CN111686964A - 一种稳压节水系统及其节水稳压方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稳压节水系统及其节水稳压方法，包括连接于主输水管管路上的喷灌装置，所述喷灌装置包括固定管体、活动管体、弹性复位件和稳压机构，所述固定管体的一端连通于主输水管体上，且所述固定管体的另一端内伸缩设置有活动管体，所述活动管体通过弹性复位件弹性连接于固定管体上，所述活动管体远离于固定管体的一端形成喷灌孔，所述活动管体的内腔中设置有稳压机构，所述稳压机构降低伸缩管体内的水溶液流速；所述稳压机构降低喷灌装置的内压，能够稳定水路水压，减少水资源浪费，实现节水灌溉。
Description
技术领域
本发明种植领域，特别涉及一种稳压节水系统及其节水稳压方法。
背景技术
在农业种植中，植株的灌溉至关重要，主要有滴灌、喷灌和浇灌等方式，在灌溉水路中，由于水压并不稳定，特别是对于植株喷灌时，水路的高压会导致灌溉水溶液的出水水流不能完全浇灌到植株上，部分水溶液产生浪费。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种稳压节水系统及其节水稳压方法，能够稳定水路水压，减少水资源浪费，实现节水灌溉。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种稳压节水系统，包括连接于主输水管管路上的喷灌装置，所述喷灌装置包括固定管体、活动管体、弹性复位件和稳压机构，所述固定管体的一端连通于主输水管体上，且所述固定管体的另一端内伸缩设置有活动管体，所述活动管体通过弹性复位件弹性连接于固定管体上，所述活动管体远离于固定管体的一端形成喷灌孔，所述活动管体的内腔中设置有稳压机构，所述稳压机构降低伸缩管体内的水溶液流速；所述稳压机构降低喷灌装置的内压。
进一步的，所述活动管体的壁体上贯通开设有泄压孔，所述固定管体的外侧设置有泄压筒体，所述泄压筒体的一端固定设置于固定管体上，且所述泄压筒体的另一端与活动筒体相对密封滑动设置，所述泄压筒体与活动筒体之间形成环状的泄压腔，所述泄压孔通过活动管体的轴向滑动位移连通泄压腔或密封封堵在固定管体内。
进一步的，所述稳压机构包括密封壳体、水轮转子、进水管、出水管和轴流叶轮，所述密封壳体间距设置在活动管体内腔中，所述水轮转子转动设置在密封壳体的内腔中，所述进水管的一端连通于泄压腔，且所述进水管的另一端连通于密封壳体，所述进水管的出水端水流驱动水轮转子转动，所述出水管的一端连通于密封壳体，且所述出水管的另一端连通于活动管体内，所述轴流叶轮同轴固定设置于水轮转子的一端上，且所述轴流叶轮朝向固定管体设置，所述轴流叶轮的转动抑制水流从固定管体向喷灌孔流动。
进一步的，所述活动管体上固定设置有滑动密封环，所述弹性复位件的两端分别连接于固定筒体和滑动密封环上，且所述滑动密封环与活动筒体的内壁密封滑动设置，所述泄压筒体远离于固定筒体的一端设置有限位环，所述限位环限制所述滑动密封环向远离于固定筒体一侧位移行程。
进一步的，在弹性复位件自由状态下，所述滑动密封环至限位环的间距大于泄压孔至固定筒体的自由端的间距。
进一步的，还包括间歇式喷灌控制组件，所述间歇式喷灌控制组件设置于所述活动筒体内腔中，且所述间隙式喷灌组件间隙式的封堵或打开喷灌孔；所述间歇式喷灌组件包括密封滑块、连接杆和往复位移机构，所述连接杆一端连接于往复位移机构的被驱动端，且所述连接杆的另一端设置有密封滑块，所述连接杆与喷灌孔同轴向设置，所述密封滑块与喷灌孔密封滑动设置，且所述密封滑块通过往复位移机构伸入或伸出至喷灌孔。
进一步的，所述往复位移机构包括凸轮和导向柱，所述凸轮为圆柱体结构，所述凸轮的轴向一端连接于水轮转子上，且所述凸轮的圆周壁面上开设有环状的凸轮环槽，所述凸轮环槽沿轴向倾斜设置，所述连接杆上设置有导向柱，且所述导向柱的一端滑动设置在所述凸轮环槽内，所述凸轮的圆周转动驱动导向柱沿凸轮的轴向往复位移。
进一步的，还包括灌溉水量检测预警装置，所述灌溉水量检测预警装置检测喷灌孔流出的水量并预警；所述灌溉水量检测预警装置包括连接水管、积液壳体、电极和预警模块，所述积液壳体设置于活动管体或固定管体上，所述连接水管的一端连通于喷灌孔，且所述连接水管的另一端连通于积液壳体，两个所述电极分别在水位的竖向方向上插设在积液壳体上，且两个所述电极连接于预警模块的电性回路上；当所述积液壳体内的水溶液导通两个电极时，所述预警模块发出预警信号。
一种稳压节水系统的节水稳压方法，包括在正常水压的状态下，主输水管路上的水溶液通过固定筒体进入到活动筒体中并从喷灌孔向外流出，在主输水管路水压升高的状态下，所述活动管体相对于固定管体沿轴向位移，并增加喷灌装置的内腔中容积，降低内压；当内压过大，所述活动管体外移至泄压孔与泄压腔导通时，所述喷灌装置内腔的水溶液部分进入到泄压腔内进行减压；
进入到泄压腔内的水溶液通过进水管、水轮转子和出水管流出密封壳体，且在水流流动的同时驱动水轮转子和轴流叶轮转动，位于活动管体进水管处的轴流叶轮驱动水流产生向固定管体的一侧流动的趋势，形成水流阻力，以限制主输水管路中的水溶液向活动管体内流动，降低活动管体内腔中的水压。
有益效果：本发明中当喷灌装置的内压增大时，通过活动管体相对于固定管体的移动，所述活动管体通过弹性复位件动态调整位移距离，能够动态的增加喷灌装置的出水管路中的内腔容积，以降低出水管路的水压，使得从喷灌孔处流出的水流压力与升压前保持相近，水流路径保持相近，保持喷灌水流的稳定和减少水溶液的浪费，且当管体内升压较大时，还通过稳压机构进行降压和稳压，以保持固定管体与活动管体内腔中的水压。
附图说明
附图1为本发明的整体结构的立体示意图；
附图2为本发明的整体结构的半剖示意图；
附图3为本发明的稳压机构和间隙式喷灌控制组件的立体示意图；
附图4为本发明的图2中局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至附图4所示，一种稳压节水系统，包括连接于主输水管管路上的喷灌装置，所述喷灌装置包括固定管体1、活动管体2、弹性复位件3和稳压机构4，所述固定管体1的一端连通于主输水管体上，且所述固定管体1的另一端内伸缩设置有活动管体2，所述活动管体2通过弹性复位件3弹性连接于固定管体1上，所述弹性复位件3为复位弹簧，所述弹性复位件3套设于活动管体2外侧，所述活动管体2远离于固定管体1的一端形成喷灌孔5，所述活动管体2的内腔中设置有稳压机构4，所述稳压机构4降低伸缩管体2内的水溶液流速；所述稳压机构4降低喷灌装置的内压。当喷灌装置的内压增大时，通过活动管体2相对于固定管体1的轴向移动，所述活动管体通过弹性复位件3动态调整位移距离，能够动态的增加喷灌装置的出水管路中的内腔容积，以降低出水管路的水压，使得从喷灌孔5处流出的水流压力与升压前保持相近，水流路径保持相近，保持喷灌水流的稳定和减少水溶液的浪费，且当管体内升压较大时，还通过稳压机构4进行降压和稳压，以保持固定管体与活动管体内腔中的水压。
所述活动管体2的壁体上贯通开设有泄压孔6，所述固定管体1的外侧设置有泄压筒体7，所述泄压筒体7的一端固定设置于固定管体1上，且所述泄压筒体7的另一端与活动筒体2相对密封滑动设置，所述泄压筒体7与活动筒体2之间形成环状的泄压腔8，所述泄压孔6通过活动管体2的轴向滑动位移连通泄压腔8或密封封堵在固定管体1内，当所述泄压孔6通过弹性复位件3的复位作用位于固定管体1内时，所述泄压孔6紧贴于固定管体1的内壁上，且通过固定管体1的内壁进行密封封堵，可在泄压孔6内设置密封环，以增加泄压孔6与固定管体的密封性能，当固定管体1和活动管体2内的水压持续增加至所述泄压孔6位于泄压腔8内时，所述活动管体2内的水溶液进入到泄压腔8进行再次泄压。
当管体内升压较大时，还通过稳压机构4进行降压和稳压，以保持固定管体与活动管体内腔中的水压。如附图2至附图4所示，所述稳压机构4包括密封壳体10、水轮转子11、进水管12、出水管13和轴流叶轮14，所述密封壳体10间距设置在活动管体1内腔中，所述水轮转子11转动设置在密封壳体10的内腔中，所述进水管12的一端连通于泄压腔8，且所述进水管12的另一端连通于密封壳体10，所述进水管12内设置有单向阀，水溶液单向的从活动管体2流向密封壳体10内，所述进水管12的出水端水流方向偏距于水轮转子的轴线，且所述进水管12的出水水流作用与水轮转子的叶片，所述进水管12的出水端水流驱动水轮转子11转动，所述出水管13的一端连通于密封壳体10，且所述出水管13的另一端连通于活动管体2内，所述出水管13内设置有单向阀，水溶液单向的从密封壳体10流出，出水管13有两种实施方式，即出水管13的出水端伸出至活动筒体外或伸入到主输水管路中，所述轴流叶轮14同轴固定设置于水轮转子11的一端上，且所述轴流叶轮14朝向固定管体1设置，所述轴流叶轮14的转动抑制水流从固定管体1向喷灌孔5流动。
进入到泄压腔8内的水溶液通过进水管12、水轮转子11和出水管13流出密封壳体10，且在水流流动的同时驱动水轮转子和轴流叶轮14转动，位于活动管体2进水管处的轴流叶轮14驱动水流产生向固定管体1的一侧流动的趋势，形成水流阻力，以限制主输水管路中的水溶液向活动管体2内流动，降低活动管体2内腔中的水压，也即减少水溶液从喷灌孔5流出的水量和水流速。
所述活动管体2上固定设置有滑动密封环15，所述弹性复位件3的两端分别连接于固定筒体1和滑动密封环15上，且所述滑动密封环15与活动筒体2的内壁密封滑动设置，所述泄压筒体7远离于固定筒体1的一端设置有限位环16，在弹性复位件3自由状态下，所述滑动密封环15至限位环16的略间距大于泄压孔16至固定筒体1的自由端的间距，所述限位环16限制所述滑动密封环15向远离于固定筒体1一侧位移行程，通过限位环16一方面对活动筒体2的位移进行限位，此时泄压孔能与泄压腔8连通，另一方面，在泄压孔能与泄压腔8连通且活动管体2被限位时，此时活动管体2内的内压仍在增加，泄压腔8内的水压低于活动管体1的水压，能够使得水溶液持续进入到泄压腔中，且同时泄压腔8内的水压与活动管体2的水压相近，还能增加驱动水轮转子的水流动能。
如附图2至附图4所示，还包括间歇式喷灌控制组件，所述间歇式喷灌控制组件设置于所述活动筒体2内腔中，且所述间隙式喷灌组件间隙式的封堵或打开喷灌孔5；所述间歇式喷灌组件包括密封滑块20、连接杆21和往复位移机构22，所述连接杆21一端连接于往复位移机构22的被驱动端，且所述连接杆21的另一端设置有密封滑块20，所述连接杆21与喷灌孔5同轴向设置，所述密封滑块20与喷灌孔5密封滑动设置，且所述密封滑块20通过往复位移机构22伸入或伸出至喷灌孔5。一方面，在水压升高时，通过间歇式的打开或者封闭喷灌孔5，以实现间歇式的喷灌效果，防止过度的水量集聚在植株根部而难以被完全吸收，且相较于滴灌方式，其浇灌效率更高，相较于持续喷灌方式，其能够节省水资源，且同时避免水溶液在地面集聚，间隙时间内能够利于植株对水溶液进行吸收，同时还能使得空气能充分的进入到地下根系区域。
如附图4所示，所述往复位移机构22包括凸轮24和导向柱26，所述往复位移机构22的外侧还设有密封座，以防止水溶液进入密封座内，防止水溶液对往复位移机构的腐蚀和侵蚀，所述凸轮24为圆柱体结构，所述凸轮24的轴向一端连接于水轮转子11上，另一端转动在密封座上，通过水轮转子的转动驱动凸轮24转动，水轮转子的顶端与凸轮24之间还可设置有减速齿轮组23，且所述凸轮24的圆周壁面上开设有环状的凸轮环槽25，所述凸轮环槽25沿轴向倾斜设置，所述连接杆21上设置有导向柱26，且所述导向柱26的一端滑动设置在所述凸轮环槽25内，所述连接杆21导向滑动在密封座上，所述凸轮24的圆周转动驱动导向柱26沿凸轮24的轴向往复位移。
还包括灌溉水量检测预警装置，所述灌溉水量检测预警装置检测喷灌孔5流出的水量并预警；所述灌溉水量检测预警装置包括连接水管30、积液壳体31、电极32和预警模块33，所述积液壳体31设置于活动管体2或固定管体1上，所述连接水管30的一端连通于喷灌孔5，且所述连接水管30的另一端连通于积液壳体31，两个所述电极32分别在水位的竖向方向上插设在积液壳体31上，且两个所述电极32连接于预警模块33的电性回路上；当所述积液壳体31内的水溶液导通两个电极32时，所述预警模块33发出预警信号，所述预警模块33可为声光预警装置等，当积液壳体31内集聚的水溶液能够导通两个电极32时，表明该次的灌溉水量达到预设标准，可停止灌溉。同时另一方面，通过该灌溉水量检测预警装置还能够及时的发现被损坏或者堵塞的喷灌装置，以及时维护。
一种稳压节水系统的节水稳压方法，包括在正常水压的状态下，主输水管路上的水溶液通过固定筒体1进入到活动筒体2中并从喷灌孔5向外流出，在主输水管路水压升高的状态下，所述活动管体2相对于固定管体1沿轴向位移，并增加喷灌装置的内腔中容积，降低内压；当内压过大，所述活动管体2外移至泄压孔6与泄压腔8导通时，所述喷灌装置内腔的水溶液部分进入到泄压腔8内进行减压；
进入到泄压腔8内的水溶液通过进水管12、水轮转子11和出水管13流出密封壳体10，且在水流流动的同时驱动水轮转子和轴流叶轮14转动，位于活动管体2进水管处的轴流叶轮14驱动水流产生向固定管体1的一侧流动的趋势，形成水流阻力，以限制主输水管路中的水溶液向活动管体2内流动，降低活动管体2内腔中的水压。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种稳压节水系统，其特征在于：包括连接于主输水管管路上的喷灌装置，所述喷灌装置包括固定管体(1)、活动管体(2)、弹性复位件(3)和稳压机构(4)，所述固定管体(1)的一端连通于主输水管体上，且所述固定管体(1)的另一端内伸缩设置有活动管体(2)，所述活动管体(2)通过弹性复位件(3)弹性连接于固定管体(1)上，所述活动管体(2)远离于固定管体(1)的一端形成喷灌孔(5)，所述活动管体(2)的内腔中设置有稳压机构(4)，所述稳压机构(4)降低伸缩管体(2)内的水溶液流速；所述稳压机构(4)降低喷灌装置的内压。
2.根据权利要求1所述的一种稳压节水系统，其特征在于：所述活动管体(2)的壁体上贯通开设有泄压孔(6)，所述固定管体(1)的外侧设置有泄压筒体(7)，所述泄压筒体(7)的一端固定设置于固定管体(1)上，且所述泄压筒体(7)的另一端与活动筒体(2)相对密封滑动设置，所述泄压筒体(7)与活动筒体(2)之间形成环状的泄压腔(8)，所述泄压孔(6)通过活动管体(2)的轴向滑动位移连通泄压腔(8)或密封封堵在固定管体(1)内。
3.根据权利要求2所述的一种稳压节水系统，其特征在于：所述稳压机构(4)包括密封壳体(10)、水轮转子(11)、进水管(12)、出水管(13)和轴流叶轮(14)，所述密封壳体(10)间距设置在活动管体(1)内腔中，所述水轮转子(11)转动设置在密封壳体(10)的内腔中，所述进水管(12)的一端连通于泄压腔(8)，且所述进水管(12)的另一端连通于密封壳体(10)，所述进水管(12)的出水端水流驱动水轮转子(11)转动，所述出水管(13)的一端连通于密封壳体(10)，且所述出水管(13)的另一端连通于活动管体(2)内，所述轴流叶轮(14)同轴固定设置于水轮转子(11)的一端上，且所述轴流叶轮(14)朝向固定管体(1)设置，所述轴流叶轮(14)的转动抑制水流从固定管体(1)向喷灌孔(5)流动。
4.根据权利要求3所述的一种稳压节水系统，其特征在于：所述活动管体(2)上固定设置有滑动密封环(15)，所述弹性复位件(3)的两端分别连接于固定筒体(1)和滑动密封环(15)上，且所述滑动密封环(15)与活动筒体(2)的内壁密封滑动设置，所述泄压筒体(7)远离于固定筒体(1)的一端设置有限位环(16)，所述限位环(16)限制所述滑动密封环(15)向远离于固定筒体(1)一侧位移行程。
5.根据权利要求4所述的一种稳压节水系统，其特征在于：在弹性复位件(3)自由状态下，所述滑动密封环(15)至限位环(16)的间距大于泄压孔(16)至固定筒体(1)的自由端的间距。
6.根据权利要求3所述的一种稳压节水系统，其特征在于：还包括间歇式喷灌控制组件，所述间歇式喷灌控制组件设置于所述活动筒体(2)内腔中，且所述间隙式喷灌组件间隙式的封堵或打开喷灌孔(5)；所述间歇式喷灌组件包括密封滑块(20)、连接杆(21)和往复位移机构(22)，所述连接杆(21)一端连接于往复位移机构(22)的被驱动端，且所述连接杆(21)的另一端设置有密封滑块(20)，所述连接杆(21)与喷灌孔(5)同轴向设置，所述密封滑块(20)与喷灌孔(5)密封滑动设置，且所述密封滑块(20)通过往复位移机构(22)伸入或伸出至喷灌孔(5)。
7.根据权利要求6所述的一种稳压节水系统，其特征在于：所述往复位移机构(22)包括凸轮(24)和导向柱(26)，所述凸轮(24)为圆柱体结构，所述凸轮(24)的轴向一端连接于水轮转子(11)上，且所述凸轮(24)的圆周壁面上开设有环状的凸轮环槽(25)，所述凸轮环槽(25)沿轴向倾斜设置，所述连接杆(21)上设置有导向柱(26)，且所述导向柱(26)的一端滑动设置在所述凸轮环槽(25)内，所述凸轮(24)的圆周转动驱动导向柱(26)沿凸轮(24)的轴向往复位移。
8.根据权利要求1所述的一种稳压节水系统，其特征在于：还包括灌溉水量检测预警装置，所述灌溉水量检测预警装置检测喷灌孔(5)流出的水量并预警；所述灌溉水量检测预警装置包括连接水管(30)、积液壳体(31)、电极(32)和预警模块(33)，所述积液壳体(31)设置于活动管体(2)或固定管体(1)上，所述连接水管(30)的一端连通于喷灌孔(5)，且所述连接水管(30)的另一端连通于积液壳体(31)，两个所述电极(32)分别在水位的竖向方向上插设在积液壳体(31)上，且两个所述电极(32)连接于预警模块(33)的电性回路上；当所述积液壳体(31)内的水溶液导通两个电极(32)时，所述预警模块(33)发出预警信号。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种稳压节水系统的稳压方法，其特征在于：包括在正常水压的状态下，主输水管路上的水溶液通过固定筒体(1)进入到活动筒体(2)中并从喷灌孔(5)向外流出，在主输水管路水压升高的状态下，所述活动管体(2)相对于固定管体(1)沿轴向位移，并增加喷灌装置的内腔中容积，降低内压；当内压过大，所述活动管体(2)外移至泄压孔(6)与泄压腔(8)导通时，所述喷灌装置内腔的水溶液部分进入到泄压腔(8)内进行减压；
进入到泄压腔(8)内的水溶液通过进水管(12)、水轮转子(11)和出水管(13)流出密封壳体(10)，且在水流流动的同时驱动水轮转子和轴流叶轮(14)转动，位于活动管体(2)进水管处的轴流叶轮(14)驱动水流产生向固定管体(1)的一侧流动的趋势，形成水流阻力，以限制主输水管路中的水溶液向活动管体(2)内流动，降低活动管体(2)内腔中的水压。
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