CN113080013A - 节水节能灌溉喷淋系统与工作方法 - Google Patents

节水节能灌溉喷淋系统与工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种节水节能灌溉喷淋系统，包括水平固定安装的圆盆状喷头座，所述圆盆状喷头座包括一体化的圆盘状盆底和环状盆侧壁，所述环状盆侧壁的内壁为光滑球面内壁；还包括圆盖状喷头，所述圆盖状喷头包括一体化的盖顶壁体和环状盖侧壁，所述环状盖侧壁的外壁为的外壁面为光滑的球面外壁；若干弧形搅拌管也会自动在旋流搅拌稀释挤压仓内左旋转搅动，从而使注入旋流搅拌稀释挤压仓内的肥料液迅速均匀稀释。

Description

节水节能灌溉喷淋系统与工作方法
技术领域
本发明属于节水灌溉领域。
背景技术
在灌溉领域中，能将肥料液与水均匀搅拌稀释，且时刻变换喷射仰角和方位的均匀喷射，必须要用到电动结构才行，而灌溉区域有时并没有完善的供电设施，因此需要设计一种不耗电，纯机械结构，能将肥料液与水均匀搅拌稀释，且能时刻变换喷射仰角，和方位的喷头结构。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种喷射和稀释都很均匀的节水节能灌溉喷淋系统与工作方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的节水节能灌溉喷淋系统，包括水平固定安装的圆盆状喷头座，所述圆盆状喷头座包括一体化的圆盘状盆底和环状盆侧壁，所述环状盆侧壁的内壁为光滑球面内壁；
还包括圆盖状喷头，所述圆盖状喷头包括一体化的盖顶壁体和环状盖侧壁，所述环状盖侧壁的外壁为的外壁面为光滑的球面外壁；
所述球面外壁的所在球心与光滑球面内壁的所在球心重合，且所述球心在所述环状盆侧壁的轴线上，所述环状盖侧壁的球面外壁与所述环状盆侧壁的光滑球面内壁滑动配合；
所述圆盆状喷头座与圆盖状喷头所构成的组合结构的内部形成旋流搅拌稀释挤压仓；所述环状盖侧壁上呈圆周阵列漏分布有若干射流喷射口，所述旋流搅拌稀释挤压仓内的水能通过所述射流喷射口向外喷出。
进一步的，所述圆盘状盆底的轴心处同轴心一体化设置固定套，所述固定套内通过第一轴承同轴心转动设置有柱筒状的回转分流壳体，所述回转分流壳体的内部为水分流仓，所述回转分流壳体的上半部分位于所述旋流搅拌稀释挤压仓内，所述回转分流壳体上部分的四周呈圆周阵列分布若干弧形搅拌管，各所述弧形搅拌管根部的进液端均固定连接回转分流壳体侧壁且连通所述水分流仓；各所述弧形搅拌管末端的出料口连通所述旋流搅拌稀释挤压仓，从各弧形搅拌管末端的出料口喷出水射流产生的反作用力通过硬质各弧形搅拌管以扭矩的形式传递到回转分流壳体，从而使回转分流壳体自动沿自身轴线回转。
进一步的，还包括恒压水供给管，所述恒压供水管上端的出水端一体化连接所述固定套下端，且连通所述水分流仓的下端。
进一步的，还包括肥料液供给管，所述肥料液供给管上端的出水端固定连接在所述圆盘状盆底上，并连通所述旋流搅拌稀释挤压仓的底部。
进一步的，所述肥料液供给管和恒压供水管上均设置有阀门。
进一步的，所述回转分流壳体的上端同轴心一体化固定连接有硬质竖向管，所述硬质竖向管的外壁上设置有球形结，所述球形结的球心与所述球面外壁和光滑球面内壁的所在球心重合；还包括套在所述球形结外部的球形结活动环套，所述球形结活动环套的内壁为与所述球形结球面外壁滑动配合的球弧面；
所述盖顶壁体的轴心处为同轴心下凹的圆锥壁体，所述圆锥壁体的下端与所述活动环套的外壁一体化同轴心连接。
进一步的，所述盖顶壁体的上表面为圆环形射流反射面，所述环状盆侧壁的上端面为圆环状行走平台；
还包括一段硬质水平管，所述硬质水平管远离环状盆侧壁轴线的一端与所述硬质竖向管的上端通过硬质连接管一体化连通连接，所述硬质水平管靠近硬质竖向管的一端连通连接有斜向喷射管；所述硬质水平管、硬质竖向管和硬质连接管所形成的一体结构内的内部沿长度方向设置有导液通道，所述导液通道的一端连通所述水分流仓的顶部，导液通道的另一端连通连接斜向喷射管，所述斜向喷射管的末端为水花喷射口；
所述硬质水平管外壁通过第二防水轴承同轴心转动设置有行走轮，所述行走轮的轴线与所述环状盆侧壁的轴线垂直相交；
所述行走轮的外圈滚动面包括一段锥环面和一段柱环面，所述行走轮的柱面与所述圆环状行走平台滚动配合，所述行走轮的锥环面斜向下顶压所述圆环形射流反射面一侧的反射面边缘，从而使整体呈圆盖状喷头远离行走轮的一侧向上翘起，从而使圆环形射流反射面为斜面，从水花喷射口喷射出的水花会斜向撞击所述圆环形射流反射面；
将圆盖状喷头远离行走轮的一侧记为圆盖状喷头的“翘起侧”，将整体呈圆盖状喷头靠近行走轮的一侧记为圆盖状喷头的“非翘起侧”；
圆盖状喷头的“翘起侧”的环状盖侧壁上的若干射流喷射口斜向朝上且连通外部，圆盖状喷头的“非翘起侧”的环状盖侧壁上的若干射流喷射口斜向朝下且被所述环状盆侧壁的光滑球面内壁封堵；
圆盖状喷头的“翘起侧”的球面外壁的下端轮廓边缘处的弧面仍然与所述光滑球面内壁滑动配合；圆盖状喷头的“非翘起侧”的环状盖侧壁的下端外轮廓与圆盘状盆底上表面轮廓边缘限位接触。
进一步的，节水节能灌溉喷淋系统的工作方法：
以稳定的水压力向水分流仓供水，从各弧形搅拌管末端的出料口喷出水射流产生的反作用力通过硬质各弧形搅拌管以扭矩的形式传递到回转分流壳体，从而使回转分流壳体自动沿自身轴线回转，这时肥料液供给管将适量的肥料液持续注入旋流搅拌稀释挤压仓内，而若干弧形搅拌管也会自动在旋流搅拌稀释挤压仓内左旋转搅动，从而使注入旋流搅拌稀释挤压仓内的肥料液迅速均匀稀释，从而使旋流搅拌稀释挤压仓形成持续旋流且增压状态的灌溉液。
有益效果：本发明的结构简单，圆盖状喷头向四面八方喷射水花射流，并且由于喷射仰角和方位时刻在发生变化，使水花坠落的范围更加广泛和均匀，从各弧形搅拌管末端的出料口喷出水射流产生的反作用力通过硬质各弧形搅拌管以扭矩的形式传递到回转分流壳体，从而使回转分流壳体自动沿自身轴线回转，这时肥料液供给管将适量的肥料液持续注入旋流搅拌稀释挤压仓内，而若干弧形搅拌管也会自动在旋流搅拌稀释挤压仓内左旋转搅动，从而使注入旋流搅拌稀释挤压仓内的肥料液迅速均匀稀释。
附图说明
附图1为本装置的整体结构示意图；
附图2为本装置的上部分结构示意图；
附图3为本装置的剖视图；
附图4为附图3的标记100处的放大示意图；
附图5为附图4的左上侧的放大示意图；
附图6为本装置的俯视图；
附图7为本装置的横剖示意图；
附图8为本装置的旋转部分的结构示意图；
附图9为圆盆状喷头座结构示意图；
附图10为圆盖状喷头结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本方案包括结构部分和工作原理部分：
结构部分如下：
如附图1至10所示的节水节能灌溉喷淋系统，包括水平固定安装的圆盆状喷头座999，圆盆状喷头座999包括一体化的圆盘状盆底111和环状盆侧壁5，环状盆侧壁5的内壁为光滑球面内壁5.1；还包括圆盖状喷头31，圆盖状喷头31包括一体化的盖顶壁体15和环状盖侧壁12，环状盖侧壁12的外壁为的外壁面为光滑的球面外壁10；
球面外壁10的所在球心与光滑球面内壁5.1的所在球心重合，且球心在环状盆侧壁5的轴线上，环状盖侧壁12的球面外壁10与环状盆侧壁5的光滑球面内壁5.1滑动配合；圆盆状喷头座999与圆盖状喷头31所构成的组合结构的内部形成旋流搅拌稀释挤压仓13；环状盖侧壁12上呈圆周阵列漏分布有若干射流喷射口1，旋流搅拌稀释挤压仓13内的水能通过射流喷射口1向外喷出。
圆盘状盆底111的轴心处同轴心一体化设置固定套110，固定套110内通过第一轴承109同轴心转动设置有柱筒状的回转分流壳体108，回转分流壳体108的内部为水分流仓107，回转分流壳体108的上半部分位于旋流搅拌稀释挤压仓13内，回转分流壳体108上部分的四周呈圆周阵列分布若干弧形搅拌管113，各弧形搅拌管113根部的进液端106均固定连接回转分流壳体108侧壁且连通水分流仓107；各弧形搅拌管113末端的出料口115连通旋流搅拌稀释挤压仓13，从各弧形搅拌管113末端的出料口115喷出水射流产生的反作用力通过硬质各弧形搅拌管113以扭矩的形式传递到回转分流壳体108，从而使回转分流壳体108自动沿自身轴线回转。
还包括恒压水供给管101，恒压供水管101上端的出水端一体化连接固定套110下端，且连通水分流仓107的下端。还包括肥料液供给管102，肥料液供给管102上端的出水端固定连接在圆盘状盆底111上，并连通旋流搅拌稀释挤压仓13的底部；本实施例的肥料液供给管102和恒压供水管101上均设置有阀门。
回转分流壳体108的上端同轴心一体化固定连接有硬质竖向管6.2，硬质竖向管6.2的外壁上设置有球形结103，球形结103的球心与球面外壁10和光滑球面内壁5.1的所在球心重合；还包括套在球形结103外部的球形结活动环套104，球形结活动环套104的内壁为与球形结103球面外壁滑动配合的球弧面；
盖顶壁体15的轴心处为同轴心下凹的圆锥壁体105，圆锥壁体105的下端与活动环套104的外壁一体化同轴心连接。盖顶壁体15的上表面为圆环形射流反射面8，环状盆侧壁5的上端面为圆环状行走平台27；
还包括一段硬质水平管6.1，硬质水平管6.1远离环状盆侧壁5轴线的一端与硬质竖向管6.2的上端通过硬质连接管6一体化连通连接，硬质水平管6.1靠近硬质竖向管6.2的一端连通连接有斜向喷射管116；硬质水平管6.1、硬质竖向管6.2和硬质连接管6所形成的一体结构内的内部沿长度方向设置有导液通道29，导液通道29的一端连通水分流仓107的顶部，导液通道29的另一端连通连接斜向喷射管116，斜向喷射管116的末端为水花喷射口117；
硬质水平管6.1外壁通过第二防水轴承25同轴心转动设置有行走轮22，行走轮22的轴线与环状盆侧壁5的轴线垂直相交；
行走轮22的外圈滚动面包括一段锥环面23和一段柱环面26，行走轮22的柱面26与圆环状行走平台27滚动配合，行走轮22的锥环面23斜向下顶压圆环形射流反射面8一侧的反射面边缘8.1，从而使整体呈圆盖状喷头31远离行走轮22的一侧向上翘起，从而使圆环形射流反射面8为斜面，从水花喷射口117喷射出的水花会斜向撞击圆环形射流反射面8；
将圆盖状喷头31远离行走轮22的一侧记为圆盖状喷头31的“翘起侧”，将整体呈圆盖状喷头31靠近行走轮22的一侧记为圆盖状喷头31的“非翘起侧”；
圆盖状喷头31的“翘起侧”的环状盖侧壁12上的若干射流喷射口1斜向朝上且连通外部，圆盖状喷头31的“非翘起侧”的环状盖侧壁12上的若干射流喷射口1斜向朝下且被环状盆侧壁5的光滑球面内壁5.1封堵；
圆盖状喷头31的“翘起侧”的球面外壁10的下端轮廓边缘处的弧面10.1仍然与光滑球面内壁5.1滑动配合；圆盖状喷头31的“非翘起侧”的环状盖侧壁12的下端外轮廓112与圆盘状盆底111上表面轮廓边缘限位接触。
本装置的工作原理内容部分：
恒压供水管101以稳定的水压力向水分流仓107供水，随后水分流仓107内的水在水压的作用下大部分通过若干弧形搅拌管113末端的出料口115喷出到旋流搅拌稀释挤压仓13内，进而使旋流搅拌稀释挤压仓13内形成持续的增压环境，从各弧形搅拌管113末端的出料口115喷出水射流产生的反作用力通过硬质各弧形搅拌管113以扭矩的形式传递到回转分流壳体108，从而使回转分流壳体108自动沿自身轴线回转，这时肥料液供给管102将适量的肥料液持续注入旋流搅拌稀释挤压仓13内，而若干弧形搅拌管113也会自动在旋流搅拌稀释挤压仓13内左旋转搅动，从而使注入旋流搅拌稀释挤压仓13内的肥料液迅速均匀稀释，从而使旋流搅拌稀释挤压仓13形成持续旋流且增压状态的灌溉液；这时圆盖状喷头31的“翘起侧”的环状盖侧壁12上的若干射流喷射口1斜向向上喷出射流水花，根据若干射流喷射口1呈圆周阵列的特征，在本实施例中，如图2所示，圆盖状喷头31的“翘起侧”暴露在外面的射流喷射口1包括一号射流喷射口1.1、二号射流喷射口1.2、三号射流喷射口1.3、四号射流喷射口1.4和五号射流喷射口1.5；由于整体呈圆盖状喷头31远离行走轮22的一侧向上翘起，根据本特征的几何关系可知，一号射流喷射口1.1、二号射流喷射口1.2、三号射流喷射口1.3、四号射流喷射口1.4和五号射流喷射口1.5相对于地面的仰角是逐渐变大的，而一号射流喷射口1.1、二号射流喷射口1.2、三号射流喷射口1.3、四号射流喷射口1.4和五号射流喷射口1.5的初始射流速度是一致的，因此从一号射流喷射口1.1、二号射流喷射口1.2、三号射流喷射口1.3、四号射流喷射口1.4和五号射流喷射口1.5射出的射流水花最终的坠区域是逐次变远的，因此提高了灌溉范围和均匀度；
由于整体呈圆盖状喷头31远离行走轮22的一侧向上翘起，从而使圆环形射流反射面8为斜面，与此同时水分流仓107内的少部分水在水压的作用下经导液通道29从水花喷射口117以射流的形式射出，从水花喷射口117喷出的水射流撞击圆环形射流反射面8后以反射射流99的形式斜向上抛出，由于经过了一次反射损耗，从圆环形射流反射面8以反射射流99的形式斜向上抛出的射程相对于从各个射流喷射口1喷出的射程都要短，因此经过圆环形射流反射面8反射后的水花最终会抛射到离圆盖状喷头31更近的灌溉区域；
与此同时回转分流壳体108在硬质水平管6.1、硬质竖向管6.2和硬质连接管6所形成的一体结构的带动下使行走轮22沿圆环状行走平台27的环形路径呈周期性的滚动行走；
由于行走轮22外周的锥环面23始终是斜向下顶压圆环形射流反射面8一侧的反射面边缘8.1的，因此行走轮22在沿圆环状行走平台27的环形路径呈周期性的滚动行走的任意时刻，圆盖状喷头31远离行走轮22的一侧都处于向上翘起的状态，进而使圆盖状喷头31的任意方位都会呈周期性的翘起，行走轮22沿圆环状行走平台27的环形路径呈周期性的滚动行走的任意一个周期中，圆盖状喷头31的任意方位都会被翘起一次，而“翘起侧”暴露的若干射流喷射口1的喷射仰角时刻在发生变化，最终会坠落在不同的射程灌溉区域，因此综合效果是使圆盖状喷头31向四面八方喷射水花射流，并且由于喷射仰角和方位时刻在发生变化，使水花坠落的范围更加广泛和均匀；与此同时，圆环形射流反射面8的倾斜方位也在时刻呈周期性的发生变化，因此从圆环形射流反射面8以反射射流99的形式斜向上抛出到更加附近的灌溉区域的水花的喷洒方位也在时刻发生变化；从而进一步的增加灌溉的喷洒范围和均匀度。
以上作为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 (8)

1.节水节能灌溉喷淋系统，其特征在于：包括水平固定安装的圆盆状喷头座(999)，所述圆盆状喷头座(999)包括一体化的圆盘状盆底(111)和环状盆侧壁(5)，所述环状盆侧壁(5)的内壁为光滑球面内壁(5.1)；
还包括圆盖状喷头(31)，所述圆盖状喷头(31)包括一体化的盖顶壁体(15)和环状盖侧壁(12)，所述环状盖侧壁(12)的外壁为的外壁面为光滑的球面外壁(10)；
所述球面外壁(10)的所在球心与光滑球面内壁(5.1)的所在球心重合，且所述球心在所述环状盆侧壁(5)的轴线上，所述环状盖侧壁(12)的球面外壁(10)与所述环状盆侧壁(5)的光滑球面内壁(5.1)滑动配合；
所述圆盆状喷头座(999)与圆盖状喷头(31)所构成的组合结构的内部形成旋流搅拌稀释挤压仓(13)；所述环状盖侧壁(12)上呈圆周阵列漏分布有若干射流喷射口(1)，所述旋流搅拌稀释挤压仓(13)内的水能通过所述射流喷射口(1)向外喷出。
2.根据权利要求1所述的节水节能灌溉喷淋系统，其特征在于：所述圆盘状盆底(111)的轴心处同轴心一体化设置固定套(110)，所述固定套(110)内通过第一轴承(109)同轴心转动设置有柱筒状的回转分流壳体(108)，所述回转分流壳体(108)的内部为水分流仓(107)，所述回转分流壳体(108)的上半部分位于所述旋流搅拌稀释挤压仓(13)内，所述回转分流壳体(108)上部分的四周呈圆周阵列分布若干弧形搅拌管(113)，各所述弧形搅拌管(113)根部的进液端(106)均固定连接回转分流壳体(108)侧壁且连通所述水分流仓(107)；各所述弧形搅拌管(113)末端的出料口(115)连通所述旋流搅拌稀释挤压仓(13)，从各弧形搅拌管(113)末端的出料口(115)喷出水射流产生的反作用力通过硬质各弧形搅拌管(113)以扭矩的形式传递到回转分流壳体(108)，从而使回转分流壳体(108)自动沿自身轴线回转。
3.根据权利要求2所述的节水节能灌溉喷淋系统，其特征在于：还包括恒压水供给管(101)，所述恒压供水管(101)上端的出水端一体化连接所述固定套(110)下端，且连通所述水分流仓(107)的下端。
4.根据权利要求3所述的节水节能灌溉喷淋系统，其特征在于：还包括肥料液供给管(102)，所述肥料液供给管(102)上端的出水端固定连接在所述圆盘状盆底(111)上，并连通所述旋流搅拌稀释挤压仓(13)的底部。
5.根据权利要求4所述的节水节能灌溉喷淋系统，其特征在于：所述肥料液供给管(102)和恒压供水管(101)上均设置有阀门。
6.根据权利要求5所述的节水节能灌溉喷淋系统，其特征在于：所述回转分流壳体(108)的上端同轴心一体化固定连接有硬质竖向管(6.2)，所述硬质竖向管(6.2)的外壁上设置有球形结(103)，所述球形结(103)的球心与所述球面外壁(10)和光滑球面内壁(5.1)的所在球心重合；还包括套在所述球形结(103)外部的球形结活动环套(104)，所述球形结活动环套(104)的内壁为与所述球形结(103)球面外壁滑动配合的球弧面；
所述盖顶壁体(15)的轴心处为同轴心下凹的圆锥壁体(105)，所述圆锥壁体(105)的下端与所述活动环套(104)的外壁一体化同轴心连接。
7.根据权利要求6所述的节水节能灌溉喷淋系统，其特征在于：所述盖顶壁体(15)的上表面为圆环形射流反射面(8)，所述环状盆侧壁(5)的上端面为圆环状行走平台(27)；
还包括一段硬质水平管(6.1)，所述硬质水平管(6.1)远离环状盆侧壁(5)轴线的一端与所述硬质竖向管(6.2)的上端通过硬质连接管(6)一体化连通连接，所述硬质水平管(6.1)靠近硬质竖向管(6.2)的一端连通连接有斜向喷射管(116)；所述硬质水平管(6.1)、硬质竖向管(6.2)和硬质连接管(6)所形成的一体结构内的内部沿长度方向设置有导液通道(29)，所述导液通道(29)的一端连通所述水分流仓(107)的顶部，导液通道(29)的另一端连通连接斜向喷射管(116)，所述斜向喷射管(116)的末端为水花喷射口(117)；
所述硬质水平管(6.1)外壁通过第二防水轴承(25)同轴心转动设置有行走轮(22)，所述行走轮(22)的轴线与所述环状盆侧壁(5)的轴线垂直相交；
所述行走轮(22)的外圈滚动面包括一段锥环面(23)和一段柱环面(26)，所述行走轮(22)的柱面(26)与所述圆环状行走平台(27)滚动配合，所述行走轮(22)的锥环面(23)斜向下顶压所述圆环形射流反射面(8)一侧的反射面边缘(8.1)，从而使整体呈圆盖状喷头(31)远离行走轮(22)的一侧向上翘起，从而使圆环形射流反射面(8)为斜面，从水花喷射口(117)喷射出的水花会斜向撞击所述圆环形射流反射面(8)；
将圆盖状喷头(31)远离行走轮(22)的一侧记为圆盖状喷头(31)的“翘起侧”，将整体呈圆盖状喷头(31)靠近行走轮(22)的一侧记为圆盖状喷头(31)的“非翘起侧”；
圆盖状喷头(31)的“翘起侧”的环状盖侧壁(12)上的若干射流喷射口(1)斜向朝上且连通外部，圆盖状喷头(31)的“非翘起侧”的环状盖侧壁(12)上的若干射流喷射口(1)斜向朝下且被所述环状盆侧壁(5)的光滑球面内壁(5.1)封堵；圆盖状喷头(31)的“翘起侧”的球面外壁(10)的下端轮廓边缘处的弧面(10.1)仍然与所述光滑球面内壁(5.1)滑动配合；圆盖状喷头(31)的“非翘起侧”的环状盖侧壁(12)的下端外轮廓(112)与圆盘状盆底(111)上表面轮廓边缘限位接触。
8.根据权利要求7所述的节水节能灌溉喷淋系统的工作方法，其特征在于：
以稳定的水压力向水分流仓(107)供水，从各弧形搅拌管(113)末端的出料口(115)喷出水射流产生的反作用力通过硬质各弧形搅拌管(113)以扭矩的形式传递到回转分流壳体(108)，从而使回转分流壳体(108)自动沿自身轴线回转，这时肥料液供给管(102)将适量的肥料液持续注入旋流搅拌稀释挤压仓(13)内，而若干弧形搅拌管(113)也会自动在旋流搅拌稀释挤压仓(13)内左旋转搅动，从而使注入旋流搅拌稀释挤压仓(13)内的肥料液迅速均匀稀释，从而使旋流搅拌稀释挤压仓(13)形成持续旋流且增压状态的灌溉液。
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