接头与第一连接管远离气泵出气端的一端连接，所述第二连接管另一端用于伸入主渗灌管道不同位置；
若干浊度传感器，所述浊度传感器设置在每个灌溉区域的部分渗灌管道，与主控制器电连接；
第二连接管输送装置，与所述主控制器电连接；
所述浊度传感器将其所在处浊度信息以及浊度传感器的编号信息发送给主控制器，所述主控制器根据所述浊度传感器的编号信息判断出浊度传感器所在渗灌管道的参数信息以及浊度传感器位于渗灌管道的具体位置信息，所述主控制器根据所述浊度信息、具体位置信息和所述渗灌管道的参数信息控制第二连接管输送装置和脉冲式气流生成装置和输水装置工作。
优选的，所述渗灌网络分为若干灌溉区域；所述第一连接管上设有第一压力调节阀，所述第三连接管上设有第二压力调节阀；
所述冲洗装置还包括:检测装置，所述检测装置包括：
压力传感器，设置在所述主渗灌管道内；
若干浊度传感器，所述浊度传感器设置在每个灌溉区域的部分渗灌管道内；
所述压力传感器和浊度传感器、第一压力调节阀、第二压力调节阀分别与所述主控制器电连接；
所述主控制器根据所述压力传感器检测的压力值、浊度传感器检测的浊度值智能控制所述脉冲控制器、第一压力调节阀、第二压力调节阀工作。
优选的，还包括报警器，所述压力传感器通过信号传输电路和主控制器及所述报警器连接；
所述信号传输电路包括：
第一电阻，一端连接第三电源，另一端连接压力传感器电源端；
第三电容，一端连接第三电源；
第二电阻，第一端连接压力传感器输出端，第二端连接第三电容另一端；
第四电容，一端连接第二电阻第二端，另一端接地；
电感，第一端连接第二电阻第二端；
第五电容，一端连接电感第二端，另一端接地；
第三电阻，一端连接电感第二端；
第二运算放大器，正输入端连接第三电阻另一端；
第六电容，一端连接第二运算放大器输出端，另一端连接第二运算放大器负输入端；
第四电阻，一端连接第二运算放大器负输入端，另一端接地；
第三二极管，正极连接第二运算放大器正输入端；
第七电阻，一端连接第三二极管负极；
第五电阻，一端连接第三二极管负极；
第一三极管，发射极连接第七电阻另一端，集电极连接第五电阻另一端；
第三运算放大器，输出端连接第一三极管基极，负输入端连接第三二极管负极；
第六电阻，一端连接第三运算放大器正输入端，另一端连接第二运算放大器输出端；
第九电阻，一端连接第三运算放大器输出端，另一端连接主控制器；
场效应晶体管，栅极连接主控制器，源极接地；
第二二极管，正极连接场效应晶体管漏极；
继电器，所述继电器的线圈一端连接第二电源以及连接第二二极管负极，所述继电器线圈另一端连接场效应晶体管漏极；
第十电阻，一端连接第四电源，另一端连接继电器的第一触点，所述继电器的第二触点接地，所述继电器的第三触点连接报警器一端；
第八电阻，一端接地以及连接场效应晶体管源极，另一端连接报警器另一端。
优选的，所述脉冲控制器通过控制电路与第一电磁阀连接，所述控制电路包括：
第十六电阻，第一端连接脉冲控制器，第二端连接第一电磁阀；
第十七电阻，一端连接第十六电阻第二端，另一端连接第一电源；
第十三电阻，第一端连接脉冲控制器；
第十四电阻，一端连接第一电源，另一端连接第十三电阻第二端；
第一电容，一端连接第一电源，另一端连接第十三电阻第二端；
第十五电阻，第一端连接第十三电阻第二端；
第二电容，一端连接第一电源，另一端连接第十五电阻第二端；
第十二电阻，一端连接第一电源；
第一运算放大器，负输入端连接第十二电阻另一端，正输入端连接第十五电阻第二端；
第一二极管，负极连接第一运算放大器输出端；
第二三极管，基极连接第一二极管正极以及连接第一电磁阀，集电极通过第十一电阻接地，发射极连接第一运算放大器负输入端。
优选的，还包括过滤装置，所述过滤装置包括：
箱体；
第一转动杆，沿前后方向设置在箱体内左端；
第二转动杆，沿前后方向设置在箱体内右端，所述第二转动杆位于第一转动杆下方；
驱动电机，通过连接支架连接在箱体外前侧或后侧，且对应于第一转动杆，所述驱动电机的输出轴与第一转动杆一端固定连接；
过滤网，所述过滤网右侧与第二转动杆固定连接；
挡块，设置在第一转动杆右侧；
限位挡板，上端固定连接在箱体内上端，下端位于第一转动杆上方；所述箱体上端位于限位挡板右侧设置进水口，所述进水口通过第四连接管连接水源，当所述挡块上端位于过滤网左侧下端时，所述限位挡板下端与过滤网左侧上端接触；
排污管，连接在箱体下端左侧，所述排污管上述设置第三电磁阀；
出水管，连接在箱体下端右侧，所述出水管设置第四电磁阀，所述出水管连接水泵进水端；
流速传感器，设置在箱体内，且位于第一转动杆下方；
拉绳，一端连接在过滤网左部上端，另一端贯穿箱体上端；
拉绳提升装置，设置在箱体上端，与所述拉绳另一端连接；
所述流速传感器、第三电磁阀、第四电磁阀、拉绳提升装置分别与所述主控制器连接；
所述流速传感器用于检测其所在处流速信息并将其传输给主控制器，所述主控制器预设有流速标准值；
当所述流速信息对应的流速值大于所述流速标准值时，所述挡块对过滤网左侧下端限位，并且所述主控制器关闭所述第三电磁阀；
当所述流速信息对应的流速值小于所述流速标准值时，所述主控制器控制驱动电机转动，使得挡块停止对过滤网左侧下端限位，同时控制拉绳提升装置下放拉绳；并且所述主控制器打开所述第三电磁阀。
优选的，所述第一连接管上设有第一压力调节阀，所述第三连接管上设有第二压力调节阀，所述防堵塞冲洗装置还包括：
压力传感器，设置在所述主渗灌管道内；
若干浊度传感器，所述渗灌网络分为若干灌溉区域；所述浊度传感器设置在每个灌溉区域的部分渗灌管道内；
第一温度传感器，设置在所述第三连接管内；
第二温度传感器，设置在土壤内或所述第三连接管外；
所述压力传感器、浊度传感器、第一压力调节阀、第二压力调节阀、第一温度传感器、第二温度传感器分别与所述主控制器电连接；
所述主控制器根据所述压力传感器检测的压力值、浊度传感器检测的浊度值、第一温度传感器检测的第一温度值、第二温度传感器检测的第二温度值、智能控制所述脉冲控制器、第一压力调节阀、第二压力调节阀工作，包括以下步骤：
步骤1：根据公式(1)计算修正前的冲洗压力目标值；
Figure BDA0002393681550000051
其中，A表示若干浊度传感器检测的最大浊度值，AO表示预设浊度基准值，P为所述修正前的冲洗压力目标值，P0表示预设冲洗压力基准值，α为渗灌管道的抗弯系数，C为渗灌管道的弹性模量，η为渗灌管道的内壁厚度，λ为渗灌管道的外径，ε为渗灌管道的内径；
B＝ρ*π*ε2，其中B表示单位长度渗灌管道内水源质量，ρ为水源的水的密度，π为常数，π＝3.14159；
步骤2：根据公式(2)对所述修正前的冲洗压力目标值进行修正；
Figure BDA0002393681550000052
其中，PX表示修正后的冲洗压力目标值，e为常数，e＝2.71828，ω表示渗灌管道的膨胀系数，T2表示所述第二温度值，T1表示所述第一温度值；
步骤3：所述主控制器控制第一压力调节阀、第二压力调节阀、脉冲控制器工作使得压力传感器检测的压力值在所述修正后的冲洗压力目标值的预设范围内。
一种上述任一项所述脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤S1：将所述输水装置的输水出口与主渗灌管道第一端连通；
步骤S2：将脉冲式气流生成装置的气流输出口与主渗灌管道第一端连通；
步骤S3：启动所述输水装置向所述主渗灌管道第一端输水；
启动所述脉冲式气流生成装置向所述主渗灌管道第一端输入压缩气流。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明的过滤装置的一种实施例的主视图。
图3为图2中过滤装置的侧视局部结构示意图。
图4为本发明控制电路和信号传输电路的电路图。
图中：1、脉冲式气流生成装置；11、压缩气源；12、气泵；13、第一连接管；2、输水装置；21、水源；22、水泵；23、第三连接管；3、过滤装置；31、箱体；32、第一转动杆；33、第二转动杆；34、过滤网；35、连接支架；36、驱动电机；37、排污管；38、出水管；39、挡块；310、限位挡板；4、第四连接管；5、主渗灌管道；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；R10、第十电阻；R11、第十一电阻；R12、第十二电阻；R13、第十三电阻；R14、第十四电阻；R15、第十五电阻；R16、第十六电阻；R17、第十七电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容；C5、第五电容；C6、第六电容；U1、第一运算放大器；U2、第二运算放大器；U3、第三运算放大器；Q1、第一三极管；Q2、第二三极管；Q3、场效应晶体管；V1、第一电源；V2、第二电源；V3、第三电源；V4、第四电源；D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；L、电感；J、继电器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明实施例提供了一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置，应用于包含若干渗灌管道的渗灌网络，也可根据需要应用于单独渗灌管道，如图1所示，包括：
脉冲式气流生成装置1，气流输出口与所述渗灌网络的主管道5第一端连通，渗灌管道7通过连接管6与主管道5相连，通过主管道5向所述渗灌管道7输入压缩气源11；
输水装置2，输水出口与所述主渗灌管道5第一端连通。优选的，可在每隔一段时间清洗一次渗灌管道，或设置流速传感器(浊度传感器，设置方式如下)在渗灌管道内，每次或每隔若干次向渗灌管道输水灌溉时检查渗灌管道流速，来判断是否需要清洗。
上述技术方案的工作原理为：通过输水装置向主管道5第一端输入用于清洗渗灌管道7的水源，同时通过脉冲式气流生成装置1向主管道5第一端输入压缩气源11；上述水源和压缩气源结合，通过主管道5进入渗灌网络的不同渗灌管道7，对渗灌网络的不同渗灌管道内壁进行冲击，渗灌管道可根据水压变化，迫使管道增加脉冲压力促使管道扩张，使管道中的杂质从扩张的孔道挤出。
脉冲式冲管，可有效清除管壁上80％的杂质沉淀，可降低渗灌管道堵塞的风险。
上述技术方案的有益效果为：通过水压变化使管道扩张，改变出水孔径大小，管道内杂质被清除，大幅降低了清洗液的成本，效果好，同时可以防止有机溶剂和酸性溶剂在渗灌管道中滞留引发的污染问题。
在一个实施例中，如图1所示，所述输水装置2包括：
水源21、水泵22，所述水泵22进水端连通水源21，所述水泵22出水端通过第三连接管23连通主渗灌管道5第一端，所述第三连接管23上设有第二电磁阀；
所述脉冲式气流生成装置1包括：
压缩气源11、气泵12，所述气泵进气端连通压缩气源11，所述气泵12出气端通过第一连接管13连通主管道5第一端；优选的，可如图1所示，第一连接管连接在第三连接管上，可通过三通接头连接第一连接管、第三连接管和主管道第一端。
第一电磁阀，设置在所述第一连接管13上；
脉冲控制器，与电源、所述气泵12、第一电磁阀电连接。脉冲控制器通过控制第一电磁阀、气泵，控制向主管道内输入脉冲压缩气源的参数，例如控制开始加气时间、停止加气时间、加气频率和加气气量等，压缩空气通过主管道进入渗灌管道；
主控制器，与所述第二电磁阀、脉冲控制器、电源电连接，所述主控制器控制控制第二电磁阀打开、关闭及流量流速等。优选的，本发明还可将脉冲控制器控制第二电磁阀和水泵，脉冲式输水。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：上述技术方案结构简单，便于向渗灌管道内输入水源以及脉冲式压缩气源，来冲洗渗灌管道。
在一个实施例中，所述渗灌网络分为若干灌溉区域；所述脉冲式气流生成装置1还包括：
若干第二连接管，一端通过多通接头与第一连接管13远离气泵12出气端的一端连接，所述第二连接管另一端用于伸入主管道5不同位置；
若干浊度传感器，所述浊度传感器设置在每个灌溉区域的部分渗灌管道7，与主控制器电连接；优选的，可在设置浊度传感器的渗灌管道内设置1-2个浊度传感器。
第二连接管输送装置，与所述主控制器电连接；
所述浊度传感器将其所在处浊度信息以及浊度传感器的编号信息发送给主控制器，所述主控制器根据所述浊度传感器的编号信息判断出浊度传感器所在渗灌管道的参数信息以及浊度传感器位于渗灌管道的具体位置信息，所述主控制器根据所述浊度信息、具体位置信息和所述渗灌管道的参数信息控制第二连接管输送装置和脉冲式气流生成装置和输水装置工作。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:当所述主管道管径较大以及管长较长时，可采用该实施例，根据主管道管径和管长设置第二连接管的数量，与主管道具体情况相适应，以保证提供足够大冲力的气流，保证冲洗效果；
所述浊度传感器将其所在处浊度信息以及浊度传感器的编号信息发送给主控制器，所述主控制器根据所述浊度传感器的编号信息判断出浊度传感器判断出其所在渗灌管道5的参数信息(渗灌管道管径和管长)，所述主控制器根据所述浊度信息、具体位置信息和所述渗灌管道的参数信息控制第二连接管输送装置和脉冲式气流生成装置和输水装置工作，以保证合适的冲洗压力，保证冲洗效果。
上述实施例可在渗灌区域网络较小时或者仅有一个主管道时采用，在另一个实施例中，
若干第二连接管，一端通过多通接头与第一连接管(13)远离气泵(12)出气端的一端连接，所述第二连接管另一端用于连接渗灌网络不同分区主管道，保证冲洗时的气压。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:渗灌网络区域很大时，在冲洗的时候实行分区冲洗，输气装置固定安装在主管道，先对最近的第一分区进行清洗，然后关闭第一分区电磁阀，再对第二分区进行清洗。当第一分区和第二分区距离很近的时候不需要第二连接管，如果第一分区和第二分区离得很远，需要第二连接管直接将压缩空气输入第二分区的主管道，防止因距离的原因减压。
在一个实施例中，所述渗灌网络分为若干灌溉区域；所述第一连接管13上设有第一压力调节阀，所述第三连接管23上设有第二压力调节阀；
所述冲洗装置还包括:检测装置，所述检测装置包括：
压力传感器，设置在所述主渗灌管道5内；
若干浊度传感器，所述浊度传感器设置在每个灌溉区域的部分渗灌管道内；
所述压力传感器和浊度传感器、第一压力调节阀、第二压力调节阀分别与所述主控制器电连接；
所述主控制器根据所述压力传感器检测的压力值、浊度传感器检测的浊度值智能控制所述脉冲控制器、第一压力调节阀、第二压力调节阀工作。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：冲洗时，压力传感器用于实时检测渗灌管道内水的压力值，浊度传感器用于实时检测渗灌管道内水的浊度信息，主控制器根据所述压力传感器检测的压力值、浊度传感器检测的浊度值实时智能控制所述脉冲控制器、第一压力调节阀、第二压力调节阀工作，以保证冲洗效果。
在一个实施例中，如图4所示，还包括报警器，所述压力传感器通过信号传输电路和主控制器及所述报警器连接；
所述信号传输电路包括：
第一电阻R1，一端连接第三电源V3，另一端连接压力传感器电源端；
第三电容C3，一端连接第三电源V3；
第二电阻R2，第一端连接压力传感器输出端，第二端连接第三电容C3另一端；
第四电容C4，一端连接第二电阻R2第二端，另一端接地；
电感L，第一端连接第二电阻R2第二端；
第五电容C5，一端连接电感L第二端，另一端接地；
第三电阻R3，一端连接电感L第二端；
第二运算放大器U2，正输入端连接第三电阻R3另一端；
第六电容C6，一端连接第二运算放大器U2输出端，另一端连接第二运算放大器U2负输入端；
第四电阻R4，一端连接第二运算放大器U2负输入端，另一端接地；
第三二极管D3，正极连接第二运算放大器U2正输入端；
第七电阻R7，一端连接第三二极管D3负极；
第五电阻R5，一端连接第三二极管D3负极；
第一三极管Q1，发射极连接第七电阻R7另一端，集电极连接第五电阻另一端；
第三运算放大器U3，输出端连接第一三极管Q1基极，负输入端连接第三二极管负极；
第六电阻R6，一端连接第三运算放大器U3正输入端，另一端连接第二运算放大器U2输出端；
第九电阻R9，一端连接第三运算放大器U3输出端，另一端连接主控制器；
场效应晶体管Q3，栅极连接主控制器，源极接地；
第二二极管D2，正极连接场效应晶体管Q3漏极；
继电器J，所述继电器J的线圈一端连接第二电源V2以及连接第二二极管D2负极，所述继电器线圈另一端连接场效应晶体管Q3漏极；
第十电阻R10，一端连接第四电源V4，另一端连接继电器的第一触点，所述继电器的第二触点接地，所述继电器的第三触点连接报警器一端；
第八电阻R8，一端接地以及连接场效应晶体管Q3源极，另一端连接报警器另一端。继电器的线圈未通电时，继电器的第一触点与第二触点接触(如图4)，继电器的线圈通电时，继电器的第一触点和第三触点接触。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：压力传感器检测压力信息通过信号传输电路传输给主控制器，可在主控制器设置显示屏显示(优选的，也可在控制器预设有压力标准值，当压力值大于预设压力标准值时控制器控制报警器报警)，当压力传感器检测的压力值过大时，可通过信号传输电路直接驱动报警器报警，而不需要经过主控制器再次比较。上述信号传输电路中，L、C3、C5、C6用于滤波，U2、U3用于放大信号，Q1、R5、R7、D3用于将输出信号U3输出信号反馈至U2,反馈调整U2和U3对信号的放大程度，避免过于放大，损害电路。
在一个实施例中，如图4所示，所述脉冲控制器通过控制电路与第一电磁阀连接，所述控制电路包括：
第十六电阻R16，第一端连接脉冲控制器(为脉冲控制器输出端)，第二端连接第一电磁阀；
第十七电阻R17，一端连接第十六电阻R16第二端，另一端连接第一电源V1；
第十三电阻R13，第一端连接脉冲控制器(高电平输出口)；
第十四电阻R14，一端连接第一电源V1，另一端连接第十三电阻R13第二端；
第一电容C1，一端连接第一电源V1，另一端连接第十三电阻R13第二端；
第十五电阻R15，第一端连接第十三电阻R13第二端；
第二电容C2，一端连接第一电源V1，另一端连接第十五电阻R15第二端；
第十二电阻R12，一端连接第一电源V1；
第一运算放大器U1，负输入端连接第十二电阻R12另一端，正输入端连接第十五电阻R15第二端；
第一二极管D1，负极连接第一运算放大器U1输出端；
第二三极管Q2，基极连接第一二极管D1正极以及连接第一电磁阀，集电极通过第十一电阻R11接地，发射极连接第一运算放大器U1负输入端。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：上述电路中R12、Q2、U1将信号反馈、调整，用于电流恒流调整，R15、C1、C2用于滤波；上述电路保证本发明脉冲控制器可靠控制第一电磁阀和第二电磁阀，用于脉冲式输送气源。
在一个实施例中，如图1-3所示，，还包括过滤装置3，所述过滤装置3包括：
箱体31；
第一转动杆32，沿前后方向(可如图前后水平设置)设置在箱体31内左端；
第二转动杆33，沿前后方向(可如图前后水平设置)设置在箱体31内右端，所述第二转动杆33位于第一转动杆32下方；
驱动电机36，通过连接支架35连接在箱体31外前侧或后侧，且对应于第一转动杆32，所述驱动电机36的输出轴与第一转动杆32一端固定连接；
过滤网34，所述过滤网34右侧与第二转动杆33固定连接；
挡块39，设置在第一转动杆32右侧；
限位挡板310，上端固定连接在箱体31内上端，下端位于第一转动杆32上方；所述箱体上端位于限位挡板310右侧设置进水口，所述进水口通过第四连接管4连接水源21，当所述挡块39上端位于过滤网34左侧下端时，所述限位挡板310下端与过滤网34左侧上端接触，用于支撑、限位过滤网；
排污管37，连接在箱体31下端左侧，所述排污管37上述设置第三电磁阀；
出水管38，连接在箱体31下端右侧，所述出水管38设置第四电磁阀，所述出水管38连接水泵22进水端；
流速传感器，设置在箱体31内，且位于第一转动杆32下方；
拉绳，一端连接在过滤网左部上端(具体可为图中限位挡板右侧)，另一端贯穿箱体上端；
拉绳提升装置，设置在箱体上端，与所述拉绳另一端连接；所述拉绳提升装置可为电动伸缩杆；或与卷轴连接驱动卷轴的转动电机，拉绳卷绕在卷轴上。
所述流速传感器、第三电磁阀、第四电磁阀、拉绳提升装置分别与所述主控制器连接；
所述流速传感器用于检测其所在处流速信息并将其传输给主控制器，所述主控制器预设有流速标准值；
当所述流速信息对应的流速值大于所述流速标准值时，所述挡块39对过滤网34左侧下端限位，并且所述主控制器关闭所述第三电磁阀；
当所述流速信息对应的流速值小于所述流速标准值时，所述主控制器控制驱动电机36转动，使得挡块39停止对过滤网34左侧下端限位，同时控制拉绳提升装置下放拉绳；并且所述主控制器打开所述第三电磁阀。
优选的，可在挡块下端固定连接电动伸缩杆，电动伸缩杆伸缩端连接毛刷，用于清洗毛刷，使得清洗和冲洗结合。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：流速传感器用于检测其所在处流速信息并将其传输给主控制器，所述主控制器预设有流速标准值；
当所述流速信息对应的流速值大于所述流速标准值时，所述挡块39对过滤网34左侧下端限位，并且所述主控制器关闭所述第三电磁阀，即过滤网处于图中实线的第一过滤位置，便于加快过滤，且关闭第三电磁阀避免浪费水资源以及便于加快输水；
当所述流速信息对应的流速值小于所述流速标准值时，说明过滤网上杂污过多，所述主控制器控制驱动电机36转动，同时控制拉绳提升装置下放拉绳；使得挡块39停止对过滤网34左侧下端限位，即过滤网处于图中虚线的第二过滤位置，并且所述主控制器打开所述第三电磁阀，用于冲洗过滤网上的杂污，同时，也可通过出水管出水，而不需要拆除过滤网，影响输水；当清洗完成后(可设置冲洗预设时长，或通过流速传感器检测流速大于第二流速标准值，所述第二流速标准值大于所述流速标准值)，所述主控制器首先控制拉绳提升装置提升拉绳至水平(图中实线)位置，然后主控制器控制驱动电机转动带动挡块旋转，挡块支撑过滤网。
在一个实施例中，所述第一连接管上设有第一压力调节阀，所述第三连接管上设有第二压力调节阀，所述防堵塞冲洗装置还包括：
压力传感器，设置在所述主渗灌管道5内；
若干浊度传感器，所述渗灌网络分为若干灌溉区域；所述浊度传感器设置在每个灌溉区域的部分渗灌管道内；
第一温度传感器，设置在所述第三连接管(如图1所示，第一连接管连接在第三连接管上)内；
第二温度传感器，设置在土壤内或所述第三连接管外；
所述压力传感器、浊度传感器、第一压力调节阀、第二压力调节阀、第一温度传感器、第二温度传感器分别与所述主控制器电连接；
所述主控制器根据所述压力传感器检测的压力值、浊度传感器检测的浊度值、第一温度传感器检测的第一温度值、第二温度传感器检测的第二温度值、智能控制所述脉冲控制器、第一压力调节阀、第二压力调节阀工作，包括以下步骤：
步骤1：根据公式(1)计算修正前的冲洗压力目标值；
Figure BDA0002393681550000131
其中，A表示若干浊度传感器检测的最大浊度值，AO表示预设浊度基准值，P为所述修正前的冲洗压力目标值，P0表示预设冲洗压力基准值，α为渗灌管道的抗弯系数，C为渗灌管道的弹性模量，η为渗灌管道的内壁厚度，λ为渗灌管道的外径，ε为渗灌管道的内径；(该实施例中，与主渗灌管道连接的不同渗灌管道采用相同管道，主渗灌管道也可与其他渗灌管道相同)
B＝ρ*π*ε2，其中B表示单位长度渗灌管道内水源质量，ρ为水源的水的密度，π为常数，π＝3.14159；
步骤2：根据公式(2)对所述修正前的冲洗压力目标值进行修正；
Figure BDA0002393681550000132
其中，PX表示修正后的冲洗压力目标值，e为常数，e＝2.71828，ω表示渗灌管道的膨胀系数，T2表示所述第二温度值，T1表示所述第一温度值；
步骤3：所述主控制器控制第一压力调节阀、第二压力调节阀、脉冲控制器工作使得压力传感器检测的压力值在所述修正后的冲洗压力目标值的预设范围内。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：压力传感器用于检测渗灌管道内压力值信息并将其传输给主控制器，浊度传感器用于检测渗灌管道内浊度信息并将其传输给主控制器，第一温度传感器用于检测第三连接管内水的第一温度值并将其传输给主控制器，第二温度传感器用于检测外部环境的第二温度值，主控制器根据所述压力传感器检测的压力值、浊度传感器检测的浊度值、第一温度传感器检测的第一温度值、第二温度传感器检测的第二温度值、智能控制所述脉冲控制器、第一压力调节阀、第二压力调节阀工作，实现实时控制水压与渗灌管道本身参数、以及渗灌管道内部环境、外部环境参数相适应，保证冲洗效果，同时不损坏渗灌管道，延长渗灌管道的使用寿命。
一种上述任一项所述脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤S1：将所述输水装置的输水出口与主管道第一端连通；
步骤S2：将脉冲式气流生成装置的气流输出口与主管道第一端连通；
步骤S3：启动所述输水装置向所述主管道第一端输水；启动所述脉冲式气流生成装置向所述主管道第一端输入压缩气流，冲洗水和压缩气流混合后，通过主管道输入各渗灌管道。
上述技术方案的工作原理为:通过输水装置向主管道5第一端输入用于清洗渗灌管道的水源，同时通过脉冲式气流生成装置1向所述主管道5第一端输入压缩气源11；上述水源和压缩气源结合，通过主管道5进入渗灌网络的不同渗灌管道7，对渗灌网络的不同渗灌管道内壁进行冲击，渗灌管道可根据水压变化，迫使管道增加脉冲压力促使管道扩张，使管道中的杂质从扩张的孔道挤出。
上述技术方案的有益效果为：通过水压变化使管道扩张，改变出水孔径大小，管道内杂质被清除，大幅降低了清洗液的成本，效果好，同时可以防止有机溶剂和酸性溶剂在渗灌管道中滞留引发的污染问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置，应用于包含若干渗灌管道的渗灌网络，其特征在于，包括：
脉冲式气流生成装置(1)，气流输出口与所述渗灌网络的主管道(5)第一端连通，渗灌管道(7)与主管道(5)通过(6)连通，通过主管道(5)向所述渗灌管道(7)输入压缩气源(11)；
输水装置(2)，输水出口与所述主管道(5)第一端连通，通过主管道输入渗灌管道。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置，其特征在于，所述输水装置(2)包括：
水源(21)、水泵(22)，所述水泵(22)进水端连通水源(21)，所述水泵(22)出水端通过第三连接管(23)连通主管道(5)第一端，渗灌管(7)与主管道(5)通过连接管(6)相连；
所述第三连接管(23)上设有第二电磁阀；
所述脉冲式气流生成装置包括：
压缩气源(11)、气泵(12)，所述气泵(12)进气端连通压缩气源(11)，所述气泵(12)出气端通过第一连接管(13)连通主管道(5)第一端；渗灌管(7)与主管道(5)通过连接管(6)相连；
第一电磁阀，设置在所述第一连接管(13)上；
脉冲控制器，与电源、所述气泵(12)、第一电磁阀电连接；
主控制器，与所述第二电磁阀、脉冲控制器、电源电连接。
3.根据权利要求2所述的一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置，其特征在于，所述渗灌网络分为若干灌溉区域；所述脉冲式气流生成装置还包括：
若干第二连接管，一端通过多通接头与第一连接管(13)远离气泵(12)出气端的一端连接，所述第二连接管另一端用于伸入主管道(5)不同位置；
若干浊度传感器，所述浊度传感器设置在每个灌溉区域的部分渗灌管道内，与主控制器电连接；
第二连接管输送装置，与所述主控制器电连接；
所述浊度传感器将其所在处浊度信息以及浊度传感器的编号信息发送给主控制器，所述主控制器根据所述浊度传感器的编号信息判断出浊度传感器所在渗灌管道的参数信息以及浊度传感器位于渗灌管道的具体位置信息，所述主控制器根据所述浊度信息、具体位置信息和所述渗灌管道的参数信息控制第二连接管输送装置和脉冲式气流生成装置和输水装置工作。
4.根据权利要求2所述的一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置，其特征在于，所述渗灌网络分为若干灌溉区域；
所述第一连接管(13)上设有第一压力调节阀，所述第三连接管(23)上设有第二压力调节阀；
所述冲洗装置还包括:检测装置，所述检测装置包括：
压力传感器，设置在所述主管道(5)内；
若干浊度传感器，所述浊度传感器设置在每个灌溉区域的部分渗灌管道(7)内；
所述压力传感器和浊度传感器、第一压力调节阀、第二压力调节阀分别与所述主控制器电连接；
所述主控制器根据所述压力传感器检测的压力值、浊度传感器检测的浊度值智能控制所述脉冲控制器、第一压力调节阀、第二压力调节阀工作。
5.根据权利要求4所述的一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置，其特征在于，还包括报警器，所述压力传感器通过信号传输电路和主控制器及所述报警器连接；
所述信号传输电路包括：
第一电阻(R1)，一端连接第三电源(V3)，另一端连接压力传感器电源端；
第三电容(C3)，一端连接第三电源(V3)；
第二电阻(R2)，第一端连接压力传感器输出端，第二端连接第三电容(C3)另一端；
第四电容(C4)，一端连接第二电阻(R2)第二端，另一端接地；
电感(L)，第一端连接第二电阻(R2)第二端；
第五电容(C5)，一端连接电感(L)第二端，另一端接地；
第三电阻(R3)，一端连接电感(L)第二端；
第二运算放大器(U2)，正输入端连接第三电阻(R3)另一端；
第六电容(C6)，一端连接第二运算放大器(U2)输出端，另一端连接第二运算放大器(U2)负输入端；
第四电阻(R4)，一端连接第二运算放大器(U2)负输入端，另一端接地；
第三二极管(D3)，正极连接第二运算放大器(U2)正输入端；
第七电阻(R7)，一端连接第三二极管(D3)负极；
第五电阻(R5)，一端连接第三二极管(D3)负极；
第一三极管(Q1)，发射极连接第七电阻(R7)另一端，集电极连接第五电阻(R5)另一端；
第三运算放大器(U3)，输出端连接第一三极管(Q1)基极，负输入端连接第三二极管(D3)负极；
第六电阻(R6)，一端连接第三运算放大器(U3)正输入端，另一端连接第二运算放大器(U2)输出端；
第九电阻(R9)，一端连接第三运算放大器(U3)输出端，另一端连接主控制器；
场效应晶体管(Q3)，栅极连接主控制器，源极接地；
第二二极管(D2)，正极连接场效应晶体管(Q3)漏极；
继电器(J)，所述继电器(J)的线圈一端连接第二电源(V2)以及连接第二二极管(D2)负极，所述继电器(J)线圈另一端连接场效应晶体管(Q3)漏极；
第十电阻(R10)，一端连接第四电源(V4)，另一端连接继电器(J)的第一触点，所述继电器(J)的第二触点接地，所述继电器(J)的第三触点连接报警器一端；
第八电阻(R8)，一端接地以及连接场效应晶体管(Q3)源极，另一端连接报警器另一端。
6.根据权利要求4或5所述的一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置，其特征在于，所述脉冲控制器通过控制电路与第一电磁阀连接，所述控制电路包括：
第十六电阻(R16)，第一端连接脉冲控制器，第二端连接第一电磁阀；
第十七电阻(R17)，一端连接第十六电阻(R16)第二端，另一端连接第一电源(V1)；
第十三电阻(R13)，第一端连接脉冲控制器；
第十四电阻(R14)，一端连接第一电源(V1)，另一端连接第十三电阻(R13)第二端；
第一电容(C1)，一端连接第一电源(V1)，另一端连接第十三电阻(R13)第二端；
第十五电阻(R15)，第一端连接第十三电阻(R13)第二端；
第二电容(C2)，一端连接第一电源(V1)，另一端连接第十五电阻(R15)第二端；
第十二电阻(R12)，一端连接第一电源(V1)；
第一运算放大器(U1)，负输入端连接第十二电阻(R12)另一端，正输入端连接第十五电阻(R15)第二端；
第一二极管(D1)，负极连接第一运算放大器(U1)输出端；
第二三极管(Q2)，基极连接第一二极管(D1)正极以及连接第一电磁阀，集电极通过第十一电阻(R11)接地，发射极连接第一运算放大器(U1)负输入端。
7.根据权利要求2所述的一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置，其特征在于，还包括过滤装置(3)，所述过滤装置(3)包括：
箱体(31)；
第一转动杆(32)，沿前后方向设置在箱体(31)内左端；
第二转动杆(33)，沿前后方向设置在箱体(31)内右端，所述第二转动杆(33)位于第一转动杆(32)下方；
驱动电机(36)，通过连接支架(35)连接在箱体(31)外前侧或后侧，且对应于第一转动杆(32)，所述驱动电机(36)的输出轴与第一转动杆(32)一端固定连接；
过滤网(34)，所述过滤网(34)右侧与第二转动杆(33)固定连接；
挡块(39)，设置在第一转动杆(32)右侧；
限位挡板(310)，上端固定连接在箱体(31)内上端，下端位于第一转动杆(32)上方；所述箱体(31)上端位于限位挡板(310)右侧设置进水口，所述进水口通过第四连接管(4)连接水源(21)，当所述挡块(39)上端位于过滤网(34)左侧下端时，所述限位挡板(310)下端与过滤网(34)左侧上端接触；
排污管(37)，连接在箱体(31)下端左侧，所述排污管(37)上述设置第三电磁阀；
出水管(38)，连接在箱体(31)下端右侧，所述出水管(38)设置第四电磁阀，所述出水管(38)连接水泵(22)进水端；
流速传感器，设置在箱体(31)内，且位于第一转动杆(32)下方；
拉绳，一端连接在过滤网左部上端，另一端贯穿箱体上端；
拉绳提升装置，设置在箱体上端，与所述拉绳另一端连接；
所述流速传感器、第三电磁阀、第四电磁阀、拉绳提升装置分别与所述主控制器连接；
所述流速传感器用于检测其所在处流速信息并将其传输给主控制器，所述主控制器预设有流速标准值；
当所述流速信息对应的流速值大于所述流速标准值时，所述挡块(39)对过滤网(34)左侧下端限位，并且所述主控制器关闭所述第三电磁阀；
当所述流速信息对应的流速值小于所述流速标准值时，所述主控制器控制驱动电机(36)转动，使得挡块(39)停止对过滤网(34)左侧下端限位，同时控制拉绳提升装置下放拉绳；并且所述主控制器打开所述第三电磁阀。
8.根据权利要求2所述的一种脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置，其特征在于，所述第一连接管(13)上设有第一压力调节阀，所述第三连接管(23)上设有第二压力调节阀，所述防堵塞冲洗装置还包括：
压力传感器，设置在所述主渗灌管道(5)内；
若干浊度传感器，所述渗灌网络分为若干灌溉区域；所述浊度传感器设置在每个灌溉区域的部分渗灌管道(7)内；
第一温度传感器，设置在所述第三连接管(23)内；
第二温度传感器，设置在土壤内或所述第三连接管(23)外；
所述压力传感器、浊度传感器、第一压力调节阀、第二压力调节阀、第一温度传感器、第二温度传感器分别与所述主控制器电连接；
所述主控制器根据所述压力传感器检测的压力值、浊度传感器检测的浊度值、第一温度传感器检测的第一温度值、第二温度传感器检测的第二温度值、智能控制所述脉冲控制器、第一压力调节阀、第二压力调节阀工作，包括以下步骤：
步骤1：根据公式(1)计算修正前的冲洗压力目标值；
Figure FDA0002393681540000061
其中，A表示若干浊度传感器检测的最大浊度值，AO表示预设浊度基准值，P为所述修正前的冲洗压力目标值，P0表示预设冲洗压力基准值，α为渗灌管道的抗弯系数，C为渗灌管道的弹性模量，η为渗灌管道的内壁厚度，λ为渗灌管道的外径，ε为渗灌管道的内径；
B＝ρ*π*ε2，其中B表示单位长度渗灌管道内水源质量，ρ为水源的水的密度，π为常数，π＝3.14159；
步骤2：根据公式(2)对所述修正前的冲洗压力目标值进行修正；
Figure FDA0002393681540000071
其中，PX表示修正后的冲洗压力目标值，e为常数，e＝2.71828，ω表示渗灌管道的膨胀系数，T2表示所述第二温度值，T1表示所述第一温度值；
步骤3：所述主控制器控制第一压力调节阀、第二压力调节阀、脉冲控制器工作使得压力传感器检测的压力值在所述修正后的冲洗压力目标值的预设范围内。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述脉冲式渗灌管道防堵塞冲洗装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将所述输水装置的输水出口与主渗灌管道(5)第一端连通；
步骤S2：将脉冲式气流生成装置的气流输出口与主渗灌管道(5)第一端连通；
步骤S3：启动所述输水装置向所述主渗灌管道(5)第一端输水；
启动所述脉冲式气流生成装置向所述主渗灌管道(5)第一端输入压缩气流。
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