CN113632719A - 基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统,包括垂直轴风力发电机、系统控制器、蓄电池、集输水系统、滴灌系统以及若干土壤湿度传感器;本发明通过安装的垂直轴风力发电机实现自供电;并利用高速公路自身边沟,通过设置边沟蓄水池将收集雨水经过滤等操作后为中央分隔绿化带提供滴灌用水;通过设置在各片区的土壤湿度传感器反馈信号,系统控制器控制主电磁阀以及相应区域的支管电磁阀通断,可实现分区控制,为缺水区域单独滴灌,达到节约用水、高效用水的效果。
Description
技术领域
本发明属于高速公路绿化灌溉相关技术领域,具体涉及基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统。
背景技术
中央分隔绿化带在我国的高速公路上极为常见,其主要目的是分离上、下行方向的行车道,避免夜晚会车时的眩光,最大限度的提高行车的安全性。但目前中央分隔绿化突出存在几个问题:1.植物成活率低,难以达到预期效果;2.灌溉采用人工灌溉,难度系数大、整体费用高、不安全;3.无论是传统人工漫灌,还是洒水车式浇灌方式,不仅洒水不均,而且容易对路面造成损坏。
在此背景下,为提高中央分隔带植物成活率、降低灌溉难度和成本。提出了一种自动控制、成本低廉、能高效节水用水且能显著提高植物成活率的中央分隔绿化带节水自动滴灌系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:本发明提供基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统,本发明通过安装的垂直轴风力发电机实现自供电;并利用高速公路自身边沟,通过设置边沟蓄水池将收集雨水经过滤等操作后为中央分隔绿化带提供滴灌用水;通过设置在各片区的土壤湿度传感器反馈信号,系统控制器控制主电磁阀以及相应区域的支管电磁阀通断,可实现分区控制,为缺水区域单独滴灌,解决了传统人工/小车灌溉整体费用高、不安全、洒水不均等问题。
本发明技术方案是:基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统,包括集输水系统、滴灌系统;
所述集输水系统包括边沟1、边沟蓄水池7、水泵8、主输水管9、砂石分离器11、干管17、支管18;
所述边沟蓄水池7建在高速公路自身集排水的边沟1相对低洼处,边沟蓄水池7内设置有水泵8,水泵8连接主输水管9,并通过砂石分离器11和筛网式过滤器13双重过滤后,将水连接至干管17,干管17又连通若干支管18,由各支管18将水运送到滴灌系统,完成滴灌供水任务。
所述滴灌系统包括滴灌管20、若干滴头21以及滴灌管20两端的堵头22,滴灌管20上设有若干滴头21,根据中央分隔绿化带具体种植的植物来确定滴灌管20的埋设深度和滴头21之间的间距;
作为本发明的进一步方案,所述主输水管9设置有止逆阀10、流量表15、进排气阀16,在筛网式过滤器13的前后设置有压力表12,止逆阀10可防止灌溉水倒流,流量表15可用来监视系统滴灌水流量,通过数值异常可判断输水系统运行有问题,过大说明漏水,过小说明滴头21堵塞或阀门打不开。进排气阀 16可排除管道中的空气,保护设备的安全。筛网式过滤器13前后设置的压力表 12可用来监视过滤器堵塞程度,压力差越大,堵塞越厉害。
作为本发明的进一步方案,所述主输水管9上设置有主电磁阀14,支管18 上设置有支管电磁阀19,公路中央分隔绿化带分为若干区域,每个区域布置土壤湿度传感器23,土壤湿度传感器23与系统控制器5连接,系统控制器5再与水泵8连接,系统控制器5还与主电磁阀14和支管电磁阀19连接。通过各片区布置的土壤湿度传感器23反馈信号,当土壤湿度达到预设的下限值时,系统控制器5控制水泵8工作,同时控制主电磁阀14和支管电磁阀19的通断,实现对特定的缺水区域进行滴灌,土壤湿度达到预设上限值时,水泵8停止工作,各电磁阀均关断。
作为本发明的进一步方案,所述边沟蓄水池7连接有服务区输水管25,服务区输水管25上设有补水电磁阀26,边沟蓄水池7上设有液位传感器24,液位传感器24与系统控制器5连接,系统控制器5再与补水电磁阀26连接。当处于少雨水的季节或是本身雨水不足地区,边沟蓄水池7内的液位传感器24反馈液位到达最低限时,系统控制器5控制补水电磁阀26打开,由就近的服务区通过服务区输水管25为边沟蓄水池7供水。
作为本发明的进一步方案,所述集输水系统和灌溉系统应用在北方及具有冰雪灾害的地区,为避免冬季冻坏管道,主输水管9和干管17铺设于冻土层之下,各支管18和滴灌管20采用防冻保温材料橡塑海绵包裹;
作为本发明的进一步方案,本发明还包括安装在中央绿化带3中的垂直轴风力发电机4,垂直轴风力发电机4与蓄电池6连接,所述滴灌系统所有用电设备由安装在中央绿化带3中的垂直轴风力发电机4发电并存储在蓄电池6中供电,垂直轴风力发电机4启动风速小,高速公路上车辆驶过带来的瞬时风力或者自然风带动叶片转动,产生的电能存储于蓄电池6内;
作为本发明的进一步方案,所述蓄电池6和系统控制器5均内置于垂直轴风力发电机4塔筒,防止户外环境对其有损坏。
作为本发明的进一步方案,本发明单系统控制长度为2km,即单个区域的长度可为2km。
本发明的有益效果是:
1、本发明利用高速公路自身边沟,通过设置边沟蓄水池将收集雨水经过滤等操作后为中央分隔绿化带提供滴灌用水,实现雨水资源有效利用,降低了高速公路养护成本。
2、本发明依靠自安装的垂直轴风力发电机蓄电池实现自主供电,解决了高速公路连接电源的不便。
3、本发明通过设置在各片区的土壤湿度传感器反馈信号,系统控制器控制主电磁阀以及相应区域的支管电磁阀通断,可实现分区控制,为缺水区域单独滴灌,实现了自动滴灌控制,减少了养护人员安全隐患,避免了因为养护导致的路面拥堵,同时能节约用水、高效用水;
附图说明
图1是本发明系统整体示意图;
图2是本发明集输水滴灌部分局部放大图;
图3是本发明垂直轴风力发电机示意图。
图1-3中各标号:1-边沟,2-高速公路路面,3-中央绿化带,4-垂直轴风力发电机,5-系统控制器,6-蓄电池,7-边沟蓄水池,8-水泵,9-主输水管,10- 止逆阀,11-砂石分离器,12-压力表,13-筛网式过滤器,14-主电磁阀,15-流量表,16-进排气阀,17-干管,18-支管,19-支管电磁阀,20-滴灌管,21-滴头, 22-堵头,23-土壤湿度传感器,24-液位传感器,25-服务区输水管,26-补水电磁阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明。
实施例:基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统,包括垂直轴风力发电机4、系统控制器5、蓄电池6、集输水系统、滴灌系统以及若干土壤湿度传感器23;
请参阅图1、图2,所述集输水系统包括边沟1、边沟蓄水池7、水泵8、液位传感器24、主输水管9、服务区输水管25、补水电磁阀26、止逆阀10、砂石分离器11、压力表12、筛网式过滤器13、主电磁阀14、流量表15、进排气阀 16、干管17、支管18以及支管电磁阀19,边沟蓄水池7建在高速公路自身集排水的边沟1相对低洼处,边沟蓄水池7内设置有水泵8,水泵8连接主输水管9,并通过砂石分离器11和筛网式过滤器13双重过滤后,将水连接至干管17,干管17又连通若干支管18,由各支管18将水运送到滴灌系统,完成滴灌供水任务。
请参阅图1、图2,所述滴灌系统包括滴灌管20、若干滴头21以及滴灌管 20两端的堵头22,滴灌管20上设有若干滴头21,根据中央分隔绿化带具体种植的植物来确定滴灌管20的埋设深度和滴头21之间的间距;
请参阅图2,作为本发明的进一步方案,所述主输水管9设置有止逆阀10、流量表15、进排气阀16以及在筛网式过滤器13的前后设置有压力表12,止逆阀10可防止灌溉水倒流,流量表15可用来监视系统滴灌水流量,通过数值异常可判断输水系统运行有问题,过大说明漏水,过小说明滴头21堵塞或阀门打不开。进排气阀16可排除管道中的空气,保护设备的安全。筛网式过滤器13前后设置的压力表12可用来监视过滤器堵塞程度,压力差越大,堵塞越厉害。
请参阅图1、图2,作为本发明的进一步方案,所述主输水管9上设置有主电磁阀14,支管18上设置有支管电磁阀19,公路中央分隔绿化带分为若干区域,每个区域布置土壤湿度传感器23,土壤湿度传感器23与系统控制器5连接,系统控制器5再与水泵8连接,系统控制器5还与主电磁阀14和支管电磁阀19 连接。通过各片区布置的土壤湿度传感器23反馈信号,当土壤湿度达到预设的下限值时,系统控制器5控制水泵8工作,同时控制主电磁阀14和支管电磁阀 19的通断,实现对特定的缺水区域进行滴灌,土壤湿度达到预设上限值时,水泵8停止工作,各电磁阀均关断。
请参阅图1、图2,作为本发明的进一步方案,所述边沟蓄水池7连接有服务区输水管25,服务区输水管25上设有补水电磁阀26,边沟蓄水池7上设有液位传感器24,液位传感器24与系统控制器5连接,系统控制器5再与补水电磁阀26连接。当处于少雨水的季节或是本身雨水不足地区,边沟蓄水池7内的液位传感器24反馈液位到达最低限时,系统控制器5控制补水电磁阀26打开,由就近的服务区通过服务区输水管25为边沟蓄水池7供水。
作为本发明的进一步方案,所述集输水系统和灌溉系统应用在北方及具有冰雪灾害的地区,为避免冬季冻坏管道,主输水管9和干管17铺设于冻土层之下,各支管18和滴灌管20采用防冻保温材料橡塑海绵包裹;
请参阅图1、图3,作为本发明的进一步方案,本发明还包括安装在中央绿化带3中的垂直轴风力发电机4,垂直轴风力发电机4与蓄电池6连接,所述滴灌系统所有用电设备由安装在中央绿化带3中的垂直轴风力发电机4发电并存储在蓄电池6中供电,垂直轴风力发电机4启动风速小,高速公路上车辆驶过带来的瞬时风力或者自然风带动叶片转动,产生的电能存储于蓄电池6内;
请参阅图3,作为本发明的进一步方案,所述蓄电池6和系统控制器5均内置于垂直轴风力发电机4塔筒,防止户外环境对其有损坏。
作为本发明的进一步方案,单系统控制长度为2km,即单个区域的公路中央分隔绿化带长度可为2km。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (6)
1.基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统,其特征在于:包括集输水系统、滴灌系统;
所述集输水系统包括边沟(1)、边沟蓄水池(7)、水泵(8)、主输水管(9)、砂石分离器(11)、干管(17)、支管(18);
所述边沟蓄水池(7)建在公路自身集排水的边沟(1)低洼处,边沟蓄水池(7)内设置有水泵(8),水泵(8)连接主输水管(9),并通过砂石分离器(11)和筛网式过滤器(13)双重过滤后,将水连接至干管(17),干管(17)又连通若干支管(18),由各支管(18)将水运送到滴灌系统,完成滴灌供水任务;
所述滴灌系统包括滴灌管(20)、若干滴头(21)以及滴灌管(20)两端的堵头(22),滴灌管(20)上设有若干滴头(21)。
2.根据权利要求1所述的基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统,其特征在于:所述主输水管(9)设置有止逆阀(10)、流量表(15)、进排气阀(16),在筛网式过滤器(13)的前后设置有压力表(12),止逆阀(10)用于防止灌溉水倒流,流量表(15)用于监视滴灌水流量,进排气阀(16)用于排除管道中的空气,筛网式过滤器(13)前后设置的压力表(12)用于监视过滤器堵塞程度。
3.根据权利要求1所述的基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统,其特征在于:所述主输水管(9)上设置有主电磁阀(14),支管(18)上设置有支管电磁阀(19),公路中央分隔绿化带分为若干区域,每个区域布置土壤湿度传感器(23),土壤湿度传感器(23)与系统控制器(5)连接,系统控制器(5)再与水泵(8)连接,系统控制器(5)还与主电磁阀(14)和支管电磁阀(19)连接。
4.根据权利要求1所述的基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统,其特征在于:所述边沟蓄水池(7)连接有服务区输水管(25),服务区输水管(25)上设有补水电磁阀(26),边沟蓄水池(7)上设有液位传感器(24),液位传感器(24)与系统控制器(5)连接,系统控制器(5)再与补水电磁阀(26)连接。
5.根据权利要求1所述的基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统,其特征在于:所述主输水管(9)和干管(17)均铺设于冻土层之下,各支管(18)和滴灌管(20)采用防冻保温材料橡塑海绵包裹。
6.根据权利要求1所述的基于风力发电的公路中央分隔绿化带节水自动滴灌系统,其特征在于:还包括安装在中央绿化带(3)中的垂直轴风力发电机(4),垂直轴风力发电机(4)与蓄电池(6)连接,蓄电池(6)和系统控制器(5)均内置于垂直轴风力发电机(4)塔筒。
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