CN114258841A - 超声波空化防滴灌堵塞装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波空化防滴灌堵塞装置及方法，所述装置包括：电热模块、超声振动模块、水冷凝模块以及杂质回收模块；电热模块与超声震动模块连接，超声振动模块与水冷凝模块连接，杂质回收模块安装在超声振动模块内部。本发明通过电热模块进行加热提高了超声空化的效率，通过超声振动模块对液体进行超声空化，从而过滤掉杂质，过滤掉的杂质通过杂质回收模块进行清理，超声空化的气体经过冷凝模块凝结为无杂质的液体进行滴灌，从而防止滴灌堵塞。
Description
技术领域
本发明涉及防滴灌堵塞技术领域，尤其是涉及一种防滴灌堵塞装置及方法。
背景技术
滴灌是如今常用的灌溉技术，它不光高效节水，还能促进粮食高产。自从滴灌技术发明后，漫灌技术已经逐渐被抛弃。但是，任何灌溉方法都会有它的弊端，就滴灌来说，就经常出现滴灌管被堵塞的问题，滴灌管堵塞的原因有三种，一是主要是化学肥料及水质沉淀造成的沉淀物堵塞，二是物理堵塞，由于灌溉水质差且过滤系统又不完善，泥沙等杂物被水泵抽取进入管道及滴灌管后，在通过内镶式滴头锯齿状流道时，杂物将流道堵塞而使滴头无法出水，三是生物堵塞，由于作物的根系入侵滴灌出水孔，或灌溉水中藻类及其他微生物的生长而引起的堵塞。其中，引起滴灌堵塞的主要原因为物理堵塞，目前针对物理堵塞通常采用滤网等方式进行过滤，但由于滤网只能过滤掉颗粒较大的杂质，而对于微小杂质无法起到很好的过滤作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超声波空化防滴灌堵塞装置及方法，旨在解决现有技术中的上述问题。
本发明提供一种超声波空化防滴灌堵塞装置，包括：电热模块、超声振动模块、水冷凝模块以及杂质回收模块；电热模块与超声震动模块连接，超声振动模块与水冷凝模块连接，杂质回收模块安装在超声振动模块内部；
电热模块包括太阳能板、电烙铁以及加热室，太阳能板安装在加热室上方，用于收集太阳能为电烙铁提供能量；电烙铁与所述太阳能板连接，设置于加热室内，用于为加热室内的液体进行加热；加热室与进水口和超声振动模块连接，用于将通过进水口进入的液体加热到一定温度后进入超声振动模块；
超声振动模块包括第一管道、单向阀以及超声振动槽，第一管道的一端与加热室连接，用于通过第一管道连接加热模块和超声振动模块；所述单向阀安装在第一管道内部，用于控制液体经过第一管道进入到超声震动槽；超声振动槽与所述第一管道连接，用于产生超声波振动能量，将液体转化为含有气体的空化泡；
杂质回收模块包括杂质过滤网和过滤网手柄，杂质过滤网用于对液体的杂质颗粒进行滤除；过滤网手柄与杂质过滤网连接，用于对杂质过滤网进行拆卸；
水冷凝模块包括第二管道、集排气风机以及冷凝管；第二管道用于连接水冷凝模块和超声振动模块；集排气风机设置于第二管道内部，用于将空化泡里的气体进行收集，并输送到水冷凝模块；水冷凝管用于对经过超声振动模块进行空化的液体进行冷却。
本发明提供一种超声波空化防滴灌堵塞的方法，包括：
通过加热室内的电烙铁对经过下进水口进入的液体进行加热，通过将第一管道内的单向阀打开，使加热后的液体进入超声振动槽；
将进入超声振动槽内的液体通过超声振动槽内设置的杂质过滤网进行过滤，通过超声振动槽产生的超声波振动能量进行空化，产生空化泡；
通过水冷凝模块中设置的集排气风机将空化泡里的气体进行收集，并输送到水冷凝模块；
通过水冷凝模块将空化泡里的气体进行冷凝。
采用本发明实施例，通过超声空化作用将液体转化成气体，从而除去液体里的杂质，然后进行冷凝得到无杂质的液体，用无杂质的液体进行滴灌，从而防止管道堵塞，在进行超声空化之前通过加热模块对液体进行加热，从而提高了超声空化的效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的超声波空化防滴灌堵塞装置的示意图；
图2是本发明实施例的超声波空化防滴灌堵塞方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
装置实施例
根据本发明实施例，提供了一种超声波空化防滴灌堵塞装置，图1是本发明实施例的超声波空化防滴灌堵塞装置的示意图，如图1所示，根据本发明实施例的超声波空化防滴灌堵塞装置具体包括：电热模块1、超声振动模块2、水冷凝模块3以及杂质回收模块4；电热模块1与超声震动模块2连接，超声振动模块2与水冷凝模块3连接，杂质回收模块4安装在超声振动模块内部；
电热模块1包括太阳能板1-1、电烙铁1-2以及加热室1-3，太阳能板1-1安装在加热室1-3上方，用于收集太阳能为电烙铁1-2提供能量；电烙铁1-2与太阳能板1-1连接，设置于加热室内1-3，用于为加热室内1-3的液体进行加热；加热室1-3与下进水口和上出水口连接，用于将通过进水口进入的液体加热到一定温度后进入超声振动模块2；
超声振动模块2包括第一管道2-1、单向阀2-2以及超声振动槽2-3，第一管道2-1的一端与加热室1-3连接，用于通过第一管道2-1连接加热模块1和超声振动模块2；单向阀2-2安装在第一管道2-1内部，用于控制液体经过第一管道2-1进入到超声震动槽2-3；超声振动槽2-3与第一管道2-1连接，用于产生超声波振动能量，将液体转化为含有气体的空化泡，其中，产生超声波振动能量具体包括：
基于公式1和公式2产生超生波振动能量，通过超生波振动能量对液体进行空化；
其中，Er为超声波能量，r为气体比热值，Po为流体静压力，δ为液体表面张力系数，Cv为超声波的波速，I超声波的声强，Re为空化泡的半径，r、Re、Po、δ为常数，Cv和I可调节。
杂质回收模块4包括杂质过滤网4-1和过滤网手柄4-2，杂质过滤网4-1用于对液体的杂质颗粒进行滤除；过滤网手柄4-2与杂质过滤网4-1连接，用于对杂质过滤网4-1进行拆卸；杂质过滤网4-1与超声振动槽2-3内壁呈特定角度放置，过滤网手柄4-2与超声振动槽2-3右侧内壁设置的槽口密封连接。
水冷凝模块3包括第二管道3-2、集排气风机3-1以及冷凝管3-3；第二管道3-2用于连接水冷凝模块3和超声振动模块2；集排气风机3-1设置于第二管道3-2内部，用于将空化泡里的气体进行收集，并输送到水冷凝模块3；冷凝管3-3用于对经过超声振动模块2进行空化的液体进行冷却，冷凝管3-3包括外管3-5和内管3-4，外管3-5与制冷器连接，内管3-4内部充有可循环使用的制冷介质。
采用本实施例的超声波空化防滴灌堵塞装置进行滴灌时，首先进行滴灌的液体将经过进水口进入到加热室，加热室通过太阳能板收集太阳能通过电络铁对液体进行加热，液体加热后单向阀打开，加热后的液体经过第一管道进入到超声振动槽，在对液体进行超声振动槽进行空化之前，先通过杂质回收模块的杂质过滤网将较大颗粒的杂质进行过滤，之后超声振动槽通过产生超声波振动能量对液体进行空化，产生含有气体的空化泡，此时较小颗粒的杂质也被滤除，然后包含气体的空化泡被集排气风机送入冷凝管，将过滤后的气体冷凝成液体，这时候的液体是无杂质的液体，再进行滴灌就可以防止管道堵塞，过滤出的杂质都沉淀在杂质过滤网上，通过过滤网手柄将杂质过滤网抽出，可以对杂质过滤网进行清洗。
方法实施例
根据本发明实施例，提供了一种超声波空化防滴灌堵塞方法，图1是本发明实施例的超声波空化防滴灌堵塞方法的流程图，如图1所示，根据本发明实施例的超声波空化防滴灌堵塞方法具体包括：
步骤S101，通过加热室内的电烙铁对经过下进水口进入的液体进行加热，通过将第一管道内的单向阀打开，使加热后的液体进入超声振动槽，步骤S101具体包括：
基于公式1和公式2产生超生波振动能量，通过超声波振动能量对液体进行空化；
其中，Er为超声波能量,r为气体比热值，Po为流体静压力，δ为液体表面张力系数，Cv为超声波的波速，I超声波的声强，Re为空化泡的半径，r、Re、Po、δ为常数，Cv和I可调节。
步骤S102，将进入超声振动槽内的液体通过超声振动槽内设置的杂质过滤网进行过滤，通过超声振动槽产生的超声波振动能量进行空化，产生空化泡，步骤S102具体包括：
杂质过滤网与超声振动槽内壁呈特定角度放置；
杂质过滤网通过与其连接的过滤网手柄进行拆卸，过滤网手柄与超声振动槽右侧内壁设置的槽口进行密封连接。
步骤S103，通过水冷凝模块中设置的集排气风机将空化泡里的气体进行收集，并输送到水冷凝模块，步骤S103具体包括：
通过水冷凝模块中的冷凝管对空化后的气体进行冷凝，得到无杂质的液体，其中，冷凝管包括内管和外管，外管与制冷器连接，内管中间充有可循环使用的冷凝介质。
步骤S104，通过水冷凝模块将空化后的气体进行冷凝。
采用本实施例的超声波空化防滴灌堵塞方法进行滴灌时，首先进行滴灌的液体将经过进水口进入到加热室，加热室通过太阳能板收集太阳能通过电络铁对液体进行加热，液体加热后单向阀打开，加热后的液体经过第一管道进入到超声振动槽，在对液体进行超声振动槽进行空化之前，先通过杂质回收模块的杂质过滤网将较大颗粒的杂质进行过滤，之后超声振动槽通过产生超声波振动能量对液体进行空化，产生含有气体的空化泡，此时较小颗粒的杂质也被滤除，然后包含气体的空化泡被集排气风机送入冷凝管，将过滤后的气体冷凝成液体，这时候的液体是无杂质的液体，再进行滴灌就可以防止管道堵塞，过滤出的杂质都沉淀在杂质过滤网上，通过过滤网手柄将杂质过滤网抽出，可以对杂质过滤网进行清洗。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本文件的实施例而已，并不用于限制本文件。对于本领域技术人员来说，本文件可以有各种更改和变化。凡在本文件的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本文件的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种超声波空化防滴灌堵塞装置，其特征在于，包括：电热模块、超声振动模块、水冷凝模块以及杂质回收模块；所述电热模块与所述超声震动模块连接，所述超声振动模块与所述水冷凝模块连接，所述杂质回收模块安装在所述超声振动模块内部；
所述电热模块包括太阳能板、电烙铁以及加热室，所述太阳能板安装在加热室上方，用于收集太阳能为所述电烙铁提供能量；所述电烙铁与所述太阳能板连接，设置于加热室内，用于为加热室内的液体进行加热；所述加热室与进水口和超声振动模块连接，用于将通过进水口进入的液体加热到一定温度后进入超声振动模块；
所述超声振动模块包括第一管道、单向阀以及超声振动槽，所述第一管道的一端与所述加热室连接，用于通过所述第一管道连接所述加热模块和所述超声振动模块；所述单向阀安装在第一管道内部，用于控制液体经过第一管道进入到超声震动槽；所述超声振动槽与所述第一管道连接，用于产生超声波振动能量，将所述液体转化为含有气体的空化泡；
所述杂质回收模块包括杂质过滤网和过滤网手柄，所述杂质过滤网用于对液体的杂质颗粒进行滤除；所述过滤网手柄与所述杂质过滤网连接，用于对所述杂质过滤网进行拆卸；
所述水冷凝模块包括第二管道、集排气风机以及冷凝管；所述第二管道用于连接所述水冷凝模块和所述超声振动模块；所述集排气风机设置于所述第二管道内部，用于将所述空化泡里的气体进行收集，并输送到所述水冷凝模块；所述水冷凝管用于对经过所述空化泡里的气体进行冷却。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声振动槽具体用于：
基于公式1和公式2产生超生波振动能量，通过所述超生波振动能量对液体进行空化；
其中，Er为超声波能量，r为气体比热值，Po为流体静压力，δ为液体表面张力系数，Cv为超声波的波速，I超声波的声强，Re为空化泡的半径，r、Re、Po、δ为常数，Cv和I可调节。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水冷凝管包括外管和内管，所述外管与制冷器连接，所述内管内部充有可循环使用的制冷介质。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述杂质过滤网与所述超声振动槽内壁呈特定角度放置。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述超声振动槽右侧内壁设置有槽口，用于和所述过滤网手柄进行密封连接。
6.一种超声波空化防滴灌堵塞的方法，其特征在于，用于权利要求1至5中任一项所述的超声波空化防滴灌堵塞装置，所述方法包括：
通过加热室内的电烙铁对经过下进水口进入的液体进行加热，通过将第一管道内的单向阀打开，使加热后的液体进入超声振动槽；
将进入超声振动槽内的液体通过所述超声振动槽内设置的杂质过滤网进行过滤，通过超声振动槽产生的超声波振动能量进行空化，产生空化泡；
通过水冷凝模块中设置的集排气风机将所述空化泡里的气体进行收集，并输送到水冷凝模块；
通过水冷凝模块将空化后的气体进行冷凝。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过超声振动槽产生的超声波振动能量进行空化具体包括：
基于公式1和公式2产生超生波振动能量，通过所述超声波振动能量对液体进行空化；
其中，Er为超声波能量,r为气体比热值，Po为流体静压力，δ为液体表面张力系数，Cv为超声波的波速，I超声波的声强，Re为空化泡的半径，r、Re、Po、δ为常数，Cv和I可调节。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过水冷凝模块将空化后的液体进行冷凝具体包括：
通过水冷凝模块中的冷凝管对所述空化后的气体进行冷凝，得到无杂质的液体，其中，所述冷凝管包括内管和外管，所述外管与制冷器连接，所述内管中间充有可循环使用的冷凝介质。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述进入超声振动槽内的液体先通过所述超声振动槽内的杂质过滤网进行过滤具体包括：
所述杂质过滤网与所述超声振动槽内壁呈特定角度放置；
所述杂质过滤网通过与其连接的过滤网手柄进行拆卸。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述杂质过滤网通过与其连接的过滤网手柄进行拆卸具体包括：
所述过滤网手柄与所述超声振动槽右侧内壁设置的槽口进行密封连接。
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