CN112119881A - 一种高效农业灌溉设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高效农业灌溉设备，包括移动车架，移动车架上固定连接有用于装水的箱体，移动车架的顶部转动连接有呈竖直方向并位于箱体一侧的长杆，长杆的顶部固定连接有与箱体内部相连通的空心管，空心管的一端固定安装有与其内部相连通并用于将箱体内部水喷洒出的喷头，箱体上设置有用于驱动长杆进行扭动的转动组件。连接管段为彼此分离的上、下两管段且两管段之间的间隙位于所述储水腔之内，上管段的顶端封闭且与所述水轮的转轴固接，下管段为一根两端开口的直通管，两管段之间通过一根同时设置在两管段内的连接杆固接，且下管段的上端口位于所述下端的第一管段的出口端下方。本发明多方向喷洒灌溉，效率极高。

Description

一种高效农业灌溉设备

技术领域

本发明属于农业设备技术领域，具体为高效农业灌溉设备。

背景技术

农业是利用动植物的生长发育规律，通过人工培育来获得产品的产业。农业属于第一产业，研究农业的科学是农学。农业的劳动对象是有生命的动植物，获得的产品是动植物本身。农业是提供支撑国民经济建设与发展的基础产业。

目前，在农作物的养殖过程中，需要经常对其经常灌溉，为了节省农作人员的劳动力，常会使用到洒水车等设备来进行灌溉作业，但现有的洒水车上的喷头一般是固定在车身上的，无法调节喷洒的角度，只能够通过调整洒水车的位置来改变灌溉的范围，在实际的使用中十分不便，且一般的灌溉设备都是一个喷水装置，灌溉的方向和面积都较为局限，效率也相对较低，因此设计一种新的灌溉设备来解决这种问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于：为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了高效农业灌溉设备,可以非常方便地实现大面积灵活灌溉，其水轮结构搭配两段分隔式给水管结构，可以完美地进行大流量农业灌溉。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高效农业灌溉设备，包括移动车架和安装在移动车架上的水箱，以及与水箱连接的喷头，还包括水平设置并与水箱连接的分流管，分流管入口段为水平管段，出口端为一段弯头结构的弯头段，且在弯头段的拐弯部还连接有一节喷水管，所述喷水管的入口端与水平管段的入口端相对设置，出口端连接所述喷头；在所述水平管段内还转动地安装有水轮，水轮的轴线与水平管段的轴线垂直且水轮偏置于水平管段一侧的鼓形膨胀腔内，以使得水流涌入水平管段时推动水轮转动；所述水轮的转轴与其下方的竖直设置的给水管固定连接，给水管设置在水平管段的侧壁之外并连接一个洒水头；

还包括一根过水管，该过水管包括一段水平设置的第一管段和两节第二管段，两第二管段分别倾斜地连接在第一管段的两端处且互相平行，其中，位于上端的第一管段连接在所述弯头段的出口端，位于下端的第一管段的出口端固接有套管，该套管同轴地套设在所述给水管的连接管段的外部，且给水管能在套管内以动密封的方式转动，以使得套管内壁与连接管段外壁之间形成一个环形的储水腔，所述连接管段为彼此分离的上、下两管段且两管段之间的间隙位于所述储水腔之内，上管段的顶端封闭且与所述水轮的转轴固接，下管段为一根两端开口的直通管，两管段之间通过一根同时设置在两管段内的连接杆固接，且下管段的上端口位于所述下端的第一管段的出口端下方。

进一步的，所述连接杆两端分别固接在一根横杆上以与两根横杆形成“工”字型结构，两横杆分别沿两管段的直径方向固接在相应管段之内。

进一步的，所述间隙的宽度大于所述第一管段的出口端的直径。

进一步的，将所述上管段内的横杆去掉，但所述连接杆的顶端固接在上管段的内顶面中央。

进一步的，所述连接杆呈“[”型，且其两端分别固接在上、下管段内壁上。

进一步的，所述箱体的内部固定安装有水泵，所述水泵的进水口与箱体内部相连通，所述水泵的出水口连通有所述喷水管，所述喷水管远离水泵的一端贯穿箱体并固定插接在与所述喷头相连的空心管内。

进一步的，所述箱体的顶部固定安装有输出轴朝下的第二电机，且所述第二电机的输出轴末端贯穿箱体顶部并延伸至箱体内，所述第二电机输出轴位于箱体内部一侧的周向表面固定连接有多个呈等间距环形阵列分布的搅拌叶片。

进一步的，所述洒水头为圆柱状，其用于洒水的孔设置在洒水头的圆柱面上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以减少动力设备的预制安装，利用水箱出来的高压水一方面推动水轮转动，从而驱动洒水头转动，另一方面，一部分流过水轮的高压水从喷水管射出，为喷头供给水源，同时另一部分高压水顺着分流管的弯头段下流，经特制的过水管的变向、过水作用，以及巧妙的储水腔和间隙的配合结构后流入到洒水头之内，在圆周方向上产生一个圆形区域的灌溉区域，配合喷头的定向集中灌溉，可以实现更加灵活，更加大面积的高效率灌溉作业。尤其是洒水头的转动，完全不需要外接电机等动力设备配套，全部利用高压水即可实现驱动，结构简单而异常巧妙。由于水轮推动时越大的流量驱动性能越是显著，而两段分隔式的给水管(连接管段)的分隔间隙，为大流量水从过水管直接快速充分流入奠定了基础，二者结合后，可以较为完美地实现大流量的高效农业灌溉。

附图说明

图1是本发明实施例中的的立体结构示意图；

图2是本发明实施例中的图1中A处结构放大示意图；

图3是本发明实施例中的主视图；

图4是本发明实施例中的右视图；

图5是本发明实施例中的洒水头及其配套附件连接结构主视图；

图6-7分别是洒水头的两种内部结构的主视图；

图8为图7中的闸块的俯视图；

图9为一种水平管段的俯视图。

图中：移动车架1、箱体2、进水斗21、长杆3、空心管4、喷头5、转动组件6、第一电机61、主动齿轮62、从动齿轮63、轴承座7、电动推杆8、喷水管9、第二电机10、分流管11、水轮12、给水管13、洒水头14、过水管15、分流丘16、洒水孔17、复位弹簧18、调节螺栓19、螺杆20、闸块21、弧形条板2101、倾斜弧板2102、V型簧片22、滑槽23、入水孔24、储水腔25、间隙26、连接杆27、横杆28。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-4，本具体实施方式提供的高效农业灌溉设备，包括移动车架1和安装在移动车架1上的水箱，该水箱可以供给高压水源，以及还设有与水箱连接的喷头5。除此之外，特别地，本实施例的高效农业灌溉设备还包括水平设置并与水箱连接的分流管11，分流管11入口段为水平管段，出口端为一段弯头结构的弯头段，且在弯头段的拐弯部还连接有一节喷水管9，所述喷水管9的入口端与水平管段的入口端相对设置，以便尽量快地令高压水直接从水平管段冲出，确保喷头5的水压和喷射灌溉射程。喷水管9的出口端连接所述喷头5，以喷水。此外，本实施例中，如图5和图9所示，在所述水平管段内还转动地安装有水轮12，水轮12的轴线与水平管段的轴线垂直且水轮12偏置于水平管段一侧的鼓形膨胀腔内，以使得水流涌入水平管段时推动水轮12转动。所述水轮12的转轴与其下方的竖直设置的给水管13固定连接，以便水轮12转动时给水管13也一同转动，在给水管13设置在水平管段的侧壁之外并连接一个洒水头14，以形成旋转的洒水灌溉效应。

与此同时，本实施例的高效农业灌溉设备还包括一根过水管15，该过水管15包括一段水平设置的第一管段和两节第二管段，两第二管段分别倾斜地连接在第一管段的两端处且互相平行，分别用于水流的换向。具体而言，位于上端的第一管段连接在所述弯头段的出口端，位于下端的第一管段的出口端固接有套管，该套管同轴地套设在所述给水管13的连接管段的外部，且给水管13能在套管内以动密封的方式转动，例如在配合面处增加密封圈等，以使得套管内壁与连接管段外壁之间形成一个环形的储水腔25，所述连接管段为彼此分离的上、下两管段且两管段之间的间隙26位于所述储水腔25之内，上管段的顶端封闭且与所述水轮12的转轴固接，下管段为一根两端开口的直通管，两管段之间通过一根同时设置在两管段内的连接杆27固接，且下管段的上端口位于所述下端的第一管段的出口端下方。具体制作时，连接杆27两端分别固接在一根横杆28上以与两根横杆28形成“工”字型结构，两横杆28分别沿两管段的直径方向固接在相应管段之内，以使得两管段稳定一体式连接。为了提高进入效率，所述间隙26的宽度大于所述第一管段的出口端的直径，使得水平管段的水可以进来直接冲入间隙26内，减少与管段外侧壁碰撞。

作为另一种具体实施例，在上述结构基础上，将上管段内的横杆28去掉，但所述连接杆27的顶端固接在上管段的内顶面中央，以简化安装制作。另外，还可以将所述连接杆27加工呈“[”型，且其两端分别固接在上、下管段内壁上，在保证固接强度的前提下，尽量简化安装制作。以上连接杆27和横杆28均采用细小的圆钢制成。

本实施例的洒水头14呈圆柱状壳体结构，洒水头14的顶部中央具有圆锥形的入水孔24，以流入高压水，而入水孔24的小端朝上且与所述给水管13的出口端同轴相接，与之相适配地，在所述洒水头14的圆柱腔体的底部朝上隆起一个圆锥形的分流丘16，该分流丘16的底端能与圆柱腔体的底面完全重合，分流丘16的顶部锥尖朝上同轴地位于所述入水孔24之内，这便是入水孔24的小端朝上的原因，就是为了配合分流丘16，与分流丘16的锥尖之间形成一个回转型的环锥形腔体，更好地实现高压水的周向分流，减弱水流在竖直方向上的剧烈冲击，并且，相适应地设置洒水孔17：所述圆柱腔体的腔壁上沿其径向开设有洒水孔17，所述洒水孔17由上至下设有多圈；以便水流朝周围散射后能快速从洒水孔17洒出。本实施例基于此，还可以具体地，由上至下各圈洒水孔17的孔径逐步变小且相邻上下两圈洒水孔17上的两洒水孔17彼此在竖直方向上错开，因为越是靠下的洒水孔17处的压强越大，因此洒水孔17变细后可以洒得更远，从上到下的洒水孔17形成由近及远的洒水规律，尽量较为全面地覆盖灌溉区域。此外，本实施例中，进一步地，如图7，所述分流丘16的底部为与洒水头14的圆柱腔体内壁上下滑动密封配合的圆柱段，圆柱段的圆柱面与相应的洒水孔17接触时即封闭该洒水孔17，该圆柱段底部与竖直朝上拧入圆柱腔体内的调节螺栓19相接，调节螺栓19顶推圆柱段的滑动位置，实现调节洒水孔17开孔数量的功能，简单而灵活地调节洒水量。且在圆柱段下方的圆柱腔体内还设有复位弹簧18，该复位弹簧18套在调节螺栓19外部并与分流丘16同轴，以便将调节螺栓19拧出后，复位弹簧18将分流丘16支撑至所述洒水孔17完全露出圆柱段之外的位置，从而恢复洒水头14的全开状态。

进一步地，本实施例还可以设置对洒水头14进水量的机动性调节，其具体如下：还包括呈环形阵列布置的若干个流量调节机构，具体可设置两个、三个或者四个。如图7，所述流量调节机构包括闸块21、V型簧片22、螺杆20，所述闸块21整体呈弧形的条状结构，其横截面呈“∠”状，即本闸块21为“∠”状的截面绕外部某点旋转一定角度而成，以使得闸块21由水平设置的弧形条板2101和呈圆锥侧壁状片体结构的倾斜弧板2102构成。具体而言，弧形条板2101滑动地安装在与所述给水管13相连的洒水头14顶部的入水孔24周围，以便能滑入入水孔24内而缩减入水孔24的有效过水孔径。所述螺杆20竖直朝下拧入洒水头14供闸块21安置的安装腔中，并与所述倾斜弧板2102外侧壁开设的一道滑槽23滑动配合，该滑槽23沿着倾斜弧板2102的母线的方向开设，以使得螺杆20下拧过程中，推动闸块21沿着所述入水孔24的径向方向朝入水孔24的圆心一侧滑动靠拢，以令弧形条板2101的自由端伸入到所述入水孔24之内。所述V型簧片22的一侧边紧贴固定在所述安装腔的腔壁上，另一侧的自由端固接有钢球，所述钢球在V型簧片22作用下始终与所述倾斜弧板2102的内壁光滑、挤压接触，以便令螺杆20和闸块21之间始终保持紧密接触，且对闸块21复位，最大化打开入水孔24。

作为具体实施细节，本高效农业灌溉设备的移动车架1上可拆卸地固定连接有用于装水的箱体2，移动车架1的顶部转动连接有呈竖直方向并位于箱体2一侧的长杆3，长杆3的顶部固定连接有与箱体2内部相连通的空心管4，空心管4的一端固定安装有与其内部相连通并用于将箱体2内部水喷洒出的喷头5，箱体2上设置有用于驱动长杆3进行扭动的转动组件6，箱体2的顶部固定连接有与其内部相连通的进水斗21，这样，能够将灌溉用的水与农药通过进水斗21倒入箱体2内，并推动移动车架1以通过喷头5对农田进行灌溉，在推动移动车架1行进时，通过转动组件6的作用，能够使长杆3在箱体2上进行正/反方向的往复转动，长杆3在转动的同时会使空心管4带动喷头5进行相应的往复扭动，使喷头5喷水的角度能够得到改变，以增加洒水灌溉的范围，提高了该装置的适用性。

具体的，为了实现长杆3的转动，请参阅图2，在一些实施例中，转动组件6包括固定安装在箱体2表面靠近长杆3一侧的第一电机61，第一电机61的输出轴与长杆3相平行并固定套接有主动齿轮62，长杆3上固定套接有与主动齿轮62相啮合的从动齿轮63，通过第一电机61输出轴的转动，能够使主动齿轮62通过齿牙的配合带动从动齿轮63进行转动，以实现长杆3的转动，从而达到改变喷头5喷洒角度的目的，提升机动工作范围。

如图3所示，移动车架1上固定安装有轴承座7，长杆3的底端固定插接在轴承座7的内部，使长杆3只能在箱体2上转动，不能移动，这样的设计会更加的合理。

优选的，请参阅图3，在一些实施例中，空心管4铰接在长杆3的顶部，长杆3表面铰接有电动推杆8，电动推杆8的活塞杆末端铰接在空心管4远离长杆3的一侧底部，通过电动推杆8活塞杆的伸缩，可以使空心管4在长杆3的顶部于竖直面内进行上下扭动，从而使喷头5跟随空心管4进行上下扭动，以改变喷头5洒水的高度和喷射角度，达到调节喷头5洒水距离和对象的目的，从而便于喷头5在灌溉过程中可以根据农田大小进行调节喷洒的角度与距离。

为了使箱体2内的水能够从喷头5喷出，箱体2的内部固定安装有水泵，水泵的进水口与箱体2内部相连通，水泵的出水口连通有喷水管9，喷水管9远离水泵的一端贯穿箱体2并固定插接在空心管4内，通过水泵的作用，可以将箱体2内的水与农药通过喷水管9进入到喷头5内并喷出，需要说明的是，喷水管9具有一定的弹性与可塑性，使喷头5在转动时喷水管9能够跟随喷头5产生形变，不会影响喷头5的转动。

而另外的，针对水与农药倒入到箱体2内后可能会存在混合不均匀，影响灌溉质量的问题，请参阅图4，在一个实施例中，箱体2的顶部固定安装有输出轴朝下的第二电机10，且第二电机10的输出轴末端贯穿箱体2顶部并延伸至箱体2内，第二电机10输出轴位于箱体2内部一侧的周向表面固定连接有多个呈等间距环形阵列分布的搅拌叶片，通过第二电机10输出轴的转动，可以带动多个搅拌叶片在箱体2内部转动，达到搅拌水和农药的目的，使其混合更加均匀，以确保灌溉的质量。

本领域技术人员在实际制作时，还可以将用于洒水的孔加工为圆锥孔，且其小端朝外侧，以便喷洒水。且进一步的，所述第一管段为方管，且所述鼓形膨胀腔为方管其中一侧壁的部分朝外膨胀呈半圆柱状结构，所述水轮12一半位于膨胀腔内，另一半越过方管的中轴线，以使得水轮12更好地转动，获取更大的水流冲刷扭矩，防止水直接冲击整个或者过半水轮12时影响水轮12顺畅转动。

进一步的，所述水轮12越过中轴线的部分的圆心角O为75°—90°，以使得水轮12可以获得较大的水流冲刷带来的扭矩。而且，所述水平管段用于安装所述水轮12的部位的上下两相对内侧壁为平面，水轮12的上下两端面到与其所正对的所述平面的间距不小于1mm，可更好地保证水轮12的稳定旋转。而所述喷水管9的入口端的轴线位于水平管段的轴线之上，则是在尽量保证喷水管9水压基础上，又给予足够的朝下分流至弯头段的水流。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高效农业灌溉设备，包括移动车架和安装在移动车架上的水箱，以及与水箱连接的喷头，其特征在于，还包括水平设置并与水箱连接的分流管，分流管入口段为水平管段，出口端为一段弯头结构的弯头段，且在弯头段的拐弯部还连接有一节喷水管，所述喷水管的入口端与水平管段的入口端相对设置，出口端连接所述喷头；在所述水平管段内还转动地安装有水轮，水轮的轴线与水平管段的轴线垂直且水轮偏置于水平管段一侧的鼓形膨胀腔内，以使得水流涌入水平管段时推动水轮转动；所述水轮的转轴与其下方的竖直设置的给水管固定连接，给水管设置在水平管段的侧壁之外并连接一个洒水头；

还包括一根过水管，该过水管包括一段水平设置的第一管段和两节第二管段，两第二管段分别倾斜地连接在第一管段的两端处且互相平行，其中，位于上端的第一管段连接在所述弯头段的出口端，位于下端的第一管段的出口端固接有套管，该套管同轴地套设在所述给水管的连接管段的外部，且给水管能在套管内以动密封的方式转动，以使得套管内壁与连接管段外壁之间形成一个环形的储水腔，所述连接管段为彼此分离的上、下两管段且两管段之间的间隙位于所述储水腔之内，上管段的顶端封闭且与所述水轮的转轴固接，下管段为一根两端开口的直通管，两管段之间通过一根同时设置在两管段内的连接杆固接，且下管段的上端口位于所述下端的第一管段的出口端下方。

2.根据权利要求1所述的高效农业灌溉设备，其特征在于，所述连接杆两端分别固接在一根横杆上以与两根横杆形成“工”字型结构，两横杆分别沿两管段的直径方向固接在相应管段之内。

3.根据权利要求1所述的高效农业灌溉设备，其特征在于，所述间隙的宽度大于所述第一管段的出口端的直径。

4.根据权利要求1所述的高效农业灌溉设备，其特征在于，所述连接杆呈“[”型，且其两端分别固接在上、下管段内壁上。

5.根据权利要求1所述的高效农业灌溉设备，其特征在于，所述箱体的内部固定安装有水泵，所述水泵的进水口与箱体内部相连通，所述水泵的出水口连通有所述喷水管，所述喷水管远离水泵的一端贯穿箱体并固定插接在与所述喷头相连的空心管内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的高效农业灌溉设备，其特征在于，所述洒水头为圆柱状，其用于洒水的孔设置在洒水头的圆柱面上。

7.一种高效农业灌溉设备，其特征在于，将权利要求2中的所述上管段内的横杆去掉，但所述连接杆的顶端固接在上管段的内顶面中央。

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