一种适用于节水灌溉的自动灌止水装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于农田节水灌溉的自动灌止水装置，属于农业灌溉领域，具体地涉及一种用于农田末级灌水渠道且符合节水灌溉要求的自动灌止水装置。

背景技术：

我国是农业大国，农业发展水平和农业水利项目工程的发展密不可分，而水闸的建设是农田水利建设的重要组成部分。在国家政策支持下，一些大型灌区不断建成与发展，灌区逐渐使用自动化灌溉系统，在带来便利的同时也存在着一些问题亟待解决。

灌区田间有水，不适宜埋设电线，不能为水闸开关提供电力，水闸的开启还需要人为操作，特别是在放水和止水时需要农民根据灌溉量手动开关水闸，且灌区管理人员放水时间多在晚间，在时间、气候、人力等综合因素影响下，农民不会严格按照规定开关水闸放水和止水，田间灌水量常常不受控制，导致多灌或少灌，影响了田间控制灌溉的效果和植物的生长发育，不利于节水灌溉的理念实施。

水闸建设是农水水利建设的重要组成部分，也是灌溉中的“最后一站”。设计出可根据田间水位自动灌止水的装置不仅有利于控制灌溉的实现，还能节省人力物力，科学有效地控制灌水量，节约田间用水。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述田间水闸需人为开启、灌止水效果差的问题，提供了一种科学有效，便于拆卸和调整更换，可操作性强，可根据预设水位上限和下限开闭水闸的自动灌止水装置，同时可改变浮体的重量和尺寸，适应不同的节水灌溉需求。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适用于节水灌溉的自动灌止水装置，包括了末级渠道矩形放水口、PVC立方体闸门、升降绳、传动杠杆、支撑杆、基座、观测井、浮体、浮体延伸脚和磁铁；PVC立方体闸门和浮体通过连接绳分别连接于传动杠杆的两端；传动杠杆转动连接于支撑杆上，支撑杆与基座固连；观测井与田间水位联通，在观测井底部内壁四方各设置有一块磁铁；浮体位于观测井中，浮体下端设置有四个延伸脚，每脚下部各固定一块磁铁。

进一步改进，所述末级渠道矩形放水口设置在上一级渠道外壁上，为田间输水通道，当PVC立方体下放时，放水口关闭，阻隔末级渠道和上一级渠道，停止田间供水；当PVC立方体被提升时，放水口打开，联通上一级渠道，向田间灌水。所述PVC立方体闸门的升降通过传动杆杠，受浮体的升降控制；当田间水位，即观测井水位下降到-10cm灌溉下限时，浮体随水位下落直至被底端磁铁吸附，闸门上升，渠道持续向田间灌水；水位逐渐上升，浮体腔体结构在上，所受浮力渐渐增大，当水位到达+5cm时达到灌水上限，浮体摆脱磁体吸附，快速上升，引起闸门瞬时下降，关闭放水口，停止灌水。

进一步改进，所述浮体为长方体，由两部分组成，上半部分为腔体结构，高15cm，长80cm，宽60cm，所受浮力较大；下半部分填充重物，高3cm，长80cm，宽60cm。

进一步改进，所述浮体的上下两部分可拆卸，腔体结构部分下表面设有滑动凹槽，凹槽形状为长方形，尾部为圆形，重物部分上表面设有定位圆形凸粒，凸粒卡设在凹槽中紧密连接腔体结构和重物上下两部分，凸粒能够沿凹槽滑动。

进一步改进，所述浮体下表面各边通过定位螺丝固定四个延伸脚，延伸脚高30mm，宽20mm。

所述连接绳为轻质绳，摩擦忽略不计。

本实用新型的有益效果是本实用新型中装置结构简易，巧妙利用磁力和浮力的作用控制水阀开闭；可根据预设水位，实现自动灌止水，做到科学、定量、准时地供给田间用水，高效可行，节省人力物力；利用磁力随距离增大快速下降的原理，使水闸能够快速关闭，节约水源，控制灌溉量。

附图说明

图1为自动灌止水装置的示意图。

图2为自动灌止水装置结构平面图。

图3为浮体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型提供的技术方案作进一步详细描述。如图1-3所示，一种用于农田控制灌溉的自动灌止水装置，包括了末级渠道矩形放水口1、上一级渠道2、PVC立方体闸门3、连接绳4、固定杆5、滑轮6、支撑杆7、基座8、观测井9、浮体10、浮体延伸脚11和磁铁12。

PVC立方体闸门3和浮体10通过连接绳分别连接于传动杠杆5的两端；传动杠杆5通过转轴6固定于支撑杆7上，可自由转动，支撑杆下与基座8固连；观测井9与田间水位联通，在观测井9内壁四周各设置有一块磁铁12；浮体10位于观测井9中，浮体10的下端设置有四个延伸脚11，每延伸脚11下端固定一块磁铁12。

所述浮体10为长方体，浮体10包括两部分，上半部分为腔体结构，高15cm，长80cm，宽60cm，所受浮力较大；下半部分填充重物，高3cm，长80cm，宽60cm。随着水位上升，浮体上半部腔体结构所受浮力能够不断增大。

如图2所示，浮体10包括延伸脚11，磁铁12，腔体结构13、重物14、凹槽15、定位凸粒16、定位螺丝17。

所述浮体的上下两部分可拆卸，可根据所需的重力和浮力调整浮体重量和体积。腔体结构13部分下表面设有滑动凹槽15，凹槽15形状为长方形，尾部为圆形，重物14部分上表面设有定位圆形凸粒16，凸粒16卡设在凹槽15中紧密连接腔体结构和重物上下两部分，凸粒16能够沿凹槽15滑动。

所述浮体下表面各边通过定位螺丝17固定有四个延伸脚11，延伸脚11高30mm，宽20cm，防止浮体旋转或倾翻。当水位降到-10cm时，四个延伸脚11的磁铁12与观测井底部的磁铁12相互吸附。

所述一种用于农田控制灌溉的自动灌止水装置的具体运行过程如下：当田间水位下降到-10cm时，浮体10随观测井9中的水位下降，拉动连接绳4，绳4通过滑轮6使另一端上升；上升端连接绳4提升PVC立方体闸门3，使得闸门打开，末级渠道与上一级渠道联通，渠道放水口1放水进入农田。随着灌水量的增大，田间水位和观测井9水位逐渐上升，此时浮体10仍被观测井底端磁铁12吸附；水位上升时，浮体10所受浮力不断增大，当水位上升至+5cm时，浮体10所受浮力和拉力之和与重力和磁力之和达到平衡，浮体10脱离磁铁，磁力迅速下降；浮体10快速上升，绳4的另一端PVC立方体闸门3瞬时下落，完全阻隔末级渠道和上一级渠道，关闭渠道放水口1。

由上述步骤给出装置运行的理论公式：

假设浮体所受拉力为T，浮体本身重量为G，所受浮力为F，磁铁吸附时所受磁力为S；

当水位在以下，浮体在观测井底端，磁铁相互吸附，水闸放水：

T+F<S+G；

随着水位上升，浮体因上部是腔体结构，所受浮力为F不断增大。

水位上升到，达到平衡状态：

T+F≥S+G；

此时磁铁分开，磁力随着距离增大而快速减小，忽略不计：

T+F>G；

此时浮体上升，闸门下落，放水口关闭。

以下给出装置各部分零件的参考材料，使用中不限于以下材料和尺寸：

表1各部件的参考材料