CN216452390U - 一种并串式灌水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种并串式灌水器，包括进水口、迷宫流道及出水口，所述迷宫流道是由若干个并联通道组成的单元依次转折串联而成，每个单元包括两个并联通道，这些单元再转折串联形成一个完整的灌水器，流道末端设有出水口；本实用新型水流经进水口流入后，分别流入两条并联通道，汇合后流入下一单元，重复上述流程，直至出水口流出，水流在每一单元的分、合及流道转折处消耗能量，在汇合处对冲，再次消耗能量，实现农田水利灌溉。

Description

一种并串式灌水器

技术领域

本实用新型涉及一种农田水利灌溉滴灌灌水器，具体是一种用于农田灌溉的迷宫式滴灌灌水器，属于节水灌溉技术领域。

背景技术

随着现代智慧农业的发展，节水、节肥、省时、省工的滴灌技术日益受到人们的重视，滴灌技术也是目前国内外研究应用和发展较快的一项高效节水灌溉技术，滴灌是一种精密的灌溉方法，利用低压管道系统，使有压水通过内部狭长的流道结构或微孔充分消能，使水流以稳定均匀的低流量滴入土壤，给作物供给水和养分。

滴灌质量对提高农作物的产量极为重要，灌水器作为整个滴灌工程最为关键的部件，其性能的优劣决定了整体工程效益的灌溉质量，灌水器分为迷宫式滴灌灌水器和贴片式滴灌灌水器，其中迷宫式滴灌灌水器应用较为广泛。

现有技术迷宫流道滴灌灌水器的流道结构形式繁多，在灌水器推广过程中出现诸多灌溉质量达不到要求的问题，影响了滴灌的发展，因此迫切需求一种更适合农村经济水平以及农业结构现状的滴灌产品，及灌溉质量优良、价格低廉的滴灌设施。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供消能效果优良的一种并串式灌水器，用以满足现代智慧农业农田的滴灌需求。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取如下的技术方案。

一种并串式灌水器，包括进水口、出水口及迷宫流道；其特征在于：

所述迷宫流道是由串联在一起的若干个相同的流道单元构成，每个流道单元包括：依次连通的第一弯折通道、第一突缩通道、第二弯折通道和第二突缩通道；依次连通的第一直通道和第二直通道；

其中，所述第一直通道首端与所述第一弯折通道首端连通，所述第一直通道末端与所述第一突缩通道末端连通；所述第二直通道首端与所述第二弯折通道首端连通，所述第二直通道末端与所述第二突缩通道末端连通；

所述进水口设置在所述迷宫流道的始端；所述出水口设置在所述迷宫流道的末端，连通外界并向外滴灌。

一种并串式灌水器，其特征在于：所述进水口、迷宫流道及出水口的竖截面为矩形结构。

一种并串式灌水器，其特征在于：所述第一弯折通道与所述第一直通道、第一突缩通道之间；所述第二弯折通道与所述第二直通道、第二突缩通道之间均设有所述挡水件。

一种并串式灌水器，其特征在于：所述挡水件的横截面为菱形结构。

一种并串式灌水器，其特征在于：所述第一弯折通道的流通面积大于所述第一突缩通道的流通面积；所述第一突缩通道的流通面积大于所述第一直通道的流通面积；所述第二弯折通道的流通面积大于所述第二突缩通道的流通面积；所述第二突缩通道的流通面积大于所述第二直通道的流通面积。

上述技术方案与现有技术相比，具有以下的优点与积极效果。

本实用新型提供的一种并串式灌水器，从进水口流入的水流，由于挡水件的存在，使水流分别流向第一弯折通道和第一直通道两个方向，流经第一弯折通道的水流继续流入第一突缩通道；流经第一弯折通道与第一突缩通道内的水流由于流道转角和流道面积的变化，消耗部分能量，经第一突缩通道流出的水流与从第一直流道流出的水流发生对冲作用，消耗大量能量，之后进入下一流道单元，并进行上述循环。

本实用新型灌水器，经第一直通道和第一突缩通道对冲后的水流流入方向正对第二弯折通道，加之第二弯折通道的流通面积较大，使大部分水流流入第二弯折通道和第二突缩通道，保证了水流在第二弯折通道和第二突缩通道经局部消能后还有足够的能量与从第二直通道流出的水流产生足够的对冲作用；由于第二突缩通道的设置，水流在间隔处形成旋涡，进一步消耗了水流能量，同时，使水流流速增大，加大了对冲作用。

本实用新型灌水器由于每个流道单元内弯折通道流通面积的突然扩大，消耗水流能量的同时，还会使水流在较大的流通面积内形成多个大的旋涡，增加了水流的能量损耗，同时，由于旋涡的存在，对管壁持续的冲刷，也使滴灌灌水器不易产生堵塞。

附图说明

图1是本实用新型并串式灌水器整体结构示意图。

图2是本实用新型并串式灌水器的局部流道结构示意图。

图3是本实用新型并串式灌水器的局部结构立体示意图。

图4是本实用新型并串式灌水器的局部流道流体数值模拟流场速度分布图。

图5是本实用新型并串式灌水器流道的压力—流量关系曲线图。

图中：1：进水口；2：出水口；3：迷宫流道；4：第一弯折通道；5：第一突缩通道；6：第一直通道；7：挡水件；8：第二弯折通道；9：第二突缩通道；10：第二直通道。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和结构特征进行清晰、完整的描述，所列举的具体实施例只是本实用新型的一部分实施例，并非用于限定本实用新型的保护范围。

实施例1

如附图1所示，本实用新型提供的一种并串式灌水器，主要包括进水口1、迷宫流道3和出水口2，其中迷宫流道3由若干个依次连通且相同的流道单元组成，每个流道单元的结构形式如附图2所示，水流经进水口1流入，由于挡水件存在，使水流分为两个方向流动，一部分水流流入第一弯折通道4，经第一弯折通道4后流入第一突缩通道5，另一部分水流流入第一直通道6。

第一弯折通道4流通面积突然扩大，并且第一弯折通道的入口与流入本单元的水流方向一致，使大部分水流流入第一弯折通道4，突然扩大的流道结构消耗部分水流能量，随后在较大的流通面积内，形成多个较大的旋涡，加大水流的能量损耗，随后水流流入第一突缩通道5，由于通道流通面积突然缩小，消耗水流部分能量，流通面积的缩小，使水流加速通过，速度较快的水流对第一直通道6流出的水流造成更强的冲击作用，进一步加强水流的能量损耗。

第一弯折通道4与第一突缩通道5呈一定角度设置，且偏转角度较大，第一弯折通道4的中端，通道也有一定偏角，偏转角的存在，增大对水流能量的消耗。

从第一突缩通道5末端流出后与从第一直通道6流出的水流发生对冲，汇合的水流流入第二弯折通道8、第二突缩通道9和第二直通道10，并重复上述过程。

如附图1-3所示，本实施例中，进水口1、出水口2和迷宫流道3的深度均为1mm，进水口1和出水口2宽为1mm，弯折通道4和弯折通道8宽为1.7mm，弯折角度为135°；突缩通道5和突缩通道9宽为1mm；直通道6和直通道10宽度为0.8mm。

弯折通道4与直通道6的夹角以及弯折通道8与直通道10连通处夹角为45°；弯折通道4与突缩通道5以及弯折通道8与突缩通道9连通处夹角为45°。

如附图4所示，本实用新型采用和实际一致的数值模拟结构，对所述灌水器局部流道内流体速度分布进行了模拟仿真，通过观察附图3可知，弯折通道4弯折通道8流通面积突然变大，在通道前端出现较大的充分发展的旋涡，在弯折通道4和突缩通道5以及弯折通道8和突缩通道9的连通处，直通道6和直通道10的前端都有旋涡的产生，其随水流扰动而不断变化，且旋涡的存在对流道有一定的冲刷作用，有利于提高粒子的运输能力，从而提高灌水器的抗堵塞性能；弯折通道4和弯折通道8的大部分区域，水流仍然保持较高速度流动，因此杂志难以沉积，最终与直通道6或直通道10流出的水流产生对冲，消耗大量能量，两股水流汇合后，又以高速流入下一流道单元。

如附图5所示，本实用新型对所述灌水器通过数值模拟得到了压力—流量关系曲线图，附图5中的横坐标为进水口处的工作压力H（m），纵坐标为出水流量Q（L/h），可以得到流态指数为0.472，符合灌水器的水力性能要求，水力性能良好，流道单元的耗能作用明显。

本实用新型提供的一种并串式灌水器的迷宫流道与现有迷宫流道相比，本实施例的出水均匀度明显提高，消能效果良好，流量降低明显，使用时可根据具体需求，增减流道单元，可更大限度的节约水资源，降低生产成本，提升农作物品质。

以上所述实施仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的保护范围进行限定，应当指出，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种并串式灌水器，包括进水口（1）、出水口（2）及迷宫流道（3）；其特征在于：

所述迷宫流道（3）是由串联在一起的若干个相同的流道单元构成，每个流道单元包括：依次连通的第一弯折通道（4）、第一突缩通道（5）、第二弯折通道（8）和第二突缩通道（9）；依次连通的第一直通道（6）和第二直通道（10）；

其中，所述第一直通道（6）首端与所述第一弯折通道（4）首端连通，所述第一直通道（6）末端与所述第一突缩通道（5）末端连通；所述第二直通道（10）首端与所述第二弯折通道（8）首端连通，所述第二直通道（10）末端与所述第二突缩通道（9）末端连通；

所述进水口（1）设置在所述迷宫流道（3）的始端；所述出水口（2）设置在所述迷宫流道（3）的末端，连通外界并向外滴灌。

2.如权利要求1所述的并串式灌水器，其特征在于：所述进水口（1）、迷宫流道（3）及出水口（2）的竖截面为矩形结构。

3.如权利要求1所述的并串式灌水器，其特征在于：所述第一弯折通道（4）与所述第一直通道（6）、第一突缩通道（5）之间；所述第二弯折通道（8）与所述第二直通道（10）、第二突缩通道（9）之间均设有挡水件（7）。

4.如权利要求3所述的并串式灌水器，其特征在于：所述挡水件（7）的横截面为菱形结构。

5.如权利要求1所述的并串式灌水器，其特征在于：所述第一弯折通道（4）的流通面积大于所述第一突缩通道（5）的流通面积；所述第一突缩通道（5）的流通面积大于所述第一直通道（6）的流通面积；所述第二弯折通道（8）的流通面积大于所述第二突缩通道（9）的流通面积；所述第二突缩通道（9）的流通面积大于所述第二直通道（10）的流通面积。

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