一种自动灌溉排水装置的制作方法

本产品属于自动化农业领域，涉及一种自动灌溉排水装置，特别涉及一种适用于稻田漫灌的自适应灌溉排水装置。

背景技术：

中国是传统的农业大国，目前大部分地区产业仍以农业为主，其中南方地区主要以水田为主，是水稻种植的主要分布区。当前我国农田灌溉排水主要采用人工手段，大部分农民通过肉眼判断田间水位，进而手动开启或关闭阀门来控制灌溉用水的进入和排出，既对人力有较高的要求，造成人力的浪费，又不能精确满足田间水位对不同时期水稻需水的要求。目前，我国对水稻田自动灌溉排水装置的研究多数集中于单向进水或单向排水，如：中国专利（专利号：201620524972.5）公开一种控制水田水位的自动排水阀门，主要利用杠杆定理实现自动排水。中国专利（专利号：201410826591.8）公开了一种可调式农田自动排水阀，利用水位调节器按钮的移动，通过金属传力条调节磁簧开关上下位置，实现自动排水。以上两个装置虽能实现农田自动排水，但只能实现单向排水，不能同时实现农田灌溉。少部分农田灌排装置可以实现自动灌排，考虑其较高的投资成本及对精细仪器的操作和养护，目前只适用于实验室，在当今农村无法推广，如：中国专利（专利号：201410010565.8）公开了一种磁力双向排水阀，当中所用磁性阀门、磁性圆盘等装置造价较高，不够实用。又如：中国专利（专利号：201110056863.7）涉及一种农田自动灌排装置，整体设计完整，但其装置结构复杂，安装困难，实用性低。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种可以实现自动灌溉排水的装置。

本发明所采用的技术方案是：一种自动灌溉排水装置，其特征在于：包括水位感触系统和阀门系统，水位感触系统和阀门系统通过伸缩杆件和传动杆件连接起来。

本发明的有益效果是：

1.该装置能够根据人为要求，准确的控制田间水量，提高了灌溉用水的利用率，响应了农业节水政策的号召；

2.该装置原理简单，结构简易，成本低廉，经济性强，易被农民群体接受，受众广大；而且装置的元部件都有极强的可替换性，也适应于农村使用环境；

3.该装置针对灌溉排水工作实现零人力化，顺应机械化和自动化农业生产的发展态势；

4.该装置具有极强的可移植性，可以很好地应用于其它类似的需要自动控制水位的工作环境中。

附图说明

图1：本发明实施例的结构图；

图2：本发明实施例的内部结构图；

图3：本发明实施例的静压井外观图；

图4：本发明实施例的进水阀门和出水阀门结构分解图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

稻田中的水对浮球产生浮力作用，浮球因受浮力可随田间水位的涨落而在竖直方向上发生位移，该效应可视为浮球对水位的测量感应。通过杆件销钉体系，浮球可传力于安置在田梗上的阀门，并随着浮球自身的位移带动该错动式阀门产生转动，从而实现自动进水或排水。通过控制元件，可对灌溉阀门与排水阀门的开启状态执行终止，从而实现顺着水量积累方向进行“缺水灌溉，多水排出”的连续控制，两个过程互不干扰。

基于上述原理，请见图1、图2、图3和图4，本发明提供的一种自动灌溉排水装置，包括水位感触系统和阀门系统，水位感触系统和阀门系统通过伸缩杆件2和传动杆件3连接起来。

本实施例的水位感触系统包括进水阀门浮球8、出水阀门浮球9和静压井1，进水阀门浮球8、出水阀门浮球9放置于静压井1中；静压井1设置在稻田内，其底部开设有的高度约为10mm进水口10，上部无盖，保证静压井1中水位与稻田水位一致；静压井1设置有两独立腔室，分别放置进水阀门浮球8和出水阀门浮球9。

本实施例的阀门系统包括进水阀门4和出水阀门5，进水阀门4、出水阀门5分别与水位感触系统中的进水阀门浮球8和出水阀门浮球9通过伸缩杆件2和传动杆件3连接起来；进水阀门4由可旋转扇叶12、通水小孔11和约束扇叶转动角度的卡子6组成，出水阀门5由可旋转扇叶12、通水小孔11和约束扇叶转动角度的卡子7组成。进水阀门4安装高程高于地面2-5cm，出水阀门5的紧贴于地面布置。

本实施例的装置安置于稻田与灌渠之间的田梗上朝向农田的侧壁上。田梗在阀门所在的位置挖通涵洞，使得渠内水和田内水能够经由阀门相互贯通。整个装置由静压井、浮球、传动杆件以及错动式阀门等主要部件构成。微型静压井紧贴田梗壁，并设隔板将其一分为二分别用于控制进水与排水。静压井设置开口使得井中水面与田间水面相平，井中水面高低直接反映田间水层深度。浮球设在静压井中，感应田间水位，并通过传动杆系带动错动式阀门启闭。两个错动式阀门分别控制田间进水与出水，从而配合错动式阀门实现单一涵洞单向流水。

本实施例的两个工作状态为灌溉状态和排水状态，工作流程分别为：

1.灌溉状态；

进水阀门4的初始状态为开启，排水阀门5的初始状态为关闭。农户事先利用伸缩杆件2设定好稻田目标水位。灌溉过程中，渠中水位高于稻田水位，则经由进水阀门4进入田间。随着稻田水量的积累，水层深度增加，进水阀门浮球8受浮托力作用而向上运动，通过传动杆件3带动进水阀门4顺时针转动。当进水阀门浮球8到达目标水位高度，进水阀门4刚好关闭。由于在进水阀门4上设置了约束阀门转动角度的卡子6，所以即使此时渠间水位仍高于田间水位，进水阀门4也不能继续沿顺时针转动打开，从而有效地控制了灌溉过程的终止。

2.排水状态；

当稻田进水量已达灌溉需求后，可能由于自然降雨等原因导致田间水量过多，需要排水。此情况下进水阀门4已经达到关闭状态，使水不能由进水涵洞流出。由于事先已由农户根据灌水上限设定好了出水阀门浮球9的运动起点（出水阀门浮球9的运动起点要高于进水阀门浮球8的运动终点），所以当水量积累到出水阀门浮球9受浮力作用向上运动时，排水阀门5逆时针转动逐渐打开，使水排出。随着排水的进行，田间水位逐渐降低，阀门依靠自重顺时针转动逐渐关闭。当田间水位降至许可高度，排水阀门5则关闭，并受约束卡子7的约束作用不再继续顺时针打开。

本实施例的装置的构造和外观设计尽量满足能够贴壁运行，免除开挖填土等工作，同时尽可能减少占用农田的内部面积，并且不干扰农田以外的人工劳作。

本发明的功能有：

1.灌溉排水自动一体化，本系统采用错动阀门，在两条互不干扰的管道中实现自动进水及排水，从而自动控制灌溉以及排水过程；

2.田间目标水位可调，本系统利用标尺可实现对浮球运动的起始高度进行自由设定，从而控制田间水位；

3.抵抗自然因素干扰，本系统采用微型静压井，静压井可对狂风暴雨等恶劣天气引起的田间水面巨大起伏波动进行过滤，同时可保护浮球的运动不受风浪的影响。

尽管本说明书较多地使用了静压井1、伸缩杆件2、传动杆件3、进水阀门4、排水阀门5、进水阀门约束扇叶转动角度的卡子6、出水阀门约束扇叶转动角度的卡子7、进水阀门浮球8、出水阀门浮球9、进水口10、通水小孔11、可旋转扇叶12等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。