一种微孔陶瓷压力补偿式滴灌灌水器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于旱区农业节水灌溉技术领域，涉及一种微孔陶瓷压力补偿式滴灌灌水器，用于解决旱区作物的灌溉问题，特别适用于解决山地经济林的灌溉问题。
【背景技术】
[0002]微灌是一种非常节水的灌溉技术，已在旱区作物的灌溉中广泛采用。针对不同作物的需水要求和灌溉制度，开发性能优异的灌水器是微灌技术发展的关键，其中灌水均匀度作为衡量灌水器性能的一个重要指标，已成为灌水器设计时首要考虑的问题。
[0003]在对大田和经济作物灌溉时，随着灌溉管道沿程水头损失的增加，安装在管道不同位置的灌水器的工作压力逐渐降低，从而使灌水器的出水量逐渐减少，造成不同作物间的灌水量差异很大，严重影响了作物的生长。在对山地经济林灌溉时，由于山地地势复杂、坡度大，灌溉管道中的水头变化幅度很大，位于不同地势的灌水器出水量差异表现的更为明显。为了保证每一株作物都能获得近乎相同的灌水量，在灌水器的设计时必须引入压力补偿的思想。
[0004]目前市面上存在的压力补偿式灌水器的工作原理基本相同，大多是在迷宫流道结构的基础上配上压力补偿垫片来实现的。专利“一种地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器”(申请号:201110411698.2)和“一种大流量压力补偿式滴灌灌水器”(201210006948.9)，将迷宫流道和压力补偿垫片配合使用，灌水器中的弹性垫片可根据管道的水压变化改变变形量，以达到改变灌溉水的过流面积，实现调压作用，经调压后的水流再由迷宫流道进一步消能后流出。该灌水器可在一定水头范围内减小管道水头变化对灌水器出水量的影响。但上述类型的灌水器对灌溉水的水质要求较高，否则灌溉水中的固体颗粒物极易淤积在灌水器的迷宫流道中，造成灌水器堵塞。另外，上述类型的灌水器对灌溉水的调压消能完全依靠灌水器的结构来实现，在灌水器的制备和组装过程中，制造偏差就会严重影响灌水器的灌水均匀度，即便是在水头相同的情况下，制造偏差也会造成灌水器出水量不一致。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种抗堵塞能力强、消能结构简单、制造偏差小，并具有压力补偿功能的微孔陶瓷压力补偿式滴灌灌水器。该灌水器为组合式结构，利用微孔陶瓷的渗水性对灌溉水进行消能，配合压力补偿垫片调节灌水器的出水量，可实现在不同水头下灌水器的出水量一致。特别适合在水头变化幅度较大的山地对作物进行灌溉。
[0006]为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种微孔陶瓷压力补偿式滴灌灌水器，包括基座，基座内部设置有空腔，基座顶部可拆卸地设置有扣装在基座上的腔壳，腔壳上设置有进水孔，基座上设置有与进水孔同轴心线的出水孔，进水孔与出水孔之间的空腔中设置有渗水片，渗水片中分布有孔隙，水流自进水孔进入空腔后经过渗水片的过滤后自出水孔流出基座。
[0008]进一步地，所述的渗水片采用微孔陶瓷渗水片，渗水片的孔隙率为40%?60%，孔隙的直径为1?2微米。
[0009]进一步地，所述的空腔中设置有弹性的压力补偿垫片，压力补偿垫片底部支撑在空腔中的基座上，顶部与渗水片相接；
[0010]压力补偿垫片为曲面状结构，压力补偿垫片的周向为圆形结构，其中部带有变径的通孔，通孔的内径变化趋势为:在由压力补偿垫片顶部至底部的轴向上内径逐渐减小并最终变为一致。
[0011]进一步地，所述的压力补偿垫片的通孔内径变化部分的弧面函数为二次函数或三次函数。
[0012]进一步地，所述的弧面函数为:
[0013]y = 0.03x2+0.05x 或 y = 0.005x3+0.03x2+0.0lx
[0014]其中x和y的含义为:
[0015]将压力补偿垫片自其轴向上进行截切，截切面为对称的两部分，取其一部分，以截切面的顶端边缘处为圆心，建立坐标系，坐标系的X轴为垂直于压力补偿垫片轴向的方向，y轴为平行于压力补偿垫片轴向的方向。
[0016]进一步地，所述的基座顶部沿基座的周向设置有侧壁，外部内部构成所述的空腔；基座顶部的中心处设置有凸台，凸台与侧壁之间的部分构成环形槽，所述的压力补偿垫片设置在环形槽中。
[0017]进一步地，所述的出水孔从凸台顶面贯穿出基座的底面，出水孔的直径大于进水孔的直径。
[0018]进一步地，所述的腔壳的纵向截面呈倒“凹”形，腔壳内部靠近腔壳顶部的位置沿靠近进水孔轴线的方向对称凸起构成用于限定渗水片位置的限位卡，所述的渗水片的顶部位于限位卡的下方，由此在渗水片的顶部与进水孔之间形成缓冲腔。
[0019]进一步地，所述的基座侧壁的外部沿周向环绕切割一圈形成座台，所述的腔壳扣装在基座上后，腔壳外径与基座外径一致。
[0020]进一步地，所述的腔壳的顶部设置有连接端，连接端的外壁上设置有连接头，连接头的轴向截面呈梯形；连接端与腔壳顶部连接处的纵向截面为一段圆弧，所述的进水孔自轴向上穿透连接端。
[0021]本发明的工作原理为:毛管中的灌溉水先由进水孔进入灌水器内空腔上部的缓冲腔，然后经由微孔陶瓷渗水片内部的孔道向下渗，由于孔道的摩擦力和毛细作用力，水流在孔道中的流速会随微孔陶瓷渗水片上方水压的变化而不同，微孔陶瓷渗水片下部空腔为常压，所以微孔陶瓷渗水片上下方会存在压差；
[0022](a)当灌水器的进水压力较小时，虽然灌溉水在微孔陶瓷渗水片中的流速较慢，但是由于微孔陶瓷渗水片上下方压差较小，压力补偿垫片受到微孔陶瓷渗水片的压力较小，变形较小，微孔陶瓷渗水片下方与压力补偿垫片的接触面积较小，灌溉水的渗水面积较大；
[0023](b)当灌水器的进水压力增大时，灌溉水在微孔陶瓷渗水片中的流速变快，但同时微孔陶瓷渗水片上下方压差增大，压力补偿垫片受到微孔陶瓷渗水片的压力变大，变形增大，微孔陶瓷渗水片下方与弹性垫片的接触面积增大，灌溉水的渗水面积减小，从而保证了压力增大时灌水器的出水量不变；
[0024](c)当灌水器的进水压力减小时，上述所有变化反向进行，仍然能够保证灌水器的出水量不变。总而言之，微孔陶瓷压力补偿式滴灌灌水器的出水量一致性，是通过灌溉水在微孔陶瓷渗水片的流速与渗水面积成反向变化来实现的。
[0025]本发明具有以下技术特点:
[0026]1.利用了微孔陶瓷的渗水性对灌溉水进行消能，消能结构简单，消能稳定性好，降低了制造偏差对灌水器灌水均匀度的影响。
[0027]2.压力补偿垫片的变形量能够智能的根据灌水器的进水压力进行调节，从而实现自动根据水压变化调节微孔陶瓷渗水片的渗水面积的目的，进一步降低了灌水器制造偏差对灌水均匀度的影响。
[0028]3.微孔陶瓷渗水片的孔径为微米级，远小于灌溉水中杂质的粒径，杂质可被有效阻挡在微孔陶瓷渗水片外部，有效提高了灌水器的抗物理堵塞能力；灌水器的安装工序简单，压力补偿区间大，可适应更大幅度的水头变化。
[0029]4.本发明将微孔陶瓷渗水片与压力补偿垫片结合，能很好的解决水头变化造成灌水器出水量不一致的问题，而且该灌水器利用了微孔陶瓷的渗水性对灌溉水进行消能，极大的减小了制造偏差对灌水器出水量影响较大等问题。经申请人的实验证明:该灌水器的压力补偿区间为3?24m，通过使用不同孔隙率的微孔陶瓷渗水片，并配合具有不同硬度和弧面函数的压力补偿垫片，灌水器在1?15L/h范围内实现不同的出水量，而且能很好的适应管道压力的变化，保证了作物的灌水均匀性。
【附图说明】
[0030]图1为本发明的整体结构示意