一种负压滴灌装置及其负压滴灌方法
【专利摘要】本发明涉及一种负压滴灌装置及其负压滴灌方法，属节水灌溉技术领域。负压滴灌装置包括水源容器和正负压管。将正负压管一端的正负压给水器竖直向下插入到作物根区土壤中，将正负压管的另一端接在水源容的出水口上，将水源容器的最低水位置于低于或等于埋在作物根区土壤中的正负压给水器，然后向水源容器里注入水或营养液，注滿后，将内桶进水口封闭，两桶间隔中的水很快流进正负压管，开始正压滴灌，当两桶间隔中的水面下降到与埋在作物根区土壤中的正负压给水器相平或以下时，正压消失，负压滴灌就开始了。本发明具有结构简单，使用方便，节水节能，应用灵活，成本低廉，易于推广等优点。
【专利说明】
一种负压滴灌装置及其负压滴灌方法
[0001]本发明涉及一种负压滴灌装置及其负压滴灌方法，属节水灌溉技术领域，尤其适用于滴灌。
【背景技术】
[0002]滴灌和负压地下灌溉都是目前农田灌溉最节水的灌溉技术。虽然滴灌和负压地下灌溉都有诸多优点，但由于杂质、矿物质的沉淀的影响，会使滴灌管的毛细管堵塞，因此灌溉水需要过滤，且对水质也有一定要求。负压地下灌溉的给水器多采用陶土材质，孔径十分微小，如果处理不好过滤问题，也极易发生堵塞，造成系统瘫痪，而且滴灌和负压地下灌的投资成本都比较高，多适用于经济附加值较高的作物，普及有一定难度。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种负压滴灌装置及其负压滴灌方法，它能让土壤吸力将地面以下的水自动地抽到地面以上，再一点一滴地滴渗到作物根区土壤中，达到调控亏水灌溉.
[0004]为实现上述目标，本发明采用的技术方案是利用正负压管来实现负压滴灌，其灌溉装置包括水源容器和正负压管。
[0005]实现负压谪灌的关键部件是正负压管。正负压管是由一个正负压给水器和它上面连着的一根细软管构成的。正负压给水器是由粗细不同的两根硬质透明塑料管构成，粗细两管内径悬殊大，其尺寸没有严格限制，粗管一般可取，长5-10厘米，内径1-3厘米，壁厚I毫米，粗管一端开口，另一端向外伸出一凸嘴，凸嘴中有一细管，内径一般在2-3毫米，壁厚I毫米，细管在粗管中露出的长度小于I厘米，这个细管在粗管中露出的管口就是正负压给水器的进水口，细管在粗管内露出一小段，目的是灌溉时能明显看到水珠滴的快慢，细管管口常悬卦着水珠，也能防止正负压给水器中的空气进入软管中，细软管为正负压给水器的进水管。
[0006]正负压管的使用方法:正负压管的一端是正负压给水器，正负压给水器要开口向下竖直插入到作物根区的土壤中，插入土壤中后正负压给水器中必然会进入一个土壤园柱体，这个园柱不宜过长，过长滴水太慢，过短容易漏气，土质不同，所需长度也不一样，一般可取4-6厘米，土壤柱上面是空气，插好后并轻轻压好。正负压给水器中也可以事先装上毛细管或与土壤近似吸水性强的东西，再将正负压给水器埋入作物根区土壤中。正负压管上的软管可通过输水管或直接接到水源容器侧壁靠近底部的出水口接头上。先使水源的水位高于灌溉地平面进行正压滴灌，再缓慢平稳地使水源水面下降到与正负压给水器相平或以下时，滴灌仍会继续进行，负压滴灌就开始了，眼晴可以直接观察到处在正负压给水器下面的水源容器中的水或营养液，会顺着正负压管的软管自动地从下向上流动，直至到达地面以上，再一点一滴地通过正负压给水器滴渗到土壤中去。用正负压管进行负压滴灌，水面与正负压给水器之间的高度差可以达到60厘米以上(正负压给水器是以其上端的进水口为基准点)，但不是每根管每次都能达到，高度差越大越容易漏气，在灌溉实际中，为了保险其间，正负压给水器与水源水面的高度差不宜过大，所以水源容器的最低水位一般要与土壤根区中的正负压给水器相平或以下不超过30厘米。
[0007]所述水源容器由内桶和外桶两个形状相同而粗细不同的塑料桶组成，桶可方可园，外桶开口向上，侧壁上靠近底部可有一个或多个向外凸出的出水口凸嘴，这些出水口凸嘴平时都用橡皮帽封住。内桶是一个比外桶稍细的桶，内桶桶口朝下倒扣在外桶中，在两桶之间有一条很窄的间隔。在内桶的桶口上有三到四个支撐腿，把内桶顶起，支撐腿立在外桶的桶底上，内桶桶口距外桶桶底的高度，一定要在外桶侧壁的出水口之上，在内桶桶口以下，内外两桶是相通的。水源容器的使用方法是:先打开内桶上端的进水口，然后向桶内注入水或营养液，由于两桶底部互相连通，水可以同时流进内桶和两桶间的间隔，流满后将内桶的进水口封闭。由于内桶不能进气，内桶中的水就不会流出，只有两桶间隔中的水可以流出，两桶间隔中的水位就是水源的水位。两桶间隔中的水，水位高水量少，它主要用于负压滴灌前的正压滴灌，而细桶中大量的水只有当两桶间隔中的水面下降到内桶桶口以下时，内桶中的水才会流出，主要用于负压滴灌。当水面下降到内桶的桶口以下时，空气就会从水面与桶口之间的空隙进入内桶，内桶中的水隨之流出到两桶间隔中，使间隔中的水位升高，水位的升高又堵住了水面与桶口的空隙，使出水停止，出水口不停地出水，水位又会再次下降到内桶桶口以下，空气又会进入内桶，水又从内桶流出，流出的水又使两桶间隔中的水位升高，再次堵住水面与桶口之间空隙，再次停止出水，如此反复，水面会一直保持在与内桶桶口相平的位置，这一水面就是该水源容器的最低水面。水源容器的放置方法是，正压滴灌时，水源容器的最低水位要高于埋在作物根区土壤中旳正负压给水器，负压谪灌时水源容器中的最低水位要等于或低于埋在作物根区土壤中的正负压给水器，水源容器的最高水位要高于埋在作物根区土壤中的正负压给水器。正负压给水器以其上端的谪水口为基准。
【附图说明】
[0008]图1为本发明的负压滴灌装置的结构示意图
[0009]图2为正负压管的结构示意图
[0010]图3为内桶结构示意图[0011 ]图4为水源容器外观示意图
[0012]图中1.水源，2.出水口，3.水源水面，4.内桶桶口，5.外桶，6.内桶，7.内桶进水口，
8.进水口封盖，9.水源容器，10.内桶支撑腿，11.灌溉水，12.进水软管，13.正负压给水器进水口，14.灌溉地平面，15.正负压给水器，16.土嚷，17.土壤园柱体。18.正负压管。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施中的技术方案进行请楚完整地描述。
[0014]图1为实施例附图
[0015]用正负压管既可以正压滴灌，也可以负压滴灌，要实施负压滴灌，必须先从正压滴灌开始，再由正压滴灌转換到负压滴灌。
[0016]实施步骤:
[0017]1.插正负压管。将正负压管上的正负压给水器15开口向下竖直插入到作物根区土壤16中，插入后，正负压给水器中会进入一个土壤园柱体17，这个园柱体不宜过长，过长滴水太慢，过短容易漏气，土质不同，所需长度也不一样，一般可取4-6厘米，土壤柱上面是空气，插好后轻轻按压。正负压给水器15中也可以事先装上毛细管或其他与土壤近似吸水性强的东西，将正负压给水器埋入作物根区土壤中並轻轻压好。
[0018]2.放置水源容器9和接正负压管18。水源容器一部分要在灌溉地平面14以下，一部分在灌溉地平面14以上。水源容器的最低水面3是内外两桶间隔中与内桶桶口相平的水面。水源容器的最低水面3应低于或与埋在作物根区土壤中的正负压给水器的进水口 13相平，水源容器的最高水面(与外桶桶口平齐)应高于灌溉地平面。水源容器放好后，把正负压管的软管12接在水源容器9侧壁的出水口 2上。
[0019]3.灌水，由正压滴灌转变为负压滴灌。先打开水源容器内桶6上端的进水口7，然后向内桶内注入水或营养液，由于内外两桶底部是相通的，所以水可以同时注满内桶和两桶之间的间隔。水源容器注满后，两桶间隔中的水面高出灌溉地平面14，水会自动流进正负压管，正负压管中的空气通过正负压给水器15从土壤16中排出，正压滴灌就开始了。正压滴灌一开始，正负压给水器15中的土壤园柱17体迅速达到饱和，，而正负压给水器15外与其接触处的土壤16处于非保和状态，在土壤吸力作用下，使正负压给水器中的水会自动地渗入到周围土壤16中，从而在正负压给水器15中形成负压，这就是说，在正压滴灌的同时，负压隨之而产生，所谓的正压滴灌，实质上是正负压同时存在的滴灌。但负压毕竞产生于正压之后，所以要实施负压滴灌，必须从正压滴灌开始，由正压滴灌再转变为负压滴灌。此时由于内桶顶部的进水口7已封闭，内桶6不能进空气，所以内桶6中的水就不会流出，这时只有两桶间隔中的水可以流出，两桶间隔中的水面就是水源水面3。隨着滴灌的进行，水源容器间隔中的水面是隨着滴灌的进行均匀地下降，当水源水面下降到内桶的桶口4以下时，空气就会从水面与桶口 4之间的空隙进入内桶6，内桶6中的水隨之流出到两桶间的间隔中，使间隔中的水位升高，水位升高又堵住了水面与桶口间的空隙，使出水停止，由于出水口不停地出水，当水位再次下降到内桶桶口 4以下时，空气又会进入内桶，水又从内桶6流出，流出的水又使两桶间隔中的水位升高，再次堵住水面与内桶桶口之间的空隙，再次停止出水，如此反复，水面一直保持在与内桶桶口相平的位置附近，不再上升，也不再下降，而这个水面就是水源容器的最低水面，这个水面正好是低于或等于埋在作物根区土壤中的正负压给水器的进水口 13，这是放置水源容器时设计好的，此时正压诮失，负压继续存在，滴灌仍继续进行，水源容器中的水或营养液被大气压压入正负压管的透明软管，顺着汁透明软管从下向上流动，直至到达地面之上，再一点一滴地滴入正负压给水器15中，来补充正负压给水器15中流入土壤的水分，从而保证整个系统不断地运行。由于水源容器侧壁底端有多个出水口接头2，所以一个水源容器可以灌溉周围一片，也可以一棵一个水源容器，使用灵活，特别适用花卉、蔬菜种植箱、以及西爪、蕃茄、树木等植物的灌溉。如果用输水管把水源的水引到远处，正负压管接在输水管上，也可以进行较大面积的灌溉。可水肥一体化，如果在该装置的正负压给水器里装上土壤，还可以用于砂漠灌溉。
[0020]本发明的有益效果:
[0021]本发明最突出的特点是:结枸简单，，操作简便，节水节能，成本低廉，使用灵活，易于推广。能将水分直接送到作物根区，达到精准灌溉，由浇地变为浇作物，，达到调控亏水灌溉，不需要动力，不破坏土壤结构，不蒸发、不渗露，也可以水肥一体化。可广泛用于阳台种植、房项种植、庭院绿化、西爪、及各种蔬莱和树木灌溉，还可以用以砂漠灌溉，对于干旱和半干旱地区特别适用。本发明将对降低农业投资成本、缓解水资源危机、提高农产品的产量和质量、改善生态环境及其人们的生活都会起到一定的促进作用。
【主权项】
1.一种负压滴灌装置，包括水源容器和正负压管，其特征在于，所述水源容器由内桶和外桶两个形状相同而粗细不同的塑料桶组成，桶可方可园，外桶开口向上，侧壁上靠近底部可有一个或多个向外凸出的出水口凸嘴，内桶是一个比外桶稍细的桶，内桶桶口朝下倒扣在外桶中，在两桶之间有一条很窄的间隔在内桶的桶口上有三到四个支撐腿，把内桶顶起，支撐腿立在内桶的桶底上，内桶桶口距外桶桶底的高度，在外桶侧壁的出水口之上，在内桶上端有一进水口，进水口上有密封盖。2.根据权利要求1所述的一种负压滴灌装置，其特征在于，所述正负压管是由一个正负压给水器和它上面连着的一根细软管构成，正负压给水器是山粗细不同的两根硬质透明塑料管构成，粗细两管内径悬殊大，粗管一端开口，另一端向外伸出一凸嘴，凸嘴中有一细管，细管在粗管中露出不大于一厘米，在粗管外露出1-2厘米。3.—种负压滴灌方法，其特征在于，包括水源、正负压管，所用水源的水面低于或与埋在作物根区土壤中的正负压给水器相平，水源水面与正负压给水器之间的高度差为0-60厘米，灌溉水顺着正负压管的软管自动地从下向上流动，直至到达地面以上，再一点一滴从正负压给水器滴入地下。4.根据权利要求3所述的一种负压滴灌方法，其特征在于，正负压管一端的正负压给水器要开口向下竖直插入到作物根区土壤中，另一端通过输水管或直接与水源容器底部接通，插入后正负压给水器中进入一土壤园柱体，也可以在正负压给水器中事先装上毛细管或其他与土壤近似吸水性强的东西，将正负压给水器埋于作物根区土壤中，滴灌时土壤园柱体上方有一浅水层。5.根辗权利要求3所述的一种负压滴灌方法，其特征在于，由水源、正负压管、土壤组成灌溉系统为一密闭系统，正负压给水器内有空气。6.根据权利要求3所述的一种负压滴灌方法，其特征是，实施负压滴灌，须从正压滴灌开始，由正压滴灌再转换为负压滴灌，方法是正压滴灌进行时，使水源水平面缓慢而均匀地下降，直至降到与作物根区土壤中的正负压给水器相平或以下。7.根据权利要3所述的一种负压滴灌方法，其特征在于，水源容器的放置方法，水源容器的一部分在灌溉地平面以下，一部分在灌溉地平面以上，应放置在作物根区土壤中的正负压给水器的上下之间，水源容器里的最高水面要高于正负压给水器，水源容器的最低水位应低于或与正负压给水器相平。8.根据权利要求3所述的一种负压滴灌方法，其特征在于，包括水源容器和正负压管，既可正压滴灌，又可负压滴灌。
【文档编号】A01G25/02GK105900794SQ201610225755
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】黄克治
【申请人】黄克治