CN114263776B - 一种可水肥一体的滴灌节水阀及应用其的灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种可水肥一体的滴灌节水阀及应用其的灌溉系统，所述滴灌节水阀包括壳体、阀芯和阀盖，所述壳体为扁平状结构，其两端构成为管状的入口管和出口管；所述壳体的扁平状结构内形成腔室，所述腔室通过阀盖封闭，所述阀芯位于腔室内部；所述灌溉系统采用该节水灌溉阀，还包括水井、泵、流量计、第一阀门、溶肥搅拌罐、沉降过滤器和第二阀门；其对滴灌头无特殊机构要求，而且在滴灌水肥混合流时，可有效防止滴灌头被颗粒物堵塞，适用于水肥一体化同步灌溉。

Description

一种可水肥一体的滴灌节水阀及应用其的灌溉系统

技术领域

本发明属于农业灌溉设备器材、灌溉系统技术领域，具体涉及一种可水肥一体的滴灌节水阀及应用其的灌溉系统。

背景技术

我国北方及西北大部分地区都处于缺水地带，而水力资源利用中，工业及生活用水很难减少用量，因此诸多学者及业内人士把节水重任的目标放在了农业灌溉上，滴灌技术被公认为是一种节能、效果好的灌溉方式而在干旱地区得到大力推广。

滴灌系统的故障一般出现在滴灌头上，如滴头堵塞、漏水、水头压力不均衡、流量不均等，如传统的迷宫带式滴灌装置，其利用迷宫式流道使得出水口形成微滴流量进行滴灌，但一旦进入杂物堵塞迷宫通道后，不仅仅会越来越多地积存在通道内，而且极难清洗，目前市面上也缺乏滴灌头清洗的设备。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可水肥一体的滴灌节水阀及应用其的灌溉系统，其对滴灌头无特殊机构要求，而且在滴灌水肥混合流时，可有效防止滴灌头被颗粒物堵塞，适用于水肥一体化同步灌溉。

本发明采用的技术方案如下：

一种可水肥一体的滴灌节水阀，包括壳体、阀芯和阀盖，所述壳体为扁平状结构，其两端构成为管状的入口管和出口管；所述壳体的扁平状结构内形成腔室，所述腔室通过阀盖封闭，所述腔室底面上设置有两列多排限位挡板，两列限位挡板在沿壳体的轴向方向上错位设置，每一列限位挡板之间同间隔均匀排布，且位于同一排的两块限位挡板相互临近的端部之间留有沿壳体径向的空隙，每一块限位挡板与腔室侧壁面之间也具有沿壳体径向的空隙；所述限位挡板为从腔室的底面向上延伸至与腔室侧壁同高度的弧形板，且限位挡板内端侧与外端侧的连线与壳体的中轴线之间的夹角为锐角，两列限位挡板倾斜方向相反，即，处于同一排的两块限位挡板呈近似“八”字形的方式设置，略有不同的是，限位挡板的弧度凸起方向朝向流体的上游方向。

所述腔室的两侧面均设置有沿壳体轴向方向的冲洗槽，所述冲洗槽上设置有穿透壳体侧壁的清洗接口，清洗接口在阀正常工作时使用螺帽封堵，在需要清洗阀内堵塞物时，旋拧下螺帽并连接冲洗水管，利用水流将腔室内部的杂物冲出。

所述阀芯嵌合在壳体内的腔室中，包括主体框架和位于主体框架内的挡流板，所述主体框架为长方体的框架结构，其框架壁厚度小于腔室内限位挡板与腔室内侧壁面之间的间隙的宽度，所述腔室可以通过在扁平状结构的壳体上挖设长方体状的槽结构形成，从而阀芯和腔室可以通过形状配合而稳定地嵌合在腔室内部，当阀盖封闭腔室后，阀芯上表面也受阀盖约束，从而稳定地固定在腔室内不会发生晃动。所述挡流板包括交错设置的两列多排，位于同一列的挡流板之间同间隔均匀设置，两列挡流板的自由端在沿阀芯轴向方向上具有相互覆盖的交错区域；所述挡流板一端与主体框架内侧面固定连接，另一端向主体框架内部延伸形成自由端，且自由端可弹性弯曲形变；所述主体框架的侧壁上位于相邻的两块挡流板之间以及两端部的挡流板的外侧还设置有穿透主体框架侧壁的通孔。

优选的，所述挡流板的自由端部形成圆柱状的接触头，即挡流板的截面呈现为在自由端具有圆形头；所述接触头用于在阀芯壳体组装完成后的状态下，更容易的触碰限位挡板，并与所述限位挡板形成一定程度的密封效果。

所述阀芯的外形轮廓与所述腔室的内侧面轮廓相适配，使得阀芯可固定嵌合在腔室内，且两列限位挡板与两列挡流板一一配合交错排布，部分所述通孔与冲洗槽对应连通，即在入口管方向，所述冲洗槽覆盖全部的通孔，在出口管方向，最外侧的一个或多个通孔不与冲洗槽对应。

本发明中，壳体、阀芯和阀盖均可采用塑料材质构成，所述阀芯可使用质软带弹性的塑料从而使得从主体框架延伸出的挡流板具备一定幅度的弹性变形功能，而壳体和阀盖可使用硬质塑料注塑制成，起到承载和保护内部阀芯、连接前后水管的功能。

本发明还请求保护一种灌溉系统，其采用上文中所述的滴灌节水阀，包括水井、泵、流量计、第一阀门、溶肥搅拌罐、沉降过滤器和第二阀门，所述泵抽取水井中水源至输水管路，所述流量计、第一阀门、溶肥搅拌罐、沉降过滤器和第二阀门依次串接在输水管路上，所述溶肥搅拌罐用于向水流中混合入肥料，可在罐体内安装搅拌设备构成，所述滴灌节水阀安装在所述第二阀门的下游的滴灌管线中，可以并列连接有多道滴灌管线，在每一道滴灌管线上均设置滴灌节水阀，在滴灌管线的末端处安装滴灌头。

本发明的优点在于：

1、通过前置的节水阀控制水量，对滴灌头无要求，可适用不容易堵塞及发生故障的结构简单的滴灌头；

2、相对于传统的迷宫滴灌带，挡流板的弹性形变使得颗粒物及杂质不容易滞留，既使存在杂物堵塞通道，可以使用清洗接口快速的横向冲洗出阀室内部杂物，清洗相对较方便；

3、能够均衡各滴灌管线的水量分配，避免水头压力不均衡导致部分区域灌溉水过量、部分区域灌溉水不足的情况。

附图说明

图1是本发明滴灌节水阀的整体结构示意图；

图2是本发明滴灌节水阀的壳体结构示意图；

图3是本发明滴灌节水阀的阀芯结构示意图；

图4是本发明滴灌节水阀沿清洗口剖面结构示意图；

图5是本发明灌溉系统流程示意图；

图中：1、壳体，2、入口管，3、出口管，4、封盖，5、腔室，6、限位挡板，7、冲洗槽，8、清洗接口，9、阀芯，10、主体框架，11、挡流板，12、通孔，13、水井，14、泵，15、流量计，16、第一阀门，17、溶肥搅拌罐，18、沉降过滤器，19、第二阀门。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为简化描述，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该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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。

图1是本发明滴灌节水阀的整体结构示意图，如图所示，本发明的可水肥一体的滴灌节水阀主体结构呈扁平状，其两端部构成为水管状的入口管2和出口管3，所述入口管2和出口管3均与滴灌系统的管路连接，包括壳体1和封盖4，以及位于壳体1和封盖4内部腔室中的阀芯。

图2是本发明滴灌节水阀的壳体结构示意图，所述壳体1为扁长形，其两端形成为管状的入口管2和出口管3，所述入口管2和出口管3均与壳体1内部的腔室5连通，所述腔室5为形成在壳体1的扁长形主体上的槽结构，其开口通过封盖4封闭；所述槽结构的底面上设置有两列多排限位挡板6，两列限位挡板6在沿壳体1的轴向长度上错位设置，即同一排的限位挡板6的几何中心之间的连线为相对于壳体1径向的倾斜线，且位于同一排的两块限位挡板6相互临近的端部之间留有沿壳体径向的空隙，每一列限位挡板6之间同间隔均匀排布，所述限位挡板6为从槽结构的底面向上延伸至与槽结构侧壁同高度的弧形板，且限位挡板内端侧与外端侧的连线与壳体的中轴线之间的夹角为锐角；所述槽结构的两侧面均设置有沿壳体轴向方向的冲洗槽7，所述冲洗槽7上设置有穿透壳体1侧壁的清洗接口8，所述清洗接口8用于接入冲洗水管，在阀内部出现堵塞现象时，旋拧下平时堵塞在清洗接口8内的螺帽，通过清洗接口8接入冲洗水管，冲洗水从一侧的冲洗槽7内横向穿过阀腔，并从另一侧的冲洗槽7内汇聚后经另一个清洗接口8冲洗至阀外。

图3是本发明滴灌节水阀的阀芯结构示意图，所述阀芯嵌合安装在壳体1的的槽结构内，包括主体框架10和从主体框架10的侧壁向内部延伸出的挡流板11，所述挡流板11包括交错设置的两列多排，位于同一列的挡流板11之间同间隔均匀设置，所述交错设置指的是一侧的挡流板11伸入位于另一侧的相邻两块挡流板11之间，其每一块挡流板11均为从主体框架10内侧面呈一定弧度的径向向内延伸的弹性板，其可在水流压力下弯曲变形从而沿主体框架10的轴向方向可产生微幅度摆动；所述主体框架10的侧壁上位于相邻的两块挡流板11之间以及两端部的挡流板11的外侧还设置有穿透主体框架侧壁的通孔12，所述通孔12可以在清洗接口8接入冲洗水管时，供水流从冲洗槽7内经通孔12进入腔室5然后横向流动冲洗挡流板11及限位挡板6之间的杂物，然后经由另一侧的通孔12进入另一冲洗槽7内汇集流出阀体。

优选的，所述挡流板11的自由端部形成圆柱状的接触头，所述接触头用于在阀芯壳体组装完成后的状态下，更容易的触碰限位挡板6，并与所述限位挡板6形成一定程度的密封效果。

如图4所示，是本发明滴灌节水阀沿清洗口剖面结构示意图，其可以直观的了解本发明的滴灌节水阀组装后腔室5内部阀芯9与壳体1的配合形态，所述壳体1的槽结构呈现为长方体状，所述阀芯9的主体框架10也是长方体状的框架结构，使得所述阀芯9嵌合在所述壳体1的槽结构内，而阀芯9的两列挡流板11与壳体1槽结构内的两列限位挡板6相互交错对应配合，即挡流板11位于两块限位挡板6的空隙内、而限位挡板6也位于两块挡流板11的空隙内，所述挡流板11的自由端部与与其对应的限位挡板6的内端部之间留有空隙，该空隙可在挡流板11弯曲形变搭接到限位挡板6上时消失。另外，所述阀芯9主体框架侧壁上的通孔12与壳体1的腔室5侧面上的冲洗槽7对应连通，在入口管2方向，所述冲洗槽7覆盖全部的通孔12，在出口管3方向，最外侧的一个或多个通孔12不与冲洗槽7对应。

在滴灌供水过程中，水流经入口管2进入腔室5内部，当水流压力相对较小时，水流可以从挡流板11之间的间隙、挡流板11与限位挡板6之间的间隙、限位挡板6与主体框架10内侧面之间的间隙以及冲洗槽7流动至出口管3；而水流压力较大时，挡流板11形变与限位挡板6接触阻断部分流动间隙，减少水流过流面积以维持供水量的稳定，越靠近入口管2方向的挡流板11越容易受压形变，当水压太大时，全部的挡流板11均形变与限位挡板6接触封堵，水流仅能通过通孔12、冲洗槽7、限位挡板6与主体框架10内侧面的间隙流通，具有最小的过流面积。

本发明还公开了一种灌溉系统，其应用上述滴灌节水阀，如图5所示，是本发明灌溉系统流程示意图，包括水井13、泵14、流量计15、第一阀门16、溶肥搅拌罐17、沉降过滤器18和第二阀门19，所述泵14抽取水井13中的水源经输水管路输送至农田灌溉区域，所述输水管路上串接溶肥搅拌罐17和沉降过滤器18，所述溶肥搅拌罐17内根据水流量按比例添加肥料然后在搅拌设备带动下使得水肥混合均匀，在溶肥搅拌罐17的上游连接有流量计15和第一阀门16，以方便用户校对水量及控制溶肥步骤顺利进行；水肥混合均匀后流经沉降过滤器18，使其中的大颗粒未溶肥及水泵抽取上的杂质沉降过滤，然后输送至滴灌节水阀所在的滴灌管线，并经滴灌头向作物；所述第二阀门19设置在沉降过滤罐18下游处，且第一阀门16和第二阀门19均为常开阀。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种等效结构或等效流程的修改或变形，或直接或间接运用到其他相关的技术领域，仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种可水肥一体的滴灌节水阀，包括壳体、阀芯和阀盖，所述壳体为扁平状结构，其两端构成为管状的入口管和出口管；所述壳体的扁平状结构内形成腔室，所述腔室通过阀盖封闭，所述腔室底面上设置有两列多排限位挡板，两列限位挡板在沿壳体的轴向方向上错位设置，每一列限位挡板之间同间隔均匀排布，且位于同一排的两块限位挡板相互临近的端部之间留有沿壳体径向的空隙，每一块限位挡板与腔室侧壁面之间也具有沿壳体径向的空隙；所述腔室的两侧面均设置有沿壳体轴向方向的冲洗槽，所述冲洗槽上设置有穿透壳体侧壁的清洗接口；

所述阀芯嵌合在壳体内的腔室中，包括主体框架和位于主体框架内的挡流板，所述挡流板包括交错设置的两列多排，位于同一列的挡流板之间同间隔均匀设置，两列挡流板的自由端在沿阀芯轴向方向上具有相互覆盖的交错区域；所述挡流板一端与主体框架内侧面固定连接，另一端向主体框架内部延伸形成自由端，且自由端可弹性弯曲形变；所述主体框架的侧壁上位于相邻的两块挡流板之间以及两端部的挡流板的外侧还设置有穿透主体框架侧壁的通孔；

所述阀芯的外形轮廓与所述腔室的内侧面轮廓相适配，使得阀芯可固定嵌合在腔室内，且两列限位挡板与两列挡流板一一配合交错排布，部分所述通孔与冲洗槽对应连通。

2.根据权利要求1所述的滴灌节水阀，其特征还在于，所述限位挡板为从腔室的底面向上延伸至与腔室侧壁同高度的弧形板，且限位挡板内端侧与外端侧的连线与壳体的中轴线之间的夹角为锐角。

3.根据权利要求1所述的滴灌节水阀，其特征还在于，所述挡流板的自由端部形成圆柱状的接触头，所述接触头用于触碰限位挡板以形成密封。

4.根据权利要求1所述的滴灌节水阀，其特征还在于，所述腔室为形成在壳体的扁平状结构上的槽结构，所述槽结构呈现为长方体状，所述主体框架的外形轮廓也是长方体状。

5.根据权利要求1所述的滴灌节水阀，其特征还在于，所述阀芯主体框架侧壁上的通孔与壳体的腔室侧面上的冲洗槽对应连通，在入口管方向，所述冲洗槽覆盖全部的通孔，在出口管方向，最外侧的一个或多个通孔不与冲洗槽对应。

6.一种灌溉系统，其应用权利要求1-5中任一项所述的滴灌节水阀，包括水井、泵、流量计、第一阀门、溶肥搅拌罐、沉降过滤器和第二阀门，所述泵抽取水井中水源至输水管路，所述流量计、第一阀门、溶肥搅拌罐、沉降过滤器和第二阀门依次串接在输水管路上，所述溶肥搅拌罐用于向水流中混合入肥料，所述滴灌节水阀安装在所述第二阀门的下游的滴灌管线中。

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