CN116569818A - 一种节水灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节水灌溉系统，属于节水灌溉设备技术领域，其包括：水分储量罐，架设在地面上，用于监测计量灌溉系统使用的水量，所述水分储量罐上连接有多个供水节管；灌溉储罐，排列分布在灌溉区域范围处，所述灌溉储罐与所述供水节管相连通；土壤湿度传感器，分布在灌溉区域处，用于监测土壤的湿度水平；集水灌溉系统，排列分布在所述灌溉储罐的周围外侧，光电转化系统，架设在水分储量罐一侧；以及回流管，连通在各所述灌溉储罐的下方，各所述回流管的一端均于所述水分储量罐相连接；本发明中设置的多个引流机构既能够实现对植物的灌溉效果，也能够实现对自然界降水进行收集补水，节水效果高。

Description

一种节水灌溉系统

技术领域

本发明属于节水灌溉设备技术领域，具体是一种节水灌溉系统。

背景技术

水土保持旨在减少水土流失、保持土壤的肥力和水源的稳定性，防止土地的退化和沙漠化。目前，荒漠化防治方法多采用植被恢复，通过植树造林、草地恢复和草种改良等方法，增加植被覆盖度，减少水土流失，防止土壤侵蚀和沙漠化。现有技术中对于种植物灌溉系统，多采用灌溉喷头进行浇灌，灌溉喷头喷洒范围广，但其多运用在大田作物、果园、蔬菜园等，对于种植林业存在一定的局限性，且多数灌溉喷头仅能够提供微喷效果，在长期使用中节水效果一般，同时无法对自然界降水进行补水收集，因此，有必要提供一种节水灌溉系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种节水灌溉系统，其包括：

水分储量罐，架设在地面上，用于监测计量灌溉系统使用的水量，所述水分储量罐上连接有多个供水节管；

灌溉储罐，排列分布在灌溉区域处，所述灌溉储罐与所述供水节管相连通；

土壤湿度传感器，分布在灌溉区域处，用于监测土壤的湿度水平，所述土壤湿度传感器能够测量土壤中的水分含量，并向系统发送监控数据；

集水灌溉系统，排列分布在所述灌溉储罐的周围外侧，所述集水灌溉系统能够同时对植物根部以及茎叶部进行浇灌，并将水直接浇于植物的根系附近，且所述集水灌溉系统能够同时对外部雨水进行集水收集；

光电转化系统，架设在水分储量罐一侧；以及回流管，连通在各所述灌溉储罐的下方，所述回流管的一端与所述水分储量罐相连接。

进一步，作为优选，所述水分储量罐内设有滤水装置，且各所述灌溉储罐外还设置有流动管，所述流动管浅埋在灌溉区域土壤内，所述流动管与所述灌溉储罐相连通，且所述流动管上设有多个流动孔。

进一步，作为优选，所述集水灌溉系统包括：

分流管，横向架空固定在灌溉储罐的圆周外围，所述分流管的下方平行设置有连接管，所述连接管的一端与所述灌溉储罐相连通；

中轴管，为排列设置的多个，各所述中轴管均竖直架设在所述分流管与连接管之间；所述中轴管内同轴滑动设置有中心管，所述中轴管的上端嵌入固定有导流头，所述中心管通过内接软管与所述导流头相连通；

引流机构，上下排列设置在所述中轴管上。

进一步，作为优选，所述引流机构包括：

导流支架，周向分布在所述中心管上，所述导流支架的一端与所述中心管相铰接；

弹性伸缩杆，与各所述导流支架相对应设置，且其一端与所述中轴管相连接，所述弹性伸缩杆的另一端与所述导流支架相连接；

支撑弹簧，通过架板连接在所述连接管与中心管之间，所述支撑弹簧在弹力作用下使得所述导流支架呈倾斜向下架设；

节管，套接固定在所述中心管上，并位于各导流支架与中心管的连接处下方。

进一步，作为优选，所述中心管下端设有磁吸件，且所述中心管的下端面侧壁上开设有通孔，所述连接管上位于中心管的下方设置有电磁吸附件，所述电磁吸附件能够与所述磁吸件异性相吸；所述导流支架的偏转角度范围在-35°至50°之间，且位于相对高位的所述导流支架的长度大于相对低位的导流支架的长度。

进一步，作为优选，所述中轴管上还设置有电磁座，所述中心管外套接有磁吸环，所述电磁座能够与所述磁吸环异性相吸，所述节管的上端被设置为喇叭结构。

进一步，作为优选，所述中轴管转动连接在所述分流管与连接管之间，且所述中轴管的端部设有导流旋页。

进一步，作为优选，所述中心管上对应引流机构的位置处均套接固定有环座，且每个所述环座下方均固定有液仓，各所述环座的圆周均分布有多个竖直滑动设置的导针，每个所述环座上的所述导针均通过内弹簧滑动穿接在其相对应的液仓上，且每个所述液仓外均密封套接有连接轴环，所述导流支架转动连接在相对应的所述连接轴环上，且各所述连接轴环上均设有多个旁通道与相对应的所述液仓相连通；

所述中心管内位于各液仓处还对应设置有内流管，且各所述内流管内均弹簧限位设置有球塞。

进一步，作为优选，所述环座内位于各导针处设有弹头形流通孔，所述导针上套接固定有阻环，当中心管内的水流压力高于0.6Mpa时，位于所述中心管最下端的环座内的所述球塞能够与其对应的所述内流管密封封堵，所述中心管上其余的环座内的所述球塞均不与各自对应的内流管相接触。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中设置的多个引流机构既能够实现对植物的灌溉效果，也能够实现对自然界降水进行收集补水，节水效果高；

本发明中引流机构能够在水流低压输送下进行滴灌工作，而在高压输送下能够进行喷灌工作，从而进行两种灌溉模式切换，进一步提高节水效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中集水灌溉系统的结构示意图；

图3为本发明中引流机构的结构示意图；

图4为本发明中电磁座的结构示意图；

图5为本发明中环座的结构示意图；

图6为本发明中导针和阻环的结构示意图；

图中：1、水分储量罐；11、灌溉储罐；12、光电转化系统；13、供水节管；14、回流管；15、流动管；2、集水灌溉系统；21、分流管；22、连接管；23、中轴管；3、引流机构；31、中心管；32、内接软管；33、导流头；34、导流支架；35、弹性伸缩杆；36、支撑弹簧；37、电磁吸附件；38、导流旋页；39、节管；4、电磁座；41、磁吸环；5、环座；51、液仓；52、导针；53、连接轴环；54、内流管；55、球塞；56、阻环。

具体实施方式

请参阅图1~图6，本发明实施例中，一种节水灌溉系统，其包括：

水分储量罐1，架设在地面上，用于监测计量灌溉系统使用的水量，所述水分储量罐1上连接有多个供水节管13；

灌溉储罐11，排列分布在灌溉区域处，所述灌溉储罐11与所述供水节管13相连通；从而通过供水节管13将水分储量罐1的水高压输送至各灌溉储罐11内，

土壤湿度传感器（图中未示出），分布在灌溉区域处，用于监测土壤的湿度水平，所述土壤湿度传感器能够测量土壤中的水分含量，并向系统发送监控数据；

集水灌溉系统2，排列分布在所述灌溉储罐11的周围外侧，所述集水灌溉系统2能够同时对植物根部以及茎叶部进行浇灌，并将水直接浇于植物的根系附近，且所述集水灌溉系统2能够同时对外部雨水进行集水收集；

光电转化系统12，架设在水分储量罐1一侧，用于提供循环电力；以及回流管14，连通在各所述灌溉储罐11的下方，所述回流管14的一端与所述水分储量罐1相连接，回流管14能够将收集的水源重新输送至水分储量罐1内。

本实施例中，所述水分储量罐1内设有滤水装置（此为现有技术），且各所述灌溉储罐11外还设置有流动管15，所述流动管15浅埋在灌溉区域土壤内，所述流动管15与所述灌溉储罐11相连通，且所述流动管15上设有多个流动孔，其中，流动管15既能够在降雨量大时对雨水进行收集排水，也能够在无降雨时，将灌溉储罐11中的水源通过流动孔均匀分布输送。

作为较佳的实施例，所述集水灌溉系统2包括：

分流管21，横向架空固定在灌溉储罐11的圆周外围，所述分流管21的下方平行设置有连接管22，所述连接管22的一端与所述灌溉储罐11相连通；

中轴管23，为排列设置的多个，各所述中轴管23均竖直架设在所述分流管21与连接管22之间；所述中轴管23内同轴滑动设置有中心管31，所述中轴管23的上端嵌入固定有导流头33，所述中心管31通过内接软管32与所述导流头33相连通；

引流机构3，上下排列设置在所述中轴管23上。

本实施例中，所述引流机构3包括：

导流支架34，周向分布在所述中心管31上，所述导流支架34的一端与所述中心管31相铰接；

弹性伸缩杆35，与各所述导流支架34相对应设置，且其一端与所述中轴管23相连接，所述弹性伸缩杆35的另一端与所述导流支架34相连接；

支撑弹簧36，通过架板连接在所述连接管22与中心管31之间，所述支撑弹簧36在弹力作用下使得所述导流支架34呈倾斜向下架设（即在无外力作用下）；

节管39，套接固定在所述中心管31上，并位于各导流支架34与中心管31的连接处下方，也就是说，分流管21中的水源能够通过导流头33进入各中心管31内，此时通过中心管31上的连接轴环53引流至各导流支架34上，以便进行不间断滴灌工作。

本实施例中，所述中心管31下端设有磁吸件，且所述中心管31的下端面侧壁上开设有通孔，所述连接管22上位于中心管31的下方设置有电磁吸附件37，所述电磁吸附件37能够与所述磁吸件异性相吸；所述导流支架34的偏转角度范围在-35°至50°之间，且位于相对高位的所述导流支架34的长度大于相对低位的导流支架34的长度，其中在降雨时期，电磁吸附件37通电作用下能够与磁吸件异性相吸，其中，在所述连接管22外采用防水胶布绑定防水导线，防水导线连通所述电磁吸附件37与光电转化系统12，并由光电转化系统12提供电力；此时中心管31处于偏向下位置，从而使得各导流支架34能够呈倾斜向上架设，从而能够由导流支架34对降水进行范围收集。

本实施例中，所述中轴管23上还设置有电磁座4，所述中心管31外套接有磁吸环41，所述电磁座4能够与所述磁吸环41异性相吸，所述节管39的上端被设置为喇叭结构，其中，当导流支架34处于倾斜向上时，收集的降水能够直接进入节管39中，并由节管39相继输送至连接管22内进行收集，其中，当电磁座4与磁吸环41异性相吸时，此时导流支架34处于倾斜向下架设（即偏转角度为-35°左右），在长期滴灌中能够实现对植物根茎持续供水。

作为较佳的实施例，所述中轴管23转动连接在所述分流管21与连接管22之间，且所述中轴管23的端部设有导流旋页38，尤其，当分流管21内水源输送压力较大时，此时中轴管23能够随导流旋页38进行转动，从而实现离心喷罐，以便扩大灌溉范围。

本实施例中，所述中心管31上对应引流机构3的位置处均套接固定有环座5，且每个所述环座5下方均固定有液仓51，各所述环座5的圆周均分布有多个竖直滑动设置的导针52，每个所述环座5上的所述导针52均通过内弹簧滑动穿接在其相对应的液仓51上，且每个所述液仓51外均密封套接有连接轴环53，所述导流支架34转动连接在相对应的所述连接轴环53上，且各所述连接轴环53上均设有多个旁通道与相对应的所述液仓51相连通；

所述中心管31内位于各液仓51处还对应设置有内流管54，且各所述内流管54内均弹簧限位设置有球塞55，旁通道能够始终将水源输引至导流支架34上。

本实施例中，所述环座5内位于各导针52处设有弹头形流通孔，所述导针52上套接固定有阻环56，当中心管31内的水流压力高于0.6Mpa时，位于中心管31最下端的环座5内的所述球塞55能够与其对应的所述内流管54密封封堵，所述中心管31上其余的环座5内的所述球塞55均不与各自对应的内流管54相接触，其中，在滴灌工作中，水源低压输送下能够经过导针52与环座5之间的流动缝隙进入旁通道，并由旁通道输送至导流支架34上，由导流支架34进行端部滴灌工作（此时水源处于循环输送，即从分流管21输送至中心管31，再由中心管31进入连接管22，最后进入灌溉储罐11内）；而在喷灌工作中，水源高压输送下能够使中轴管23旋转，同时各球塞55与内流管54之间的排流间隙减小，并在底部形成封堵接触，此时，水源能够相对推动导针52上的的阻环56，并使得导针52沿环座5竖直滑动，当阻环56向下滑动至环座5中的弹头形流通孔的截面中下方位置时，所述导针52与所述环座5之间的流动缝隙呈最大状态，从而扩大排流间隙，水源从各旁通道高压喷出，并沿导流支架34扩散。

具体地，在不同时季能够由集水灌溉系统进行不同工作，其中，在少雨降雨天气下，引流机构3中的导流支架34能够呈倾斜向上架设，从而能够由导流支架34对降水进行范围收集，而在多雨降雨天气中，流动管15能够对雨水进行收集排水；其次，在无雨天气下，导流支架34处于倾斜向下架设，并能够在循环供水中进行持续滴灌工作，从而能够实现对植物根茎持续供水；尤其，在水源高压输送时，中轴管23在离心作用下使得喷灌水离心甩出，扩大喷灌范围，避免土壤过度干燥。

在荒漠化防治中，集水灌溉系统具有以下优势：

1. 高效利用雨水资源：集水灌溉系统能够根据不同的降雨情况进行灵活调整，利用引流机构3中的导流支架34收集降水或供水，确保雨水得到有效利用。在少雨降雨天气下，导流支架34的倾斜架设能够收集范围更广的降水；而在多雨天气下，流动管15则能够高效地收集和排水，避免水涝。

2. 持续供水：在无雨天气下，导流支架34倾斜向下架设，通过循环供水方式进行持续滴灌工作，为植物的根茎提供持续的水源，有效解决荒漠地区的水资源匮乏问题，保证植物的正常生长。

3. 喷灌范围扩大：在水源高压输送时，集水灌溉系统中的中轴管23在离心作用下使得喷灌水离心甩出，从而扩大喷灌范围。这有助于覆盖更广阔的土地面积，减少土壤过度干燥的风险，提高水分的利用效率。

4. 节约水资源：集水灌溉系统通过灵活的调整，确保水资源的有效利用和节约。根据降雨情况合理选择收集、排水或滴灌方式，避免水的浪费，最大限度地利用有限的水资源。

5. 荒漠化防治效果显著：集水灌溉系统的运用可以有效地改善荒漠地区的土壤质量、增加植被覆盖，减少土壤侵蚀和沙漠化的程度，从而达到荒漠化防治的目的。

综上所述，集水灌溉系统在荒漠化防治中能够高效利用雨水资源、持续供水、扩大喷灌范围、节约水资源，并取得显著的防治效果。这种系统能够帮助改善荒漠地区的水分状况，促进植被生长，对于荒漠化的治理和生态恢复具有重要意义。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种节水灌溉系统，其特征在于，其包括：

水分储量罐（1），架设在地面上，用于监测计量灌溉系统使用的水量，所述水分储量罐（1）上连接有多个供水节管（13）；

灌溉储罐（11），排列分布在灌溉区域处，所述灌溉储罐（11）与所述供水节管（13）相连通；

土壤湿度传感器，分布在灌溉区域处，用于监测土壤的湿度水平，所述土壤湿度传感器能够测量土壤中的水分含量，并向系统发送监控数据；

集水灌溉系统（2），排列分布在所述灌溉储罐（11）的周围外侧，所述集水灌溉系统（2）能够同时对植物根部以及茎叶部进行浇灌，并将水直接浇于植物的根系附近，且所述集水灌溉系统（2）能够同时对外部雨水进行集水收集；

光电转化系统（12），架设在水分储量罐（1）一侧；以及回流管（14），连通在各所述灌溉储罐（11）的下方，所述回流管（14）的一端与所述水分储量罐（1）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种节水灌溉系统，其特征在于，所述水分储量罐（1）内设有滤水装置，且各所述灌溉储罐（11）外还设置有流动管（15），所述流动管（15）浅埋在灌溉区域土壤内，所述流动管（15）与所述灌溉储罐（11）相连通，且所述流动管（15）上设有多个流动孔。

3.根据权利要求1所述的一种节水灌溉系统，其特征在于，所述集水灌溉系统（2）包括：

分流管（21），横向架空固定在灌溉储罐（11）的圆周外围，所述分流管（21）的下方平行设置有连接管（22），所述连接管（22）的一端与所述灌溉储罐（11）相连通；

中轴管（23），为排列设置的多个，各所述中轴管（23）均竖直架设在所述分流管（21）与连接管（22）之间；所述中轴管（23）内同轴滑动设置有中心管（31），所述中轴管（23）的上端嵌入固定有导流头（33），所述中心管（31）通过内接软管（32）与所述导流头（33）相连通；

引流机构（3），上下排列设置在所述中轴管（23）上。

4.根据权利要求3所述的一种节水灌溉系统，其特征在于，所述引流机构（3）包括：

导流支架（34），周向分布在所述中心管（31）上，所述导流支架（34）的一端与所述中心管（31）相铰接；

弹性伸缩杆（35），与各所述导流支架（34）相对应设置，且其一端与所述中轴管（23）相连接，所述弹性伸缩杆（35）的另一端与所述导流支架（34）相连接；

支撑弹簧（36），通过架板连接在所述连接管（22）与中心管（31）之间，所述支撑弹簧（36）在弹力作用下使得所述导流支架（34）呈倾斜向下架设；

节管（39），套接固定在所述中心管（31）上，并位于各导流支架（34）与中心管（31）的连接处下方。

5.根据权利要求4所述的一种节水灌溉系统，其特征在于，所述中心管（31）下端设有磁吸件，且所述中心管（31）的下端面侧壁上开设有通孔，所述连接管（22）上位于中心管（31）的下方设置有电磁吸附件（37），所述电磁吸附件（37）能够与所述磁吸件异性相吸；所述导流支架（34）的偏转角度范围在-35°至50°之间，且位于相对高位的所述导流支架（34）的长度大于相对低位的导流支架（34）的长度。

6.根据权利要求4所述的一种节水灌溉系统，其特征在于，所述中轴管（23）上还设置有电磁座（4），所述中心管（31）外套接有磁吸环（41），所述电磁座（4）能够与所述磁吸环（41）异性相吸，所述节管（39）的上端被设置为喇叭结构。

7.根据权利要求3所述的一种节水灌溉系统，其特征在于，所述中轴管（23）转动连接在所述分流管（21）与连接管（22）之间，且所述中轴管（23）的端部设有导流旋页（38）。

8.根据权利要求4所述的一种节水灌溉系统，其特征在于，所述中心管（31）上对应引流机构（3）的位置处均套接固定有环座（5），且每个所述环座（5）下方均固定有液仓（51），各所述环座（5）的圆周均分布有多个竖直滑动设置的导针（52），每个所述环座（5）上的所述导针（52）均通过内弹簧滑动穿接在其相对应的液仓（51）上，且每个所述液仓（51）外均密封套接有连接轴环（53），所述导流支架（34）转动连接在相对应的所述连接轴环（53）上，且各所述连接轴环（53）上均设有多个旁通道与相对应的所述液仓（51）相连通；

所述中心管（31）内位于各液仓（51）处还对应设置有内流管（54），且各所述内流管（54）内均弹簧限位设置有球塞（55）。

9.根据权利要求8所述的一种节水灌溉系统，其特征在于，所述环座（5）内位于各导针（52）处设有弹头形流通孔，所述导针（52）上套接固定有阻环（56），当中心管（31）内的水流压力高于0.6Mpa时，位于所述中心管（31）最下端的环座（5）内的所述球塞（55）能够与其对应的所述内流管（54）密封封堵，所述中心管（31）上其余的环座（5）内的所述球塞（55）均不与各自对应的内流管（54）相接触。