CN213073861U - 一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统，由多个喷灌单元组合而成，单个喷灌单元包括喷头、撑杆和底座三大部分，安装时均布设于四个相邻框格梁所形成的田字正中央。该简易系统在框格梁边坡运营时，通过旋转灌溉、远近灌溉、交叉灌溉的三者有机结合，消除了框格梁边坡现有喷灌系统所遗漏的灌溉死角，达到了框格梁坡面灌溉覆盖率100%的效果。同时，本灌溉系统的喷头高度可调，且喷水嘴出水射流角度根据边坡坡度和框格梁单格边长灵活多变，因此其可适应框格梁边坡的多种工况。

Description

一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统

技术领域

本实用新型属于边坡生态修复技术领域，具体涉及一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的简易喷灌系统及其使用方法。

背景技术

我国是一个多山的国家，山体开挖后采取框格梁支护边坡随时随处可见。伴随着党中央生态文明战略的推行，框格梁边坡的植被修复工作迫在眉睫。水分是植物生长的必备条件之一，框格梁边坡植被修复初期多采用地面喷灌系统补充植物生长用水需求，其在结构布局时常将喷头安装在框格梁表面。如此布设框格梁边坡的地面喷灌系统，虽然施工便捷，且建设成本较低，但运行时由于框格梁的遮挡而难以实现全坡面灌溉，即在框格梁与坡面交接位置的一定范围内遗漏有灌溉死角（见图1所示），进而导致该范围内的植物生长严重受限。

实用新型内容

针对背景技术中所出现的问题，本实用新型设计了一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的简易喷灌系统及其使用方法，其通过旋转灌溉、远近灌溉、交叉灌溉的三者有机结合，消除了框格梁边坡现有喷灌系统所遗漏的灌溉死角，达到了框格梁坡面灌溉覆盖率100%的效果。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统，它由多个相对独立的单个喷灌单元组合而成，每个单个喷灌单元都包括喷头、撑杆和底座，所述撑杆固定安装在底座的顶部，所述撑杆的顶部固定安装有对称布置的喷头；安装时，所述喷灌单元均布设置于四个相邻框格梁所形成的田字正中央。

所述喷头整体呈工字形，内部中空，形成输水管道；所述喷头的腰部正中位置与撑杆顶端相连通，所述喷头两腿外缘沿宽度方向各均布有上喷水嘴、中喷水嘴和下喷水嘴；所述上喷水嘴、中喷水嘴和下喷水嘴与喷头的腿部之间采用万向球头铰接相连，其出水角度由边坡坡度和框格梁单格边长现场调整确定。

所述撑杆包括空心固定杆、外杆、梯形倾斜块、圆环形磁铁、无磁强力弹簧、圆环形垫片、倾斜卡槽；所述空心固定杆和外杆均为圆环形截面，所述空心固定杆内套于外杆的内部，其顶端与喷头的腰部正中位置固定相连；所述外杆与空心固定杆之间采用枢接相连，两者间能够形成相对旋转动作和竖直滑动动作；所述空心固定杆的外壁和外杆的内壁之间设置有用于控制两者相对转动的转动导向结构；所述外杆的下部固定安装有圆环形磁铁，所述圆环形磁铁与外杆的内壁之间构成滑动配合，所述外杆的底端内部通过圆环形垫片支撑有无磁强力弹簧，所述无磁强力弹簧的顶端与圆环形磁铁的底端面相接触配合。

所述转动导向结构包括固定在空心固定杆外壁上的多个梯形倾斜块，所述梯形倾斜块均布设置在空心固定杆的外壁上；所述外杆的内壁不同高度设置有两排沿圆周均匀分布的倾斜卡槽，倾斜卡槽尺寸与空心固定杆外壁布设的梯形倾斜块匹配，所述倾斜卡槽包括上排倾斜卡槽和下排倾斜卡槽。

所述梯形倾斜块、上排倾斜卡槽和下排倾斜卡槽都为12块，所述上排倾斜卡槽和下排倾斜卡槽之间沿着同一圆周方向交错均布，并使得相邻的上排倾斜卡槽和下排倾斜卡槽之间错开15°的相位角。

所述底座为圆盘结构，包括输水槽和电磁继电器；所述电磁继电器位于撑杆的无磁强力弹簧正下方，所述输水槽与撑杆的外杆刚性固定相连，所述电磁继电器与撑杆的圆环形磁铁相配合，并实现撑杆的升降动作。

所述喷头、撑杆的空心固定杆和底座的输水槽内部均设置有用于输送灌溉水的柔性输水管；灌溉水由底座进入撑杆，而后流入喷头，最终由上喷水嘴、中喷水嘴和下喷水嘴灌溉于框格梁坡面。

所述电磁继电器与供电电源相连，并通过供电电源的通断控制电磁继电器的开启和关闭，以控制其电磁力。

本实用新型有如下有益效果：

1、通过旋转灌溉、远近灌溉、交叉灌溉的三者有机结合，消除了框格梁边坡现有喷灌系统所遗漏的灌溉死角，达到了框格梁坡面灌溉覆盖率100%的效果。

2、喷头高度可调，且喷水嘴出水射流角度根据边坡坡度和框格梁单格边长灵活多变，因此本简易系统可适应框格梁边坡的多种工况，日后推广实用性强。

3、单个喷灌单元管理四个相邻框格梁区域，喷灌覆盖面较大，可在一定程度上较少喷灌单元数量，进而节约工程建设成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是现有的框格梁边坡上现有地面喷灌系统灌溉示意图，其存在灌溉死角缺陷。

图2是本实用新型在框格梁坡面的通电收缩状态应用示意图。

图3是本实用新型在框格梁坡面的断电伸长状态应用示意图。

图4是本实用新型喷灌系统在框格梁坡面布设的平面示意图。

图5是本实用新型单个喷灌单元结构示意图。

图6是本实用新型喷头结构示意图。

图7是本实用新型撑杆结构示意图。

图8是本实用新型底座结构示意图。

图9是本实用新型通电收缩状态结构示意图。

图10是本实用新型断电伸长状态结构示意图。

图中：喷头1、撑杆2、底座3、上喷水嘴101、中喷水嘴102、下喷水嘴103、空心固定杆201、外杆202、梯形倾斜块203、圆环形磁铁204、无磁强力弹簧205、圆环形垫片206、柔性输水管207、上排倾斜卡槽208a、下排倾斜卡槽208b、输水槽301、电磁继电器302、灌溉水流向4、坡体5、灌溉死角6、单个喷灌单元7、框格梁8、框格内填土9、交叉灌溉区域10、灌溉覆盖区域11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图2-10，一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统，它由多个相对独立的单个喷灌单元7组合而成，每个单个喷灌单元7都包括喷头1、撑杆2和底座3，所述撑杆2固定安装在底座3的顶部，所述撑杆2的顶部固定安装有对称布置的喷头1；安装时，所述喷灌单元均布设置于四个相邻框格梁所形成的田字正中央。通过采用上述结构的喷灌系统能够用于高框格梁边坡灌溉，其次用旋转灌溉、交叉灌溉和远近灌溉相结合的方式实现全覆盖灌溉。

进一步的，所述喷头1整体呈工字形，内部中空，形成输水管道；所述喷头1的腰部正中位置与撑杆2顶端相连通，所述喷头1两腿外缘沿宽度方向各均布有上喷水嘴101、中喷水嘴102和下喷水嘴103；所述上喷水嘴101、中喷水嘴102和下喷水嘴103与喷头1的腿部之间采用万向球头铰接相连，其出水角度由边坡坡度和框格梁单格边长现场调整确定。通过采用上述的工字型布置方式，实现了整个灌溉区域的全覆盖，而且通过不高高度的彭水嘴实现了交叉覆盖。

进一步的，所述撑杆2包括空心固定杆201、外杆202、梯形倾斜块203、圆环形磁铁204、无磁强力弹簧205、圆环形垫片206、倾斜卡槽208；所述空心固定杆201和外杆202均为圆环形截面，所述空心固定杆201内套于外杆202的内部，其顶端与喷头1的腰部正中位置固定相连；所述外杆202与空心固定杆201之间采用枢接相连，两者间能够形成相对旋转动作和竖直滑动动作；所述空心固定杆201的外壁和外杆202的内壁之间设置有用于控制两者相对转动的转动导向结构；所述外杆202的下部固定安装有圆环形磁铁204，所述圆环形磁铁204与外杆202的内壁之间构成滑动配合，所述外杆202的底端内部通过圆环形垫片206支撑有无磁强力弹簧205，所述无磁强力弹簧205的顶端与圆环形磁铁204的底端面相接触配合。通过撑杆2主要是为了实现喷水嘴的升降和旋转动作。

进一步的，所述转动导向结构包括固定在空心固定杆201外壁上的多个梯形倾斜块203，所述梯形倾斜块203均布设置在空心固定杆201的外壁上；所述外杆202的内壁不同高度设置有两排沿圆周均匀分布的倾斜卡槽208，倾斜卡槽208尺寸与空心固定杆201外壁布设的梯形倾斜块203匹配，所述倾斜卡槽208包括上排倾斜卡槽208a和下排倾斜卡槽208b。通过上述的转动导向结构能够实现实现空心固定杆201在外杆202内部升降动作的同时，实现导向转动。

进一步的，所述梯形倾斜块203、上排倾斜卡槽208a和下排倾斜卡槽208b都为12块，所述上排倾斜卡槽208a和下排倾斜卡槽208b之间沿着同一圆周方向交错均布，并使得相邻的上排倾斜卡槽208a和下排倾斜卡槽208b之间错开15°的相位角。通过上述的数量，保证了正常的转动。

进一步的，所述底座3为圆盘结构，包括输水槽301和电磁继电器302；所述电磁继电器302位于撑杆2的无磁强力弹簧205正下方，所述输水槽301与撑杆2的外杆202刚性固定相连，所述电磁继电器302与撑杆2的圆环形磁铁204相配合，并实现撑杆2的升降动作。通过电磁继电器302能够交替的产生电磁力，进而通过电磁力与电磁继电器302之间的配合，来实现空心固定杆201的升降控制。

进一步的，所述喷头1、撑杆2的空心固定杆201和底座3的输水槽301内部均设置有用于输送灌溉水的柔性输水管207；灌溉水由底座3进入撑杆2，而后流入喷头1，最终由上喷水嘴101、中喷水嘴102和下喷水嘴103灌溉于框格梁坡面。通过上述的柔性输水管207使其能够适应升降动作。

进一步的，所述电磁继电器302与供电电源相连，并通过供电电源的通断控制电磁继电器302的开启和关闭，以控制其电磁力。

参见图6，所述喷头1整体呈工字形，内部中空，其在腰部正中位置处与撑杆2顶端链接，所述工字形喷头1两腿外缘沿宽度方向各均布上喷水嘴101、中喷水嘴102、下喷水嘴103，长60-80mm，宽10-20mm，长5-10mm，宽3-5mm。所述喷水嘴与工字形喷头1腿部球状铰接，其出水角度由边坡坡度和框格梁单格边长现场调整确定。

参见图7，所述撑杆2包括空心固定杆201、外杆202、梯形倾斜块203、圆环形磁铁204、无磁强力弹簧205、圆环形垫片206、倾斜卡槽208。所述空心固定杆201与外杆202均为圆环形截面，空心固定杆201内套于外杆202中，且与工字形喷头1刚接。所述外杆202与工字形喷头1之间不固定，两者间可有相对旋转位移和竖直滑动位移。所述空心固定杆201外壁布设有12个梯形倾斜块203，所述梯形倾斜块204沿圆周均匀分布。所述外杆202下部内套有圆环形磁铁204，所述圆环形磁铁204刚接于空心固定杆201的底端。所述圆环形磁铁204底部依次紧接内套于外杆202内的无磁强力弹簧205和圆环形垫片206，所述圆环形垫片206用于固定无磁强力弹簧205，防止其下滑进入底座3。所述外杆202内壁设有两排沿圆周均匀分布的倾斜卡槽208，倾斜卡槽208尺寸与空心固定杆201外壁布设的梯形倾斜块203匹配，所述上排倾斜卡槽208a，下排倾斜卡槽208b间相互错位15°。

优选的，所述空心固定杆201高90-110mm，直径20-25mm。

优选的，所述梯形倾斜块203距离空心固定杆201顶面40-50mm，每个梯形倾斜块203上底5-7mm，下底10-12mm，宽2-4mm，厚2mm。

优选的，所述圆环形磁铁204外直径20-25mm，内直径15-20mm。

优选的，所述无磁强力弹簧205内嵌于外杆202内，直径17-22mm，长30-40mm。以电磁继电器302通电产生磁力10N压缩20mm为基准：

弹性系数：

无磁强力弹簧205的弹性系数选为。

优选的，所述无磁强力弹簧205底部设有与外杆202内壁相嵌的圆环形垫片206，外直径20-25mm，内直径15-17mm。

优选的，所述空心固定杆201完全伸长时，装置总长150-160mm，装置活动长度约为收缩时长度的1/5。

优选的，所述外杆202高95-110mm，直径22-27mm。

优选的，倾斜卡槽208a、208b间距离30-40mm，且上排倾斜卡槽208a距离撑杆2顶端15-20mm；每一卡槽宽2-4mm，上底5-7mm，下底10-12mm，厚2mm，使其与梯形倾斜块203啮合程度达到100%。

参见图8，所述底座3为圆盘结构，包括输水槽301和电磁继电器302。所述电磁继电器302位于无磁强力弹簧205正下方，所述输水槽301与撑杆2的外杆202刚接。

优选的，所述底座3高10-15mm，直径70-80mm。

优选的，所述电磁继电器302位于圆环形磁铁204与无磁强力弹簧205正下方，三者位于同一轴线上。

优选的，所述的输水槽301高15-20mm，长10-20mm，宽20-25mm。

所述喷头1、撑杆2的空心固定杆201和底座3的输水槽301均内嵌柔性输水管207，以用于输送灌溉水。所述灌溉水由底座3进入撑杆2，而后流入喷头1，最终由喷水嘴101、102、103灌溉于框格梁坡面。

实施例2：

提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统的使用方法：

将灌溉水从底座3的输水槽301引入到柔性输水管207，通过柔性输水管207引入到喷头1的上喷水嘴101、中喷水嘴102和下喷水嘴103喷出；

喷出过程中通过控制电磁继电器302的通电状态控制空心固定杆201的升降和转动，具体过程为：当电磁继电器302通电时，受磁力作用，无磁强力弹簧205收缩，空心固定杆201连同圆环形磁铁204在外杆202内向下滑动，工字形喷头1随之亦向下移动，空心固定杆201外壁的梯形倾斜块203由上排倾斜卡槽208a下滑入下排倾斜卡槽208b中，空心固定杆201与工字形喷头1均逆时针旋转15°；当电磁继电器302断电时，磁力消失，无磁强力弹簧205伸长，空心固定杆201连同圆环形磁铁204在外杆202内向上滑动，工字形喷头1随之亦向上移动，空心固定杆201外壁的梯形倾斜块203由下排倾斜卡槽208b上滑入上排倾斜卡槽208a中，空心固定杆201与工字形喷头1均逆时针再次旋转15°；

单个喷灌单元7布设于四个相邻框格梁所形成的田字正中央，电磁继电器302通、断电1次，可完成逆时针30°的旋转灌溉，每6次通、断电，即可完成一个整圆周的灌溉工作；电磁继电器302以上述通、断电的方式调节装置高度，并由此改变灌溉水射流半径，从而增大灌溉覆盖区域。

根据边坡坡度和框格梁8单格边长，现场调试工字形喷头1腿部上喷水嘴101、中喷水嘴102和下喷水嘴103出水射流角度的最佳组合方式，再联合上述远近灌溉，共同消除灌溉死角，达到框格梁坡面灌溉100%覆盖。

本实用新型实现框格梁坡面灌溉覆盖率100%的途径如下：

其一，旋转灌溉：当电磁继电器通电时，受磁力作用，无磁强力弹簧收缩，空心固定杆连同圆环形磁铁在外杆内向下滑动，工字形喷头随之亦向下移动，空心固定杆外壁的梯形倾斜块由上排倾斜卡槽下滑入下排倾斜卡槽中，空心固定杆与工字形喷头均逆时针旋转15°；当电磁继电器断电时，磁力消失，无磁强力弹簧伸长，空心固定杆连同圆环形磁铁在外杆内向上滑动，工字形喷头随之亦向上移动，空心固定杆外壁的梯形倾斜块由下排倾斜卡槽上滑入上排倾斜卡槽中，空心固定杆与工字形喷头均逆时针再次旋转15°；单个喷灌单元布设于四个相邻框格梁所形成的“田”字正中央，电磁继电器通、断电1次，可完成逆时针30°的旋转灌溉，每6次通、断电，即可完成一个整圆周的灌溉工作。

其二，远近灌溉：电磁继电器以上述通、断电的方式调节喷头高度，并由此改变灌溉水射流半径，从而增大灌溉覆盖区域。

其三，交叉灌溉：根据边坡坡度和框格梁单格边长，现场调试工字形喷头腿部3个喷水嘴出水射流角度的最佳组合方式，再联合上述远近灌溉，共同消除背景技术中所述的灌溉死角。

Claims (8)

1.一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统，其特征在于：它由多个相对独立的单个喷灌单元（7）组合而成，每个单个喷灌单元（7）都包括喷头（1）、撑杆（2）和底座（3），所述撑杆（2）固定安装在底座（3）的顶部，所述撑杆（2）的顶部固定安装有对称布置的喷头（1）；安装时，所述喷灌单元均布设置于四个相邻框格梁所形成的田字正中央。

2.根据权利要求1所述一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统，其特征在于：所述喷头（1）整体呈工字形，内部中空，形成输水管道；所述喷头（1）的腰部正中位置与撑杆（2）顶端相连通，所述喷头（1）两腿外缘沿宽度方向各均布有上喷水嘴（101）、中喷水嘴（102）和下喷水嘴（103）；所述上喷水嘴（101）、中喷水嘴（102）和下喷水嘴（103）与喷头（1）的腿部之间采用万向球头铰接相连，其出水角度由边坡坡度和框格梁单格边长现场调整确定。

3.根据权利要求1所述一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统，其特征在于：所述撑杆（2）包括空心固定杆（201）、外杆（202）、梯形倾斜块（203）、圆环形磁铁（204）、无磁强力弹簧（205）、圆环形垫片（206）、倾斜卡槽（208）；所述空心固定杆（201）和外杆（202）均为圆环形截面，所述空心固定杆（201）内套于外杆（202）的内部，其顶端与喷头（1）的腰部正中位置固定相连；所述外杆（202）与空心固定杆（201）之间采用枢接相连，两者间能够形成相对旋转动作和竖直滑动动作；所述空心固定杆（201）的外壁和外杆（202）的内壁之间设置有用于控制两者相对转动的转动导向结构；所述外杆（202）的下部固定安装有圆环形磁铁（204），所述圆环形磁铁（204）与外杆（202）的内壁之间构成滑动配合，所述外杆（202）的底端内部通过圆环形垫片（206）支撑有无磁强力弹簧（205），所述无磁强力弹簧（205）的顶端与圆环形磁铁（204）的底端面相接触配合。

4.根据权利要求3所述一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统，其特征在于：所述转动导向结构包括固定在空心固定杆（201）外壁上的多个梯形倾斜块（203），所述梯形倾斜块（203）均布设置在空心固定杆（201）的外壁上；所述外杆（202）的内壁不同高度设置有两排沿圆周均匀分布的倾斜卡槽（208），倾斜卡槽（208）尺寸与空心固定杆（201）外壁布设的梯形倾斜块（203）匹配，所述倾斜卡槽（208）包括上排倾斜卡槽（208a）和下排倾斜卡槽（208b）。

5.根据权利要求4所述一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统，其特征在于：所述梯形倾斜块（203）、上排倾斜卡槽（208a）和下排倾斜卡槽（208b）都为12块，所述上排倾斜卡槽（208a）和下排倾斜卡槽（208b）之间沿着同一圆周方向交错均布，并使得相邻的上排倾斜卡槽（208a）和下排倾斜卡槽（208b）之间错开15°的相位角。

6.根据权利要求1所述一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统，其特征在于：所述底座（3）为圆盘结构，包括输水槽（301）和电磁继电器（302）；所述电磁继电器（302）位于撑杆（2）的无磁强力弹簧（205）正下方，所述输水槽（301）与撑杆（2）的外杆（202）刚性固定相连，所述电磁继电器（302）与撑杆（2）的圆环形磁铁（204）相配合，并实现撑杆（2）的升降动作。

7.根据权利要求2所述一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统，其特征在于：所述喷头（1）、撑杆（2）的空心固定杆（201）和底座（3）的输水槽（301）内部均设置有用于输送灌溉水的柔性输水管（207）；灌溉水由底座（3）进入撑杆（2），而后流入喷头（1），最终由上喷水嘴（101）、中喷水嘴（102）和下喷水嘴（103）灌溉于框格梁坡面。

8.根据权利要求6所述一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统，其特征在于：所述电磁继电器（302）与供电电源相连，并通过供电电源的通断控制电磁继电器（302）的开启和关闭，以控制其电磁力。

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