专利名称：智能节水阀门的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种林业与农业领域为植物供水的装置法，尤其涉及一种根据被灌溉土壤含水率智能控制阀门。
背景技术：
随着社会的发展与科技的进步，人们征服自然与改造自然的能力在逐步提高。在征服自然与改造自然的过程中人们对自然环境造成了很大的破坏。现在人们已经认识到了这个严重的问题，在治理荒山与沙漠的过程中植树造林是最好的方法，但是在这些地区植树过程中如何为植物长期提供充足的水源是一个长期以来无法很好解决的问题，这就造成植树年年搞，就是不见林的现象。同样在园林与农业生产中也存在上述的问题。
在水资源短缺的中国，节水灌溉的研究已有大量的成果。现在有一种技术是将储水的容器直接放入地下，控制容器中水渗出的量来实现长期的供水，这种方法的缺点是不能根据土壤的含水量(墒情)来调节供水量，造成很大的浪费；再有储水的容器用完后还要取出，造成人力资源的浪费，否则会污染环境。还有在园林与农业生产中一般用人工或电控等方法控制供水系统的阀门，造成人员与能源的浪费。同时也存在不能根据土壤的含水量来自动调节供水量的缺点。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种能满足上述要求，使用时不需外加人力与能源，可根据土壤的含水量自动控制为植物供水的智能节水阀门。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种智能节水阀门，由阀体、阀芯与控制装置组成，阀体上设有进水口与出水口；其特征在于所述的控制装置由膨胀体与复位装置组成，阀芯、膨胀体与复位装置均位于阀体内；膨胀体吸水后膨胀推动阀芯关闭阀门，膨胀体失水后收缩，复位装置推动阀芯复位，打开阀门。
所述的阀体上设有渗水孔，所述的渗水孔位于阀体上对应膨胀体的位置。
所述的复位装置为一复位弹簧，套于阀芯上。
所述的复位装置还包括柱塞与主弹簧，柱塞与主弹簧依次位于膨胀体与阀芯之间。
所述的阀体上设有调节装置，位于膨胀体后端；所述的调节装置由一调节螺钉与在阀体上的螺纹孔组成，调节螺钉可以使膨胀体前后移动。
所述的阀体上的进水口位于阀芯的前端；所述的阀体上的出水口可以为一个也可以为多个，位于阀芯的侧面。
所述的阀体与阀芯间设有密封圈；所述的阀体与柱塞间设有密封圈。
所述的膨胀体由吸水剂与渗水颗粒组成，吸水剂占重量百分比为40％～80％；渗水颗粒占重量百分比的20％～60％；二者重量百分比的总和为100％。
所述的吸水剂为木纤维、羧甲基纤维素和植物多酚吸水剂等具有降解缓慢的吸水膨胀材料。
所述的渗水颗粒为粒度为0.5～2.5mm的砂石颗粒或高分子材料颗粒；所述的高分子材料颗粒为聚氯乙稀颗粒、PVC颗粒等不溶于水又不易降解的材料颗粒。
由以上技术方案可知本发明的智能节水阀门，由阀体、阀芯与控制装置组成，阀体上设有进水口与出水口；所述的控制装置由膨胀体复位装置与组成，阀芯、膨胀体与复位装置均位于阀体内；膨胀体吸水后膨胀推动阀芯关闭阀门，膨胀体失水后收缩，复位装置推动阀芯复位，打开阀门。故可在使用时不需外加人力与能源，可根据周围土壤的墒情自动控制为植物供水。另外，由于在阀体的后部设有调节装置，可以对阀体的容纳膨胀体的容积进行调整，进而调整阀门的开启与关闭所对应的土壤含水量。对于自动灌溉的情况，也就相当于调节阀门的开启与关闭的时间，控制灌溉的水量。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
本发明所述的智能节水阀门的具体实施方式
如图1所示由阀体1、阀芯2与控制装置组成，阀体1上设有进水口3与出水口4；所述的控制装置由膨胀体5与复位装置组成，阀芯2、膨胀体5与复位装置均位于阀体1内；膨胀体5吸水后膨胀推动阀芯2关闭阀门，膨胀体5失水后收缩，复位装置推动阀芯2复位，打开阀门。
所述的复位装置由复位弹簧6、柱塞7与主弹簧8组成，复位弹簧6套于阀芯2上，两端分别作用在阀体1与阀芯2上，柱塞7与主弹簧8依次位于膨胀体5与阀芯2之间，主弹簧8两端分别作用在柱塞7与阀芯2上。
在膨胀体后端还设有调节装置由一调节螺钉9与在阀体1上的螺纹孔10组成，旋转调节螺钉9可以使膨胀体5前后移动。
进水口3位于阀芯2前端的阀体1上；出水口4可以为一个也可以为多个，位于阀芯2侧面的阀体1上。
为了使阀体1外的水分能顺利地渗入阀体1内部，在阀体1上设有渗水孔11，渗水孔11位于阀体1上对应膨胀体5的位置。
另外在阀体1与阀芯2间设有密封圈12；在阀体1与柱塞7间设有密封圈13。
上述的膨胀体5由吸水剂与渗水颗粒组成，吸水剂占重量百分比为40％～80％；渗水颗粒占重量百分比的20％～60％；二者重量百分比的总和为100％。经常采用的实施方式是吸水剂占重量百分比为50％；渗水颗粒占重量百分比的50％。
吸水剂为木纤维、羧甲基纤维素和植物多酚吸水剂等具有降解缓慢的吸水膨胀材料。渗水颗粒可采用粒度为0.5～2.5mm的砂石颗粒或高分子材料颗粒；高分子材料颗粒为聚氯乙稀颗粒、PVC颗粒等不溶于水又不易降解的材料颗粒。
膨胀体5的组成的具体实施例见表1表1膨胀体5的各组份的组成(重量百分比)
因膨胀体5中的吸水剂具有吸水膨胀，失水后收缩的特点。使得膨胀体5具有了吸水膨胀，失水后收缩的特点。
使用时将阀门的装有膨胀体5的一端埋在被灌溉的土壤中，埋入的深度根据被灌溉植物的根系生长深度决定。进水口3连接灌溉水源，出水口4连接灌溉系统。为说明方便定义阀体1进水口3一端为前端，另一端为后端。
当灌溉的水分足够或土壤足够湿润时，土壤中的水分由渗水孔11渗入膨胀体5中，膨胀体5吸水膨胀后体积变大。推动柱塞7向前移动，柱塞7压缩主弹簧8，主弹簧8收缩其作用于阀芯2上的压力变大，当此压力大于复位弹簧6作用于阀芯2上的压力时，阀芯2向前移动。随着膨胀体5吸水量的增加，膨胀体5体积越来越大，作用于阀芯2上的压力也越来越大，直到推动阀芯2向前移动关闭进水口3，灌溉水源不能进入阀体1。关闭阀门，结束灌溉。
当土壤中的水分蒸发后，阀门周围的土壤处于干旱状态。膨胀体5中的水分由渗水孔11渗入周围的土壤中，失去水分的膨胀体5收缩后体积变小。主弹簧8伸长推动柱塞7向后移动，因主弹簧8伸长其作用于阀芯2上的压力变小，当此压力小于复位弹簧6作用于阀芯2上的压力时，阀芯2向后移动打开进水口3，灌溉水源的水由进水口3进入阀体1从出水口4流入灌溉系统，对作物进行灌溉。
调节调节螺钉9在阀体1后端的前后位置可以改变阀体1内容纳膨胀体5的空间大小，调节螺钉9向后移动，此空间变大，膨胀体5吸水膨胀达到可以关闭阀门的体积就大，这就要求周围土壤中的含水量大。这种情况下，膨胀体5需要吸入的水量也大，所需要的时间也就要长，灌水量就大。反之，调节螺钉9向前移动，此空间变小，膨胀体5吸水膨胀达到可以关闭阀门的体积就小，这就要求周围土壤中的含水量较小。这种情况下，膨胀体5需要吸入的水量也小，所需要的时间也就要短，灌水量就少。
由以上特点，本发明所述的智能节水阀门可以根据不同植物对土壤含水量的要求不同调节调节螺钉9的位置。也可以通过调节调节螺钉9的位置来控制每次灌溉的时间。具有维护、调节简单，适用范围广的优点。
以上所述智能节水阀门仅为本发明较佳的具体实施方式
与有代表性的具体实施方式
；同时所述智能节水阀门的结构也仅是有代表性的结构；但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种智能节水阀门，由阀体、阀芯与控制装置组成，阀体上设有进水口与出水口；其特征在于所述的控制装置由膨胀体与复位装置组成，阀芯、膨胀体与复位装置均位于阀体内；膨胀体吸水后膨胀推动阀芯关闭阀门，膨胀体失水后收缩，复位装置推动阀芯复位，打开阀门。
2.根据权利要求1所述的智能节水阀门，其特征在于所述的阀体上设有渗水孔，所述的渗水孔位于阀体上对应膨胀体的位置。
3.根据权利要求1所述的智能节水阀门，其特征在于所述的复位装置为一复位弹簧，套于阀芯上。
4.根据权利要求1或3所述的智能节水阀门，其特征在于所述的复位装置还包括柱塞与主弹簧，柱塞与主弹簧依次位于膨胀体与阀芯之间。
5.根据权利要求1所述的智能节水阀门，其特征在于所述的阀体上设有调节装置，位于膨胀体后端；所述的调节装置由一调节螺钉与在阀体上的螺纹孔组成，调节螺钉可以使膨胀体前后移动。
6.根据权利要求1所述的智能节水阀门，其特征在于所述的阀体上的进水口位于阀芯的前端；所述的阀体上的出水口可以为一个也可以为多个，位于阀芯的侧面。
7.根据权利要求1所述的智能节水阀门，其特征在于所述的阀体与阀芯间设有密封圈；所述的阀体与柱塞间设有密封圈。
8.根据权利要求1所述的智能节水阀门，其特征在于所述的膨胀体由吸水剂与渗水颗粒组成，吸水剂占重量百分比为40％～80％；渗水颗粒占重量百分比的20％～60％；二者重量百分比的总和为100％。
9.根据权利要求1或8所述的智能节水阀门，其特征在于所述的吸水剂为木纤维、羧甲基纤维素或植物多酚吸水剂。
10.根据权利要求1或8所述的智能节水阀门，其特征在于所述的渗水颗粒为粒度为0.5～2.5mm的砂石颗粒或高分子材料颗粒；所述的高分子材料颗粒为聚氯乙稀颗粒或PVC颗粒。
全文摘要
本发明的智能节水阀门，由阀体、阀芯与控制装置组成，阀体上设有进水口与出水口；所述的控制装置由膨胀体复位装置组成，阀芯、膨胀体与复位装置均位于阀体内；膨胀体吸水后膨胀推动阀芯关闭阀门，膨胀体失水后收缩，复位装置推动阀芯复位，打开阀门。故可在使用时不需外加人力与能源，可根据周围土壤的墒情自动控制为植物供水。另外，由于在阀体的后部设有调节装置，可以对阀体容纳膨胀体的容积进行调整，进而调整阀门的开启与关闭所对应的土壤含水量。对于自动灌溉的情况，也就相当于调节阀门的开启与关闭的时间，控制灌溉的水量。
文档编号A01G25/16GK1796840SQ200410101790
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月24日 优先权日2004年12月24日
发明者俞国胜, 刘静, 许静, 张力平, 张求慧 申请人:北京林业大学