CN111395284A - 一种农田灌溉装置 - Google Patents

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CN111395284A CN202010296873.7A CN202010296873A CN111395284A CN 111395284 A CN111395284 A CN 111395284A CN 202010296873 A CN202010296873 A CN 202010296873A CN 111395284 A CN111395284 A CN 111395284A
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杜倩雯
陈跃
陈梁宏
姚显紫
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Hohai University HHU
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Hohai University HHU
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B13/00—Irrigation ditches, i.e. gravity flow, open channel water distribution systems
    • E02B13/02—Closures for irrigation conduits
    • 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
    • A01G25/16—Control of watering

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Abstract

本发明公开了一种农田灌溉装置，包括：支架，所述支架上设置有连个至少一个定滑轮，定滑轮上绕设有拉绳，拉绳的一端连接闸门，另一端连接有浮体，浮体上设置有金属块；所述闸门安装在末级渠道矩形放水口处；观测井，所述观测井于农田连通，观测井中的水位于农田中的水位相同；所述观测井的底部设置有至少一个磁铁。该装置结构简单，无需电力、人力，整个装置结构简易，利用磁力和浮力的作用相结合实现自动灌止水，通过农田中的水位高低实现闸门的自动开闭，操作非常方便，节省人力成本。可广泛推广于各种功能灌溉渠道系统中。

Description

一种农田灌溉装置
技术领域
本发明属于灌溉技术设备技术领域，具体涉及一种农田灌溉装置。
背景技术
稻田灌溉大多还是处于传统灌溉模式，灌溉方式粗放，缺少控制系统，以人工手动控制为主，过分依赖人为经验，随意性大，人员需到现场查看灌溉情况且人力投入大、耗时长、费时费力。而整个过程没有科学的数据支撑导致灌溉用水、施肥随意，导致水肥利用率低，资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种农田灌溉装置，解决现有技术中的传统灌溉模式，灌溉方式粗放，以人工手动控制为主，随意性大，人员需到现场查看灌溉情况且人力投入大、耗时长、费时费力的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用技术方案实现：
一种农田灌溉装置，包括：
支架，所述支架上设置有连个至少一个定滑轮，定滑轮上绕设有拉绳，拉绳的一端连接闸门，另一端连接有浮体，浮体上设置有金属块；所述闸门安装在末级渠道矩形放水口处；
观测井，所述观测井与农田连通，观测井中的水位与农田中的水位相同；所述观测井的底部设置有至少一个磁铁。
当农田和观测井中的水位较低时，浮体随水位下降，并通过金属块与磁铁吸合，此时拉绳处于张紧状态，且闸门被拉起，则放水口打开，渠道中的水通过放水口流入农田进行灌溉；当农田和观测井中的水位升高到一定程度，此时浮体受浮力较大，则浮体与磁铁脱离，并随水位上升，闸门下落，堵住放水口，结束本次灌溉。
该装置结构简单，无需电力、人力，整个装置结构简易，利用磁力和浮力的作用相结合实现自动灌止水，通过农田中的水位高低实现闸门的自动开闭，操作非常方便，节省人力成本。可广泛推广于各种功能灌溉渠道系统中。
进一步改进，所述支架的底部设置有基座，起到稳固支架的作用，提高整个装置的稳定性。
进一步改进，所述支架上设置有两个定滑轮，其中，一个定滑轮位于闸门正上方，保证连接闸门的该段拉绳处于竖直状态，确保闸门能够顺利打开和关闭；另一个定滑轮位于观测井正上方，保证连接闸门的该段拉绳处于竖直状态，确保浮体能够顺利上浮和下降。
进一步改进，所述闸门的边缘设置有密封止水条，当闸门关闭后，防止闸门边缘与放水口的侧边之间漏水。
进一步改进，所述观测井呈漏斗状，上端开口大，下端开口小，便于浮体能够顺利上浮和下降。
进一步改进，所述磁铁的数量为四个，四个磁铁沿观测井周向均匀布置。
本发明技术方案的有益效果：
该装置结构简单，无需电力、人力，整个装置结构简易，利用磁力和浮力的作用相结合实现自动灌止水，通过农田中的水位高低实现闸门的自动开闭，操作非常方便，节省人力成本。可广泛推广于各种功能灌溉渠道系统中。
附图说明
图1为本发明所述农田灌溉装置的结构示意图；
图2为图1另一侧面的视图；
图3为观测井的放大视图。
具体实施方式
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
如图1-3所示，一种农田灌溉装置，包括：
支架6，所述支架上设置有连个至少一个定滑轮7，定滑轮上绕设有拉绳5，拉绳的一端连接闸门3，另一端连接有浮体10，浮体10上设置有金属块；所述闸门3安装在末级渠道矩形放水口1处；
观测井9，所述观测井9与农田连通，观测井9中的水位于农田中的水位相同；所述观测井的底部设置有至少一个磁铁11。
当农田和观测井中的水位较低时，浮体10随水位下降，并通过金属块与磁铁吸合，此时拉绳处于张紧状态，且闸门被拉起，则放水口打开，渠道2中的水通过放水口1流入农田进行灌溉；当农田和观测井中的水位升高到一定程度，此时浮体受浮力较大，则浮体与磁铁脱离，并随水位上升，闸门下落，堵住放水口，结束本次灌溉。
上述灌溉过程通过如下理论模型实现：
设定水深为H，磁力为FC＝f(H)；浮力为Ff，在闸门开启状态时，Ff＝f(H)，在闸门关闭状态时，Ff＝C,C为常量，地面对闸门的支持力为Fd，闸门的重力为mg，浮体加磁铁的重力之和为Mg；
观测井中设置有刻度线，并标有0刻度线，设定田间水位下限为-3cm，上限为10cm。当田间水位位于下限-3cm时，此时闸门开启，为灌溉状态。在浮体下移，并与磁铁吸合的瞬间，浮体受力状态为：
Ff＜Mg+FC-mg；
随着水流入田间，水位升高，浮体浸入水中的体积越来越大，浮力Ff也不断增大，拉绳子处于紧绷状态。当田间水位在如-3～10cm之间时，浮体受力状态仍然为：
Ff＜Mg+FC-mg；
继续灌溉后，浮力Ff随着水位升高继续增加，绳子处于紧绷状态。当田间水位达到上限10cm时，并与磁铁脱离的瞬间，浮体受力状态为：
Ff≥Mg+FC-mg；
然后浮体在浮力作用下上升，且与磁铁脱离，浮体会在水面上呈漂浮状态。闸门在自重作用下关闭，停止灌溉，此时绳子处于松弛状态。
当田间水位下降，且在-3～10cm之间时，绳子处于松弛状态，此时浮体漂浮，浮体受力处于平衡状态，因浮体与磁铁未吸合，距离较远，则磁力FC而忽略不计：
mg＝Ff；
随着水位继续下降，Ff不断减少，磁力FC不断增大，当水位重新下降到-3cm时，浮体被吸引着快速下降，浮体磁铁吸合的瞬间受力状态为：
FC＞Mg-Ff+mg；
浮体与磁铁吸合后，闸门打开，拉绳处于紧绷状态，闸门打开，开始灌溉。
该装置结构简单，无需电力、人力，整个装置结构简易，利用磁力和浮力的作用相结合实现自动灌止水，通过农田中的水位高低实现闸门的自动开闭，操作非常方便，节省人力成本。可广泛推广于各种功能灌溉渠道系统中。
在本实施例中，所述支架6的底部设置有基座8，起到稳固支架的作用，提高整个装置的稳定性。
在本实施例中，所述支架上设置有两个定滑轮7，其中，一个定滑轮位于闸门3正上方，保证连接闸门的该段拉绳处于竖直状态，确保闸门能够顺利打开和关闭；另一个定滑轮位于观测井9正上方，保证连接闸门的该段拉绳处于页竖直状态，确保浮体能够顺利上浮和下降。
在本实施例中，所述闸门3的边缘设置有密封止水条4，当闸门关闭后，防止闸门边缘与放水口的侧边之间漏水。
在本实施例中，所述观测井9呈漏斗状，上端开口大，下端开口小，便于浮体能够顺利上浮和下降。
在本实施例中，所述磁铁11的数量为四个，四个磁铁11沿观测井周向均匀布置。
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创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种农田灌溉装置，其特征在于，包括：
支架，所述支架上设置有至少一个定滑轮，定滑轮上绕设有拉绳，拉绳的一端连接闸门，另一端连接有浮体，浮体上设置有金属块；所述闸门安装在末级渠道矩形放水口处；
观测井，所述观测井与农田连通，观测井中的水位于农田中的水位相同；所述观测井的底部设置有至少一个磁铁。
2.根据权利要求1所述的农田灌溉装置，其特征在于，所述支架的底部设置有基座。
3.根据权利要求1或2所述的农田灌溉装置，其特征在于，所述支架上设置有两个定滑轮，其中一个位于闸门正上方，另一个位于观测井正上方。
4.根据权利要求3所述的农田灌溉装置，其特征在于，所述闸门的边缘设置有密封止水条。
5.根据权利要求4所述的农田灌溉装置，其特征在于，所述观测井呈漏斗状，上端开口大，下端开口小。
6.根据权利要求5所述的农田灌溉装置，其特征在于，所述磁铁的数量为四个，四个磁铁沿观测井周向均匀布置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115030104A (zh) * 2022-04-26 2022-09-09 扬州大学 一种智能协同农村调水阀

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