CN219437805U - 一种分叉对冲迷宫流道灌水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种分叉对冲迷宫流道灌水器，包括入水口和出水口，所述入水口和出水口之间的流道内设有迷宫流道，迷宫流道内设有若干个相同的结构单元，所述结构单元包括主流道，所述主流道两侧设有分水体，主流道末端设有阻水体，所述分水体为梯形柱体结构，所述阻水体靠近主流道末端的一侧为凸起结构，所述阻水体远离主流道末端的一侧为凹陷结构；本实用新型提供的分叉对冲迷宫流道灌水器的流道与现有迷宫流道相比，本实施例的出水均匀度提高，消能效果良好，单元数较少，抗堵塞性能提升明显。

Description

一种分叉对冲迷宫流道灌水器

技术领域

本实用新型涉及灌水器设计技术领域，具体地指一种分叉对冲迷宫流道灌水器。

背景技术

滴灌可以大大提高水资源的利用率，对我农业大国有很大利用效能。但滴灌系统的缺点同时也是限制滴管技术发展的关键—灌水器易结垢和堵塞。大面积的堵塞会使滴灌系统失效，这在很大程度上限制了灌水器的推广应用。此外,近些年国内一些地区提倡低压灌溉，这对灌水器抗堵塞性能的要求无疑更加苛刻，因此需要一种即使在灌溉水含沙量大的工作条件下，灌水器也不易发生堵塞的流道结构，来解决目前灌水器极易发生堵塞的问题，使滴灌技术进一步推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种消能效果优良、出水均匀、不易堵塞且结构简单的分叉对冲迷宫流道灌水器，以解决背景技术中提出的问题。

本实用新型为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种分叉对冲迷宫流道灌水器，包括入水口和出水口，所述入水口和出水口之间的流道内设有迷宫流道，迷宫流道内设有若干个相同的结构单元，所述结构单元包括主流道，所述主流道两侧设有分水体，主流道末端设有阻水体，所述分水体为梯形柱体结构，所述阻水体靠近主流道末端的一侧为凸起结构，所述阻水体远离主流道末端的一侧为凹陷结构。

优选地，所述流道边壁与其中一个分水体侧部形成第一支流道，所述流道边壁与另一个分水体侧部形成第二支流道。

优选地，所述阻水体横截面形状为呈两侧对称的箭头形结构。

优选地，所述阻水体的两个迎水面分别与两个分水体的背水面平行，且高度与其对应。

优选地，所述主流道与第一支流道和第二支流道之间的夹角相等，其夹角范围在15-45°。

优选地，所述流道边壁与分水体的迎水面以及阻水体的背水面相互平行。

本实用新型的有益效果：

1、与传统灌水器流道的设计思路不同，通过主流道与两个支流道的对冲加上在流道结构单元末的对冲，且在流道内形成了若干个旋涡，形成一种全新的流道结构型式；由于一个流道结构单元内发生了三次水流对冲，且形成了若干个旋涡，致使水流在流道中损失大量能量，提高了灌水器的水力性能。且由于流道中水流大都保持高速流道，所以泥沙不易淤积，抗堵塞性能大大提高。

2、本实用新型的流道结构单元个数以及对冲角度可以根据不同工况的要求来适当调整，以达到满足不同条件下灌水器的工作要求。

3、本实用新型在现有灌水器水力性能的基础上，有良好的消能效果，同时也提高了灌水器的抗堵塞性能，而且结构简单，适用范围广。

4、本实用新型提供的分叉对冲迷宫流道灌水器的流道与现有迷宫流道相比，本实施例的出水均匀度提高，消能效果良好，单元数较少，抗堵塞性能提升明显。

附图说明

图1为一种分叉对冲迷宫流道灌水器的结构示意图；

图2为图1中的单个流道结构单元结构示意图；

图3为一种分叉对冲迷宫流道灌水器的局部速度矢量图；

图4为一种分叉对冲迷宫流道灌水器的局部水流流线图；

图5为一种分叉对冲迷宫流道灌水器的数值模拟沙粒运动轨迹图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1至5所示，一种分叉对冲迷宫流道灌水器，包括入水口1和出水口3，所述入水口1和出水口3之间的流道内设有迷宫流道2，迷宫流道2内设有若干个相同的结构单元9，所述结构单元9包括主流道6，所述主流道6两侧设有分水体7，主流道6末端设有阻水体8，所述分水体7为梯形柱体结构，所述阻水体8靠近主流道6末端的一侧为凸起结构，所述阻水体8远离主流道6末端的一侧为凹陷结构。

优选地，所述流道边壁与其中一个分水体7侧部形成第一支流道4，所述流道边壁与另一个分水体7侧部形成第二支流道5。在本实施例中，分水体7底边为3.0～5.0mm，两边底角分别为15°～45°和110°～150°。

优选地，所述阻水体8横截面形状为呈两侧对称的箭头形结构。

优选地，所述阻水体8的两个迎水面分别与两个分水体7的背水面平行，且高度与其对应。

优选地，所述主流道6与第一支流道4和第二支流道5之间的夹角相等，其夹角范围在15-45°。在本实施例中，主流道6宽1.0～2.0mm，1.0～1.8mm，流道深度为1.0mm。

优选地，所述流道边壁与分水体7的迎水面以及阻水体8的背水面相互平行。在本实施例中，所形成的支流道宽度为1.0～1.8mm。

本实施例具体工作原理如下：

水流在流经流道时，由分水体7将水流分为三股水流，消耗部分能量；主流道6的水流会与在阻水体8作用下又形成两股水流，并且一部分水流会向左流入支流道与其中的水流对冲汇合，并且会形成旋涡，消耗大量能量；另一部分的水流向右流，然后这两股由阻水体8形成的水流会在结构单元末会再次对冲消能，且在预留的涡腔内形成两个小型的旋涡，消耗大量能量。在整个过程中，水流不断的被分流合流并发生对冲，实现对水流能量的消耗，且在流道中形成了若干个漩涡，进一步加强了对水流能量的消耗。

实施例1：

本实施例通过对8个流道结构单元的迷宫流道进行描述，如附图1和2所示，本实用新型所提供的分叉对冲迷宫流道灌水器，主要包括进水口1，迷宫流道2和出水口3，迷宫流道2包括多个串联在一起的相互连通的相同流道结构单元9；所述结构单元由第一支流道4，第二支流道5，主流道6以及分水体7与阻水体8构成。流道结构单元9为对称结构，且阻水体的两个迎水面与两个分水体的背水面平行，高度与其对应。如附图1和2所示，本实施例具体尺寸为，进水口1、迷宫流道2、出水口3整体深度为1.0mm，主流道6与第一支流道4的夹角为30°，主流道宽1.5mm，支流道宽1.5mm。分水体底边为3.1mm。两边底角分别为30°和135°，阻水体的顶角为90°，底边1.5mm。迷宫流道单元总高度为8.598mm，长度为15.177mm。

实施例2：

如附图3所示，本实用新型采用与实际相近的fluent软件进行数值模拟，对所述灌水器局部流道内流体速度分布进行了模拟仿真，通过观察速度矢量图可知，水流在第一支流道4和第二支流道5的首端分别由于水流对冲形成了一个漩涡；在结构单元9的末尾也有两股水流发生对冲，且在预留的涡腔内形成了两个对流的漩涡，增加对水流的能量消耗。在一个流道单元中多次发生水流对冲，并形成多个旋涡，以达到对水流能量的极大消耗，是本灌水器水力性能较好的关键因素。

如附图4所示，本实用新型采用与实际相近的fluent软件进行数值模拟，对所述灌水器局部流道内流体速度分布进行了模拟仿真，通过观察流线图可以清晰的看到在流道单元中没有大型漩涡的产生，即流道中大部分水流保持高速流动，因此沙粒难以在流道中淤积，所以本迷宫流道在改善水利性能的同时，有良好的抗堵能力。

实施例3：

如附图5所示，利用fluent软件的离散相模型，黏性模型选用RNG k-ε模型，可以很好地处理流线弯曲程度较大的流动。设置0.1mm粒径的沙子，密度为2500g/m³，泥沙含量为1%。由颗粒轨迹图可以清晰的看到，泥沙颗粒可以很顺畅的排出流道外，流道内难以淤积泥沙，灌水器抗堵性能良好。

本实用新型提供的分叉对冲迷宫流道灌水器的流道与现有迷宫流道相比，本实施例的出水均匀度提高，消能效果良好，单元数较少，抗堵塞性能提升明显。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种分叉对冲迷宫流道灌水器，包括入水口（1）和出水口（3），所述入水口（1）和出水口（3）之间的流道内设有迷宫流道（2），迷宫流道（2）内设有若干个相同的结构单元（9），其特征在于：所述结构单元（9）包括主流道（6），所述主流道（6）两侧设有分水体（7），主流道（6）末端设有阻水体（8），所述分水体（7）为梯形柱体结构，所述阻水体（8）靠近主流道（6）末端的一侧为凸起结构，所述阻水体（8）远离主流道（6）末端的一侧为凹陷结构。

2.根据权利要求1所述的一种分叉对冲迷宫流道灌水器，其特征在于：所述流道边壁与其中一个分水体（7）侧部形成第一支流道（4），所述流道边壁与另一个分水体（7）侧部形成第二支流道（5）。

3.根据权利要求1所述的一种分叉对冲迷宫流道灌水器，其特征在于：所述阻水体（8）横截面形状为呈两侧对称的箭头形结构。

4.根据权利要求1所述的一种分叉对冲迷宫流道灌水器，其特征在于：所述阻水体（8）的两个迎水面分别与两个分水体（7）的背水面平行，且高度与其对应。

5.根据权利要求2所述的一种分叉对冲迷宫流道灌水器，其特征在于：所述主流道（6）与第一支流道（4）和第二支流道（5）之间的夹角相等，其夹角范围在15-45°。

6.根据权利要求1所述的一种分叉对冲迷宫流道灌水器，其特征在于：所述流道边壁与分水体（7）的迎水面以及阻水体（8）的背水面相互平行。