CN203424088U

CN203424088U - 横轴式水力自控多向间歇灌溉装置

Info

Publication number: CN203424088U
Application number: CN201320554516.1U
Authority: CN
Inventors: 王春堂; 张立军; 秦淑静; 马长健; 王俊岩; 刘洁茹; 王世龑
Original assignee: Shandong Agricultural University
Current assignee: Shandong Agricultural University
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2023-09-06

Abstract

一种横轴式水力自控多向间歇灌溉装置，由计时水箱、分水水箱及设在分水水箱内的传动轮系等组成；所述的传动轮系由传动轮系轴、弹簧、主动轮、从动轮、转向轮构成；传动轮系轴依次穿过弹簧、主动轮、从动轮和转向轮安装在分水水箱内部。本实用新型可实现对不同流量、不同周期灌溉时间、不同周期停水时间、不同循环率的间歇灌溉技术参数的调节，很好地解决了在管道输水条件下实现自动间歇灌溉的难题，实现了用管道中的水作为动力的自动灌溉，具有节能、省力、灌水均匀、灌水质量高、节水效率高、装置投资省、使用方便等优点，为实现节水灌溉、节水农业，打下了坚实的基础。

Description

横轴式水力自控多向间歇灌溉装置

（一）技术领域：

本发明涉及一种横轴式水力自控多向间歇灌溉装置。

（二）背景技术

管道输水灌溉技术在我国广大灌区已得到大力发展，但田间的灌溉技术还很缺乏；同时，间歇灌溉技术已有多年的发展历史，是一种非常适合我国广大灌区现状的地面节水灌溉技术。为了较准确地控制各间歇灌溉参数，提高灌溉水的利用率，提高灌水质量，实现自动间歇灌溉，降低劳动强度，研制了横轴式水力自控多向间歇灌溉装置。本装置可使用在低压管道输水灌溉系统中，将给水栓和该装置相连，即可实现自动灌溉，既不需要其它外动力，也没有对水质的限制，能方便地进行各间歇灌溉的技术参数调节，使用方便、灵活，节水、省工、省力、节能。

（三）发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种横轴式水力自控多向间歇灌溉装置；无需外力，即可实现田间自动间歇灌溉。

一种横轴式水力自控多向间歇灌溉装置，由计时水箱、分水水箱及设在分水水箱内的传动轮系等组成；所述的传动轮系由传动轮系轴、弹簧、主动轮、从动轮、转向轮构成；传动轮系轴依次穿过弹簧、主动轮、从动轮和转向轮安装在分水水箱内部。

所述的分水水箱、计时水箱连接成一个整体，中间用隔板隔开，构成两个独立工作的水箱；虹吸管固定在计时水箱的底板上；计时水箱供水管固定在计时水箱的上部，用于向计时水箱供水；计时水箱供水管另一端通过三通与总供水管相连；浮球阀固定在分水水箱上部；转向轴固定在计时水箱和分水水箱中间隔板上部的箱壁上；右转向轴轴承8和左转向轴轴承8′紧邻并排分别固定在转向轴上；动力浮球固定轴固定在计时水箱上部的箱壁上，动力浮球固定轴上设有动力浮球固定轴轴承；动力浮球拉绳绕过动力浮球固定轴轴承以及右转向轴轴承将动力浮球和主动轮相连；复位浮球固定轴固定在计时水箱下部靠近底板的箱壁上，复位浮球固定轴上设有复位浮球固定轴轴承；复位浮球拉绳绕过复位浮球固定轴轴承和左转向轴轴承将复位浮球和主动轮相连；安装时，动力浮球、动力浮球拉绳以及复位浮球、复位浮球拉绳和主动轮尽量在一个竖直平面内，同时，动力浮球固定轴与复位浮球固定轴的安装位置以保证动力浮球和复位浮球可自由上下移动并且不相互影响碰撞即可；上放水孔、左放水孔、右放水孔之间呈120°夹角分布在分水水箱箱壁上的同一个同心圆上，传动轮系轴的一轴端固定在此同心圆圆心位置的分水箱箱壁上；传动轮系轴另一轴端垂直固定在另一侧分水箱箱壁上；弹簧固定销固定传动轮系轴的靠近轴端的位置上，用于固定弹簧；转向轮刚性连接固定在传动轮系轴与分水水箱箱壁的连接处；转向轮可紧贴着分水水箱的箱壁上转动，但不产生漏水；转向轮上设置有一个转向轮放水孔，转向轮放水孔与上放水孔、左放水孔、右放水孔三个放水孔等径布置，即转向轮放水孔与上放水孔、左放水孔、右放水孔的直径相等，且转向轮放水孔可分别与上放水孔、左放水孔、右放水孔完全吻合对正；从动轮刚性连接固定在传动轮系轴上；所述的弹簧一端固定在弹簧固定销上，另一端与主动轮相接触，用于以适当的压力将主动轮顶压在从动轮上；主动轮可在传动轮系轴上转动；主动轮楔形挡块（共有三块）固定在主动轮轮盘上，并且在主动轮上呈120°分布；从动轮楔形挡块（亦有三块，并与主动轮的三块楔形挡块对应）固定在从动轮轮盘上，亦在从动轮上呈120°分布，主动轮楔形挡块和从动轮楔形挡块可以互相咬合，依靠两楔形挡块之间的相互咬合，当主动轮转动时，从动轮也跟着主动轮转动，从而通过传动轮系轴带动转向轮转动，使转向轮放水孔每转动120°夹角，会和相应的上放水孔、左放水孔或右放水孔其中的一个对正，可以通过对正的两孔向外放水，而其它两放水孔被转向轮封堵，不能放水。三个放水孔分别与用管道与所灌溉的农田相通，实现了三个放水孔轮流放水要求。如此，周而复始地工作，即实现各放水孔之间轮换供水，再将各放水孔中水流引向田间，即可实现了间歇灌溉。

本发明工作时，在管道输水条件下，可自动完成间歇灌溉。首先将装置固定好，当灌溉管道中有水流通过时，通过田间给水栓与该装置的总供水管相连，水流通过计时水箱供水管向计时水箱供水、通过浮球阀向分水水箱供水，此时调整好转向轮放水孔的位置，使其与上放水孔、左放水孔、右放水孔中的任意一个对正，即可通过放水孔向田间供水。由于计时水箱供水管一直向计时水箱中供水，水箱中水位会不断上升，复位浮球、动力浮球亦随着同步上升，当计时水箱中水位上升到一定高度时，在复位浮球浮力作用下，主动轮通过复位浮球拉绳牵拉转动，使主动轮顺时针旋转120°，此时，主动轮和从动轮此时是脱开的，从动轮不转动；当水位继续上升到一定高度时会自动形成虹吸，会使计时水箱水位迅速下降，随着计时水箱中水位快速下降，复位浮球、动力浮球亦随着同步下降，在动力浮球重力作用下，主动轮通过动力浮球拉绳牵拉转动，再通过主动轮楔形挡块和从动轮楔形挡块之间的咬合作用，带动从动轮转动，由于从动轮固定在传动轮系轴上，并刚性连接，可以带动传动轮系轴转动，同时，由于转向轮固定在传动轮系轴的一端，并刚性连接，所以，此时可使转向轮随之转动，实现转向轮放水孔与上放水孔、左放水孔或右放水孔的轮换对正，从而实现了向田间周期性的供水；此时主动轮在弹簧的作用下，能保证主动轮与从动轮之间很好的咬合。由于设置的虹吸管形成虹吸时的流量较大，所以，虹吸时间很短，实现了转向轮的快速旋转，减少了转向轮放水孔换向的时间。

当计时水箱中的水位下降到一定位置时，虹吸管会自动停止虹吸，计时水箱中水位又会重新上升，当上升到一定高度时，在复位浮球浮力作用下，主动轮又会通过复位浮球拉绳牵拉转动，使主动轮复位。此时，虹吸管又会自动形成虹吸，计时水箱中水位会不断下降，在动力浮球重力作用下，主动轮又会通过动力浮球拉绳牵拉转动，使转向轮随之转动，使转向轮放水孔与上放水孔、左放水孔、右放水孔中的下一个对正，再通过下一个放水孔向田间供水。这样可能通过计时水箱中水位的不断上升和下降过程，使三个放水孔之间周而复始的轮流向田间供水，完成了向田间间歇供水的目的，实现了间歇灌溉。

从某一个放水孔向田间供水，到再次供水之间的时间间隔为间歇灌溉的周期停水时间；从放水孔开始放水到转向下一个放水孔之间的时间间隔为间歇灌溉的周期灌水时间。周期停水时间、周期灌水时间是通过适当调整计时水箱供水管闸阀的开度，调整进入计时水箱的流量大小，控制计时水箱中水位升降速度及升降时间来调节控制的。

在分水水箱设置上放水孔、左放水孔、右放水孔用管道与所控制的灌溉农田相连，并在每个放水孔与田间的管道上设置闸阀，可控制向田间供水的流量，满足灌水水量的需要。

在分水水箱上设置浮球阀，可保证分水水箱中水位上升到一定位置时，自动关闭，防止分水水箱中出现溢流现象，防止造成水量的浪费。

通过以上各闸阀开度的调节，即可实现对不同流量、不同周期灌溉时间、不同周期停水时间、不同循环率的间歇灌溉技术参数的调节，满足了现实的需要。

（四）附图说明

图1横轴式水力自控多向间歇灌溉装置示意图

图2传动轮系及出水孔装置侧视图

图中：1-虹吸管 2-计时水箱 3-计时水箱供水管 4-计时水箱供水管闸阀5-动力浮球固定轴 6-动力浮球固定轴轴承 7-转向轴 8-右转向轴轴承8′-左转向轴轴承 9-复位浮球拉绳 10-动力浮球拉绳 11-浮球阀浮球12-浮球阀 13-总供水管 14-总供水管闸阀 15-分水水箱 16-传动轮系及放水孔 17-左放水孔 18-传动轮系轴 19-右放水孔 20-上放水孔 21-复位浮球固定轴轴承 22-复位浮球固定轴 23-复位浮球 24-动力浮球 25-转向轮放水孔 26-转向轮27-从动轮 28-主动轮楔形挡块 29-从动轮楔形挡块 30-主动轮 31-弹簧 32-弹簧固定销

（五）具体实施方式

如图1、图2所示，本装置主要有1到32等部件构成。

计时水箱2、分水水箱15可用一般水池构造设计，虹吸管1可采用市场上所购买的虹吸管即可，若不能满足时，也可自己制作。计时水箱供水管3和总供水管13可采用塑料管或钢管；各轴及轴承要相互配套，轴最好采用不锈钢材料制作；各轮盘可采用塑料质地材料制作，防止生锈；复位浮球23、动力浮球24亦可采用塑料材料制作，最好做成球形，使受力更均匀；为保证动力浮球24能随着计时水箱2内水位升、降，可在动力浮球内充适量的水，用水的重力，控制轮系的转动。

（1）根据所需要的周期灌水时间和周期停水时间，调整计时水箱供水管闸阀4的开度，使进入计时水箱2的水流流量恒定，计时水箱2内的水位就会有规律地上下变动，确保周期灌水时间、周期停水时间、循环率等参数的稳定，实现高质量的间歇灌溉；同时，通过计时水箱供水管闸阀4的开度调整，可调整周期灌水时间和周期停水时间、循环率等参数大小。

（2）灌溉流量大小，可通过与上放水孔20、左放水孔17、右放水孔19相连接的管道上的闸阀开度调整；

（3）如果在分水水箱15的箱壁上均匀开二个孔，可实现循环率为1/2的间歇灌溉；如果在分水水箱15的箱壁均匀上开三个孔，可实现循环率为1/3的间歇灌溉；如果在分水水箱15的箱壁上均匀开四个孔，可实现循环率为1/4的间歇灌溉，可根据实际需要灵活调整。

（4）该装置可循环利用，在一个地点灌溉完成后，可移到下一个灌溉地点使用，降低了灌溉设备投资。

该横轴式水力自控多向间歇灌溉装置的研制，很好地解决了在管道输水条件下实现自动间歇灌溉的难题，实现了用管道中的水作为动力的自动灌溉，具有节能、省力、灌水均匀、灌水质量高、节水效率高、装置投资省、使用方便等优点，为实现节水灌溉、节水农业，打下了坚实的基础。

Claims

1.一种横轴式水力自控多向间歇灌溉装置，其特征在于由计时水箱、分水水箱及设在分水水箱内的传动轮系组成；所述的传动轮系由传动轮系轴、弹簧、主动轮、从动轮、转向轮构成；传动轮系轴依次穿过弹簧、主动轮、从动轮和转向轮安装在分水水箱内部；

所述的分水水箱、计时水箱连接成一个整体，中间用隔板隔开，构成两个独立工作的水箱；虹吸管固定在计时水箱的底板上；计时水箱供水管固定在计时水箱的上部；计时水箱供水管另一端通过三通与总供水管相连；浮球阀固定在分水水箱上部；转向轴固定在计时水箱和分水水箱中间隔板上部的箱壁上；右转向轴轴承和左转向轴轴承紧邻并排分别固定在转向轴上；动力浮球固定轴固定在计时水箱上部的箱壁上，动力浮球固定轴上设有动力浮球固定轴轴承；动力浮球拉绳绕过动力浮球固定轴轴承以及右转向轴轴承将动力浮球和主动轮相连；复位浮球固定轴固定在计时水箱下部靠近底板的箱壁上，复位浮球固定轴上设有复位浮球固定轴轴承；复位浮球拉绳绕过复位浮球固定轴轴承和左转向轴轴承将复位浮球和主动轮相连；安装时，动力浮球、动力浮球拉绳以及复位浮球、复位浮球拉绳和主动轮尽量在一个竖直平面内，同时，动力浮球固定轴与复位浮球固定轴的安装位置以保证动力浮球和复位浮球可自由上下移动并且不相互影响碰撞即可；上放水孔、左放水孔、右放水孔之间呈120°夹角分布在分水水箱箱壁上的同一个同心圆上，传动轮系轴的一轴端固定在此同心圆圆心位置的分水箱箱壁上；传动轮系轴另一轴端垂直固定在另一侧分水箱箱壁上；弹簧固定销固定传动轮系轴的靠近轴端的位置上，用于固定弹簧；转向轮刚性连接固定在传动轮系轴与分水水箱箱壁的连接处；转向轮上设置有一个转向轮放水孔，转向轮放水孔与上放水孔、左放水孔、右放水孔三个放水孔等径布置，即转向轮放水孔与上放水孔、左放水孔、右放水孔的直径相等，且转向轮放水孔可分别与上放水孔、左放水孔、右放水孔完全吻合对正；从动轮刚性连接固定在传动轮系轴上；所述的弹簧一端固定在弹簧固定销上，另一端与主动轮相接触，用于以适当的压力将主动轮顶压在从动轮上；主动轮可在传动轮系轴上转动；三块主动轮楔形挡块固定在主动轮轮盘上，并且在主动轮上呈120°分布；三块从动轮楔形挡块固定在从动轮轮盘上，亦在从动轮上呈120°分布，主动轮楔形挡块和从动轮楔形挡块相互咬合。