一种地埋式压力涌泉根灌灌水器的制作方法

文档序号:121411阅读:792来源:国知局
专利名称:一种地埋式压力涌泉根灌灌水器的制作方法
技术领域
本发明属于旱区农业经济林灌溉技术领域,特别涉及一种地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器,适用于解决山地经济林灌溉问题。
背景技术
微灌作为最省水的灌溉技术,为越来越多种类大田和经济作物的灌溉所采用,针对不同作物的需水要求和灌溉制度,开发相应的灌水器是微灌发展的需求。满足一定的灌水均勻度是微灌设计的重要指标之一,即不论灌水器工作压力如何变化,每一株植物应该获得几乎相同的灌水量。山地经济林微灌具有三个特点,一是山地地形坡度大,压力变化大;二是要求灌水器灌溉流量大,滴灌带(管)和滴头应用时显得流量偏小。三是山地蒸发强烈,需要将灌水器埋于地下以减少蒸发。所以普通的迷宫流道灌水器和压力补偿式滴头不能满足山地经济林灌水要求,开发相应的灌水器成为亟待解决的问题。一种适用于树木的地下涌泉根灌方法”(申请号200810150395. 8),提出了一种适用于经济林灌溉的新型灌溉方式-涌泉根灌,该灌溉方式将微灌设备铺设于地下, 直接将水输送至作物根区,极大地提高了设备使用年限,减少了无效蒸发,并有显著的增产效益。一种螺纹式涌泉根灌灌水器(申请号201010156199. 9)、一种压力可调式涌泉根灌灌水器(申请号201010156210. 1)和一种斜齿迷宫流道涌泉根灌灌水器(申请号 201010208686.幻,对灌水器迷宫流道进行了优化设计,水力性能良好,但是都不具有压力补偿功能,应用于山地灌溉有一定的局限性。本发明专利发明了一种地埋式压力补偿涌泉根灌水器,将迷宫流道和压力补偿原理结合起来,能很好的解决山地经济林灌溉问题。

发明内容
针对山地经济林灌溉中存在的地形坡度大,蒸发强烈,灌水流量小等问题,本发明的目的在于,提供一种地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器,该灌水器是组合式结构,将迷宫流道消能和压力补偿功能结合一体,并且可以使毛管及灌水器系统埋于地下,有利于耕作,特别适用于山地经济林灌溉。为了实现上述任务,本发明采取如下的技术解决方案—种地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器,其特征在于,由连接件,灌水器芯和上盖构成组合式结构,该地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器埋于地下,直接与埋于地下的毛管相连, 在地下三者按下到上的顺序是连接件、灌水器芯和上盖,连接件与灌水器芯通过螺纹连接, 灌水器芯插入上盖密合;所述连接件上下都有螺纹,下螺纹为外螺纹,上螺纹为内螺纹,内螺纹与灌水器芯下部的外螺纹吻合,并且连接件螺纹底部有一向内突起的凹槽,灌水器芯插进该凹槽内;连接件的上下螺纹的之间有一个中间带圆孔的隔板,该圆孔相当于灌水器的进水口,隔板上部有导水管;
所述的灌水器芯是一个具有一定壁厚的圆管,圆管的管壁上分布有斜齿形迷宫流道,管内有滤网栅格和压力补偿区,压力补偿区由弹性膜片、放置弹性膜片的圆环形下腔、 流道出口,导流槽和圆形出水口构成;灌水器芯上部有两个对称的圆形溢流孔;所述盖子内侧与灌水器芯上部相接,盖子上有两个通气导水孔,盖子外侧有一个套筒,该套筒两端通透,套筒内径等于盖子的外径,灌水器芯插入套筒中。避免根系入侵和负压吸泥,减少堵塞的发生。本发明的地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器的工作原理为毛管中的水流分流后由连接件中的进水口进入灌水器芯,直接打击位于灌水器芯内部的弹性膜片后,由滤网进入迷宫流道消能,再由与下腔相通的流道出口流出,弹性膜片由于压力水流的打击作用发生形变,从而压住圆形出水孔,当水流压力小时,过流面积大,水流压力大时,过流面积减小, 达到一定压力后,过流面积基本不变,从而达到压力调节功能。上盖与灌水器芯密合,并留有过流孔,经过消能的水流就由过流孔流出渗入土壤。本发明的地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器,经申请人的实验证明,压力补偿区间为8-2 !,流量为8L/h,流态指数为0. 03,压力补偿性能良好,能很好的适应山地地形,保证灌水均勻性,并且由于该灌水器流量较大,每株仅配备一个即可。本发明的地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器,不同于之前的涌泉根灌灌水器,其不仅将迷宫大流道与压力补偿原理有机结合,并且灌水器芯也不再通过微管与地下毛管相连,而是通过埋于地下的连接件与毛管相连,这样就避免了暴露与地表的微管在耕作时被破坏。采用该压力补偿灌水器,可以将管道系统全部埋入地下,只有上盖与地表齐平,显著提高灌水器及管道系统的使用寿命,降低造价,并且可以减少地面蒸发,提高水分利用效率。


图1为本发明的地埋式压力补偿涌泉根灌系统示意图,图中1、连接件,2、灌水器 ? 3、K "^n ο图2为本发明的地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器整体结构图,(a)为正视图,(b) 剖视图。图中的标记分别表示4、中间带圆孔的隔板,5、导水管,6、压力补偿区(虚线框内),7、弹性膜片,8、斜齿迷宫流道,9、流道出口,10、溢流孔,11、通气导水孔。图3为压力补偿灌水器芯结构示意图,(a)为正视图,(b)为剖视图,也是压力补偿区示意图。图(a)中的标记分别表示8、斜齿迷宫流道,15、滤网栅格;7、弹性膜片,9、流道出口,12、圆环形下腔,13、导流槽,14、圆形出水口。图4为本发明地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器的压力流量关系曲线,其中横坐标为压力(m),纵坐标为流量(L/h)以下结合附图和具体实施例,对本发明进行进一步的详细说明。
具体实施例方式参见图1,本实施例给出一种地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器,可以和毛管系统全部埋于地下。该地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器为组合式结构,包括连接件1,压力补偿灌水器芯2和上盖3,在地下三者按下到上的顺序是连接件1,灌水器芯2,上盖3。连接件1与灌水器芯2通过螺丝连接,灌水器2芯插入上盖3,两者密合。该灌水器通过20接头直接与毛管连接,外部有还包括一个配套使用的PP棉套筒,使从地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器出来的水流缓慢向周围土壤入渗,并避免根系及泥土入侵。参见图2、图3,灌水器芯2与连接件1成为一体,连接件1上设置有进水口 ;灌水器芯2是一个具有一定厚度的圆管,圆管的管壁上分布有斜齿形迷宫流道8,管内有滤网栅格15和压力补偿区6,压力补偿区6由弹性膜片7,流道出口 9,滤网15,圆环形下12,扇形过流槽13,圆形出水口 14构成,灌水器芯2上部有两个对称的圆形溢流孔10。其工作原理为毛管中的水流分流后由连接件1中的进水口进入灌水器芯2,直接打击位于灌水器芯 2内部的弹性膜片7后,由滤网栅格15进入斜齿迷宫流道8消能,再由与圆环形下腔12相通的流道出口 9流出,弹性膜片7由于压力水流的打击作用发生形变,从而压住圆形出水孔 14,改变过流面积。当水流压力小时,过流面积大,水流压力大时,过流面积减小,达到一定压力后,过流面积基本不变,从而达到压力调节功能。上盖3与灌水器芯2密合,并留有通气导水孔11,经过消能的水流就由溢流孔11流出渗入土壤。连接件1上下都有螺纹,下螺纹为外螺纹,接直径为20的PVC接头,上螺纹为内螺纹,与灌水器芯2下部的外螺纹刚好吻合,并且连接件1的螺纹底部有一向内突起的凹槽, 灌水器芯2刚好可以插进凹槽内,防止漏水。连接件1的上下螺纹的之间有一个中间带圆孔的隔板4,圆孔直径为4mm,相当于灌水器的进水孔。隔板4上部有导水管5,导水管5的内径6mm,壁厚2mm,长16mm,不仅能起到导水作用,还能起到支撑弹性膜片7的作用。灌水器芯2的壁厚为3. 5mm,管长为58mm,下部有与连接件1相接的外螺纹。斜齿形迷宫流道8,尺寸较一般迷宫流道大,总长度为200mm,总宽为4. 2mm,齿高 1. 7mm,齿间距4. 14mm,深2mm,该流道的流态指数为0. 5018,水力性能良好。滤网栅格15的形状为9个1. OX 2mm的长方形,能有效拦截泥沙颗粒,提高灌水器抗堵性能。弹性膜片7分为两层,总厚度为1. 5mm,上层厚1. 0mm,直径18mm,下层厚度0. 5mm, 直径15mm。圆环形下腔12的外径为18mm,内径15mm,高3mm,刚好与弹性膜片7相配合。导流槽9的形状为扇形,深0. 7mm,角度为40°,当圆形出水孔14被弹性膜片7压住后,水流通过扇形的导流槽9流出。齿形迷宫流道9的出口截面为正2 X 2mm的正方形,与斜齿形迷宫流道8和圆环形下腔12相通。圆形出水口 14位于圆管中央,直径为4mm。两个对称的圆形溢流孔10的直径为2. 5mm。配套使用的pp棉套筒用来包裹密封斜齿形迷宫流道8,避免其漏水。盖子3内侧与灌水器芯2上部相接,外侧接直径50mm的pp棉套筒,上有两个通气导水孔,直径为2. 5mm。参见图4,本实施例制作的地埋式涌泉根灌灌水器,在微灌测试平台上测试其性能,实验表明,该地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器的力补偿区间为8-2細,流量为8L/h,流态指数为0. 03,压力补偿性能良好,能很好的适应山地地形,保证灌水均勻性,并且由于该
5地埋式涌泉根灌灌水器的流量较大,每株仅配备一个即可。 本发明的地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器,不同于之前的涌泉根灌灌水器,其不仅将迷宫大流道与压力补偿原理有机结合,并且灌水器芯也不再通过微管与地下毛管相连,而是通过埋于地下的连接件与毛管相连,这样就避免了暴露与地表的微管在耕作时被破坏。采用该压力补偿灌水器,可以将管道系统全部埋入地下,只有上盖与地表齐平,显著提高灌水器及管道系统的使用寿命,降低造价,并且可以减少地面蒸发,提高水分利用效率。
权利要求
1.一种地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器,其特征在于,由连接件(1),灌水器芯(2)和上盖(3)构成组合式结构,该地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器埋于地下,直接与埋于地下的毛管相连,在地下三者按下到上的顺序是连接件(1)、灌水器芯( 和上盖(3),连接件(1)与灌水器芯( 通过螺纹连接,灌水器芯( 插入上盖C3)密合;所述连接件(1)上下都有螺纹,下螺纹为外螺纹,上螺纹为内螺纹,内螺纹与灌水器芯(2)下部的外螺纹吻合,并且连接件(1)螺纹底部有一向内突起的凹槽,灌水器芯( 插进该凹槽内;连接件(1)的上下螺纹的之间有一个中间带圆孔的隔板G),该圆孔相当于灌水器的进水口,隔板⑷上部有导水管(5);所述的灌水器芯( 是一个具有一定壁厚的圆管,圆管的管壁上分布有斜齿形迷宫流道(8),管内有滤网栅格(15)和压力补偿区(6),压力补偿区(6)由弹性膜片(7)、放置弹性膜片的圆环形下腔(12)、流道出口(9),导流槽(13)和圆形出水口(14)构成;灌水器芯 (2)上部有两个对称的圆形溢流孔(10);所述盖子(3)内侧与灌水器芯( 上部相接,盖子C3)上有两个通气导水孔(11),盖子C3)外侧有一个套筒,该套筒两端通透,套筒内径等于盖子(3)的外径,灌水器芯(2)插入套筒中。
2.如权利要求1所述的地埋式压力补偿式涌泉根灌灌水器,其特征在于,所述圆孔直径为4mm ;所述导水管(5)的内径6mm,壁厚2mm,长16mm。
3.如权利要求1所述的地埋式压力补偿式涌泉根灌灌水器,其特征在于,所述灌水器芯⑵的壁厚为3. 5mm,管长为58mm。
4.如权利要求1所述的地埋式压力补偿式涌泉根灌灌水器,其特征在于,所述斜齿形迷宫流道⑶总长度为200mm,总宽为4. 2mm,齿高1. 7mm,齿间距4. 14mm,深2mm,流态指数为 0.5018。
5.如权利要求1所述的地埋式压力补偿式涌泉根灌灌水器,其特征在于,所述弹性膜片(7)分为两层,总厚度为1.5mm,上层厚1. 0mm,直径18mm,下层厚度0. 5mm,直径15mm。
6.如权利要求1所述的地埋式压力补偿式涌泉根灌灌水器,其特征在于,所述圆环形下腔(12)的外径18mm,内径15mm,高3mm,与弹性膜片(7)相配合。
7.如权利要求1所述的地埋式压力补偿式涌泉根灌灌水器,其特征在于,所述导流槽 (9)的形状为扇形,深0.7mm,角度为40°,当圆形出水口(14)被弹性膜片(7)压实后,水流通过导流槽(9)流出。
8.如权利要求1所述的地埋式压力补偿式涌泉根灌灌水器,其特征在于,所述滤网栅格(15)的形状为9个1. OX2mm的长方形。
9.如权利要求1所述的地埋式压力补偿式涌泉根灌灌水器,其特征在于,所述流道出口(9)的截面为正2X2mm的正方形,与斜齿形迷宫流道⑶和圆环形下腔(12)相通。
10.如权利要求1所述的地埋式压力补偿式涌泉根灌灌水器,其特征在于,所述的套筒直径为50mm。
全文摘要
本发明公开了一种地埋式压力补偿涌泉根灌灌水器,包括连接件,灌水器芯和上盖构成组合式结构,连接件通过接头与毛管连接,灌水器芯通过螺丝与连接件连接,连接件上设置有进水口;灌水器芯上分布有斜齿形迷宫流道,管内有滤网栅格和压力补偿区,工作原理为毛管中的水流分流后由连接件中的进水口进入灌水器芯,直接打击位于灌水器芯内部的弹性膜片后,由滤网进入迷宫流道消能,再由与下腔相通的流道出口流出,弹性膜片由于压力水流的打击作用发生形变,从而压住圆形出水孔,改变过流面积。从而达到压力调节功能。经过消能的水流就由过流孔流出渗入土壤。
文档编号A01G29/00GK102550368SQ201110411698
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者仇振杰, 党思思, 吕宏兴, 张 林, 戚春燕, 朱德兰, 李令媛, 林佳, 牛文鹏, 王剑 申请人:西北农林科技大学
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