CN205142867U - 渠灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种渠灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统，包括田间渠槽管系统；还包括水动力系统和药肥系统。田间渠槽管系统，包括供水管、渠槽管、牵引绳、滑轮、塞阀和闸阀；水动力系统，包括水车、皮带和从动轮；所述的药肥系统，包括药肥装置、药肥管道和药肥管道闸阀；本实用新型使用灌溉水流为动力，驱动水车转动，作为灌溉系统的动力装置，控制牵引绳的运移速度，可准确控制塞阀的移动速度，从而准确地控制渠槽管内水流的溢流位置，实现了田间作物的准确定量灌溉、定量施肥(药)，实现了田间水肥一体化自动灌溉，减免了人为的干扰，提高了各处灌水和施肥(药)的均匀性和准确性。

Description

渠灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统

一、 技术领域：

本发明涉及一种渠灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统。

二、背景技术

目前，我国所有耕地中，有不到50％的耕地面积能得到灌溉，但在能得到灌溉的面积里面，却有97％以上的面积是地面灌溉。且我国的地面灌溉大都采用传统的灌水方法，即畦灌和沟灌等，灌溉时畦首或沟首部位渗漏严重，造成深层渗漏，造成水肥的浪费，而畦尾、沟尾处所得到的水分往往不足，致使灌溉均匀度低，水的利用效率低；再者，我国施肥往往是群众根据自己的经验进行，存在着盲目施肥、过量施肥现象，既形成大量的肥料浪费、作物产量降低，又造成的过量施肥带来的环境污染等问题，灌水、施肥技术落后。

三、发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种渠灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统，能准确地控制各灌溉参数、施肥参数，使灌水、施肥更加均匀，提高灌溉水肥的利用率，同时，能实现在渠道输、配水条件下，以渠道内灌溉水为动力的水肥一体化自动灌溉，降低劳动强度，提高作物产量，缓解我国水资源紧缺现状，是一种非常适合我国节水灌溉技术的自动灌溉系统，可在现有的渠道输水的广大灌区，实现田间自动均匀灌溉、均匀施肥、施药。

使用本装置进行农田灌溉，以灌溉水为动力，可实现自动灌溉、施肥、施药，没有对水质的特殊限制，有利于灌溉技术参数及施肥(药)参数的调控，有利于节水灌溉技术的推广，可规模化生产，使用方便、灵活，省工、省力，灌水均匀度高。

如图1所示，一种渠灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统，包括田间渠槽管系统；还包括水动力系统和药肥系统。

所述田间渠槽管系统，包括供水管、渠槽管、牵引绳、滑轮、塞阀和闸阀；供水管为密封管道，设置在畦田或沟田田面较高的一端，供水管进口与渠道相连，供水管出口布设在较高一端的渠槽管正上方，可保证水从渠槽管高处流向低处；所述的渠槽管，为一顶部开口而两端封堵的、具有一定强度和刚度的管道，渠槽管横断面可为圆形槽状、U型槽状或矩形槽状；所述塞阀放置在渠槽管中，在牵引绳的牵引作用下，可以在渠槽管内移动，但塞阀不能跑出渠槽管；在相邻的两条灌水畦或灌水沟首部和尾部的两端地面上，各对应地安装有两个滑轮，再将牵引绳环套在四个滑轮上，并将塞阀与牵引绳连接，当牵引绳移动时，可以牵引塞阀在渠槽管内运移，同时，牵引绳与动力装置的动力输出轴连接；牵引绳在动力输出轴输出的旋转机械能的带动下，绕着四个滑轮运移，从而控制与牵引绳连接的塞阀按一定的速度在渠槽管内移动；所述闸阀，设置在进水管上，通过调节闸阀开度调节进水管中水流量大小，满足灌溉用水量的要求；

所述水动力系统，包括水车、皮带和从动轮；所述水车通过水车轴固定在水车支架上，能在渠道内水流冲击作用下绕着水车轴转动；所述水车支架固定在渠道上；所述皮带，可采用平皮带或三角带，皮带环套在水车轴和从动轮上，当水车转动时，通过皮带带动从动轮转动；变速箱与从动轮通过动力输出轴连接；从动轮通过变速箱，将水车轴上产生的旋转机械能传递到动力输出轴上；根据灌溉制度、灌溉定额、畦田规格、灌溉流量大小及输水管道中水压力大小等参数，计算灌溉用水量、塞阀运移速度，通过变速箱控制动力输出轴的旋转速度，使塞阀移动速度正好适合灌溉水量的需要。

所述的药肥系统，包括药肥装置、药肥管道和药肥管道闸阀；所述药肥装置，亦称为药肥罐用于放置药液或肥液；药肥装置采用开敞式药肥罐；药肥罐中的药液或肥液预先按一定比例由人工方式调好；药肥罐底部连接有一条药肥管道，药肥管道上设有药肥管道闸阀，药肥管道闸阀用以调控药肥量的流量，药肥管道出口与供水管相连，能使药液或肥液一起流入到渠槽管内。

在本发明中，水车可由木料、塑料或金属材料构成；水车轴可由金属或塑料等材料构成，要求有足够的强度和刚度，在水车工作过程中，不产生变形、断裂等现象；水车支架可由金属或塑料等材料构成，要求有足够的强度和刚度，在工作过程中，不产生变形、断裂等现象；从动轮通过变速箱，将水车轴上产生的旋转机械能传递到动力输出轴上，并控制动力输出轴的旋转速度；由于牵引绳与塞阀连接，当上游渠道中流量一定时，水车转速一定，所以，动力输出轴的转动速度是恒定的，塞阀的移动速度可以实现等速移动，使渠槽管在畦田和沟田轴线方向上向田间供水的水量相等，保证了向田间供水的恒定性、稳定性，实现了灌溉的均匀性，大大提高了灌水的均匀度。

药肥罐内药液或肥液都有一个与大气连通的自由液面，药肥罐中的药液或肥液预先按一定比例由人工方式调好；药肥管道与供水管连接，可随着灌溉可完成施肥、放药任务，大量地节省劳动力，同时，提高施肥、施药的均匀性。如果采用开敞式药肥装置不能自流到渠槽管内，则可采用注入泵方法注入药肥液。

本发明的创新点是：

使用灌溉水流为动力，驱动水车转动，作为灌溉系统的动力装置，控制牵引绳的运移速度，可准确控制塞阀的移动速度，从而准确地控制渠槽管内水流的溢流位置，实现了田间作物的准确定量灌溉、定量施肥(药)，实现了田间水肥一体化自动灌溉，减免了人为的干扰，提高了各处灌水和施肥(药)的均匀性和准确性。

①利用渠道中的灌溉水作动力，省去了外加动力，实现了灌溉的自动化。实现了大田作物的准确定量灌溉，减免了人为的干扰，提高了各处灌水的均匀性和准确性。

②利用药肥系统，实现了灌溉、施肥的一体化运作，提高了施肥(药)的均匀度、准确性，更有利于作物的生长，提高作物的产量和品质。

四、附图说明

图1渠灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统

1-供水管；2-闸阀；3-从动轮；4-变速箱；5-动力输出轴；6-牵引绳；7-滑轮a；8-塞阀a；9-渠槽管a；10-滑轮c；11-滑轮d；12-塞阀b；13-田埂；14-渠槽管b；15-滑轮b；16-药肥装置；17-药肥管道；18-药肥管道闸阀；19-皮带；20-水车轴；21-渠道；22-水车；23-水车支架

五、具体实施方式

渠槽管需要特殊制造，渠槽管应具有一定的强度和刚性，且不漏水，还能保证一定的空间形状，能有足够的过水能力，满足灌溉流量的要求，为降低投资，可采用塑料管；滑轮最好采用塑料质地的滑轮，既保证了足够的强度和刚性，又要尽量减轻重量，灵巧方便；牵引绳可采用细钢丝、尼龙或其它有一定抗拉强度和挠性的材料制成；塞阀可根据渠槽管的断面形状，到市场上购买或自己制作。水车可根据所需要的输出动力大小设计制作；变速箱也可根据变速要求自己定制或市购。

本发明工作时，首先按照图1将装置固定好，当渠道中有水流通过时，水流冲击水车转动，从而带动水车轴转动，再通过皮带，带动从动轮转动，经由变速箱，改变车速后，带动动力输出轴转动，动力输出轴和牵引绳连接在一起，所以，此时，牵引绳会产生运移，绕着固定在地面上的滑轮移动，由于牵引绳与塞阀相连，所以，可以带动塞阀运移；此时，渠道内的水流由供水管流出后，直接注入渠槽管中，由渠槽管自畦首或沟尾，向畦尾或沟尾方向流动，由于塞阀的阻挡作用，水将由塞阀处溢流出渠槽管，从而进入田间；渠槽管铺设在畦田或沟田中，为使灌溉水能均匀地向田间流动，最好将渠槽管布置在畦田或沟田的中间部位；由于畦田或沟田在长度方向上都有一定的坡度，即一端高一端低，所以，渠槽管也会一端高一端低，即渠槽管也有一定的坡度，并与畦田或沟田的坡度相等；由于供水管布设在田面较高的一端，当将灌溉水输送到渠槽管里面后，在重力作用下，水流会通过渠槽管较高的一端流向渠槽管较低的一端，这样，水流会在渠槽管内沿着畦田或沟田的坡度方向向前流动，在遇到塞阀的地方，由于赛阀的阻挡作用，水流不能再沿着渠槽管向前流动，只能溢出渠槽管，从而进入畦田或沟田，供给灌溉使用。

为了平衡牵引塞阀时的阻力，提高工作效率，可同时进行两条渠槽管的灌溉工作，并且一条渠槽管从渠槽管首部开始(如渠槽管a中的塞阀a)，而另一条渠槽管从尾部开始工作(如渠槽管b中的塞阀b)，这样两个塞阀都受到水流的冲力，以减轻动力输出装置的输出能量；如：塞阀a会在渠槽管a内，由首部向尾部均匀、准确地移动，渠槽管a内的水流由于塞阀a的阻挡，会自动、均匀地在沿着畦田或沟田的首部向尾部方向上，由渠槽管a中溢流而出，使渠槽管a内的水流在渠槽管a的沿途上均匀向畦田或沟田溢流供水；而此时塞阀b会在渠槽管b内，由尾部向首部均匀、准确地移动，则渠槽管b内的水流由于塞阀b的阻挡，会自动、均匀地在沿着畦田或沟田的尾部向首部方向上，由渠槽管b中溢流而出，使渠槽管b内的水流在渠槽管b的沿途上均匀向畦田或沟田溢流供水。这样，渠槽管能均匀、准确地控制各点的灌溉水量，实现自动、准确灌溉。

根据灌溉制度、灌溉定额、畦田规格、灌溉流量大小及输水管道中水压力大小等参数，计算灌溉用水量、塞阀运移速度，可通过变速箱来调整动力输出轴的转速，使塞阀移动速度正好适合灌溉水量的需要，同时，塞阀移动时，会自动均速移动，这样就保证了灌入各处的水量相等，实现了均匀灌溉的要求，使灌溉均匀，各处得到的水量相同。

系统在畦首或沟首，设置药肥系统，可将药液或肥液和灌溉水一起加入渠槽管中，实现水肥一体化。这样，由于各处得到的水量相同，则各处得到的肥(药)量也相同，实现了水肥一体均匀化灌溉。

为了使灌溉工作连续进行，在灌溉过程中，由人工方式提前在下两畦田或两沟田中，布设好牵引绳和滑轮，当上两畦或两沟灌完后，将动力输出装置移到下一位置，并与细钢索连接，这样，又形成了一个新的田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统，又可以自动完成该畦田或沟田的灌溉，如此，周而复始，直至完成所有的灌溉。

本发明具有以下优点：

(1)能自动灌溉，降低劳动强度

该系统利用渠道灌溉水作为动力，控制灌溉系统而自动完成灌溉，省去了外加动力、省去了人工灌溉、施肥(药)的劳动，降低了劳动强度。

(2)灌水、施肥(药)均匀准确

由于动力装置输出的转速是稳定的，从而实现了动力输出轴的等速旋转，继而实现了塞阀的等速移动，所以，供入田间各处的水量、药肥(药)量是不变的，实现了各处灌水、施肥、施药的均匀性和准确性。

本发明设计原理独特，解决了目前我国占主导地位的地面灌溉不均匀，水量、施肥(药)量浪费等严重问题，无论在理论上、技术上，还是使用性能等方面，均产生了质的飞跃，可以在很大程度上提高我国灌溉水、肥药利用率及地面灌溉、施肥(药)的均匀度，节约了水资源及肥药用量，提高作物产量及品质。

Claims (1)

1.一种渠灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统，包括田间渠槽管系统；所述田间渠槽管系统包括供水管、渠槽管、牵引绳、滑轮、塞阀和闸阀；供水管设置在畦田或沟田田面较高的一端，供水管进口与渠道相连，供水管出口布设在较高一端的渠槽管正上方；所述的渠槽管，为一顶部开口而两端封堵的管道；所述塞阀放置在渠槽管中；在相邻的两条灌水畦或灌水沟首部和尾部的两端地面上，各对应地安装有两个滑轮，再将牵引绳环套在四个滑轮上，并将塞阀与牵引绳连接；牵引绳采用缠绕的方式与动力装置的动力输出轴连接；

其特征在于还包括水动力系统和药肥系统；

所述水动力系统，包括水车、皮带和从动轮；所述水车通过水车轴固定在水车支架上；所述水车支架固定在渠道上；所述皮带环套在水车轴和从动轮上，当水车转动时，通过皮带带动从动轮转动；变速箱与从动轮通过动力输出轴连接；从动轮通过变速箱，将水车轴上产生的旋转机械能传递到动力输出轴上；所述皮带为平皮带或三角带，

所述的药肥系统，包括药肥装置、药肥管道和药肥管道闸阀；所述药肥装置采用开敞式药肥罐；药肥罐底部连接有药肥管道，药肥管道上设有药肥管道闸阀，药肥管道闸阀用以调控药肥量的流量，药肥管道出口与供水管相连。