专利名称：一种移动软管式定量灌溉系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适合于大面积推广田间定量灌溉，特别是定量波涌灌溉的移动软管式定量灌溉系统。
背景技术：
目前，我国地面灌溉面积占到总灌溉面积的97％，而且在相当长的时间内，地面灌溉仍将占主导地位。现行的地面灌溉节水技术主要有1、减少田间的深层渗漏和提高灌溉均匀度如长畦改短畦、宽畦改窄畦，隔沟灌，细流沟灌，平整土地，波涌灌，坐水点种等。2、提高输水效率如低压管道输水灌溉和渠道防渗等。但是对于田间的定量灌溉技术，目前仍没有成熟的技术解决方案。我国仅以华北平原计，农田灌溉用机井就约340万眼；至于河道、渠道或塘池用机泵提抽供水灌溉的尚不包括在内。对每一具体的田块或畦块，按节水灌溉定额从井泵或输水管道给水栓定量供水这样的要求，至今尚无规范的数量化技术和成熟的技术方案。
现行的定量供水灌溉方法有1、用量水堰测定流经毛渠的流量，根据时间确定灌溉量；这种方法操作复杂，费时，费力；可用于实验研究，通常不适于在生产中应用。2、在管道灌溉系统的首部和支首部安装流量计量装置；这种方法只能对系统总的水量控制，对于系统的每个出水口不能计量流量。3、通过目测畦面积水层高度，判断已灌溉的水量；这种方法虽然能实现田块的分别对待，但实非量化技术，过于粗放。4、目前的喷灌和微灌系统，可以实现定量灌溉的要求，但造价过高，尚难于大面积的推广。
目前国外使用的定量供水装置主要是用于庭院的灌溉系统；工作原理分别为机械式或电子式产品，其流量通过能力小，一般在每小时5立方米以下，不适合大流量的自动定量灌溉要求。同时在大田畦灌或沟灌等地面灌溉的情况下，为了提高在水平和垂深两个方向上的灌水均匀度，国外有采用波涌灌溉的方式，即先灌全沟长度预定量的1/3或1/4(依沟长度大小及土质是粘是沙而定)，再灌邻近沟的1/3或1/4，这样过一段时间，待前面灌的沟水已渗透完毕，然后再回过头来接着灌1/3或1/4，这样轮回地分量灌溉。这是一种既节约用水又可以改进灌溉湿润深度均匀度的很好的技术方法。但是采用这种方法需要从国外进口价格较贵的波涌灌自动转向与计量设备，从而使得这种设备难于在我国田间大面积使用，从而也就制约了我国波涌灌技术的大面积推广应用。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单，计量精确，成本低廉，可以实现低能耗注灌，也可以实现波涌灌节水技术的移动软管式定量灌溉系统。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种移动软管式定量灌溉系统，它包括水泵在内的管道输水系统和包括若干软管的移动软管系统；其特征在于在每一软管上连接一定量供水器，所述定量供水器包括一壳体，其上的进、出水口分别连接所述软管；一具有若干叶片的水轮，其设置在所述壳体内，所述水轮的水轮轴穿出所述壳体的底部；一减速箱，其设置在所述壳体底部，且所述减速箱的输入端连接所述水轮轴；一立轴，其转动地穿设在所述壳体上，且所述立轴的底端连接所述减速箱的输出端；一蝶型阀门，其设置在所述壳体的进水口内，且所述阀门的径向有间隙地套设在所述立轴的外面；一超越离合器，其内盘固定连接在所述立轴顶部，其外盘作为调节盘，通过离合滚子套设在所述内盘的外面，所述外盘上设置有与用水量相应的刻度，且在零刻度处周向设置有一凹孔；一手柄，其位于所述调节盘的周向，所述手柄内设置有一与所述凹孔配合的弹簧销；一连接件，其固定连接所述手柄和阀门。
所述减速箱包括四组串联连接的蜗轮副，第一组蜗轮副的蜗杆连接所述水轮轴，第四组蜗轮副的蜗轮轴连接所述立轴。
第一组蜗轮副的蜗杆与所述水轮轴为一体。
在所述软管的出水口端部连接一消能注灌器，所述消能注灌器包括一喇叭状外壳，所述外壳内设置有多层孔径总面积逐渐加大的钢丝网格。
所述输水系统仅包括一水泵，所述移动软管系统中的软管连接在所述水泵的出水端。
所述输水系统中还包括连接水泵的供水管道，以及若干间隔设置在所述供水管道上的给水栓，所述软管分别连接在所述给水栓上。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本实用新型由于采用了一个由本申请人设计的成本低廉的机械式定量供水器，因此从经济角度提供了在大面积农田推广定量灌溉可能性，特别是解决了在推广定量化波涌灌这一节能节水技术中的关键问题。2、本实用新型由于采用移动软管式灌溉系统，因此在向农田灌溉过程中无输水损失，进一步达到了节水目的，而且移动作业灵活方便。3、本实用新型由于在移动软管的出水口设置了一扩容减压的消能注灌器，因此在大流量灌溉过程中，可以减少水流对田面土壤的冲刷，减少农田的水土流失。4、本实用新型的自动定量供水器采用一容积式水轮，就地取材，利用供水管路中的水流推动水轮转动为用水计量提供动力，其结构既简单又准确还节能。5、本实用新型的自动定量供水器由于采用四组蜗轮副作为减速器传递动力，其减速比可高达100多万，不但体积小力矩大，而且终端的调节盘转动缓慢，使本实用新型定量供水的范围特别大，计量准确。6、本实用新型的自动定量供水器由于采用超越离合器的外盘作为调节盘，在其上设置与用水量相应的刻度和关闭阀门的周向凹孔，因此既可以将调节盘单方向旋转，设置用水量，又可以在用水过程中随动力一起转动，直观地监视供水情况，还可以在发生意外情况时，中途转动调节盘随时停止供水。7、本实用新型的自动定量供水器由于在手柄上设置了一个与调节盘上凹孔对应的弹簧销，并把手柄与阀门连接成浮动的一体，因此在供水时，手柄和阀门与水流方向保持一致，弹簧销沿调节盘的周向滑动；一旦到达供水定量，弹簧销就会自动插入转动的调节盘上的凹孔中，使手柄随超越离合器一起转动，进而带动阀门非常缓慢地关闭，有效地避免了水锤的发生和其带来的危害。8、采用本实用新型的定量灌溉系统不增加原作业成本，与原有的地面灌溉方法相比节水效果显著，在我国广大的地面灌溉区，有着十分广阔的推广前景，对于节水灌溉技术的推广和普及，减少地下水超采和由过量灌溉而引起的地下水污染等具有十分重要的意义。
图1是本实用新型结构示意图图2是本实用新型定量供水器结构示意图图3是本实用新型定量供水器的超越离合器与立轴和手柄连接示意图图4是图3的局部俯视示意图图5是本实用新型消能注灌器结构示意图具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，本实用新型包括输水系统和移动软管系统两部分，输水系统可以采用地埋固定式输水系统，即结合现有的管道输水灌溉系统(管灌)，该系统一般包括连接水源的水泵101，连接水泵101的输水主管道102，在输水主管道102上间隔设置有若干给水栓103。输水系统也可以仅包括一个连接水源的水泵101，还可以是现有的其它地表移动输水设施。移动软管系统包括若干连接在给水栓103上或直接连接在水泵101上或连接其它地表移动设施上的软管104，在各软管104上分别连接一自动定量供水器105，在各移动软管104出水口端部分别连接一消能注灌器106。
上述系统中的自动定量供水器105包括(如图2、图3、图4所示)一壳体1，其上设置有一进、出水口，在进、出水口上分别连接连接软管104。在壳体1内设置有一具有若干涡状叶片21的容积式水轮2，为了充分的利用水流的动力和计量准确，水轮2的尺寸较大，水轮2上的水轮轴22转动地支撑在壳体1上，水轮轴22的底端穿出壳体1底部。在壳体底部设置有一减速箱3，在减速箱3内串联设置了四组蜗轮蜗杆啮合的蜗轮副31、32、33、34。其中第一组蜗轮副31的蜗杆与水轮轴22连接，也可以直接将蜗杆加工在水轮轴22底端，用水轮轴22之间作为蜗杆轴；其中第四组蜗轮副34的蜗轮轴连接一立轴4，或直接用立轴4作为蜗轮轴，立轴4的两端分别穿出壳体1转动地支撑在壳体1上。一圆板形蝶型阀门5，其设置在壳体1的进水口内侧，阀门5的直径方向设置有一通孔51，通孔51穿套在立轴4的外面，二者之间有间隙，使立轴4转动时，阀门5不随立轴4一起转动。在立轴4的顶端固定连接一超越离合器6的内盘61，超越离合器6的外盘作为调节盘62，调节盘62与内盘61之间设置有斜向槽63，斜向槽63内是实现超越离合的滚子64。调节盘62上设置有与用水量对应的刻度，在零刻度处的周向设置有一凹孔65。在调节盘62的周向设置一手柄，在手柄7内设置一弹簧销71，弹簧销71上设置有一扳手72，扳手72的后面是推动扳手72复位的弹簧73，弹簧销71的头部可以插入调节盘62的凹孔65内，使手柄7可以与调节盘62一起转动。手柄7的底部通过一连接件8与阀门5连接成一体，使手柄7与调节盘62一起转动时，带动阀门5关闭。
上述自动定量供水器105中，连接件8可以是各种不同的结构形式，其只需使手柄7的位置与阀门5开启的方向保持一致即可。供水时，连接成一体的二者5、7处于浮动状态，靠水流使二者与水流的方向保持一致。不供水时，通过手柄7上的弹簧销71固定在调节盘62上，关闭阀门5。
上述自动定量供水器105中，减速箱3也可以由其它减速传动机构组成，本实用新型蜗轮副的数量也是可以变化的。
上述实施例中，消能注灌器106可以包括一外壳9(如图5所示)，外壳9呈逐渐扩张的喇叭状，外壳9内设置有多层孔径总面积逐渐加大的钢丝网格91。采用这种喇叭状出水面积逐渐增大的外壳和钢丝网格，具有扩容减压的作用，可以使从软管104中流出是水压消失，减少水流对田面土壤的冲刷，减少农田的水土流失。
上述实施例中，如图1所示，软管104与给水栓103的连接，或者移动软管104直接连接水泵101时，可以采用相对设置的快速接头连接，使操作更方便，还可避免接头漏水。
下面为清楚起见，仅以图1所述的系统为例，分步对本实用新型的操作过程进行说明1、分别将软管104连接在自动定量供水器105的进、出水法兰11、12上，将消能注灌器106的尾部连接在软管104的出水口端部，再将移动软管104的进水口端部通过连接其上的快速接头连接在给水栓103上。
2、将自动定量供水器105的手柄7(如图2实线所示位置)上的扳手72向后拉，使弹簧销71从超越离合器6的凹孔65中缩回，再逆时针转动手柄7(如图2虚线所示)，阀门5处于打开状态，然后松开扳手72，使弹簧销71顶在调节盘62的周向。
3、一手握住手柄7，一手顺时针转动调节盘62，使调节盘62上的刻度与手柄7所在位置之间的间隔恰好是预计的供水量，此时由于超越离合器6的滚子64处于松的状态，调节盘62可以随意转动。
4、开启水泵101放水，水流通过主输水管道102、给水栓103和移动软管104，直接冲向自动定量供水器105内带有蜗状叶片21的水轮2，使之旋转，随即水从出水口排出。
5、水轮旋转后，通过水轮轴22带动减速箱3内的四级涡轮副31、32、33、34，其以超大的传动比(比如1/144万)将动力传递给末端的立轴4。
6、立轴4带动超越离合器6的内盘61顺时针转动，使滚子64处于紧的状态，进而带动调节盘62一起顺时针转动。而手柄7上的弹簧销71虽然顶在调节盘62上，但由于与手柄7连成一体的阀门5，在水流的作用下只能保持与水流一致的方向，故手柄不能与调节盘62一起转动，只能是弹簧销71在调节盘62周向滑动。
7、当调节盘62上的凹孔65转动到手柄7所在位置时，也就是预设的用水量已经到达时，弹簧销71便自动跳入调节盘62周向的凹孔65，此时超越离合器7的转动将带动手柄7和阀门5一起顺时针转动，使阀门5逐渐关闭，由于转速比非常大，因此阀门5是非常缓慢地关闭的，从而有效地避免了水锤的发生和其带来的危害。
8、当阀门5完全关闭后，水流完全停止流动，水轮2和超越离合器6也停止转动，一个供水周期完成。
在利用本系统实现波涌灌溉时，由每一条沟(或畦)的面积乘以灌水定额，得出本条沟(或畦)的灌水量定额，根据沟的长度和土壤的性质等将每条沟(或畦)的灌水量定额分为几次灌完。例如，分三次灌完，先灌1/3水量，再给旁边的灌1/3…，等到先灌的沟水下浸完后，回来再灌1/3，如此轮换，至达到沟尾，这样可以使各沟的沟头和沟尾入渗深度比较均匀。具体波涌灌的运行参数由沟(或畦)的几何参数和土壤性质等确定。
以上实施例仅说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护的范围内。
权利要求1.一种移动软管式定量灌溉系统，它包括水泵在内的管道输水系统和包括若干软管的移动软管系统，其特征在于在每一软管上连接一定量供水器，所述定量供水器包括一壳体，其上的进、出水口分别连接所述软管；一具有若干叶片的水轮，其设置在所述壳体内，所述水轮的水轮轴穿出所述壳体的底部；一减速箱，其设置在所述壳体底部，且所述减速箱的输入端连接所述水轮轴；一立轴，其转动地穿设在所述壳体上，且所述立轴的底端连接所述减速箱的输出端；一蝶型阀门，其设置在所述壳体的进水口内，且所述阀门的径向有间隙地套设在所述立轴的外面；一超越离合器，其内盘固定连接在所述立轴顶部，其外盘作为调节盘，通过离合滚子套设在所述内盘的外面，所述外盘上设置有与用水量相应的刻度，且在零刻度处周向设置有一凹孔；一手柄，其位于所述调节盘的周向，所述手柄内设置有一与所述凹孔配合的弹簧销；一连接件，其固定连接所述手柄和阀门。
2.如权利要求1所述的一种移动软管式定量灌溉系统，其特征在于所述减速箱包括四组串联连接的蜗轮副，第一组蜗轮副的蜗杆连接所述水轮轴，第四组蜗轮副的蜗轮轴连接所述立轴。
3.如权利要求2所述的一种移动软管式定量灌溉系统，其特征在于第一组蜗轮副的蜗杆与所述水轮轴为一体。
4.如权利要求2所述的一种移动软管式定量灌溉系统，其特征在于第四组蜗轮副的蜗轮轴与所述立轴为一体。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种移动软管式定量灌溉系统，其特征在于在所述软管的出水口端部连接一消能注灌器，所述消能注灌器包括一喇叭状外壳，所述外壳内设置有多层孔径总面积逐渐加大的钢丝网格。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种移动软管式定量灌溉系统，其特征在于所述输水系统仅包括一水泵，所述移动软管系统中的软管连接在所述水泵的出水端。
7.如权利要求5所述的一种移动软管式定量灌溉系统，其特征在于所述输水系统仅包括一水泵，所述移动软管系统中的软管连接在所述水泵的出水端。
8.如权利要求1或2或3或4所述的一种移动软管式定量灌溉系统，其特征在于所述输水系统中还包括连接水泵的供水管道，以及若干间隔设置在所述供水管道上的给水栓，所述软管分别连接在所述给水栓上。
9.如权利要求5所述的一种移动软管式定量灌溉系统，其特征在于所述输水系统中还包括连接水泵的供水管道，以及若干间隔设置在所述供水管道上的给水栓，所述软管分别连接在所述给水栓上。
专利摘要本实用新型涉及一种移动软管式定量灌溉系统，它包括水泵在内的管道输水系统和包括若干软管的移动软管系统，其特征在于在每一软管上连接一定量供水器，所述定量供水器包括一壳体；一具有若干叶片的水轮，其设置在壳体内；一减速箱，其输入端连接水轮轴；一立轴，其转动地穿设在壳体上，且立轴的底端连接减速箱的输出端；一蝶型阀门，其阀门的径向有间隙地套设在立轴的外面；一超越离合器，其内盘固定连接在立轴顶部，其外盘通过离合滚子套设在内盘的外面，外盘上设置有与用水量相应的刻度和一凹孔；一手柄，其位于调节盘的周向，手柄内设置有一与凹孔配合的弹簧销；一连接件，其固定连接手柄和阀门。本实用新型的灌溉系统价格低廉实用，对在我国大面积推广节水定量灌溉，特别是推广定量波涌灌溉具有深远的意义。
文档编号A01G25/02GK2755961SQ20042011
公开日2006年2月8日 申请日期2004年11月12日 优先权日2004年11月12日
发明者曾德超, 朱海石, 王伟, 陶益寿, 傅臣家 申请人:中国农业大学