CN203505211U

CN203505211U - 纵轴式水力自控多向间歇灌溉装置

Info

Publication number: CN203505211U
Application number: CN201320727759.0U
Authority: CN
Inventors: 王春堂; 王兆辉; 王世龑; 王俊岩; 刘洁茹
Original assignee: Shandong Agricultural University
Current assignee: Shandong Agricultural University
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2013-11-18
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2023-11-18

Abstract

本实用新型涉及一种纵轴式水力自控多向间歇灌溉装置，包括浮球阀、计时水箱、计时水箱、虹吸装置、动力浮子、转轮、主动轮、主动轮楔形挡块、从动轮楔形挡块、从动轮、传动轴上端支承、传动轴、转向轮、放水孔和分水水箱等；虹吸装置固定在计时水箱的底板上；转轮可活动的安装在转轮轴上；动力浮子与转轮刚性连接；传动轴下端固定在分水水箱的箱底凹槽中；主动轮通过接绳与转轮相连；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，满足了现实的需要。

Description

纵轴式水力自控多向间歇灌溉装置

（一）所属领域：

本实用新型涉及一种纵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得到大力发展，但在田间还没有很好的灌水措施；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，实现自动间歇灌溉，同时，降低劳动强度，发明人此前已研制了横轴式水力自控多向间歇灌溉装置，但横轴式水力自控多向间歇灌溉装置虽然具有节水、省工、省力、节能，能准确地控制各间歇灌溉技术参数，提高灌水质量等功能，但传动机构复杂，使用不太方便。

（三）发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种纵轴式水力自控多向间歇灌溉装置。

一种纵轴式水力自控多向间歇灌溉装置，包括总供水管、总供水管闸阀、浮球阀、计时水箱供水管、计时水箱、计时水箱供水管闸阀、虹吸装置、动力浮子、转轮、转向轴轴承、转向轴、拉绳、转轮轴、主动轮、主动轮楔形挡块、主动轮轴承、从动轮楔形挡块、从动轮、传动轴上端支承、传动轴轴承、传动轴（即纵轴）、转向轮、转向轮放水孔、放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ、放水孔Ⅲ、浮球阀浮球和分水水箱。

所述虹吸装置固定在计时水箱的底板上，虹吸管连通计时水箱和分水水箱；虹吸形成后，计时水箱的水流入分水水箱内；所述计时水箱供水管通过三通与总供水管相连；所述浮球阀固定在分水水箱上半部一侧箱壁上，并通过三通与总供水管相连接；所述转向轴两端固定在计时水箱的箱壁上；所述转向轴轴承固定在转向轴上；转轮可活动的安装在转轮轴上，并可在转轮轴上自由转动；转轮轴固定在计时水箱的箱壁上；转轮位于转向轴轴承的下方；动力浮子与转轮刚性连接；动力浮子中装有适量的水，当计时水箱中水位下降时，利用动力浮子内装有的水的重力作为动力，以牵动转轮转动，从而带动主动轮转动；或当计时水箱中水位上升时，用动力浮力受到的浮力作为动力，以带动转轮转动，从而带动主动轮转动；传动轴下端固定在分水水箱的箱底凹槽中，并与分水水箱的箱底面垂直，上端通过传动轴轴承固定在传动轴上端支承中，并使传动轴垂直于地面；传动轴上端支承固定在计时水箱的箱壁上；主动轮通过主动轮轴承固定在传动轴上端，主动轮可绕传动轴旋转，同时，主动轮通过接绳与转轮相连；接绳绕过转向轴轴承连接主动轮和转轮；从动轮固定并刚性连接在传动轴的上部，从动轮位于主动轮的正下方，且可通过主动轮楔形挡块、从动轮楔形挡块使从动轮与主动轮相互咬合，以利于传动；主动轮和从动轮直径相等；在分水水箱箱底以凹槽为圆心的圆周上，以相互间隔120°夹角设置有三个直径相等的放水孔，分别为放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ和放水孔Ⅲ；转向轮覆盖在三个放水孔的上面，并使转向轮与分水水箱的箱底紧紧接触，并在转向轮与分水水箱箱底之间设置止水；转向轮以转向轴为轴，在分水水箱的箱底上做圆周转动，但不产生漏水；转向轮上设置有转向轮放水孔，转向轮放水孔的直径与放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ和放水孔Ⅲ三个放水孔的直径相等。主动轮和从动轮之间，分别设有三个主动轮楔形挡块和从动轮楔形挡块；所述主动轮楔形挡块固定在主动轮上，并在主动轮上的同心圆上呈120°分布；所述从动轮楔形挡块固定在从动轮上，并在从动轮的同心圆上呈120°分布，依靠主动轮楔形挡块和从动轮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，从而通过传动轴带动转向轮转动，使转向轮放水孔每转动120°夹角，就会使转向轮放水孔与放水孔I或放水孔II或放水孔III对正，从而使水从分水箱中流出；周而复始，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，即可实现间歇灌溉。

本实用新型工作时，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，通过低压管灌系统中给水栓（或管道中任意一位置的出水口）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，同时，也通过浮球阀向分水水箱供水，当分水水箱中水位上升到一定高度时，在浮球阀浮球的作用下，会使浮球阀自动关闭，防止水分水箱中的水溢流，造成浪费；同时，可使分水水箱中的水位基本保持不变，以使出水均匀；此时调整好转向轮放水孔的位置，使其与放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ、放水孔Ⅲ中的某一个孔对正，当分水水箱中有水时，即可通过放水孔向田间供水。由于计时水箱供水管4一直向计时水箱中供水，水箱中水位会不断上升，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，此时，在动力浮子浮力作用下，主动轮通过拉绳牵拉转动，使主动轮复位。此时，虹吸装置会自动形成虹吸，计时水箱中水位会不断下降，动力浮子亦随着下降，此时，在动力浮子（里面装有一定重量的水）重力作用下，主动轮通过拉绳牵拉转动，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轴上，并刚性连接，可以带动传动轴转动。同时，由于转向轮固定在传动轴的下端，并刚性连接，所以，此时可使转向轮随之转动，使转向轮放水孔与放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ、放水孔Ⅲ中的下一个对正，再通过下一个放水孔向田间供水。这样，上一个放水孔停止供水，即完成了由周期供水时间，向周期停水时间的转换；此过程中，主动轮在重力的作用下，能保证主动轮与从动轮之间很好的咬合。由于设置的虹吸装置（可由市场中购买）形成虹吸时的流量较大，所以，虹吸时间很短，可使转向轮的转向轮放水孔从三个放水孔快速旋转，实现三个放水孔（放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ、放水孔Ⅲ）按设计的时间间隔轮流放水。

通过计时水箱中水位的一个上升和下降过程，即完成了从放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ、放水孔Ⅲ的一个放水孔向另一个放水孔的转换。

当计时水箱中的水位下降到一定位置时，虹吸装置会自动停止虹吸，计时水箱中水位又会重新上升，当上升到一定高度时，在动力浮子的浮力作用下，主动轮又会通过拉绳牵拉转动，使主动轮复位。此时，虹吸装置又会自动形成虹吸，计时水箱中水位又会不断下降，在动力浮子的重力作用下，主动轮又会通过拉绳牵拉转动，使转向轮随之转动，使转向轮放水孔与放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ、放水孔Ⅲ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；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。周期灌水时间、周期停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上升速度，控制转向轮的旋转时间，以控制再次向放水孔中供水的时间，从而可控制间歇灌溉的周期停水时间和周期灌水时间。

在分水水箱上设置的放水孔与放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ、放水孔Ⅲ用管道与所控制的灌溉农田连接，并在连接管道上设置闸阀，可控制向田间供水的流量，满足灌水水量的需要。

在分水水箱上设置了浮球阀，可保证分水水箱中水位上升到一定位置时，浮球阀自动关闭，防止分水水箱中出现溢流现象，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纵轴式水力自控多向间歇灌溉装置示意图；

图2转轮及浮子结构图；

图3转向轮及放水孔平面图；

图中：1-总供水管 2-总供水管闸阀 3-浮球阀 4-计时水箱供水管

5-计时水箱 6-计时水箱供水管闸阀 7-虹吸装置 8-动力浮子

9-转轮 10-转向轴轴承 11-转向轴 12-拉绳 13-转轮轴

14-主动轮 15-主动轮楔形挡块 16-主动轮轴承 17-从动轮楔形挡块

18-从动轮 19-传动轴上端支承 20-传动轴轴承 21-传动轴

22-转向轮 23-转向轮放水孔 24-放水孔Ⅰ 25-放水孔Ⅱ

26-放水孔Ⅲ 27-浮球阀浮球 28-分水水箱

（五）具体实施方式

如图1所示，本装置主要有1到28等部件构成。

计时水箱5、分水水箱28可用一般水池构造设计，虹吸装置7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4和总供水管1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；动力浮子8亦可采用塑料材料制作，最好做成球形，使受力更均匀；为保证动力浮子8能随着计时水箱5内水位升、降，可在动力浮子8内充入适量的水，动力浮子中加入水的量以能带动转向轮转动为宜，用水的重力、以及浮子内的气体作浮力来控制转轮的转动。

（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6的开度，使进入计时水箱5的水流流量恒定，计时水箱5内的水位有规律地上下变动，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6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，可通过与放水孔Ⅰ24、放水孔Ⅱ25、放水孔Ⅲ26相连接的管道上的闸阀开度调整；

（3）如果在分水水箱28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28的箱壁上均匀开三个孔，可实现循环率为1/3的间歇灌溉；如果在分水水箱28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。

该纵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田间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

1.一种纵轴式水力自控多向间歇灌溉装置，其特征在于包括总供水管、总供水管闸阀、浮球阀、计时水箱供水管、计时水箱、计时水箱供水管闸阀、虹吸装置、动力浮子、转轮、转向轴轴承、转向轴、拉绳、转轮轴、主动轮、主动轮楔形挡块、主动轮轴承、从动轮楔形挡块、从动轮、传动轴上端支承、传动轴轴承、传动轴、转向轮、转向轮放水孔、放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ、放水孔Ⅲ、浮球阀浮球和分水水箱；

所述虹吸装置固定在计时水箱的底板上，虹吸管连通计时水箱和分水水箱；所述计时水箱供水管通过三通与总供水管相连；浮球阀固定在分水水箱上半部一侧箱壁上，并通过三通与总供水管相连接；所述转向轴两端固定在计时水箱的箱壁上；转向轴轴承固定在转向轴上；转轮可活动的安装在转轮轴上，并可在转轮轴上自由转动；转轮轴固定在计时水箱的箱壁上；转轮位于转向轴轴承的下方；动力浮子与转轮刚性连接；传动轴下端固定在分水水箱的箱底凹槽中，并与分水水箱的箱底面垂直，上端通过传动轴轴承固定在传动轴上端支承中，并使传动轴垂直于地面；传动轴上端支承固定在计时水箱的箱壁上；主动轮通过主动轮轴承固定在传动轴上端，主动轮可绕传动轴旋转，同时，主动轮通过接绳与转轮相连；接绳绕过转向轴轴承连接主动轮和转轮；从动轮固定并刚性连接在传动轴的上部，从动轮位于主动轮的正下方，且可通过主动轮楔形挡块、从动轮楔形挡块使从动轮与主动轮相互咬合；主动轮和从动轮直径相等；在分水水箱箱底以凹槽为圆心的圆周上，以相互间隔120°夹角设置有三个直径相等的放水孔，分别为放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ和放水孔Ⅲ；转向轮覆盖在三个放水孔的上面，并使转向轮与分水水箱的箱底紧紧接触，并在转向轮与分水水箱箱底之间设置止水；转向轮上设置有转向轮放水孔，转向轮放水孔的直径与放水孔Ⅰ、放水孔Ⅱ和放水孔Ⅲ三个放水孔的直径相等；主动轮和从动轮之间，分别设有三个主动轮楔形挡块和从动轮楔形挡块；所述主动轮楔形挡块固定在主动轮上，并在主动轮上的同心圆上呈120°分布；所述从动轮楔形挡块固定在从动轮上，并在从动轮的同心圆上呈120°分布。