CN1602667A - 微灌器及其灌溉系统 - Google Patents

Abstract

一种微灌器及其灌溉系统。它是通过微灌器中的自动阀门和微灌缸协调运行进而达到对被灌溉植物进行节水灌溉。通过微灌器上的连通节组成其灌溉系统。微灌器及其微灌系统能广泛用于对家养植物进行灌溉，对沙漠荒漠进行治理和对城市生活污水的净化处理等方面。

Description

微灌器及其灌溉系统

所属技术领域

本发明涉及一种对绿色植物进行节水灌溉的微灌器及其灌溉系统，本发明尤其对环境保护有重要作用。

技术背景

随着人类工业化的不断推进，人们居住的环境也日益城市化。在人类文明的推进过程中，由此也带来了一系列的环境问题，这些问题包括二氧化碳排放量日益增加、全球气温持续走高、区域乃至全球性气候的急剧变化、土地沙化荒漠化、自然降水失常、地表水缸乏、地下水位下降、城市生活污水随意排放、城市热岛效应及由此带来的城市能耗增高和人居环境质量的走低等许多问题。所有上述问题基本上可以归结为植被破坏问题和水问题。本发明所设计的微灌器及其灌溉系统就是为了部分解决上述问题而产生的。

发明内容

为了部分解决社会发展过程中对植被的破坏和日益严重的水问题，本发明提供一种微灌器及其灌溉系统，该微灌器及其灌溉系统不但能对绿色植物进行有效的节水灌溉，使有限的水资源能灌溉尽量多的绿色植物，而且能在一定程度上有效地解水问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

设计微灌器作为节水灌溉技术手段。微灌器由连通节、自动阀门、微灌缸、外缸组成，导管负责将水输入连通节。连通节可以制成单向连通节、双向连通节、三向连通节、四向连通节，以利于实际应用中随意连通使用，连通节下部的导管与微灌器自动阀门相连，负责将水导入微灌缸。微灌缸可以设计成两种类型：一种是将微灌缸制成渗缸，使缸里的水按一定缓慢的速度徐徐从缸内向外渗出，从而使微灌器达到微灌的目的；另一种是在缸壁上设置贴壁“n”形导管，导管中设置纤维条，使缸里的水在纤维条虹吸原理的作用下按一定缓慢的速度从缸内流出缸外，从而实现微灌器的微灌目的。外缸与微灌缸之间保持一定距离且其下部设有诸多细孔，这样，微灌缸排出的水不但可以顺利流入土壤之中，而且可以实现与土壤的隔离，使其始终保持干净良好的工作状态。

微灌器用于家庭盆栽植物的灌溉系统包括微灌器、观赏植物、水缸、导管、花盆。系统设有独立灌溉系统和连通灌溉系统两种。独立灌溉系统的设计是在普通花盆之上设置一水缸，水缸中的水通过导管将水导入置入花盆土壤中的微灌器，使水缸中的水通过微灌器缓慢灌溉盆中的观赏植物。用这种系统灌溉盆栽植物，一般只须两星期左右往水缸中加满一次水即可，不但如此，还可以在水缸中养一些观赏小动物甚至是食用鱼类。连通灌溉系统一般用于多个盆栽植物的灌溉，这种系统的设置只须将微灌器置入花盆土壤中，用导管通过微灌器上的连通节将所有被灌溉花盆中的微灌器连通，再连通一定水压值的水源即可。这种系统主要用于多个盆栽植物的灌溉，并可实现对盆栽植物的管网化灌溉。

微灌器用于治理沙漠、荒漠的灌溉系统包括水源、导管、光感阀门、治沙植物、微灌器。治沙植物种入沙漠的沙壤之中后，如果没有水份的灌溉，很快就会枯死，而沙壤是极难涵养水份的，所以当治沙植物种入沙漠、荒漠的同时在其根部置入微灌器，用导管将所有微灌器连成一个整体管网，连成管网之后，接通一定水压的水源之后即可实现对治沙植物的微灌，待其根部深入含水层，植株长成一定大小不需要微灌器的灌溉之后，可将微灌器及导管撤去，将微灌器及导管用于新的治沙植物的灌溉之用，这样层层推进，步步为营，微灌器及其治沙治荒灌溉系统必将成为治沙治荒的利器，最终将沙漠、荒漠彻底治理。为了节约治沙治荒的耗水量，根据沙漠、荒漠日夜温差及耗水量的规律，可在接通水源的导管处设置光感阀门，使之在夜晚、阴雨天关闭阀门，待白天开启，从而实现治沙治荒用水的最大值。

微灌器用于城市生活污水净化处理的灌溉系统。其组成包括拦污环管、自动抽水泵群、澄化池、螺旋污水生物净化塔、渗井、微灌器及各灌溉用户。在该系统的设计中，首先在城市四周设置拦污环管，在各排污口的各低洼处设置生活污水收集坑，坑中设置自动抽水泵与拦污环管相连通，当收集坑中的生活污水达到一定量之后，自动抽水泵就将污水抽入拦污环管中，拦污环管将污水送入澄化池，澄化池将污水澄化后，将澄化物排出制成肥料，澄化水通过泵站抽入螺旋污水生物净化塔，经过净化塔处理后的净化水通过输水管送入各微灌器用户，实施对城市树木、城市花坛观赏植物、城市盆栽植物、城市绿地的不间断灌溉，经过螺旋污水生物处理塔净化后的澄化水在实施对城市绿色植物灌溉之后富余的部分，经过达标处理装置处理后直接排入渗井，在渗井的作用下实施对城市地下水的补充，以防止城市由于地下水位的下降而产生的沉降现象，这样，微灌器及其城市污水净化处理灌溉系统不但可以实现对城市绿色植物的灌溉，而且完全可以使城市生活污水得到净化并极可能实现城市生活污水对环境的零排放，从而实现对环境的保护。

本发明的有益效果是：

1、可以实施有效的节水灌溉节约和保护水资源。

2、能解决家养植物的灌溉问题，美化环境。

3、微灌器及其治沙治荒灌溉系统能有效地实现对治沙治荒植被的节水灌溉，从而实现对环境的治理和保护。

4、微灌器及其城市生活污水净化处理灌溉系统能有效地实施对城市生活污水的净化、城市绿色植物的灌溉，并极有可能使城市生活污水实现零排放。

5、净化空气，增加空气氧气含量，吸收二氧化碳，调节城市气候，减少能耗。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是微灌器的原理结构图。

图2是导管安装钳的外观平视图。

图3是微灌器的分解示意图。

图4是微灌器的自动阀门的分解示意图。

图5是微灌器的微灌缸分解示意图。

图6是微灌器及其家养植物独立灌溉系统图示。

图7是微灌器及其家养植物连通灌溉系统图示。

图8是微灌器及其治沙治荒系统图示。

图9是微灌器及其城市生活污水净化处理灌溉系统图示。

图10是导管安装钳的分解图示。

图11是螺旋污水生活净化塔原理图示。

图中①、连通节，②、导管，③自动阀门，④、微灌缸，⑤、外缸，⑥、把手，⑦、伸缩架，⑧、紧固圈，⑨、螺丝，⑩、圆板，、阀门管，、锥形软塞，、四叶栓，、销轴，、连臂，、浮子， 、螺丝，

、微灌缸， 、硬导管， 、纤维条，

、微灌器，

、观赏植物，

、水缸，

、导管， 、花盆， 、水源，

、光感阀门， 、治沙治荒植物，

、澄化池， 、泵站， 、输水管，

、螺旋污水生物净化塔， 、达标排放处理装置，

、渗井， 、自动抽水泵，

、树木，

、花坛， 、绿地，

、拦污环管， 、卡头， 、弹簧， 、支架条，

、螺丝， 、把手架， 、卡头轴，

、左夹头，

、右夹头，

、灌溉输水管，

、排渗输水管， 、过滤池， 、螺旋塔阶，

、顶池。

具体实施方式

在图1、图3中，导管②密封套在连通节①上，连通节①上的底导管导在自动阀门③的阀门管上，自动阀门③置于微灌缸④内，微灌缸④置于外缸⑤内，紧固圈⑧将自动阀门③、微灌器④与外缸⑤安装紧固。其具体运行方式是水流从导管②流入连通节①中并流向连通节的各向连通管中，同时通过连通节底部的导管流入自动阀门③中并进而流入微灌缸④中。微灌缸④中的水体经微灌缸的微排作用以均匀的速度微量且缓慢地排入外缸⑤之中。由于外缸⑤的内壁上下部设有环状凸起，其底部设有若干细孔，这样就能使微灌缸与外缸之间始终保持一定的距离，并使微灌缸排出的水顺利地通过外缸底部的细孔渗入土壤之中，而微灌缸始终保持与土壤隔离的状态并能始终保持干净清洁，从而不致影响其工作运行。

在图2、图10中，导管安装钳由伸缩架⑦和把手⑥组成。左夹头

和右夹头 用卡头轴 安装在把手架 上。伸架⑦上的卡头

用来卡住连通节上的卡槽，伸缩架⑦上的双圆管套上弹簧

之后插入把手架 并套在支架条 上的圆孔中，之后用螺丝

将伸缩架⑦安装好。其具体运作方法是先手握把手⑥并将导管用左右夹头夹住，再用卡头

卡住连通节上的卡槽，之后用手指握住与卡头 相连的伸缩架上的板条，使卡头

朝把手⑥方向运动，直至将导管安装到位，之后松开夹头，退出卡头即可。

在图4中，螺丝⑨将自动阀门的阀门管安装在圆板⑩上，锥形软塞安在四叶栓的栓头上，连臂的上部插入四叶栓底部的方孔后半四叶栓置于阀门管之中后，销轴将其固定在阀门管上。螺丝

将浮子安装在连臂的连杆上。其具体运行是：当微灌缸中无水或水位下降到一定位置时，浮子下降并利用重力通过螺丝 将连往下拉，同时带动四叶栓及其软塞向下运行，这样，自动阀门被打开，连通节①中的水流入微灌缸，缸中水位上涨。随着微灌缸④中水位的上涨，浮子因浮力向上运行，推动连臂也向上运行，带动四叶栓及其软塞向上运行并最终将阀门关住。由于阀门管的进水口很小，连通节的进水剖面很大，根据液压传动的原理，只须给锥形软塞较小的力即可将阀门关上，由于连臂是以杠杆原理推动四叶栓运行，所以即使浮子较小的浮力也能在四叶栓上产生较大的作用力，这样，浮子的上下浮力就能可靠地保证自动阀门在一个较小水压和较大水压之间连续长时间正常工作。

在图5中，微灌器④有两种微灌方式，一种是将微灌缸制成渗缸，使缸的水体在缸中水位压力作用下，以设定的排放速度由内向外渗出，从而实现微灌缸的微灌目的；另一种是在微灌缸的缸壁上设置“n”形硬导管19，“n”形硬导管 贴壁设置，一半贴靠内壁，一半贴靠外壁，“n”形管并不对缸中的水进行排放，而是靠松散置于“n”形管中的纤维条20通过纤维对水体的虹吸现象将水向外排放，从而实现微灌缸的微灌目的，根据实际的需要，可在微灌缸壁上设置多个“n”形管或改变纤维条的细粗，从而达到不同出水量的微灌目的。

在图6中，观赏植物

与花盆 组成传统的观赏植物盆栽形式，在花盆 上设置一水缸 ，将微灌器

置于盆中土壤中，并用导管

将水缸与微灌器 连接起来后，往缸中注入清水，即可实施对盆栽观赏植物 的微灌，以这种形式对盆栽植物的进行灌溉，完全可以达到两星期以上给水缸加一次水的效果。甚至时间更长。

在图7中，微灌器 置于传统花盆

的土壤中，导管

将水导入微灌器 中并通过其连通节将水流输向另一个花盆中的微灌器中。这种灌溉方式适于对大批量盆栽植物进行节水自动灌溉。

在图8中，水源 是治沙治荒的必须的水源，水源

在导管 的引导下流向光感阀门

，光感阀门

具有白天开启，晚上关闭的功能，其目的在于使用水更加节约。水流通过光感阀门后，通过导管 与微灌器上的连通节连接可使微灌器任意拼接连通，并将水送达到各治沙治荒植物的根部，使其健康成活生长。当这些治沙治荒植物安全成活并开始发挥其治沙治荒功能后，只须将各导管、各微灌器撤去，去稍作清洁，即可将其重新使用。由于每个微灌器都能在一定范围的水压值中正常使用，所以在使用这个系统进行治沙治荒时，平地坡地的微灌器可同时连通在同一个水源上，只须将水源 设定在一个合适的水压值或将其水位居于所有微灌器之上即可。

在图9中，拦污环管

设置在城市的四周，其作用在于通过与拦污环管上的各自动抽水泵的工作，将城市生活污水统统抽进入澄化池 中，避免其直接排入河流。澄化池

将污水澄化后的澄化物可制成优质肥料，澄化水通过泵站

和输水管

将其抽上螺旋污水生物净化塔进行生物净化，净化之后的水由输水管和导管送入城市各微灌器 ，同时对城市树木 、城市花坛 中的观赏植物

、城市绿地 、城市中的公共盆栽植物进行节水微灌，经生物净化处理之后的净化水在灌溉之余的富余部分，再经过严格的达标排放处理装置 达标处理后，直接排入渗井

中，通过渗井的作用补充城区地下水，避免城市由于地下水的过度开采而产生的沉降。经过上述措施处理之后的城市生活污水，完全可以实现对河流的零排放，同时实现城市生活污水的资源化处理，做到再次造福城市，美化、优化环境，而其处理费用是相当低廉的。

在图11中，螺旋污水生物净化塔

是利用一定高度的山丘建造的，在其顶部建有顶池

，其中部建有螺旋塔阶

，底部设有过滤池 ，与过滤池相连通的有排渗输水管

和灌溉输水管

，整个净化塔上上下下都种有树木

及其他植物。所以依山丘或依土丘建成之后的净化塔，不但具有良好的实用价值，也将成为城市的一处迷人的风景，而其建造费用也是相当低廉的。其具体运行原理是输水管

将澄化水抽入顶池 之后经顶池的生物净化后再流入螺旋塔阶

自上而下，缓慢地再次被螺旋塔阶中的生物所净化，直至流入过滤池

中，经过过滤后的水体一部分由灌溉输水管

输入城市再次利用，富余部分则流入排渗输水管

，经过达标处理后排入渗井中用于补充城市地下水。

Claims (10)

1、一种微灌器及其灌溉系统，微灌器由连通节、自动阀门、微灌缸和外缸组成，其系统由导管与单个或同时与多个微灌器连通构成并对植物进行灌溉工作，其特征是：微灌器的外缸下部设有多个细孔，缸内壁上下设有环状突起，微灌缸置于外缸中，自动阀门置于微灌缸中，连通节与自动阀门上的阀门管连通，由微灌器、导管及其附件分别构成微灌器及其家养植物独立灌溉系统、微灌器及其家养植物连通灌溉系统、微灌器及其治沙治荒系统、微灌器及其城市生活污水净化处理灌溉系统。

2、据权利要求1所述的微灌器及其灌溉系统，其特征是：微灌器的阀门管入口小、内径大，阀门管内有一活动四叶栓，四叶栓栓头设有一锥形软塞，栓尾有一方孔；连臂一端穿过栓尾方孔后用销轴将其固定在阀门管底座上；连臂的圆杆上松散地用螺丝装有一浮子，浮子呈柱形，浮子外沿设有凹槽。

3、据权利要求1所述的微灌器及其灌溉系统，其特征是：微灌缸是用可渗材料制成的水液渗缸，水液在缸中可由内向缸外渗流。

4、据权利要求1所述的微灌器及其灌溉系统，其特征是：微灌缸缸壁上设有凹槽，“n”硬导管骑在凹槽中，“n”导管一端伸入微灌缸内，一端伸出到微灌缸外，硬导管中设有纤维条，缸内的水液是通过纤维条虹吸排出缸外的。

5、根据权利要求1所述的微灌器及其灌溉系统，其特征是：由微灌器、导管及其附件构成的家养植物独立灌溉系统是在普通花盆上设置一水缸，微灌器垂直置入盆中土壤中，由导管将水导入微灌器对盆中植物进行灌溉。

6、据权利要求1所述的微灌器及其灌溉系统，其特征是：由微灌器、导管及其附件构成的家养植物连通灌溉系统是在多个普通花盆的土壤中分别设置一个微灌器，由导管通过各微灌器上的连通节将所有微灌器连通起来进行同时灌溉的。

7、根据权利要求1所述的微灌器及其灌溉系统，其特征是：由微灌器、导管及其附件构成的治沙治荒系统是采用导管将水源中的水通过连通节分送到每个微灌器，直接对治沙治荒植物的根部进行节水微灌，在该系统中设有节水光感阀门。

8、根据权利要求1所述的微灌器及其灌溉系统，其特征是：由微灌器、导管及其附件构成的城市生活污水净化处理灌溉系统由自动抽水泵、拦污环管、澄化池、泵站、螺旋污水生物净化塔、达标排放处理装置、渗井、输水导管、微灌器组成，该系统的连接关系是自动抽水泵将生活污水抽入拦污环管，拦污环管将水输入澄化池，污水经澄化池澄化后输入螺旋污水生物净化塔进行生物净化，净化后的水由输水导管导入各微灌对城市公共植物进行节水灌溉，富余部分由输水导管排入渗井之中，用以补充城市地下水。

9、根据权利要求1所述的微灌器及其灌溉系统，其特征是：由微灌器、导管及其附件构成的城市生活污水净化处理灌溉系统中的螺旋污水生物净化塔是利用自然或人工的山体或山丘建成的，净化塔顶部设有顶池，中部设有螺旋塔阶，底部设有过滤池。在顶池、螺旋塔阶、过滤池中种植有树木等植物。

10、根据权利要求1所述的微灌器及其灌溉系统，其特征是：导管安装钳由伸缩架和把手组成，其伸缩架⑦上设有卡头

把手⑥上设有左夹头

和右夹头

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