专利名称:地下灌溉的装置和方法
本发明涉及一种用于地下灌溉的装置和方法。通过设置在地面下的管子，在管子中装有在流动水的作用下可活动的部件。类似的这些灌溉，例如已由SU-PS701599、US-PS3658 250、DD-PS137 873和DE-OS2220531公开。所有这些方法和装置已不能满足今天地下灌溉的高要求。为解决所有这些有关的课题，本发明提出该活动的部件是水轮。根据本发明的一个其他特征，按时间顺序流体向在空间直接相互置放的段输送，或者流体不按时间顺序(跳跃式地)向在空间直接相互置放的段输送，或者最后流体同时向不同的段输送。
本发明对象的一个实施例在图中表示。图样部分以图解表示。
图1为一个部分段的示意图。图2为本发明的零件水通孔的放大比例图。图3为水通孔同样放大比例的管子内侧视图。图4为按图1Ⅳ-Ⅳ线水轮方向所视的截面图。图5示出本发明的另一实施例。图6示出这种装设在地面下的管子的管道系统。图7示出本发明的一管道系统。图8为有关的零件。图9为一输出装置的部分截面图。图10再次示出图9箭头A方向该输出装置的一结构部件。图11示出另一种这样的结构。图12示出按图11结构采用的一管道系统。图13至15示出该输出装置另一实施例的部分截面。图14为由此按图13ⅩⅣ-ⅩⅣ线的截面图。图15为水通孔放大比例的管子内侧视图。最后，图16示出另一实施例。
就象在图1中看到的，在管子1中一螺栓4上配置一水轮2。如果水沿着箭头12方向流动，则该水轮2在一平面中垂直向图1所示的平面旋转。螺栓4装在上部5和通孔3(参见图2)的下部6。支承部位6位于一隔板7上，隔板7与所述的下置通孔3桥接，正如图3中看到的。图1的整个装置设置在地面下，如剖面线14所示。
由图2看到在通孔3上连接配置一排水漏斗8，该排水漏斗8例如可以借助其图示的法兰固定在管子上。该排水漏斗8在它的下端装有一可调节和可固定的喷嘴9，就如通常的花园用软管。
图3为水轮2在该图样的图示平面中旋转，如箭头13所示。
在地面14下设置的管子1中大约每隔1米安装这种水轮2。在装设管子之前，喷嘴9根据地面情况以及根据将在下面叙述的一给水位置(泵10)的距离总是作相应调节。正如以上所述，这可如花园用软管一样通过旋转图示中的9两个部件来实现。如果现在水在压力下沿箭头12方向流动，则水轮2沿图3的箭头13方向旋转，并且水通过管子1中的通孔3向外排出，以此实现地下灌溉。通过旋转水轮2来阻止杂质如砂子、泥浆和诸如此类的东西通过通孔3。排水漏斗8阻止根块侵入通孔3并增长。水轮2和排水漏斗8在这里共同起作用，以保证在不好的地面情况或其他工作状况下无论如何要进行地下灌溉。由图1和3可以看到楔11用于引导沿箭头12方向流动的水，以使水轮可沿着箭头13方向有效旋转。
按照图4楔11围绕大半圆周旋转(大约3毫米)。楔角以适当的方式构成使流动的水总是仅与水轮2叶片的下半部分(图3)相碰。根据图5的另一实施例，在管子1上装有位于土壤中下端开口的漏斗8。在漏斗内连接通孔3装有一可调节的喷嘴9，从喷嘴9进行灌溉。喷嘴9尽可能地接近水轮2，以使泥浆不会附着在喷嘴上。
由图6可以看出这种管子1的一管道系统，正如以上所述，按照本发明的结构距离各约为1米。泵10将水从一图中没有示出的井或一水源中在压力下引入管道系统。水在那里沿箭头所示方向循环，以此实现上述的地下灌溉。
本发明不限于所述的实施例。在良好的工作条件下如果必要的话也可省去排水漏斗8或喷嘴9。在水轮2的范围内通孔3也可侧面安装。当然，管子1中的水轮2的距离根据工作条件也可大于或小于1米。代替泵10可以相象将本发明的管道系统连接在一位于较高位置的压力容器上，该压力容器一直重复供水，水在管子1的管道系统中在压力下环流。
下面给出几种具有优点的选择参数，但是本发明不限于这些选择参数，例如使用塑料管，该塑料管在高温的影响下要尽可能少变形。管子壁厚约为4毫米，内径为32毫米。水轮2的构成和安装使之距离管子内壁约3毫米。上支承部位5可以有一金属床，金属床装在管子1的管壁中。该支承部位向外是封闭的。水轮半径最好为13毫米。对图6管道系统还要说明的是各路管道之间的距离应约为70～80厘米。图6中仅示出右上方的一个圆周的四分之一，还有这样的四分之三可环接在泵的周围。每个圆周的四分之一例如可覆盖半公顷面积，这样圆周的四个四分之一可灌溉2公顷面积。
图6各路管道之间的圆弧中不应设置带有通孔的水轮。这种系统的工作方式还说明了由于节水原因可首先依次连接圆周不同的四分之一。如果最后圆周的所有四个四分之一都湿润了，则装置整个就可以处于运行中。所有各路管道的终端接入井中以便进行再利用。
为使旋转的水轮2起作用还要注意杂质如泥浆和诸如此类的东西也自行输入管子中。通过旋转的螺栓4终于阻止了在通道位置3生长杂物。
带有喷嘴9的排水漏斗8(图2)应适当达到10～14厘米。在下端的排水漏斗(及喷嘴)的直径应约为12厘米。
为了完整性还应说明在图6管道系统中使用的井约有2米深的井壁应衬有混凝土管，以便较容易地清扫井。
按图7的实施例，该区域分为15、16、17和18段。一个类似的分法也可用于其他三个圆周的四分之一，这三个圆周的四分之一环绕配置在一给水位置10的周围，例如一井或一水源。另外，这些段的配置根据当时区域的情况来确定。
例如水由图中没有示出的泵通过调节阀19压入该管道系统的最下部的管子1中。此时关闭其他调节阀20、21和22。这样水通过下面将叙述的输出装置26到达该段15的地面中。如果该段15已灌溉了足够的水，那么可手动关闭调节阀19并打开调节阀20。然后水从给水位置10通过管道32越过断开器23流到段16的管子1中。断开器23的构成如图8所示。首先段15在灌溉时闸板31的位置如图所示完全拉出。然后关闭管道32，少量水通过段15的管子1现在应已到达下一段16中，这对它本身没有损害。在关闭调节阀19和打开阀20之后，水在压力下流过管道32，并使断开器31位于图8虚线所示的位置。这样无论如何保证水现在到达段16中，并保证阻止水流进已足够灌满水的段15中。
这种过程继续按步骤地通过断开和接通当时的调节阀20、21和22重复进行。正如以上所述，依次向段15、16、17和18供水。然后水从最后的段18中出来通过一回程管道33到达给水位置10。不输送到地面的水就这样循环流动。
所述的调节阀19、20、21和22的操作不仅仅是手动的。按照本发明这些调节阀也可自动地由所采用的流体流量、地面干燥度、气候情况如温度、风量、雨量等来调节。这些自动调节装置本身已公开，因此采用其他的地面湿度计、空气湿度计、雨量计和风量计。
图7这路管道中锅炉例如也可装在U、V、W、X位置，以便能够平衡水平面差。锅炉如同本身已公开的装有一浮子的水锁一样起作用。如果锅炉装满水，该浮子就可中断水继续输入。
图9示出一输出装置26，以使可计量的和可安全操作的流体从管道系统的管子1中输入地面14。如图所示，在管子1的通孔3的下部一导向物以一小旗27形式装在一横支架34上。喷嘴28可对它的通孔进行调节。由弹性材料制成的壁部分30借助旋入螺母36的螺丝35可以较近地置于固定配置的壁部分37的对面，或者也可以距离较远地固定。在这个部件的下部是装有三个轮辐小轮的流体分配器29，见图10。这个后面提到的结构部件是固定在一支架38上。如果例如水在压力下通过管子1输送，那么水通过通孔3到达在流体压力下活动的导向物27，从那里通过每次相应调节的喷嘴30、37到达流体分配器29，流体分配器29然后将排水漏斗8中的水排放到地面14。
不言而喻，这个实施例在安装于地下之前通过操作螺丝35相应调节喷嘴30、37。按照结构无论如何保证在远离给水位置10的段中每次将足够的流体分布到地面中。需排出的流体的流动无论如何保证使排水漏斗8阻止整个输出装置生长根。就是其他杂质以这种方式也不能侵入输出装置中。
如图9所示，输出装置26直接装在管子1的下部。按照图11输出装置26位于管子1的旁边。正如从图12中可以看出，输出装置26的一种良好的交错分布可在管子1的左边和右边。这样流体可较好地分布到地面14中。
图13示出另一种操作安全的输出装置。由此看出在管子1中一水轮2配置在一螺栓4上。如果水沿着箭头12方向流动，则该水轮2在一平面中垂直向图13所示的平面旋转。螺栓4装在上部5和通孔3(参见图14)的下部支承在6。支承部位6位于一隔板7上，隔板7与所述的下置通孔3桥接，正如从图15中可以看出。图13的整个装置同样设置在地面下，如14的剖面线所示。图15示出水轮2在该装置的图示平面中旋转，如箭头13所示。
在地面14下设置的管子1中大约每隔1米安装这种水轮2。在装设管子之前，喷嘴9根据地面情况以及根据给水位置(泵10)的距离总是作相应调节。这可如花园用软管一样通过旋转图示中的9两个部件来实现。如果现在水在压力下沿箭头12方向流动，则水轮2沿图15的箭头13方向旋转，并且水通过管子1中的通孔3向外排出，以此实现地下灌溉。通过旋转水轮2来阻止杂质如砂子、泥浆和诸如此类的东西通过通孔3。排水漏斗8阻止根块侵入通孔3并增长。水轮2和排水漏斗8在这里共同起作用，以保证在不好的地面情况和其他工作状况下无论如何要进行地下灌溉。由图13和15可以看到楔11用于引导沿箭头12方向流动的水，以使水轮可沿着箭头13方向有效旋转。
按照图14楔11围绕大半圆周旋转(大约3毫米)。楔角以适当的方式构成使流动的水总是仅与水轮2叶片的下半部分(图15)相碰。
本发明不限于所述的实施例。按照本发明的方法还有，流体在时间上不按顺序也可以向在空间直接相互置放的段输送。例如可以想象图7的情况，首先向段15、然后向段17、紧接着向段16、最后向段18供给流体。这在一定的工作状况下是有优点的。还可以进一步想象，在一个很大的区域内向若干这些段同时供水。然后其他段依次灌溉。最后，在本发明的范围内安装可调节的泵，以便例如对延伸在空间的管道系统可以暂时地用高压冲洗。除了正常操作外也可以对输出装置26清洗出一些侵入的杂质。所有这些措施解决了这个课题，即在一个大的区域可以一直计量和操作安全地供给流体。
输出装置26可在管子1上以任意方式例如也可用卡子固定。
在设置这种带有输出装置还带在排水漏斗8的管道系统时，通过该漏斗还要在地面中很好地固定整个管道系统。如此设置的管道系统在运行时和在不利的状况下不可从地面中升起。
在图16中如同以上所述引水管用1表示。水轮2在图16中垂直向所示平面旋转。水轮的螺栓以4表示。管子1有一开孔3，41是一套管，套管由一隔离物42环绕。用8表示已知的排水漏斗，43表示在下部设置的一多孔排水板。为便于安装，该板可更换，以使用很多孔或较少孔的板。当然，在部件41下半部的板还可以较薄一些。因此排水漏斗8不是圆的，而截面是长方形的，以便板43在必要时在安装过程中可以更换。
权利要求
1.通过在地面下设置的管子、其中装有在流动水的作用下可活动的部件用于地下灌溉的装置和方法，其特征在于活动的部件是水轮2。
2.根据权利要求
1的地下灌溉，其特征在于管子1在水轮2范围内设有水的通孔3。
3.根据权利要求
1的地下灌溉，其特征在于水轮2配置在一螺栓4上，螺栓4可旋转地装在管子1中(支承部位5、6)。
4.根据权利要求
1或2的地下灌溉，其特征在于在管子1上部设有一支承部位5和下部设有另一支承部位6，同时下部的支承部位6位于一隔板7上，隔板7与一下部配置的通孔3桥接。
5.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于在通孔3的下部排水漏斗8必要时配置一可调节和可固定的喷嘴9。
6.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于沿水的流动方向在水轮2前设置一导向装置，特别是采用楔11的形式。
7.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于在排水漏斗8中喷嘴9尽可能配置在通孔3和水轮2的附近(图6)。
8.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于为了驱动在管子1的管道系统中的水轮2，安装一泵10，泵10将水从一井或一水源中循环引到管子1的管道系统中。
9.根据上述权利要求
之一通过地下管子用于流体分布的地下灌溉，用以植物的维护、营养或生长所需的流体在一区域的分开段内输入地面，同时按时间顺序流体依次输入该区域的段中，流体最好通过管子的可调节的通孔输入地面，其特征在于按流体的时间顺序向在空间直接相互置放的段15、16、17、18输送，或者流体不按时间顺序(跳跃式地)向在空间直接相互置放的段输送，或者最后流体同时向不同的段输送。
10.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于流体从一给水位置10出来在压力下循环输入管子1的管道系统中。
11.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于向各段15、16、17、18输入流体的调节阀19、20、21、22自动地视流体流量、地面干燥度、气候情况如温度、风量、雨量等情况来调节。
12.根据权利要求
11的地下灌溉，其特征在于管道系统的管子1设有用于流体的可计量和操作安全的输出装置26，同时输出装置26的操作安全性由管子1中的水轮2在通孔3范围内确定，因此排水漏斗8最好装在通孔3的下部(图13至15)。
13.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于在通孔3的下部装有活动的导向物(如小旗27)、一可计量的喷嘴28和一流体分配器29(图9、10)。
14.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于为便于计量装有一可调节和可固定的喷嘴28的壁部分30。
15.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于输出装置26装在管子1的下部(图9)。
16.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于输出装置26装在管子1的侧面(图11、12)。
17.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于流体分配器29以装有五个轮辐的小轮形式构成(图10)。
18.根据上述权利要求
之一的地下灌溉，其特征在于安装的断开器(23、24、25)就是自动操作的闸板31。
专利摘要
本发明涉及一种用于地下灌溉的装置和方法。通过设置在地面下的管子，在管子中装有在流动水的作用下可活动的部件，这些活动的部件是水轮。用以植物的维护、营养或生长所需的流体在区域内分开输入段内，输入的方法是流体按时间顺序向在空间直接相互置放的段输送，流体在时间上不按顺序(跳跃式地)向在空间直接相互置放的段输送，最后流体同时向不同的段输送。
文档编号A01G25/00GK87104234SQ87104234
公开日1988年12月28日 申请日期1987年6月13日
发明者阿洛伊斯·迪博尔德 申请人:阿洛伊斯·迪博尔德导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan