本发明涉及一种用于按恒定流率分布水的连续型喷射器。特定来说，本发明通过使用例如压力补偿带（诸如在调节区段中具有第一型面部和第二型面部的连续喷射器）来提供用于水分布的装置，因此允许水流率和水压调节的卓越微调。
背景技术：
根据水如何在整个田地中分布，现在广泛使用数种类型的灌溉系统。一些常见类型的灌溉系统包括（例如）表面灌溉、喷洒灌溉和局部灌溉。在表面灌溉中，水通过重力分布在陆地之上，并且不涉及机械泵。在喷洒灌溉中，水由架空高压喷洒器或喷枪从田地的中心位置或者从移动平台上的喷洒器分布。
这些系统具有许多缺点，包括水和肥料的低效使用、不良的水分布和在陡峭或不平坦地形上水应用的不良均匀性。鉴于这些缺点，已经开发出局部灌溉，其中水在低压下分布、通过管道网络并且施用到每一植物。
滴灌是一种类型的局部灌溉，其中水滴输送在植物的根部处或附近。在此类灌溉中，蒸发和径流被最小化。一类分立喷射器已经广泛用于滴灌系统中。然而，此分立喷射器通常由多个部件组成，因此需要较高生产成本，并且因此在一些情况下由于经济原因而不太有利。
分立喷射器通常在需要较大距离的出水口时使用，例如对于每段出水口每隔20cm或更多存在一出水口。在此情况下，与连续喷射器相比，分立喷射器更经济地使用。当出水口需要在较短距离内（例如小于每隔20cm）重复时，细长喷射器有利地是更有利选项。
另一方面，一些类型的连续喷射器可以由柔性隧道状喷射器组成。当喉管的水压高时，所述隧道状喷射器减小水压（并且因此水流出速率）。然而，此类柔性喷射器面临水流出的较大波动的问题，因为水可能绕过隧道状喷射器。水流出和/或水压的微调因此未能在此类连续喷射器中实现。
此外，还需要压力补偿的细长扁平薄板在滴灌喉管中的较低生产成本和较容易生产。
因此，仍需要形成一种新的、较容易生产、低成本、细长型喷射器（例如带）以在甚至更短距离内喷射水，同时能够在宽距离内维持水压和/或水流率。此外，滴灌喉管中能被更好地微调的水压仍是待实现的挑战。
技术实现要素：
本发明的发明人已经惊奇地发现，可以通过形成压力补偿的、弹性的、能够微调水流率并调节水压的专门设计的带来满足以上构想出的需求。带（strip）被设置成由于带的调节区段中的专门设计的型面部阵列而能够同时响应、调节和减少水流率和/或水压。这有利地允许较低生产成本、较短迷宫段，因此在较短距离内允许更多重复迷宫段和更多出水口。因此，水能够通过滴灌喉管上的出口在较短距离内（例如，小于约10cm，或者甚至小于5cm）分布，而不影响压力补偿带的水流率。此外，水压和水流出可以由于设置在带的调节区段中的不同型面部而更好地微调，因为水流过带的迷宫段的整个长度。在较高水压条件下，某些型面部被朝向喉管推动，从而在迷宫内形成额外屏障。这使得水压能够在最佳条件下调节，从而允许对带中的水流出条件和水压进行微调。
在第一方面中，本发明因此涉及一种用于分布水的带，所述带具有重复迷宫段，其中多个型面部设置到带的基部，所述迷宫段包括：水输入区段；布置在所述水输入区段的下游的调节区段，其中所述调节区段被设置成响应于喉管的水压来调节带的水流率；布置在调节区段的下游的排出区段，其中所述排出区段设置有抗偏转增强装置。除上述优点以外，根据本发明的带的排出区段允许水以可控方式均匀分布，因为增强装置被设置成减少由从出口离开的水压导致的偏转的频率。
在第二方面中，本发明涉及一种包括如本文中所述的上述带的压力补偿滴灌喉管。
根据本发明的一变型，所述带由至少一种弹性体材料制成。这有利地不仅允许较低生产成本和较容易生产，并且还允许滴灌喉管布置在所有可能位置中，而不妨碍喉管的柔性。
根据本发明的又一变型，水输入区段设置有过滤器装置。这有利地允许水在进入调节区段之前被过滤。
根据本发明的另一变型，输入区段中的型面部之间的距离小于调节区段中的型面部之间的距离。这有利地防止大于水输入区段中的型面部之间的间隙的颗粒进入带的调节区段中。
根据本发明的一个优选实施例，该带具有两个导轨，从而形成所述带的侧壁。这些导轨可能存在于调节区段和排出区段两者中。这允许水仅通过具有过滤器装置的水输入区段进入带中，以过滤出具有大于水输入区段的型面部之间的间隙的直径的某些颗粒。经过滤水然后沿着迷宫段流动。
根据本发明的一个优选实施例，所述调节区段中的所述型面部包括第一型面部、第二型面部和/或其它型面部，其中第一型面部是矩形块，而第二型面部具有楔形形状。调节区段中的第一型面部、第二型面部和/或其它型面部具有从带的导轨延伸的屏障状分隔结构。第一型面部被有利地设计成设置在带中流动的水的固定容量的极限。这允许在带中流动的某一预先确定的水流率和/或水压。这防止带的空隙在其中水压在喉管中非常高的情况下塌缩。调节区段的第二型面部被有利地设计成能够根据滴灌喉管内的水压来响应、调节和减小带的水压和/或水流率。重要地，在本发明中，水沿着带的整个迷宫段流动。一方面，第一型面部允许最大容量的水在带中流动；另一方面，第二型面部根据喉管的水压来微调带的水压和/或水流率。带的调节区段中的至少两个不同型面部的此组合因此允许实现最佳压力补偿的滴灌喉管。
根据本发明的一个优选实施例，第一型面部的与带的基部相对的整个顶部表面连接到喉管的内部部分。这允许所述类型的第一型面部永久固定在带与喉管之间，因此允许固定容量的水在带内流动。
根据本发明的一个实施例，调节区段中的型面部以交替和/或规则或不规则方式设置在整个重复迷宫段中。为了允许带的水流率及其对喉管的水压的响应在较宽广范围内调节，数量比第一型面部多的具有楔形形状的第二型面部可以布置在带的调节区段中。相反，为了更好地微调水流出（带中的水流率）及其对喉管的水压的响应，可以使用数量比第一型面部少的第二型面部来实现上述目标。
根据本发明的一个优选实施例，排出区段设置有互连增强件以增加偏转抗力。
根据本发明的另一优选实施例，互连增强件设置在带的基部处。这加强所述区段，从而允许较强结构。
根据本发明的一个优选实施例，互连增强件具有小于带的导轨的顶部表面的高度，以使其对分布水流率的影响最小化。
根据本发明的又一优选实施例，带设置在滴灌喉管的内表面处。
根据本发明的一个优选实施例，带由刚度小于滴灌喉管的材料制成，以使喉管的柔性不受以操作方式连接在其内的带的影响。
根据本发明的一个优选实施例，喉管的至少一个出口设置在带的排出区段处。这允许瞬时水流出。
根据本发明，出口是开放式出口或缝。开放式出口和缝出口两者都允许水容易喷射。此外，缝出口还防止植物的根部生长到滴灌喉管中。
由于目前独特设计的具有形成迷宫段的水输入区段、调节区段和排出区段的带，根据本发明的带的迷宫段能够按各种长度（例如小于10cm）设计。其可小于8cm。其还可设计成小于5cm，而不影响压力补偿带的功能及其水流率以及微调其对喉管的水压的响应。
附图说明
附图未必按比例绘制，而是大体强调示出各种实施例的原理。在以下描述中，参考以下附图描述本发明的各种实施例。
图1：根据本发明的具有重复迷宫的带的一个实施例。
图2a：如图1中所示的由参考编号3和3'限定的水输入区段的放大俯视图。
图2b：如图1中所示的由参考编号4和4'限定的调节区段的放大俯视图。
图2c：如图1中所示的由参考编号5和5'限定的排出区段的放大俯视图。
图3a：具有第一型面部和第二型面部的调节区段和形成带的侧壁的两个导轨的按比例放大鸟瞰图。
图3b：在调节区段处获取的纵向截面图，其显示第一型面部与第二型面部之间的高度差。
图4：显示根据本发明的不同水压下的水流量之间的关系的图。
具体实施方式
为了克服本技术中的喷射器的上述缺点，支持连接到滴灌喉管(9)的用于分布水的新带(1)。所述带(1)由重复迷宫段(2,2')组成，该迷宫段具有水输入区段(3,3')、接着是调节区段(4,4')，并且随后是排出区段(5,5')，其中多个型面部(21,24,25,26)设置到带(1)的基部(15)，其中所述调节区段(4,4')被设置成响应于喉管的水压来调节所述带(1)的水流率。其还在某一预先确定的水压水平内同时调节水压并对其作出响应；排出区段(5,5')布置在所述调节区段(4,4')的下游，其中所述排出区段设置有抗偏转增强装置。
图1显示本发明的带的示例性实施例的示意性表示。带1具有重复迷宫（labyrinth）段2,2',2''。在迷宫的每一段中，其由水输入区段3,3'、调节区段4,4'和排出区段5,5'组成。带1可以由任何弹性体材料制成，诸如热塑性弹性体合成聚合物或天然橡胶，包括常用聚合物（诸如聚丁二烯、eva等）。
图2a-c显示水输入区段（图2a）、调节区段（图2b）和排出区段（图2c）的放大俯视图。如图2a中可见，多个型面部（profile）21设置在带1的基部(15)处。在此特定实例中，两行紧密对准的型面部21布置在水输入区段3,3'处。间隙gpi存在于水输入区段的每一型面部21之间。水输入区段3中的型面部21充当过滤器，以过滤出任何大于型面部21之间的间隙gpi的颗粒。类似地，另一间隙gpii存在于调节区段4中的第一型面部24与第二型面部25之间（图3b）。水输入区段2中的型面部21之间的间隙gpi小于调节区段中的第一与第二型面部24,25之间的间隙gpii。此布置能够阻挡任何大于水输入区段中的间隙gpi的颗粒进入调节区段3。因此，通过各种类型的型面部21,24,25的布置提供过滤器机构。
如在图2b和图2c中清楚可见，两个导轨22定位在带1的两侧处，即在调节区段4处和排出区段5处，但不存在于水输入区段3处。因此，来自滴灌喉管的水能够首先通过重复迷宫段2,2'中的每一者的水输入区段3,3'进入，接着进入调节区段4,4'，并且最后进入布置在调节区段的下游的排出区段5,5'。至少一个出口开口12设置在位于排出区段5,5'的顶部上的滴灌喉管9处。
图3a显示具有两个导轨22的调节区段4的按比例放大鸟瞰图。在此特定实例中，显示两种不同类型的型面部24,25。型面部24,25设置在带1的基部15处。为矩形分隔物的第一型面部24跨越其顶部表面23与导轨22的顶部表面具有相同高度。与连接到导轨2的侧面相比，为楔形分隔物的第二型面部25具有移动到带1的中心逐渐减小的高度。
在此特定实例中，具有楔形轮廓（并且具有小于带1的导轨22的顶部表面23的高度）的第二型面部25由具有矩形轮廓（跨越与基部15相对的顶部表面，其与带1的导轨22的顶部表面23具有相同高度）的两个第一型面部24夹设。此布置以规则（一致）方式重复。然而，还可以针对不同目的实现具有不同比例的第一型面部24和第二型面部25的不规则布置。
第一型面部24（或所谓的固定型面部）用于限制在带1中流动的水的某一最大容量。换句话说，滴灌喉管的水压并不影响第一型面部24的反作用力。另一方面，第二型面部25（或所谓的柔性型面部）的与带1的基部15相对的顶部表面未连接到滴灌喉管9，因此第二型面部25能够根据滴灌喉管9的水压作出响应，以便调节水流率以及带1的水压，这是由于其朝向带的中心逐渐减小的高度。
通过在带1的单个区段内采用两种不同类型的型面部24,25的此混合布置，能够以精确方式一致地调节水压和水流率。而且，对水流出速率以及带的水压的微调可由于带1的这些型面部24,25,26而得以实现。
图3b显示带1的调节区段(4,4')的纵向截面。如图清楚可见，第一型面部24连接在带1的基部15与滴灌喉管9的内表面之间。第二型面部25的与带1的基部15相对的顶部表面未连接到滴灌喉管9的内表面。因此存在距离m。当滴灌喉管9的水压低时，第二型面部并不朝向滴灌喉管的内表面推动。相反，当滴灌喉管9的水压增加时，第二型面部25被朝向滴灌喉管9的内表面推动，因此闭合间隙m，从而在现有迷宫内形成额外迷宫路径。这允许调节带的水流出速率的微调和更一致方法。
应理解，可以布置第一和第二型面部的不同布置，以便给出给出一定水压以及带1的水流出速率。因此，可以容易理解，提供数量比第一型面部24更多的第二型面部25，较大量的水将能够在带1内流动，因此可以调节对滴灌喉管内的水压的较大响应。
此外，带的调节区段4,4'中的其它不同类型的型面部27,28（第三、第四…）还可出于特定原因而存在于调节区段4中，例如进一步分布或降低水压、增强带1以便减小由从滴灌喉管的出口12离开的水滴而引起的偏转力或维持带1内的一定水压。
图4显示测试结果，其指示当所述带1以操作方式连接到滴灌喉管9时，本发明能够充当压力补偿带1。在测试中使用范围从0.3到1.5巴的不同水压，然而，所产生水流率（和流出速率）一直在在1.1至1.3升/小时之间的范围内。此实验结果清楚证明，根据本发明的迷宫段（特定来说，具有紧密在一起但是以不同方式起作用的第一类型的型面部24和第二类型的型面部25的调节区段）能够以压力补偿方式调节和微调水流率及其对水压的响应。
此测试结果指示，带1的调节区段中以交替、规则或不规则方式彼此交错的型面部24,25重复工作，好像所述型面部分别布置在两个不同区段中。因此，显然，本发明在以下意义上优越：根据本发明的调节区段的统一区段能够以意想不到的优良方式调节水流率。然而，可以通过使用本发明实现有时需要灌溉密集定位的植物的较短迷宫段。
关于给定数值（例如长度、距离、量或时间周期），“约”意指包括在规定值的10%内的数值。
如本文中使用的术语“至少一个”和“一个或多个”可互换，并且涉及至少1，并包括1,2,3,4,5,6,7,8,9和更多。
术语“灌溉喉管”在本文中通常用于指代任何和所有类型的灌溉喉管，无论是无缝的还是形成有焊缝的，并且与喉管的结构材料、壁厚度或柔性无关。
术语“型面部”用于指代任何具有任何特定形状的屏障或分隔壁，其用于重新定向带的水的流动。
术语“迷宫”用于指代任何流动限制，其实现为细长流动路径，并且最通常实现为允许水在其整个长度上流动的蜿蜒或z字形流动图案。路径的区段或腿之间的屏障称为“型面部”、“挡板”或“齿”，并且可以具有任何形状。
术语“弹性体”在本文中在说明书和权利要求书中用于指代任何具有足够柔性以提供可变几何流动调节的弹性体材料，如在以下各种实施例的上下文中所教示，并且针对其，弹性行为大致可重复。合适弹性体的优选实例包括但不限于热塑性弹性体(tpe)（诸如santoprene®）和热固性聚合物（例如硅树脂）。
参考可变几何流动路径，其用于“调节”带的水流量，并且提供“经补偿”带（滴灌喷射器）。在此上下文中，术语“调节”和“补偿”用于指代压力响应性质，其至少部分补偿否则将由灌溉喉管内的压力的变化引起的流率变化。
其它实施例在以下权利要求和非限制性实例中。应理解，这些实例仅出于示例性目的，并且不将解释为限制本发明的范围。