小型高抗堵塞滴灌灌水器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种小型高抗堵塞滴灌灌水器，包括灌水器本体，灌水器本体两端对称布置两个出水口，出水口之间的本体上沿横向开设进水口；本体上表面设置消能迷宫流道，其一端与进水口连通形成流道入口，另一端围绕进水口一周形成流道出口；流道出口一侧的本体上表面设置沿横向延伸且与流道出口连通的引流道，引流道与两个出水口连通；进水口下方的本体下表面设置一格栅，它由若干等间距纵向排列的栅条组成；消能迷宫流道为曲折迂回的双排齿形，弯曲处交替形成齿间被水区和齿间迎水区，齿尖迎水区采用半径为消能迷宫流道消能迷宫流道宽度一半的圆弧，齿尖被水区采用半径等于消能迷宫流道消能迷宫流道宽度的圆弧。该灌水器能够实现小流量高频灌溉，与滴灌管壁匹配度高，同时又具备高抗堵塞性能。
【专利说明】小型高抗堵塞滴灌灌水器
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业节水灌溉【技术领域】，特别是关于一种小型高抗堵塞滴灌灌水器。【背景技术】
[0002]国内外大量的研究表明，高频灌溉对于提升作物的产量、品质和水分利用率等有着显著的影响。从上世纪80年代开始，已在以色列、美国等节水灌溉技术较发达国家推广应用，以色列Netaf im、Plastro以及EN-Tal等公司也生产了配套的小流量灌水器产品,但价格较为昂贵，主要应用于具有清洁水源的温室作物灌溉领域。目前我国农业节水灌溉领域普遍应用大流量进行滴灌，由于灌水器流量较大，流量与灌水区域面积不协调，系统控制阀门较多等问题，使得滴灌系统运行管理混乱，灌水均匀性难以保证。因此，用小流量高频灌溉来替代大流量灌溉是一种发展的趋势。
[0003]事实上，滴灌水源水质较为复杂，随着水资源紧缺问题日益严峻，高含沙水、再生水、微咸水等通常会作为灌溉水源，其中会含有大量固体悬浮颗粒、盐分离子、藻类、有机污染物以及微生物等，这会使得灌水器堵塞风险急剧增加而堵塞的机理也变得更为复杂。加之，高频灌溉更是会使得灌水器堵塞程度显著增加，滴灌系统灌水器内部附生生物膜中固体颗粒物、胞外聚合物、磷脂脂肪酸等组分含量均表现出随灌水频率降低逐渐减小的趋势。因此，急需开发一种适应于高频滴灌的小流量高抗堵塞灌水器产品。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的是提供一种小型高抗堵塞滴灌灌水器，该灌水器能够实现小流量高频灌溉，与滴灌管壁匹配度高，同时又具备高抗堵塞性能。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种小型高抗堵塞滴灌灌水器，包括一灌水器本体，其特征在于:所述灌水器本体的两端对称布置有两个出水口，在所述两个出水口之间的灌水器本体上沿横向开设一进水口，在所述两个出水口之间的灌水器本体上表面设置一消能迷宫流道，所述消能迷宫流道的一端与进水口相连通形成流道入口，另一端围绕进水口一周后形成流道出口，在位于所述流道出口一侧的灌水器本体上表面还设置一沿横向延伸且与流道出口相连通的引流道，所述引流道的两端分别与两个出水口相连通，在位于所述进水口下方的灌水器本体下表面还设置有一格栅，所述格栅由若干等间距纵向排列的栅条组成，所述消能迷宫流道为曲折迂回的双排齿形流道，并在弯曲处交替形成齿间被水区和齿间迎水区，所述齿尖迎水区采用半径为消能迷宫流道消能迷宫流道宽度一半的圆弧，所述齿尖被水区采用半径等于消能迷宫流道消能迷宫流道宽度的圆弧。
[0006]所述灌水器本体采用上下两层布置，其中所述出水口、进水口、消能迷宫流道和引流道设置在灌水器本体的上层，所述格栅设置在灌水器本体的下层，上、下两层灌水器本体粘合在一起。
[0007]所述灌水器本体I的外围设置有一粘合面。
[0008]在所述灌水器本体的底部开有一个前后高、中间低的卡槽，所述卡槽以沿灌水器本体长度方向突起的卡槽壁为边界，深度为0.5mm。
[0009]所述灌水器本体采用圆角矩形结构，宽度为6.5mm,长度为25.0mm ;所述栅条为长方体形，长度为6.0mm，宽度为0.2mm，高度为0.5mm，相邻间距为0.3mm ;所述消能迷宫流道5宽度为0.85謹,深度为0.75謹,长度为48.18謹；所述引流道6长14.Ctam,宽0.4謹。
[0010]所述灌水器本体的材料由重量百分比为98.2%的线性低密度聚乙烯、重量百分比为0.8%的有机砷ΙΟ-oxybisphenoxyarsine和重量百分比为1.0%的塑料耐寒柔软剂熔融后重新聚合所形成。
[0011]所述灌水器在制造结束后，在浓度为109CFU/mL的枯草芽孢杆菌溶液中浸溃10到15小时。
[0012]本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本发明的消能迷宫流道采用迂回曲折的双排齿形设计，并在弯曲处交替形成齿间被水区和齿间迎水区，齿间被水区和齿间迎水区采用圆弧优化边界(齿间被水区、齿间迎水区的圆弧尺寸与流道宽度的关系)，流道结构设计紧凑，消除了目前流道设计中多排流道之间衔接的直线段对流道内流动湍流强度的影响。此种流道设计，充分发挥迷宫型流道的特点，将流道的工作部分全部设计成具有较强消能效果的工作区域，实现了对消能迷宫流道内水流运动的持续扰动，使得消能迷宫流道紊流能力强劲，全面提升消能迷宫流道内流动的湍流强度，在高效消能的同时，增强了水流运动对颗粒物的携带能力及水力剪切力，提高灌水器自身对消能迷宫流道边壁的清洗能力及抗堵塞性能，实现了小流量高频灌溉灌水器水力和抗堵塞结构设计的协调。2、本发明灌水器本体的材料主要为线性低密度聚乙烯、有机砷和塑料耐寒柔软剂三种材料熔融后重新聚合所形成的新材料，该材料具有较强的疏水性，水流与其接触时将会变化成使其界面的面积最小时的状态，不利于水中微生物等在壁面的附着，提高灌水器本身抗堵塞性能；因材料中加入有机 砷，在灌水器整个工作过程中，可有效抑制微生物生长，促进生物膜的脱落，有效防止堵塞物质的形成；因材料中加入塑料耐寒柔软剂，可提高材料的耐寒特性和柔软度，可有效防止滴灌带在折卷过程中，灌水器对其的损害，延长滴灌带的使用寿命。
3、本发明灌水器整体采用微型、圆角矩形的对称设计，并采用柔性材料，使得灌水器在受外力拖拽和农业生产工具挤压时不致于戳破滴灌带，提高了产品的安全性；此外对称设计还可以保证利用该灌水器产品加工薄壁滴灌带产品时便于打孔和提高打孔精度。4、本发明与国内外现有的灌水器相比，整体尺寸更小，但流道宽度相对更宽，大大提高了灌水均匀度，减小了灌水器堵塞风险。5、本发明的灌水器成型后在枯草芽孢杆菌中溶液浸溃，使灌水器内壁面可抑制微生物的附着和积聚，促进微生物的分解与死亡，明显减轻生物膜对灌水器堵塞的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的正面俯视图；
[0014]图2是本发明A-A截面的首I]视图；
[0015]图3是本发明的反面俯视图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。[0017]如图1、图2所示，本发明包括一灌水器本体1，灌水器本体I的两端对称布置有两个出水口 7。两个出水口 7之间的灌水器本体I上沿横向开设一进水口 4，同时在位于进水口 4外围的灌水器本体I上表面设置一消能迷宫流道5，该消能迷宫流道5的一端与进水口4相连通形成流道入口 10，另一端围绕进水口 4 一周后形成流道出口 11。在位于流道出口
11一侧的灌水器本体I上表面还设置一沿横向延伸且与流道出口 11相连通的引流道6，该引流道6的两端分别与两个出水口 7相连通。在位于进水口 4下方的灌水器本体I下表面还设置有一格栅2，该格栅2由若干等间距纵向排列的栅条3组成(如图3所示)。
[0018]如图1所示，本发明的消能迷宫流道5为曲折迂回的双排齿形流道，并在弯曲处交替形成齿间被水区8和齿间迎水区9，且齿尖迎水区9采用半径为消能迷宫流道5宽度一半的圆弧，齿尖被水区8采用半径等于消能迷宫流道5宽度的圆弧。
[0019]在一个优选的实施例中，灌水器本体I也可以采用上下两层布置，其中出水口 7、进水口 4、消能迷宫流道5和引流道6均设置在灌水器本体I的上层，而格栅2设置在灌水器本体I的下层，上、下两层灌水器本体I之间粘合在一起。
[0020]在一个优选的实施例中，灌水器本体I的外围设置有一粘合面，以实现灌水器与滴灌管/滴灌带内壁的连接。
[0021]在一个优选的实施例中，在灌水器本体I的底部开有一个前后高、中间低的卡槽
12(如图3所示)，且该卡槽12以沿灌水器本体I长度方向突起的卡槽壁为边界，深度为
0.5_。卡槽12的作用是生产 灌水器时,便于灌水器的筛选和输送。
[0022]在一个优选的实施例中，灌水器本体I采用圆角矩形结构，且灌水器本体I宽度为
6.5mm,长度为25.0mm。栅条3为长方体形，长度为6.0mm,宽度为0.2mm,高度为0.5mm,相邻间距为0.3mm。消能迷宫流道5宽度为0.85mm，深度为0.75mm，长度为48.18mm。引流道6 长 14.0mm,宽 0.4mm。
[0023]在一个优选的实施例中，灌水器本体I的材料由重量百分比为98.2%的线性低密度聚乙烯(LLDPE，乙烯与α-烯烃的共聚物)，重量百分比为0.8%的有机砷ΙΟ-oxybisphenoxyarsine和重量百分比为1.0%的塑料耐寒柔软剂(苯乙烯类三元共聚物改性剂)熔融后重新聚合所形成。
[0024]在一个优选的实施例中，当灌水器制造结束后，可以将灌水器在浓度为109CFU/mL的枯草芽孢杆菌溶液中浸溃10_15h，使灌水器内壁面可抑制微生物的附着和积聚，促进微生物的分解与死亡，明显减轻生物膜对灌水器堵塞的影响，最终增强灌水器的抗堵塞性能。
[0025]本发明在使用时，首先制造与该灌水器相匹配的滴灌管，灌溉水源从格栅2中进入灌水器，格栅2对灌溉水源进行过滤，降低灌水器堵塞风险。灌溉水源经过格栅2的过滤后从进水口 4流入消能迷宫流道消能迷宫流道5的流道入口 10，消能迷宫流道消能迷宫流道5对水流进行持续扰动进而实现能量耗散，提高灌水均匀度和颗粒物输移能力。从流道出口流出的水，经引流道分别引至与其两端相连的出水口内。水流最终从出水口，经过滴灌管壁上相应的孔口滴出，对作物进行灌溉。
[0026]本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【权利要求】
1.一种小型高抗堵塞滴灌灌水器，其特征在于，该灌水器包括: 一灌水器本体， 两对称布置在所述灌水器本体两端的出水口， 一沿横向开设在两所述出水口之间的所述灌水器本体上的进水口， 一开设在所述灌水器本体上表面且位于所述进水口外围的消能迷宫流道， 一沿横向开设在所述灌水器本体上表面的引流道，以及 一设置在所述进水口下方的所述灌水器本体下表面的格栅； 其中，所述消能迷宫流道的一端与所述进水口相连通形成流道入口，另一端围绕所述进水口一周后形成流道出口 ；所述引流道位于所述流道出口的一侧且分别与所述流道出口和两所述出水口相连通。
2.如权利要求1所述的小型高抗堵塞滴灌灌水器，其特征在于，所述消能迷宫流道为曲折迂回的双排齿形流道，并在弯曲处交替形成齿间被水区和齿间迎水区，所述齿尖迎水区采用半径为所述消能迷宫流道宽度一半的圆弧，所述齿尖被水区采用半径等于所述消能迷宫流道宽度的圆弧。
3.如权利要求1所述的小型高抗堵塞滴灌灌水器，其特征在于，所述格栅由若干等间距纵向排列的栅条组成。
4.如权利要求2所述的小型高抗堵塞滴灌灌水器，其特征在于，所述格栅由若干等间距纵向排列的栅条组成。
5.如权利要求1或2或3或4所述的小型高抗堵塞滴灌灌水器，其特征在于，所述灌水器本体采用上下两层布置，其中所述出水口、进水口、消能迷宫流道和引流道均设置在所述灌水器本体的上层，所述格栅设置在所述灌水器本体的下层，上、下两层所述灌水器本体粘合在一起。
6.如权利要求1或2或3或4所述的小型高抗堵塞滴灌灌水器，其特征在于，所述灌水器本体的外围设置有一用来与滴灌管/滴灌带内壁连接的粘合面；在所述灌水器本体的底部开有一个前后高、中间低的卡槽，所述卡槽以沿所述灌水器本体长度方向突起的卡槽壁为边界，深度为0.5mm。
7.如权利要求5所述的小型高抗堵塞滴灌灌水器，其特征在于，所述灌水器本体的外围设置有一用来与滴灌管/滴灌带内壁连接的粘合面；在所述灌水器本体的底部开有一个前后高、中间低的卡槽，所述卡槽以沿所述灌水器本体长度方向突起的卡槽壁为边界，深度为 0.5mmο
8.如权利要求3或4所述的小型高抗堵塞滴灌灌水器，其特征在于，所述灌水器本体采用圆角矩形结构，宽度为6.5mm,长度为25.0mm ;所述栅条为长方体形,长度为6.0mm,宽度为0.2mm，高度为0.5mm，相邻间距为0.3mm ;所述消能迷宫流道5宽度为0.85mm，深度为0.75mm,长度为48.18mm ;所述引流道长14.0mm,宽0.4_。
9.如权利要求1到8任一项所述的小型高抗堵塞滴灌灌水器，其特征在于，所述灌水器本体的材料由重量百分比为98.2%的线性低密度聚乙烯、重量百分比为0.8%的有机砷ΙΟ-oxybisphenoxyarsine和重量百分比为1.0%的塑料耐寒柔软剂熔融后重新聚合所形成。
10.如权利要求1到9任一项所述的小型高抗堵塞滴灌灌水器，其特征在于，该灌水器在制造结束后， 在浓度为109CFU/mL的枯草芽孢杆菌溶液中浸溃10-15小时。
【文档编号】A01G25/02GK103651053SQ201310681949
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】李云开, 冯吉 申请人:中国农业大学