一种温室西红柿专用高均匀性灌水器的制作方法

本实用新型涉及植物灌溉技术领域，具体涉及一种滴灌灌水器，特别涉及一种温室西红柿专用高均匀性灌水器。

背景技术：

西红柿(番茄)是全球第二大蔬菜作物，2013年全球番茄种植面积为476.25万公顷，生产总量为16449.30万吨；我国是世界上番茄种植面积和生产总量最大的国家，2013年种植面积和生产总量分别达到98.46万公顷和5066.43万吨，随着经济社会的发展和生活水平的提高，消费者对番茄生产总量的需求已趋近饱和，而对果实品质的要求日益提高，为了在保证产量的同时提高番茄果实的品质，基于设施农业种植(温室种植)下的许多农艺管理措施已经应用到番茄生产中。其中通过灌溉措施调节温室西红柿土壤水肥状况和温室温湿度等环境因素，从而调节番茄产量和品质，正被许多学者和实际种植农户所关注。滴灌作为一种局部灌水方式，基于其灌水高效自控、节水增产等优势正被普遍用于温室蔬菜、花卉和果树的灌溉。然而，温室用户在选择作物相对应的滴灌灌水器时，市场上面并没有可供某种单个作物专用的灌水器(滴灌带)，只能被动选择流量和间距相对靠近的灌水器。

西红柿是一种对水分需求很大的作物，并且对水分亏缺反应敏感，灌溉是影响番茄产量和果实品质的重要因素。充分灌溉条件下，温室西红柿生育期内平均日耗水量大约在2.2-2.5mm/d,生育耗水高峰期间日平均耗水量大约在3.5-4mm/d，单日最大耗水量峰值可达5.0-5.5mm/d之间。西红柿的根系发达，主要根系分布在30厘米的耕作层内，最深可达1.5米。西红柿对土壤的要求不甚严格，一般说来，除了低洼水涝地或盐碱上外，都可以种植西红柿。但是，为了获得优质、高产的西红柿，最好选择土层深厚、肥沃疏松、保水保肥力较强的砂壤土，这也是目前温室西红柿种植面积最大的土壤类型之一。

对于温室西红柿的灌溉而言，从调研的数据来看，目前温室大棚较为普遍采用的单次灌水时间(轮灌时间)为4-6个小时，灌溉周期普遍采用6-8天。如果采用流量过大的灌水器(超过2L/h)，以单个灌水器流量为2L/h，灌水器间距为30cm(西红柿种植株距一般为25-40cm)为例，每次滴灌灌水时间为5小时，灌溉湿润比为0.6来算，则单位面积上(每平方米)实际每次灌水量为50mm,如果按照西红柿每日耗水5.5mm来算，每次灌水后可以持续维持9天后再灌(即灌溉周期为9天)；如果按照西红柿每日耗水4mm来算，每次灌水后可以持续维持12天后再灌(即灌溉周期为12天)，这与目前主流采的灌溉周期为6-8天不相一致，给大面积温室西红柿用户在管理和操作上带来系列不便。此外，从砂壤土的水分运移特性分析来看，单次灌水量过大，并不有利于水分的高效利用，而且容易造成水肥的渗漏损失，因此针对西红柿的滴灌灌水器的流量应该要小于2L/h。从另外一个角度反向分析来看，如果按照目前温室西红柿种植普遍采用的灌溉周期为7天，按照西红柿每日耗水5.5mm来算，则单次需要的灌水量为38.5mm，同时按照目前温室西红柿种植普遍采用的单次滴灌灌水持续时间为5个小时，灌水器间距为30cm来计算，则单个灌水器的流量需求为1.54L/h。当然，实际上西红柿日耗水量达到峰值5.5mm的天数不多，生育期内更多的天数内其日耗水量在3.5-4mm之间，这也意味着单个灌水器的流量需求要小于1.54L/h，按照日耗水量在3.5之间来计算，单个灌水器的流量需求约为1.0L/h。因此，温室西红柿灌溉对单个滴灌灌水器的流量需求应尽量在1.0-1.5L/h之间为优。

综上所述，面对温室西红柿种植规模的扩大，从提高灌溉精量化与水肥高效利用以及方便用户管理等角度出发，研制温室西红柿专用滴灌灌水器势在必行，依据相关调研和计算，我们发明了一种流量介于1.0-1.5L/h之间的温室西红柿专用高均匀性灌水器，相关产品填补国内相关产品空白。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对国内温室西红柿专用高均匀性灌水器的空白，提供了一种具有较优水力性能、结构简单、价格低廉的非压力补偿式温室西红柿专用高均匀性灌水器，其流量为1.29L/h，介于1.0-1.5L/h之间。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供了一种温室西红柿专用高均匀性灌水器，包括进水腔和出水腔；所述进水腔内设置有整体片式装置，所述整体片式装置包括过滤网格和锯齿型流道，所述过滤网格一侧与进水口连通，另一侧与锯齿型流道连通；所述出水腔上设置有出水口。

优选地，所述过滤网格的孔径为0.25mm。

优选地，所述过滤网格为筛网状，数量不少于20个。

优选地，所述锯齿型流道的锯齿高度(H)为0.85mm，锯齿间距(I)为1.41mm，流道宽度(W)为0.65mm，流道深度(D)为0.55mm，齿角度(θ)为45°，齿尖参差量(G)为0mm。

优选地，所述锯齿型流道的长度(L)为19.03mm。

本实用新型中，所述锯齿型流道的各尺寸的选择是很关键的，每一个尺寸的改变均会导致最终的流量发生偏差，而导致无法得到本实用新型的效果。

优选地，所述进水口上设置有过滤装置。

优选地，所述出水口的直径为1.6mm。

本实用新型为了提高抗物理堵塞功能，采用侧向多个带过滤功能的进水口，且在锯齿型流道下方设有至少20个筛网状过滤网格。

为了提高灌水器水力性能，对齿间距、齿锥角、流道宽度和深度、齿重合度、流道长度等结构参数及其尺寸进行优化组合，提高了流道中流体运动的紊动性，从而提高了灌水器在低压下的水力性能和抗堵塞性能，且满足了灌水器流量介于1.0-1.5L/h之间。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：基于温室西红柿灌溉对单个滴灌灌水器的流量需求在1.0-1.5L/h之间，本实用新型设计出一种流量为1.29L/h的温室西红柿专用滴灌灌水器，可提高温室西红柿灌溉精量化与水肥高效利用，便于用户管理。此外，通过设置筛状过滤网格和优化锯齿状流道结构参数的组合，使本实用新型的锯齿型灌水器在常压下仍具有优异的水力性能和抗堵塞性能，而且本实用新型具有结构简单、造价低廉等特点，填补了国内相关产品的空白。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为灌水器的锯齿型流道结构参数定义示意图；其中：W-流道宽度；H-锯齿高度；θ-齿角度；I-锯齿间距；G-齿尖参差量；L-流道的长度；

图2为灌水器的锯齿型流道结构的流道深度(D)定义示意图；

图3为温室西红柿专用高均性灌水器的结构示意图；

图4为温室西红柿专用高均性灌水器锯齿型流道的尺寸图；

图5为试验室测定的温室西红柿专用灌水器水力性能曲线；

其中：1、进水腔；2、过滤网格；3、锯齿型流道；4、出水口；5、出水腔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型首先针对锯齿型灌水器的流道结构参数，流道主要结构参数定义见图1和图2所示，基于常压工作压力范围内(0.1MPa)，进行了大量的锯齿结构参数组合多因素正交试验和和单因数试验，以灌水器的水力性能和抗堵塞性能相关参数为考核指标，构建了常压滴灌灌水器具有优异工作性能下的流道结构优化设计参数范围，在各结构参数优化范围内，提出了满足流量为1.29L/h(介于1.0-1.5L/h之间)的温室西红柿专用灌水器各流道结构参数组合。

实施例1

基于常压下锯齿型流道结构参数中齿间距、齿锥角、流道宽度和深度、齿重合度、流道长度等参数的优化，本实施例提供了一种常压下具有优异水力性能的非压力补偿式温室西红柿专用灌水器专用锯齿型灌水器，如图3和图4所示，包括进水腔1和出水腔5；所述进水腔1内设置有整体片式装置，所述整体片式装置包括过滤网格2和锯齿型流道3，所述过滤网格2一侧与进水口连通，另一侧与锯齿型流道3连通；所述出水腔5上设置有出水口4。

所述过滤网格2的孔径为0.25mm。

所述过滤网格为筛网状，数量不少于20个。

所述锯齿型流道3的锯齿高度(H)为0.85mm，锯齿间距(I)为1.41mm，流道宽度(W)为0.65mm，流道深度(D)为0.55mm，齿角度(θ)为45°，齿尖参差量(G)为0mm。

所述锯齿型流道3的长度为(L)19.03mm。

所述进水口上设置有过滤装置。

所述出水口4的直径为1.6mm。

由于本实施例中的过滤网格2的孔径为0.25mm，远小于灌水器内部锯齿型流道3结构内的最小尺寸(流道宽度为0.65mm)，有效地提高了灌水器的抗物理堵塞能力。

经测试，如图5所示，具有该结构参数的锯齿型灌水器在常压范围下具有优异的水力性能，其流态指数x在低压范围内为0.46，达到国际同类产品最小值，其在常压下(0.1MPa)的流量为1.29L/h，满足温室西红柿灌溉特征和主流管理特点。相比滴灌市场上的圆柱迷宫式和压力补偿式灌水器，本实用新型提供的灌水器具有结构简单、造价便宜等优势，且在常压下具有优异工作性能，填补了国内低压滴灌专用锯齿型灌水器的产品空白。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。