CN114738506B - 一种水肥流量调节阀及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水肥流量调节阀及调节方法，属于阀门技术领域。针对水肥一体化中冲洗不便的问题，本发明提供水肥流量调节阀，包括包括阀门本体，阀门本体内设置有过水腔和隔水腔，过水腔呈竖向延伸，且包括相对设置的远端和近端，远端的侧边设置有隔水腔，近端的两侧分别设置有连接管口，连接管口与过水腔连通，并用于与供水管道连通，隔水腔内设置有驱动件，驱动件连接有控制器，驱动件的驱动端伸入过水腔内，并连接有传动盘，传动盘上转动连接L型传动杆的一端，L型传动杆的另一端朝向近端，并转动连接有调节片，调节片的尺寸与过水腔的尺寸相适配，且调节片沿其厚度方向开设有调节孔，实现对水流流量的调节，进而实现脉冲冲洗。

Description

一种水肥流量调节阀及调节方法

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种水肥流量调节阀及调节方法。

背景技术

水肥一体化是一项将施肥和灌溉结合在一起的新兴农业技术，能够大幅提高肥与水份的利用效率，但实际应用中易造成过滤器和滴灌带滴头发生堵塞，而最终导致灌溉系统出现故障。此时，一般进行冲洗以恢复畅通，并且由于脉冲冲洗能大幅提高冲洗效率、提升冲洗效果，因而被寄希望于广泛应用，但产生脉冲式水流需要使用变频泵，变频泵价格昂贵，使得灌溉系统改造成本高。因此，也有针对阀门进行改造，以产生脉冲式水流。

例如公开日为2020-11-20，公开号为CN111963739A流量调节阀及控制方法的中国专利申请公开了电子流量调节阀及调节方法，包含有，阀体本体，所述阀体本体具有沿竖向延伸的阀体腔室，所述阀体腔室内部布置有活塞组件及阀体隔板，所述活塞组件具有活塞本体及调节阀芯，所述活塞本体与所述阀体隔板相上下相对，所述活塞本体沿着所述阀体腔室上下移位，所述阀体腔室内部被所述活塞本体及所述阀体隔板分成第一分室、第二分室及第三分室，所述调节阀芯为上下贯通的筒体以形成有连通所述第一分室及所述第三分室的阀芯导孔，所述阀芯导孔内部有调节阀针，所述调节阀针的上下移位由直线推杆控制。该方案的不足之处在于：结构还是较为复杂，内部分室较多，不适于水肥一体化的使用环境。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案，以至少解决其中一个问题。

发明内容

本发明旨在提供一种水肥流量调节阀及调节方法，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种水肥流量调节阀，包括阀门本体，所述阀门本体内设置有过水腔和隔水腔，所述过水腔呈竖向延伸，且包括相对设置的远端和近端，所述远端的侧边设置有所述隔水腔，所述近端的两侧分别设置有连接管口，所述连接管口与所述过水腔连通，并用于与供水管道连通，所述隔水腔内设置有驱动件，所述驱动件的驱动端伸入所述过水腔内，并连接有传动盘，所述传动盘上转动连接L型传动杆的一端，所述L型传动杆的另一端朝向所述近端，并转动连接有调节片，所述调节片的尺寸与所述过水腔的尺寸相适配，且所述调节片沿其厚度方向开设有调节孔，以通过所述L型传动杆带动所述调节片的升降调整所述调节孔与所述连接管口相交开口的大小。

本发明的一个较佳实施例中，所述调节孔的形状根据所需的流量曲线设置。

本发明的一个较佳实施例中，所述连接管口为圆形。

本发明的一个较佳实施例中，所述调节孔的形状为倒置的水滴形，且所述调节孔的上端形状与所述连接管口相适配。

本发明的一个较佳实施例中，所述驱动件连接有控制器，所述控制器用于根据所需的流量曲线控制所述驱动件。

本发明的一个较佳实施例中，所述驱动件为电机。

本发明的一个较佳实施例中，所述L型传动杆的另一端通过轴套连接有固定式轴承座，所述固定式轴承座的下方连接有所述调节片。

本发明的一个较佳实施例中，所述过水腔和所述隔水腔之间设置有隔板，所述驱动件的驱动端与所述隔板之间设置有防水轴承。

另一技术方案是：

一种基于以上任一所述的水肥流量调节阀的调节方法，包括：

根据所需水流差异确定启动循环模式或定时模式；

在所述循环模式下，控制驱动件在预设时间内连续工作；

在所述定时模式下，控制所述驱动件周期性启动，并且在一周期内使所述调节片位于最高位置，在下一周期内使所述调节片位于最低位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过调节片的升降带动开设在其上的调节孔相对连接管口上下移动，使得两者相交开口的大小变化，从而实现对水流流量的调节，操作便捷；同时通过驱动件、传动盘及L型传动杆带动调节片升降，结构简单，制造便捷，传动稳定，且不易受到水肥影响造成堵塞，适用于水肥一体化。

(2)本发明通过根据所需的流量曲线设置调节孔的形状，即通过所需要的水流的大小峰值、变化速率快慢等设置调节孔的形状，从而使得通过调节孔的形状即可控制水流流量，降低驱动件的控制复杂度以及改造成本。

(3)本发明通过圆形连接管口和倒置的水滴形调节孔的形状配合，使得随调节孔的向下或向上移动，流量同步变化，且可调节的流量更多。

(4)本发明通过设置循环模式和定时模式，从而可以产生不同的水流差异，进而适宜不同的冲洗需求，提高了冲洗效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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为本发明的水肥流量调节阀的立体示意图；

图2为本发明的水肥流量调节阀的侧剖视示意图；

图3为本发明的水肥流量调节阀的正剖视示意图，其中，调节片位于最高位置；

图4为本发明的水肥流量调节阀的正剖视示意图，其中，调节片位于最低位置。

具体地，100、阀门本体；101、隔板；102、连接管口；110、过水腔；120、隔水腔；

200、驱动件；201、驱动端；210、传动盘；220、L型传动杆；230、控制器；

300、调节片；301、调节孔；310、固定式轴承座；311、轴套。

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。

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”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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保护范围的限制。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如图1和图2所示，一种水肥流量调节阀，包括阀门本体100，阀门本体100内设置有过水腔110和隔水腔120，过水腔110和隔水腔120通过隔板101分隔，过水腔110通过连接管口102与供水管道连通，内部会有少量水份，而隔水腔120防水设置，避免其内部进水。

过水腔110呈竖向延伸，且包括相对设置的远端和近端，即如图2所示，过水腔110的远端位于上方，过水腔110的近端位于下方。

过水腔110的远端的侧边设置有隔水腔120，隔水腔120内设置有驱动件200，可选为电机。驱动件200的驱动端201伸入过水腔110内，具体地，隔板101的对应位置开孔，电机的输出轴套设防水轴承后穿过该孔，防水轴承的外圈与该孔密封连接，从而避免水流由过水腔110向隔水腔120漫延，保护隔水腔120内的设备。驱动件200连接有控制器230，控制器230用于控制驱动件200的工作状态，控制器230可以设置在隔水腔120内。

过水腔110的近端的两侧分别设置有连接管口102，连接管口102与过水腔110连通，并用于与供水管道连通。过水腔110内还设置有传动盘210和L型传动杆220，传动盘210与驱动件200的驱动端201连接，从而由其带动旋转，L型传动杆220的一端与传动盘210转动连接，可以理解的是，该连接点与驱动件200与传动盘210的连接点不相同，以使得L型传动杆220随传动盘210的旋转而在过水腔110内上下移动。优选地，传动盘210为圆形，且驱动件200的驱动端201与其中心点连接，L型传动杆220的一端转动连接在传动盘210的边缘，从而便于计算L型传动杆220的运动轨迹并使得结构紧凑，当然，不限于此，传动盘210也可以为椭圆形或其他形状，驱动件200的驱动端201也可以与其他点连接。L型传动杆220的另一端朝向过水腔110的近端，即L型传动杆220的另一端伸向下方。L型传动杆220的另一端转动连接有调节片300，调节片300沿其厚度方向开设有调节孔301。调节片300的尺寸与过水腔110的尺寸相适配，即调节片300能够恰好在过水腔110内上下移动，避免较多水流从调节片300与过水腔110之间的缝隙流过，提高流量调节效果。本流量调节阀工作时，驱动件200启动，带动传动盘210旋转，传动盘210旋转带动与其转动连接的L型传动杆220在过水腔110内升降，L型传动杆220的升降带动调节片300在过水腔110内上下移动，从而调整调节孔301与连接管口102相交开口的大小(即过水面积大小)，实现对水流流量的调节，操作便捷。同时，通过驱动件200、传动盘210及L型传动杆220带动调节片300升降，结构简单，制造便捷，传动稳定，且由于内部结构简单，因而不易受到水肥影响造成堵塞，适用于水肥一体化。

如图3所示，此时L型传动杆220位于最高位置，带动调节片300位于最高位置，随着驱动件200的启动，L型传动杆220随传动盘210转动逐渐下移，使得调节片300逐渐下移，调节孔301同步下移，使其与连接管口102的相交开口逐步增大，从而增大流量；直至如图4所示，L型传动杆220下移至最低位置，带动调节片300下移至最低位置，调节孔301与连接管口102的相交开口最大，流量最大；随后，L型传动杆220随传动盘210的旋转再次向上移动，调节片300向上移动，调节孔301与连接管口102的相交开口逐步减小，直至调节片300回到最高位置，如此往复。

本实施例中，连接管口102为圆形，调节孔301的形状为倒置的水滴形，且调节孔301的上端形状与连接管口102相适配。通过圆形连接管口102和倒置的水滴形调节孔301的形状配合，使得随调节孔301的向下或向上移动，流量同步变化，且可调节的流量更多。同时，优选地，L型传动杆220位于进水口的一侧，即图2中，水流由左向右流动，从而配合倒置的水滴形使得小流量时，也即调节片300承受更多水压时，L型传动杆220距离远端更近，即更靠近传动盘210，进而避免其损坏。

调节孔301的形状不限于水滴形，调节孔301的形状还可根据所需的流量曲线设置，即通过所需要的水流的大小峰值、变化速率快慢等设置调节孔301的形状，从而使得通过调节孔301的形状即可控制水流流量，降低驱动件200的控制复杂度以及改造成本。

本实施例中，控制器230还可以用于根据所需的流量曲线控制驱动件200，即通过控制驱动件200的转速影响水流改变的循环周期、变化速率快慢等。

本实施例中，L型传动杆220和调节片300的具体连接方式为：L型传动杆220的另一端通过轴套311连接有固定式轴承座310，固定式轴承座310的下方连接有调节片300，从而实现两者稳定的转动连接。

以本流量调节阀进行水力性能测试，试验所用的水泵流量为6m³/h，水头50米，并配备数显流量计，数显压力表对流量调节阀的流量以及两侧的压差进行测量。试验采用的流量调节阀的口径为1寸，额定流量设计为5m/h，变流周期为2s。经过测试，流量调节阀的流量变化如下：

时间/s	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4	1.6	1.8	2.0
											流量/(m3/h)	3.63	2.91	2.78	3.22	4.34	5.06	5.66	5.70	5.11	4.20
水头损失/m	1.01	0.65	0.36	0.11	0.02	0.08	0.38	0.70	0.92	1.12

整个流量调节阀中，过水腔110和隔水腔120均采用PVC材质，加工采用浇塑，内部所采用电机、控制器230与防水轴承采用标准件。调节片300、调节孔301、固定式轴承座310、L型传动杆220、传动盘210采用不锈钢制作，通过车厂进行加工。调节孔301的形状可先通过建模手段计算其水头损失系数，能够大幅降低设计成本，同时可根据实际需求改变流量与压差的变化趋势与幅度，得出设计图后再进行加工。

实施例2：

一种基于实施例1中的水肥流量调节阀的调节方法，包括：

根据所需水流差异确定启动循环模式或定时模式。

具体地，在循环模式下，控制驱动件200在预设时间内连续工作。即在循环模式下，驱动件200启动，带动传动盘210转动，通过L型传动杆220带调节片300向上运动，当调节片300运动到最上方(最高位置)时，过水面积最小，过流量也最小，之后传动盘210带调节片300向下运动，过水面积逐渐增大，过流量也逐渐增大，当调节片300运动到最下方(最低位置)时，调节孔301回到最初的状态，过水面积最大，之后进入下一个启动循环。

在定时模式下，控制驱动件200周期性启动，并且在一周期内使调节片300位于最高位置，在下一周期内使调节片300位于最低位置。即在定时模式下，驱动件200的启闭受控制器230的影响，控制器230预先设定一个时间参数，当控制器230运行到指定时间后，驱动件200启动，使调节片300运行到最高位置，此时过水面积最小，过流量最小，驱动件200关闭，持续一段时间待流态稳定后，驱动件200启动，调节片300下降，过水面积迅速增大，过流量增大，管道内产生一股高速水流，起到冲洗的效果。

和循环模式相比，定时模式产生的水流差异性更大，产生的冲击也越大，循环模式和定时模式适宜不同的冲洗需求，提高了冲洗效率。

综上所述，本发明通过调节片的升降带动开设在其上的调节孔相对连接管口上下移动，使得两者相交开口的大小变化，从而实现对水流流量的调节，操作便捷；同时通过驱动件、传动盘及L型传动杆带动调节片升降，结构简单，制造便捷，传动稳定，且不易受到水肥影响造成堵塞，适用于水肥一体化。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种水肥流量调节阀，其特征在于，包括阀门本体，所述阀门本体内设置有过水腔和隔水腔，所述过水腔呈竖向延伸，且包括相对设置的远端和近端，所述远端的侧边设置有所述隔水腔，所述近端的两侧分别设置有连接管口，所述连接管口与所述过水腔连通，并用于与供水管道连通，所述隔水腔内设置有驱动件，所述驱动件连接有控制器，所述控制器用于根据所需的流量曲线控制所述驱动件，所述驱动件的驱动端伸入所述过水腔内，并连接有传动盘，所述传动盘上转动连接L型传动杆的一端，所述L型传动杆的另一端朝向所述近端，并转动连接有调节片，所述调节片的尺寸与所述过水腔的尺寸相适配，且所述调节片沿其厚度方向开设有调节孔，以通过所述L型传动杆带动所述调节片的升降调整所述调节孔与所述连接管口相交开口的大小；所述调节孔的形状根据所需的流量曲线设置，所述连接管口为圆形，所述调节孔的形状为倒置的水滴形，且所述调节孔的上端形状与所述连接管口相适配，所述驱动件为电机，所述L型传动杆的另一端通过轴套连接有固定式轴承座，所述固定式轴承座的下方连接有所述调节片，所述过水腔和所述隔水腔之间设置有隔板，所述驱动件的驱动端与所述隔板之间设置有防水轴承

所述肥流量调节阀的调节方法如下，包括根据所需水流差异确定启动循环模式或定时模式；在所述循环模式下，控制驱动件在预设时间内连续工作；在所述定时模式下，控制所述驱动件周期性启动，并且在一周期内使所述调节片位于最高位置，在下一周期内使所述调节片位于最低位置；

根据所需水流差异确定启动循环模式或定时模式；

在循环模式下，控制驱动件在预设时间内连续工作，即在循环模式下，驱动件启动，带动传动盘转动，通过L型传动杆带调节片向上运动，当调节片运动到最上方时，过水面积最小，过流量也最小，之后传动盘带调节片向下运动，过水面积逐渐增大，过流量也逐渐增大，当调节片运动到最下方时，调节孔回到最初的状态，过水面积最大，之后进入下一个启动循环；

在定时模式下，控制驱动件周期性启动，并且在一周期内使调节片位于最高位置，在下一周期内使调节片位于最低位置，即在定时模式下，驱动件的启闭受控制器的影响，控制器预先设定一个时间参数，当控制器运行到指定时间后，驱动件启动，使调节片运行到最高位置，此时过水面积最小，过流量最小，驱动件关闭，持续一段时间待流态稳定后，驱动件启动，调节片下降，过水面积迅速增大，过流量增大，管道内产生一股高速水流，起到冲洗的效果。