CN216119237U - 一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及滴灌试验模拟的技术领域，提出了一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，包括用于盛放泥沙、水混合液蓄水桶，与所述蓄水桶连通的加气机构和滴灌机构，所述加气机构包括循环泵、气液混合器和冲水管组，所述气液混合器的一端与所述蓄水桶相连通，另一端通过循环泵与所述冲水管组相通，所述冲水管组与所述蓄水桶连通，并伸进混合液内。通过上述技术方案，解决了现有技术中在加气滴灌抗堵塞试验模拟过程中，通过搅拌的形式来防止泥沙降沉，但是搅拌会导致浑水中含气率降低，进而影响模拟实验结果的问题。

Description

一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置

技术领域

本实用新型涉及滴灌试验模拟的技术领域，具体的，涉及一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置。

背景技术

滴灌过程中，滴头附近作物根区土壤处于低氧状态，易造成植物根系缺氧，严重时会影响作物根系的正常生理活动。加气滴灌具有协同调节作物根区水、肥、气状况，改善根系生长环境，缓解作物根部缺氧问题。地下滴灌是加气灌溉的最佳方法，但滴头狭窄的流道易被水中的颗粒、化学沉淀、溶解盐、微生物和其他杂质堵塞，限制了加气滴灌技术的发展，因此，探索滴头堵塞成因和机理及滴头结构对滴灌系统滴头抗堵塞性的影响已成为该领域的研究热点。

目前常用的加气装置为文丘里一体化曝气机，但滴灌抗堵塞试验水质一般为含有泥沙的浑水，使用一体化曝气机直接对浑水进行加气会造成曝气机堵塞，同时滴灌抗堵塞模拟装置一般配置搅拌机来混合泥沙与水，以保证浑水的均匀性，但此类装置极大的降低了浑水中的含气率，在此状态下获得的试验结果与实际生产的堵塞结果相差太大，不利于指导生产实践。

实用新型内容

本实用新型提出一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，解决了相关技术中在加气滴灌抗堵塞试验模拟过程中，通过搅拌的形式来防止泥沙降沉，但是搅拌会导致浑水中含气率降低，进而影响模拟实验结果的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，包括用于盛放泥沙、水混合液蓄水桶，与所述蓄水桶连通的加气机构和滴灌机构，

所述加气机构包括循环泵、气液混合器和冲水管组，所述气液混合器的一端与所述蓄水桶相连通，另一端通过循环泵与所述冲水管组相通，所述冲水管组与所述蓄水桶连通，并伸进混合液内。

作为进一步的技术方案，所述冲水管组包括，

水循环汇流管，所述循环泵通过所述水循环汇流管与所述冲水管组相通，

水循环支管，所述水循环支管与所述水循环汇流管连通，且位于所述蓄水桶内，具有多个支管开孔，

水循环环管，所述水循环环管与所述水循环支管连通，具有多个环管开孔，所述环管开孔的朝向与所述支管开孔的朝向呈夹角设置。

作为进一步的技术方案，所述水循环支管为多个，沿竖向设置在所述水循环汇流管上，所述水循环环管为多个，垂直于所述水循环支管，所述支管开孔的方向与水平面成锐角设置，所述环管开孔的方向平行于水平面，且倾斜于所述水循环环管的径向。

作为进一步的技术方案，所述加气机构还包括，

导气管，所述导气管将所述蓄水桶与所述循环泵连通，所述气液混合器与所述导气管相连通，

水循环进水阀，所述水循环进水阀设置在所述导气管上，

气体流量计，所述气体流量计设置在所述气液混合器上。

作为进一步的技术方案，所述滴灌机构包括，

测试支撑平台，

滴灌进水管，所述滴灌进水管与所述蓄水桶相通，

自吸泵，所述自吸泵设置在所述滴灌进水管上，

滴灌带，所述滴灌带为多个，均设置在所述测试支撑平台上，所述滴灌进水管将多个所述滴灌带和所述蓄水桶连通。

作为进一步的技术方案，所述滴灌机构还包括，

回流管，所述回流管将所述滴灌进水管和所述蓄水桶连通，

压力调节阀，所述压力调节阀设置在所述回流管上，

压力表，所述压力表设置在所述滴灌进水管上。

作为进一步的技术方案，所述滴灌机构还包括网式过滤器，所述网式过滤器设置在所述滴灌进水管上，位于所述自吸泵更靠近所述蓄水桶的一端。

作为进一步的技术方案，所述滴灌进水管还设置有冲洗阀，所述冲洗阀位于所述滴灌进水管的末端。

作为进一步的技术方案，所述滴灌机构还包括，

排水管，所述排水管与多个所述滴灌带相通，

毛管出水阀，所述毛管出水阀设置在所述排水管的末端。

作为进一步的技术方案，所述气液混合器为文丘里混合器，包括，

文丘里混合器入水端，所述文丘里混合器入水端与所述导气管相连通，

喷嘴，所述喷嘴与所述文丘里混合器入水端相连通，且为锥形，所述喷嘴出口处直径小于所述文丘里混合器入水端的直径，

扩张室，所述扩张室与所述喷嘴相连通，且所述扩张室的直径大于所述喷嘴小开口端的直径，

真空气室，所述文丘里混合器入水端和所述喷嘴与所述文丘里混合器的外壁形成真空气室，所述真空气室与所述喷嘴和所述扩张室相通，所述真空气室具有吸气孔，

出水端，所述出水端与所述循环泵连通。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

现有技术中在加气滴灌抗堵塞实验模拟中，通过搅拌的形式来防止泥沙在水中降沉，但是同时通过搅拌会导致浑水中含气率降低，进而影响模拟实验结果，本方案中为了解决模拟实验与实际生产中的结果差异较大的问题。专门设置了一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，其中包括蓄水桶、加气机构和滴灌机构，其中蓄水桶是为了实现模拟不同地区的不同水质情况，加气机构可以协同调节作物根区水、肥、气状况，改善根系生长环境，缓解作物根部缺氧问题；滴灌机构可以直观的了解滴灌情况，以及获取实验数据；本实例中，泥沙和水的混合液容置于蓄水桶内，蓄水桶可以实现混合水体储存的功能；加气机构上设置有循环泵、气液混合器和冲水管组，泥沙和水的混合液通过气液混合器，再流经循环泵，之后通过冲水管组流回蓄水桶，循环泵起到为混合液的流动提供动力的作用，气液混合器可以实现当水体经过时，将空气掺进水体，生成带有微气泡的混液，从而可以为作物根部提供更多的氧气，冲水管组在实现为混合液加气的同时，还可以通过不断的对混有泥沙的液体进行冲水，来防止水体的中泥沙降尘，本方案中在进行泥沙降沉时，通过冲水的方式来实现，并且所冲出的混合液具有一定量的微气泡，相比之前通过搅拌为混合液降尘的方式，对混合液中含气量的影响大大降低，从而实现使得试验水更接近实际生产的水质，通过上述装置的设置，可以使得我们的实验数据更加贴近实际生产中的结果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型整体三维结构示意图；

图2为本实用新型冲水管组结构示意图；

图3为本实用新型水循环环管结构示意图；

图4为本实用新型水循环支管结构示意图；

图5为本实用新型气液混合器结构示意图；

图中：2、加气机构，3、滴灌机构，4、蓄水桶，5、冲水管组，6、循环泵，7、气液混合器，8、测试支撑平台，9、滴灌带，10、水循环汇流管，11、水循环支管，12、支管开孔，13、水循环环管，14、环管开孔，15、导气管，16、水循环进水阀，17、气体流量计，18、滴灌进水管，19、自吸泵，20、回流管，21、压力调节阀，22、压力表，23、网式过滤器，24、冲洗阀，25、排水管，26、毛管出水阀，27、文丘里混合器入水端，28、喷嘴，29、扩张室，30、出水端，31、真空气室，32、吸气孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1～图5所示，本实施例提出了一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，包括用于盛放泥沙、水混合液蓄水桶4，与所述蓄水桶4连通的加气机构2和滴灌机构3，

所述加气机构2包括循环泵6、气液混合器7和冲水管组5，所述气液混合器7的一端与所述蓄水桶4相连通，另一端通过循环泵6与所述冲水管组5相通，所述冲水管组5与所述蓄水桶4连通，并伸进混合液内。

现有技术中在加气滴灌抗堵塞实验模拟中，通过搅拌的形式来防止泥沙在水中降沉，但是同时通过搅拌会导致浑水中含气率降低，进而影响模拟实验结果，本方案中为了解决模拟实验与实际生产中的结果差异较大的问题。专门设置了一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，其中包括蓄水桶4、加气机构2和滴灌机构3，其中蓄水桶4是为了实现模拟不同地区的不同水质情况，加气机构2可以协同调节作物根区水、肥、气状况，改善根系生长环境，缓解作物根部缺氧问题；滴灌机构3可以直观的了解滴灌情况，以及获取实验数据；本实例中，泥沙和水的混合液容置于蓄水桶4内，蓄水桶4可以实现混合水体储存的功能；加气机构2上设置有循环泵6、气液混合器7和冲水管组5，泥沙和水的混合液通过气液混合器7，再流经循环泵6，之后通过冲水管组5流回蓄水桶4，循环泵6起到为混合液的流动提供动力的作用，气液混合器7可以实现当水体经过时，将空气掺进水体，生成带有微气泡的混液，从而可以为作物根部提供更多的氧气，冲水管组5在实现为混合液加气的同时，还可以通过不断的对混有泥沙的液体进行冲水，来防止水体的中泥沙降尘，本方案中在进行泥沙降沉时，通过冲水的方式来实现，并且所冲出的混合液具有一定量的微气泡，相比之前通过搅拌为混合液降尘的方式，对混合液中含气量的影响大大降低，从而实现使得试验水更接近实际生产的水质，通过上述装置的设置，可以使得我们的实验数据更加贴近实际生产中的结果。

进一步，冲水管组5包括，

水循环汇流管10，所述循环泵6通过所述水循环汇流管10与所述冲水管组5相通，

水循环支管11，所述水循环支管11与所述水循环汇流管10连通，且位于所述蓄水桶4内，具有多个支管开孔12，

水循环环管13，所述水循环环管13与所述水循环支管11连通，具有多个环管开孔14，所述环管开孔14的朝向与所述支管开孔12的朝向呈夹角设置。

本实施例中为了实现在试验模拟时，保证混合液内一定含气量的前提下，获得最接近实际生产中水质，专门设置了冲水管组5，其中包括水循环汇流管10、水循环支管11和水循环环管13，其中水循环汇流管10与循环泵6连通，传输循环泵6流过的混合液，水循环支管11与水循环汇流管10相通，并且其上设置有支管开孔12，可通过支管开孔12喷出的水流，使水体保持流动，水循环环管13与水循环支管11相通，具有环管开孔14，环管开孔14同样是将水流喷出，使得混合液保持流动，从而防止混合液中的泥沙降沉，同时本方案中将环管开孔14的朝向设置的与只管开孔的朝向交叉设置，这样设置的目的是为了防止出现死点，当环管开孔14和支管开孔12朝向相同时，蓄水桶4内的混合液朝向同一方向流动，很可能会出现泥沙在某一拐角或者一些水流流速较小地方聚集的现象，所以环管开孔14与支管开孔12交叉设置，使得蓄水桶4内部混合液通过多股不同方向的水流冲击，从而避免了死点现象的发生，进一步更好的模拟实际生产中的水质，并且通过冲水搅拌的形式不会造成混合液中气体的过多流失，相比之前通过搅拌装置来搅拌的形式，对混合液内气体含量影响大大较小。

进一步，水循环支管11为多个，沿竖向设置在所述水循环汇流管10上，所述水循环环管13为多个，垂直于所述水循环支管11，所述支管开孔12的方向与水平面成锐角设置，所述环管开孔14的方向平行于水平面，且倾斜于所述水循环环管13的径向。

本实施例中为了使混合液获得更好的降沉效果，专门将水循环支管11和水循环环管13设置有多个，并且水循环支管11沿竖向设置，支管开孔12的方向与水平面成45°设置，水循环环管13沿水平方向设置，并且环管开孔14方向平行于水平面，并且与水循环环管13半径方向成45°夹角设置，这样的设置是为了使得水流形成有水平方向和竖直方向两个方向的交叉水流，并且通过多次试验，当夹角设置成45°的时候，水流整体的流动以及搅拌效果都是最均衡的，所以通过上述对水循环支管11和水循环环管13的设置，可以使得混合液中的泥沙获得更好的降沉效果。

进一步，加气机构2还包括，

导气管15，所述导气管15将所述蓄水桶4与所述循环泵6连通，所述气液混合器7与所述导气管15相连通，

水循环进水阀16，所述水循环进水阀16设置在所述导气管15上，

气体流量计17，所述气体流量计17设置在所述气液混合器7上。

本实施例中为了控制试验过程中的混合液的气液比例，专门在加气机构2上设置了导气管15、水循环进水阀16和气体流量计17，其中导气管15起到连接的作用，通过导气管15将气液混合器7与蓄水桶4相通，水循环进水阀16控制进入气液混合器7内混合液的流量，气体流量计17起到实时监测的作用，通过气体流量计17显示的数据与水循环进水阀16的调节，使得混合液混的一定的气体含量。通过导气管15、水循环进水阀16和气体流量计17的设置，可以实现控制混合液气液比例的功能。

进一步，滴灌机构3包括，

测试支撑平台8，

滴灌进水管18，所述滴灌进水管18与所述蓄水桶4相通，

自吸泵19，所述自吸泵19设置在所述滴灌进水管18上，

滴灌带9，所述滴灌带9为多个，均设置在所述测试支撑平台8上，所述滴灌进水管18将多个所述滴灌带9和所述蓄水桶4连通。

本实施例中为了获取滴灌数据，专门在滴灌机构3上设置了设置有测试支撑平台8、滴灌进水管18、自吸泵19和多个滴灌带9，测试支撑平台8起到支撑其他零部件的作用，滴灌进水管18起到连通滴灌带9和蓄水桶4的作用，自吸泵19起到为混合液提供动力，实现将混合液泵出的作用，滴灌带9实现模拟实际生产中的滴灌，滴灌带9上均匀设置有多个滴头，滴头实现执行滴灌的作用，同时通过滴头的滴水情况，以及多次滴灌下滴头的堵塞情况、滴灌带9内泥沙情况可以获取更多的实验数据，更好的了解到影响正常滴灌的因素。

进一步，滴灌机构3还包括，

回流管20，所述回流管20将所述滴灌进水管18和所述蓄水桶4连通，

压力调节阀21，所述压力调节阀21设置在所述回流管20上，

压力表22，所述压力表22设置在所述滴灌进水管18上。

本实施例中为了实现滴灌机构3在实现滴灌功能的前提下实现压力调节，专门设置了回流管20、压力调节阀21和压力表22，回流管20与滴灌进水管18和蓄水桶4连通，可以实现将滴灌进水管18内多余的压力混合液排回到蓄水桶4的作用，压力调节阀21设置在回流管20上，起到稳压溢流的作用，当滴灌进水管18的混合液压力大于设定压力的时候，压力调节阀21开启多余的压力混合液通过回流管20流回蓄水桶4，压力表则可以起到压力实时监测的作用。通过自吸泵19、回流管20、压力调节阀21和压力表22的设置，可以实现滴灌机构3在实现滴灌功能的前提下实现压力调节。

进一步，滴灌机构3还包括网式过滤器23，所述网式过滤器23设置在所述滴灌进水管18上，位于所述自吸泵19更靠近所述蓄水桶4的一端。

本实施例中为了保证滴灌机构3能够正常工作，专门设置了网式过滤器23，网式过滤器23设置在自吸泵19更靠近蓄水桶4的一端，可以保证混合液在经过自吸泵19之前完成过滤，网式过滤器的设置一是为了模拟的环境更好的贴切于大田实践，二是可以实现过滤水中的大杂质，例如树叶、水藻等，防止这些杂质对滴头抗堵塞试验结果产生影响。

进一步，滴灌进水管18还设置有冲洗阀24，所述冲洗阀24位于所述滴灌进水管18的末端。

滴灌机构3在多次试验之后，滴灌机构3中的滴灌进水管18内会堆积泥沙，堆积到一定量之后会导致管道堵塞，影响正常试验，所以本实施例中为了实现滴灌进水管18冲洗的功能，专门在滴灌进水管18上设置了冲洗阀24，冲洗阀24设置在滴灌进水管18的末端，在实验开始前，可以先将冲洗阀24打开，对滴灌进水管18进行冲洗，从而将堆积的泥沙冲出，保证进入滴灌进水管18的混合液流畅通行。

进一步，滴灌机构3还包括，

排水管25，所述排水管25与多个所述滴灌带9相通，

毛管出水阀26，所述毛管出水阀26设置在所述排水管25的末端。

本实施例中为了了解滴灌机构3在多次滴灌之后，其上滴灌带9内的泥沙堆积情况，专门设置了排水管25和毛管出水阀26，其中排水管25与多个滴灌带9相通，毛管出水阀26设置在排水管25的末端，可以通过将毛管出水阀26打开，来实现对滴灌带9内泥沙的冲洗，并且通过收集冲洗出来的泥沙数量，了解其内部的堵塞情况。

进一步，气液混合器7为文丘里混合器，包括，

文丘里混合器入水端27，所述文丘里混合器入水端27与所述导气管15相连通，

喷嘴28，所述喷嘴28与所述文丘里混合器入水端27相连通，且为锥形，所述喷嘴出口处直径小于所述文丘里混合器入水端27的直径，

扩张室29，所述扩张室29与所述喷嘴28相连通，且所述扩张室29的直径大于所述喷嘴28小开口端的直径，

真空气室31，所述文丘里混合器入水端27和所述喷嘴28与所述文丘里混合器的外壁形成真空气室31，所述真空气室31与所述喷嘴28和所述扩张室29相通，所述真空气室31具有吸气孔32，

出水端30，所述出水端30与所述循环泵6连通。

本实施例中采用的气液混合器7为文丘里混合器，采用文丘里混合器，其中包括文丘里混合器入水端27、喷嘴28、扩张室29、真空气室31和出水端30，其中喷嘴28与文丘里混合器入水端27相通，喷嘴28为锥形喷嘴28，真空气室31与喷嘴28的外界气体相通，扩张室29与喷嘴28相通，并且直径大于喷嘴28小开口端的直径，混合液通过文丘里混合器入水端27进入喷嘴28之后，由于喷嘴28锥形端的开口直径小于文丘里混合器入水端27的直径，所以流速会变快，周围的压强会变小，通过与喷嘴28连通的真空气室31会形成负压，所以外界气体会被抽进真空气室31并进入到混合液内，之后进入扩张室29，由于扩张室29的直径大于喷嘴28小开口端的直径，所以混合液的流速会降低，从而更好的进行气液混合，最后从出水端30流出，完成气液混合的效果。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，包括用于盛放泥沙、水混合液蓄水桶(4)，与所述蓄水桶(4)连通的加气机构(2)和滴灌机构(3)，其特征在于，

所述加气机构(2)包括循环泵(6)、气液混合器(7)和冲水管组(5)，所述气液混合器(7)的一端与所述蓄水桶(4)相连通，另一端通过循环泵(6)与所述冲水管组(5)相通，所述冲水管组(5)与所述蓄水桶(4)连通，并伸进混合液内。

2.根据权利要求1所述的一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，其特征在于，所述冲水管组(5)包括，

水循环汇流管(10)，所述循环泵(6)通过所述水循环汇流管(10)与所述冲水管组(5)相通，

水循环支管(11)，所述水循环支管(11)与所述水循环汇流管(10)连通，且位于所述蓄水桶(4)内，具有多个支管开孔(12)，

水循环环管(13)，所述水循环环管(13)与所述水循环支管(11)连通，具有多个环管开孔(14)，所述环管开孔(14)的朝向与所述支管开孔(12)的朝向呈夹角设置。

3.根据权利要求2所述的一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，其特征在于，所述水循环支管(11)为多个，沿竖向设置在所述水循环汇流管(10)上，所述水循环环管(13)为多个，垂直于所述水循环支管(11)，所述支管开孔(12)的方向与水平面成锐角设置，所述环管开孔(14)的方向平行于水平面，且倾斜于所述水循环环管(13)的径向。

4.根据权利要求2所述的一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，其特征在于，所述加气机构(2)还包括，

导气管(15)，所述导气管(15)将所述蓄水桶(4)与所述循环泵(6)连通，所述气液混合器(7)与所述导气管(15)相连通，

水循环进水阀(16)，所述水循环进水阀(16)设置在所述导气管(15)上，

气体流量计(17)，所述气体流量计(17)设置在所述气液混合器(7)上。

5.根据权利要求1所述的一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，其特征在于，所述滴灌机构(3)包括，

测试支撑平台(8)，

滴灌进水管(18)，所述滴灌进水管(18)与所述蓄水桶相通，

自吸泵(19)，所述自吸泵(19)设置在所述滴灌进水管(18)上，

滴灌带(9)，所述滴灌带(9)为多个，均设置在所述测试支撑平台(8)上，所述滴灌进水管(18)将多个所述滴灌带(9)和所述蓄水桶(4)连通。

6.根据权利要求5所述的一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，其特征在于，所述滴灌机构(3)还包括，

回流管(20)，所述回流管(20)将所述滴灌进水管(18)和所述蓄水桶(4)连通，

压力调节阀(21)，所述压力调节阀(21)设置在所述回流管(20)上，

压力表(22)，所述压力表(22)设置在所述滴灌进水管(18)上。

7.根据权利要求6所述的一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，其特征在于，所述滴灌机构(3)还包括网式过滤器(23)，所述网式过滤器(23)设置在所述滴灌进水管(18)上，位于所述自吸泵(19)更靠近所述蓄水桶(4)的一端。

8.根据权利要求6所述的一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，其特征在于，所述滴灌进水管(18)还设置有冲洗阀(24)，所述冲洗阀(24)位于所述滴灌进水管(18)的末端。

9.根据权利要求5所述的一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，其特征在于，所述滴灌机构(3)还包括，

排水管(25)，所述排水管(25)与多个所述滴灌带(9)相通，

毛管出水阀(26)，所述毛管出水阀(26)设置在所述排水管(25)的末端。

10.根据权利要求4所述的一种加气滴灌抗堵塞模拟的装置，其特征在于，所述气液混合器(7)为文丘里混合器，包括，

文丘里混合器入水端(27)，所述文丘里混合器入水端(27)与所述导气管(15)相连通，

喷嘴(28)，所述喷嘴(28)与所述文丘里混合器入水端(27)相连通，且为锥形，所述喷嘴(28)出口处直径小于所述文丘里混合器入水端(27)的直径，

扩张室(29)，所述扩张室(29)与所述喷嘴(28)相连通，且所述扩张室(29)的直径大于所述喷嘴(28)小开口端的直径，

真空气室(31)，所述文丘里混合器入水端(27)和所述喷嘴(28)与所述文丘里混合器的外壁形成真空气室(31)，所述真空气室(31)与所述喷嘴(28)和所述扩张室(29)相通，所述真空气室(31)具有吸气孔(32)，

出水端(30)，所述出水端(30)与所述循环泵(6)连通。

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