CN1477382A - 微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于微灌系统的灌水器抗堵塞和水力性能测试装置。技术方案包括支架(14)，支管(22)，与支管(22)相通的毛管或滴灌管(23)，与支管(22)相通的输水管(13)，与输水管(13)的进水口相通有水砂循环供给装置。该水砂循环供给装置包括与输水管(13)相通的混合罐(1)、位于毛管或滴灌管(23)下方的倾斜集水板槽(15)，倾斜集水板槽(15)的出水口通往混合罐(1)。本发明是一个综合试验平台，它既能测定灌水器的水力性能，又能测定灌水器的抗堵塞性能，并使这些测试在实验室进行成为可能，在整个测试过程中，水砂浓度恒定，避免了现有田间测试的浓度不均性。这是本发明的最显著的优点。

Description

微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试实验装置，特别涉及一种用于微灌系统的灌水器抗堵塞和水力性能测试装置。

背景技术

微灌技术是利用微灌设备组装成微灌系统，将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术。微灌系统的特点之一是灌水器出水流量很小，因而滴头出水孔很小，一般只有0.7-1.1mm左右，因此微灌系统致命弱点是极易被水中的污物堵塞；微灌的特点之二是系统的灌水均匀度高，除受系统设计影响外，系统的灌水均匀度主要受灌水器水力性能的影响。因此灌水器是微灌系统的最关键的部件之一。评价灌水器的主要性能指标为其水力性能和抗堵塞性能。水力性能包括：流量压力关系、制造偏差、水温对流量的影响等。抗堵塞性能包括：抗物理颗粒堵塞能力、抗化学堵塞能力及其相应的清堵技术。

为了测试灌水器的性能指标，国际上一些著名的微灌设备公司，如Netfaim、Rainbird、Dis公司等都具有自己的实验台，但大多是性能单一的产品检测平台。目前测定国际上先进的测定灌水器性能的实验装置主要有以下几种：

1.美国加利福尼亚灌溉技术研究所灌水器水力性能测试装置。该

  装置由接水桶、控制阀、压力表、可调温水箱、加压泵、量杯

  和平台等组成，其特点是水温可调。采用人工调压和人工计量

  水量，测定单个灌水器的流量，每次测定一条毛管或25个灌

  水器。

2.南非农业工程研究所灌水器水力性能测试装置。该装置由自记

  雨量桶，控制阀、被测毛管和灌水器、测压装置、过滤装置等

  组成。其特点是测定单个灌水器的流量，采用了自记雨量传感

  器，测定速度较快，但精度不及手工测量。

3.以色列Netafim现代农业公司灌水器水力性能测试装置，与上

  述装置不同之处在于每次测定的不是单个灌水器流量，而是一

  段长度约2-3米的成品滴灌管或带，管上有6-10个灌水器，

  也就是说，测定的是多个灌水器流量的平均值。采用称重式水

  量传感器自动计量水量。

4.其他方法

  如在田间铺设毛管直接测定灌水器抗堵塞实验方法。不能保证

  均一和恒定的污物浓度。

现有技术的不足：

综上所述，现有的实验装置存在的主要问题是：(1)性能单一，没有综合性的实验装置，只能进行单项性能的测试。(2)各种装置没有统一的标准，如南非装置，试验长度过长，水头损失大，影响测试精度，Netafim测试装置不能测试单个灌水器，仅能用作生产厂家的在线检测，不符合灌水器评价规范，并且只能测试水力性能。(3)不便于在实验室进行灌水器抗堵塞性能测试。

发明内容

本发明的目的是要提供一种微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置，它既能测定灌水器的水力性能，又能测定灌水器的抗堵塞性能，包括物理堵塞和化学堵塞，并且可以变换各种污物浓度，在每次的抗堵塞测定循环中，水中的污物浓度保持恒定。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括支架14，位于支架14上的支管22，与支管22相通的毛管或滴灌管23，与支管22相通的输水管13，其特征在于，与输水管13的进水口相通有水砂循环供给装置。

上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置中，其水砂循环供给装置包括与输水管13相通的混合罐1、位于或滴灌管毛管23下方的倾斜集水板槽15，倾斜集水板槽15的出水口通往混合罐1。

上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置中，在输水管13上装有加压泵4，加压泵4有两个方向的出口，一个出口通往输水管13，另一个出口通往混合罐1。

上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置中，在加压泵出口与输水管13之间可接入软管8，可防止由于水泵工作时的震动影响测试结果。

上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置中，在毛管的下方设有可移动水平板16。

上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置中，在倾斜集水板槽15的上侧安装有多口冲刷管20。

上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置中，支管22带有多孔，与这些孔对应可安装多条毛管或滴灌管23。

上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置中，在输水管13中设有水温控制装置。

本发明的优点：

1、本装置使灌水器抗堵塞试验在实验室进行成为可能，由于设置了倾斜集水板槽和混合罐，并且利用水泵产生的水流使水砂充分混合，这样使得在整个试验过程中，水砂浓度恒定，避免了现有田间测试的浓度不均性。这是本发明的最显著的优点。

2、本装置是一个综合试验平台，将灌水器的抗物理堵塞性能和抗化学堵塞性能、灌水器流量压力关系、水温对灌水器流量的影响、灌水器制造偏差、过滤器过滤性能的测定集成于一个试验装置中。这是本发明的另一个显著优点。

附图说明

图1为本发明微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置的结构示意图。

实施例

下面结合附图对本发明的具体内容进行进一步的说明。

图中：1为混合罐，2为活动车，为了本装置的方便移动，3为控制阀，4为加压泵，5、6为控制阀，7为排水口，8为连接软管，9、10为控制阀，11为加压泵，12为可调恒热水箱，13为输水管(PVC或不锈钢管)，14为活动实验架，15为倾斜集水板槽，16为可移动水平板，17为集水杯或自记水量传感器，18、19为控制阀，20为多口冲刷管，21为测压装置，22为支管，23为毛管或滴灌管。

如图1所示，本装置包括以下几部分：

支架14-起整体支撑作用；

可移动水平板16-用于支撑集水杯或自记水量传感器17；

集水杯或自记水量传感器17-用于收集测量灌水器23的水量；

倾斜集水板槽15-使水砂回到混合罐1，形成水砂循环；

混合罐1-用于水砂混合；

加压泵4-用于提供压力和使混合罐中水砂充分混合均匀，其出口分两路，一路通往输水管13，另一路通往混合罐1，靠这路水流的冲力把混合罐中的水砂混合。当然水砂的混合也可以由在混合罐中设置搅拌叶片来实现；

压力表及控制阀-用于控制灌水器压力；

可调恒热水箱12-用于提供不同温度的水。

在倾斜集水板槽15的上侧安装有多口冲刷管20，在必要时进行冲刷，可防止砂沉淀在倾斜集水板槽15上。

本实施例中，支管22带有多孔，与这些孔对应可安装多条毛管或滴灌管23，这样可以提高测试效率。

本实施例在加压泵4的输出端的输水管13上安装了一段连接软管8，这样可以保证灌水器的堵塞不受水泵4工作时不可避免的震动的干扰，提高测试的准确性。

测试原理与方法：

本装置是一个综合性的测试装置，可测灌水器的抗物理堵塞性能和抗化学堵塞性能、灌水器流量压力关系、水温对灌水器流量的影响、灌水器制造偏差等。下面分述其测定方法。

1.灌水器抗物理堵塞性能测定

灌水器物理堵塞主要是被水中的砂粒堵塞，抗堵塞性能测试的目的是测试和分析某种结构和流道形式的灌水器对不同粒径的砂粒堵塞的敏感性、堵塞几率和方式。最终寻求高抗堵塞的灌水器流道结构形式或为工程选配与灌水器配套的过滤器。测试的难点在于，在测试过程中如何保持进入灌水器中的水砂浓度恒定。本装置采取的技术措施是，设有水砂循环供给装置，它包括一个锥型水砂混合罐和由倾斜集水板槽15构成的水砂供给循环装置。

测试前，将带有待测灌水器的毛管或待测滴灌管23安装到支管22上，测定清水时的灌水器在额定压力下的流量。然后抽出水平托板16和集水杯17，所有阀门处于关闭状态，根据浓度和粒径要求，将水和砂放于混合罐1。首先打开控制阀3，开启加压泵4，混合罐1中的水砂在水压力的作用下混合，3-5分钟后，打开控制阀5和9，然后缓慢打开控制阀18和19，将压力表读数调到规定的灌水器额定工作压力，测定便正式开始，从灌水器流出的水流到倾斜集水板槽15，返回到混合灌中1，使得在整个测试过程中砂的浓度恒定。若干次测试循环结束后，测定灌水器流量，分析堵塞结果。然后，打开控制阀6，将罐中的水砂由排水口7排出。更换另一种粒径的砂和灌水器，进行下一轮测试。在整个测试过程中，加压泵4的出口始终有一部分水流返回到混合罐中，将水砂进行混合。

2.灌水器抗化学堵塞性能测定

基本测试原理方法和过程同抗物理堵塞性能测定，区别在于混合罐1中放入的是某种微灌水质中常见的化学物质或有机质，或处理化学堵塞的某种物质。

3.灌水器流量压力关系测定

灌水器的流量压力关系是灌水器的重要水力性能之一，是微灌系统规划设计的依据之一。采用清水测试，因此，混合罐中放入的是清水。测试前将水平托板和集水杯置入，然后按照微灌灌水器流量压力关系测定技术标准进测定。

4.灌水器制造偏差测定

所谓制造偏差，即是灌水器在额定工作压力下的流量变差。利用清水按照测试技术标准测定。

5.水温对灌水器流量的影响测定

本测试的水源为带有水温控制装置的可调恒温箱12中的清水，水箱中的水温可按要求调节，测定每种水温条件下的流量压力关系的测定方法如上。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1、一种微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置，包括支架(14)，位于支架(14)上的支管(22)，与支管(22)相通的毛管或滴灌管(23)，与支管(22)相通的输水管(13)，其特征在于，与输水管(13)的进水口相通有水砂循环供给装置。

2、根据权利要求1所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置，其特征在于，所述的水砂循环供给装置包括与输水管(13)相通的混合罐(1)、位于毛管或滴灌管(23)下方的倾斜集水板槽(15)，倾斜集水板槽(15)的出水口通往混合罐(1)。

3、根据权利要求2所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置，其特征在于，在输水管(13)上装有加压泵(4)，加压泵(4)有两个方向的出口，一个出口通往输水管(13)，另一个出口通往混合罐(1)。

4、根据权利要求3所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置，其特征在于，在加压泵出口与输水管(13)之间可接入软管(8)。

5、根据权利要求1或2所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置，其特征在于，在毛管的下方设有可移动水平板(16)。

6、根据权利要求2所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置，其特征在于，在倾斜集水板槽(15)的上侧安装有多口冲刷管(20)。

7、根据权利要求1或2所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置，其特征在于，支管(22)带有多孔，与这些孔对应可安装多条毛管或滴灌管(23)。

8、根据权利要求1或2所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能综合测试装置，其特征在于，在输水管(13)中设有水温控制装置。