专利名称：内镶式反滤防堵灌水器及滴灌管道的制作方法
技术领域：
本发明涉及植物灌溉技术领域，特别涉及一种内镶式的反滤防堵灌水器及具有该内镶式反滤防堵灌水器的滴灌管(帯)。
背景技术：
滴灌是将具有一定压カ的水，通过管道系统与安装在末级管道(毛管)上的灌水器，将水和作物生长所需的养分以较小的流量，均匀、准确地直接输送到作物根部附近土壌的ー种灌水方法。滴灌不破坏土壤结构，使土壤内部水、肥、气、热经常保持适宜于作物生长的良好状況，水分蒸发损失小，不产生地面径流，几乎没有深层渗漏，是迄今为止最节水的灌溉技术之一。
滴灌可分为地表滴灌与地下滴灌方式。地表滴灌是将毛管布置在地面以上；地下滴灌是将毛管和灌水器(滴头)全部埋入地下。相对于地表滴灌，地下滴灌具有更好地节水、节肥、保护土壤和环境及增产增收等效果。灌水器是滴灌系统的核心部件，其作用是利用灌水器的微小流道消能减压，使水通过灌水器，以ー个恒定的低流量滴出或滲出后，在土壌中以非饱和流的形式在灌水器下向四周扩散。要使滴灌系统真正达到预期的目标，灌水器必须达到以下要求⑴出流量小、均匀、稳定，对水压变化的敏感度小；⑵抗堵塞性能好；⑶结构简单，便于制造、铺设和安装。目前滴灌系统常用的灌水器(滴头)有三种，单翼迷宮式、内镶式和压カ补偿式。其中，单翼迷宫式是在制造薄壁管的同时，在管的ー侧或中间部位一次整体热压出各种形状的流道；内镶式是在毛管制造过程中将预先制造好的灌水器镶嵌在毛管内；压カ补偿式是借助水流压カ使弾性体部件或流道改变形状，从而使过水段面面积发生变化，以使滴头出流小而稳定。目前上述几种灌水器(滴头)都是采用在灌水器上直接设置紊流态细小流道的方法以求消能减压，不仅流道制造的精度要求很高，稍有偏差就会对灌水器的出流能力造成较大的影响，而且为了使大的过流断面在在滴头部位产生较大的压力损失和一个较小的流量，水流通道断面一般都设定在O. 3 I. O毫米之间，这样单ー细小流道的设置很容易造成流道堵塞，就算通过加大过滤等设施的投入，也很难避免，尤其是难以防止生物和化学堵塞。而如果稍微扩大流道的横截面，流量又不好控制，既浪费水，又影响灌溉的均匀性和效果。目前的常用的滴灌管(帯)用于地表滴灌也尚存在着容易堵塞，对水质要求较高，均匀度差等问题，而如果用于地下滴灌则堵塞的问题更加严重。因此，如何同步解决滴灌系统中灌水器流量的控制和防止灌水器堵塞的问题，是推动滴灌进ー步发展和应用的关键问题
发明内容
本发明的目的是提供一种内镶式的反滤防堵灌水器及具有内镶式反滤防堵灌水器的滴灌管(帯)，用以解决上述现有技术存在的不足。为实现上述目的，本发明所提供的内镶式反滤防堵灌水器，内镶固定于输水管道的内壁，其包括相互固定的第一部件和第二部件，以及夹于第一部件与第二部件之间的滤布；其中，该第一部件和/或第二部件上具有供输水管道内流经的水进入灌水器并接触滤布的引水通道，该第一部件还具有可暴露出滤布并使滤布与输水管道上出水ロ相通的出水通道，该出水通道周围的部分与输水管道内壁相固定，被第一部件与第二部件所夹之处的滤布即是引水通道通向出水通道渗水的媒介，使得输水管道内流经的水必须依次经过引水通道、滤布和出水通道，才能从出水口渗出输水管道。进ー步地，被第一部件与第二部件所夹之处的滤布是引水通道通向出水通道渗水的唯一媒介，输水管道内流经的水从引水通道经被第一部件与第二部件夹紧处的滤布渗入出水通道。也就是说，滤布被压紧方向相垂直或接近垂直的方向即是水的渗透方向，而非沿着滤布截面直接纵向渗过，因此，不会造成渗水过快的后果。本发明的ー个具体技术方案是该第二部件为盒形，该第一部件为可卡入该盒形第二部件的长方体形，该第一部件具有可暴露出滤布并使露出的滤布与输水管道上出水ロ位置对应且相通的镂空部分，该滤布完全覆盖过镂空部分而形成滲水部，该第二部件具有将滤布压在第一部件上的压紧部，该第二部件还具有供输水管道内流经的水进入灌水器并接触滤布的引水ロ，灌水器上镂空部分周围的部分与输水管道内壁相固定，以使输水管道内流经的水不直接进入镂空部分。进ー步地，该压紧部在投影面上完全覆盖过镂空部分，并沿镂空部分的边缘将滤布压紧，使输水管道内流经的水必须经过被压紧处的滤布才能进入镂空部分而从出水ロ渗出。进ー步地，该滤布在被压紧部压紧处以外还延伸出吸水部，井伸向该引水ロ。进ー步地，该第一部件的四个侧面为倒锥形斜面，以便于卡入该第二部件并相互配合密封固定。进ー步地，该第一部件的侧面设有凸棱或凹槽，该第二部件的对应位置设有与该凸棱或凹槽相互配合的凹槽或凸棱。本发明的另ー个具体技术方案是该第一部件是哑铃形的第一管柱件，第二部件是可插入固定于该第一管柱件一端的圆筒形第二管柱件，该第一管柱件中间ー圈向轴心凹陷而使整体形成具有两头宽管柱和中间窄管柱的哑铃形，其与第二管柱件同轴且轴心通透，以形成引水通道而供水流进入灌水器，在一头的宽管柱外壁与窄管柱外壁相连的圆环面上，沿着平行于轴线的方向，设有ー个或多个渗水孔，设有渗水孔的该头宽管柱被第二管柱件插入固定，该头宽管柱上渗水孔的内圈凸出并与第二管柱件的顶圈相抵，环形滤布夹于其中，且滤布当中为空而使两管柱件的轴心通透，该渗水孔露出滤布且与输水管道上出水口相通而形成出水通道，该第一管柱件的两头宽管柱外壁均与输水管道内壁相固定。进ー步地，该第一管柱件中间的ー圈凹陷位置对应于输水管道上的出水ロ，构成出水通道的一部分。进ー步地，装配后滤布部分或全部暴露于该渗水孔。 进ー步地，该第二管柱件外壁具有凸棱或凹槽，设有渗水孔的一头宽管柱有与该凸棱或凹槽相配合的凹槽或凸棱。进ー步地，该滤布为合成纤维。进ー步地，该滤布为无纺布。进ー步地，该滤布为土工布。进ー步地，该土工布被夹紧后的厚度为自然厚度的1/4-3/4。本发明所用的滤布优选土工布，一方面滤布可以阻止水中的杂质堵住出水通道，另ー方面可以控制渗水的速度。需要注意的是，本发明所用滤布不仅限于土工布，一般的天然纤维或合成纤维织成的过滤介质，如棉、麻、羊毛、茧丝、石棉纤维、玻璃纤维、丙纶、涤纶、锦纶、维纶等，都可以为本发明之用。本发明进一歩提供ー种具有上述内镶式反滤防堵灌水器的滴灌管道(滴灌管、滴 灌带)，其包括管道体以及设于管道体内壁的数个上述灌水器。本发明由于采用上述技术方案，具有以下积极进步技术效果I、既能防物理性堵塞，又能防化学和生物性堵塞，彻底破解了内镶式滴灌灌水器容易堵塞的世界性难题，应用范围广。本发明颠覆了目前国内外都试图通过采取诸如加强过滤、加大流道、增加进水和出水ロ等办法以增强抗堵性的内镶式滴灌管(帯)研发思路，独创性地应用“以堵防堵”的机理，通过特殊的结构设计确保输水管道中流经的水依次经过引水通道、滤布、出水通道后才能滲出，并使滤布直接接触管道流水，同时尽可能使滤布靠近管道上的出水ロ，确保出水的通道不被堵住；土工布等滤布具有反滤功能，其内部具有无数的网状结构的空隙，这些空隙在被各种有机和无机的物质填充后，最后会留下只有水溶液才能进入的不能再小的空隙使水溶液非常缓慢的通过，并且，由于土工布等滤布是柔性的，因此更不会被完全堵塞。压紧后的滤布也能防止植物根系的侵入，因此既可用于地表滴灌，也可以用于地下渗(滴)灌。2、渗水流速可控性强，出流量小、均匀、稳定，对水压变化的敏感度小。采用双部件内夹滤布的方式，夹紧处的一圈滤布即为水向出水口渗出的唯一通道，通过对滤布渗水截面的面积和压紧处的密实度进行调节，，可以达到控制渗水流速的目的。3、结构简单，便于制造、铺设和安装。本内镶式反滤防堵灌水器采用与输水管道内壁相固定的双部件内夹滤布的结构，加エ和装配方便、固定牢靠。
为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细描述，其中图I为本发明内镶式反滤防堵灌水器第一实施例的结构示意图；图2为本发明滴灌管ー实施例的剖面图；图3为本发明内镶式反滤防堵灌水器第二实施例的剖面图；图4为本发明第二实施例灌水器的立体图。
具体实施例方式第一实施例请同时參阅图I和图2，本第一实施例中，内镶式反滤防堵灌水器I设于PE输水软管3的内壁，其包括固定在软管3管壁上的PE材质的第一部件11、与第一部件11相固定的PE材质的第二部件12和设于第一部件11与第二部件12之间的土工布13，软管3上开设有出水ロ 31 ;第二部件12还具有多个供输水软管3内流经的水进入灌水器并接触滤布的引水ロ 122。其中，第二部件12为盒形，第一部件11为长方体形，以便卡入盒形的第二部件12。其中，第一部件11具有可暴露出土工布13并使露出的土工布13与出水ロ 31位置对应且相通的镂空部分111，土工布13完全覆盖过镂空部分111而形成渗水部，第二部件12具有将土工布13压在第一部件11上的压紧部121，压紧部121在投影面上完全覆盖过镂空部分111，并沿着镂空部分111的边缘将土工布13压紧，使软管3内流经的水必须沿着与土工布13被夹紧受力方向相垂直的方向经过土工布13才能进入镂空部分111而从出水ロ 31滲出，此外，镂空部分111还可便于在软管3上打孔之用；灌水器上镂空部分111周围一圈通过热合与出水ロ 31周围的软管内壁相结合，让渗水部形成一个相对封闭的空间，以使输水软管内流经的水必须依次经过引水ロ 122、土工布13、镂空部分111和出水ロ 31才 能滲出，即被压紧部121和镂空部分111边缘所夹之处的ー圈土工布，就是渗水的媒介，且是ロ隹一媒介。同时，通过这样的结构，土工布13的密实度可以通过第一部件11与第二部件12上压紧部121的间隙来调节，整个灌水器的渗水速度便可以得到简单、良好的控制。本实施例中土工布13被压紧后的厚度为自然厚度的1/3，根据实验，这样压紧后的密实度的渗水速度较佳。其中，土工布13在被压紧部121压紧处以外还延伸出吸水部，并伸向引水ロ 122，以便向输水软管3中吸取水，这样的设计也可以进一歩防止进水通道被堵塞，因为吸水的表面积变大了。本实施例中，第一部件11的四个侧面上设有4条凸棱112，卡入第二部件12内壁的4条凹槽123，并相互配合密封固定。本实施例采用贴片式灌水器，内贴于输水软管3的内壁，采用土工布作为渗水介质，实际应用中也可以采用“ー膜一布”的复合土工布作为渗水介质，以“膜”的ー侧抵贴于压紧部，以“布”的ー侧面对镂空部分，而复合土工布的长度较本实施例要短，以便在左右两侧露出引水ロ，使水可以从复合土工布的两侧渗入。本实施例中所用输水管道的材料规格如下输水软管(即输水带、滴灌带)LDPE软管,壁厚O. 6mm,撑圆后外径20mm。每30cm输水软管上设置I个内镶式反滤防堵灌水器。本实施例中所用的滤布为300g/m2的土工布。第二实施例请同时參阅图3和图4，本第二实施例中，管柱式反滤防堵灌水器2包括PE材质的哑铃形第一管柱件21和PE材质的可插入固定于第一管柱件21 —端的圆筒形第二管柱件22，第一管柱件21中间ー圈向轴心凹陷而使整体形成具有两头宽管柱211和中间窄管柱212的哑铃形结构，第一管柱件轴心213与第二管柱件轴心222同轴且轴心通透，以形成引水通道而供水流进入灌水器，在一头的宽管柱211外壁与窄管柱212外壁相连的圆环面216上，沿着平行于轴线的方向设有八个渗水孔215，如长方形小窗，设有渗水孔215的那头宽管柱被第二管柱件22插入固定，该头宽管柱上渗水孔215的内圈凸出并与第二管柱件的顶圈224相抵，环形滤布23夹于其中，且滤布23当中为空而使两管柱件的轴心通透，渗水孔215露出部分压紧后的土工布23的外圈，这样就使得水必须沿着与土工布23被夹紧受力方向相垂直的方向经过土工布23才能进入渗水孔223,同时,第一管柱件21中间的ー圈凹陷位置对应于输水管道上的出水ロ，而使露出的土工布23、渗水孔223与凹陷ー并构成出水通道，该ー圈凹陷还可便于在管壁上打孔之用；第一管柱件21的两头宽管柱211外壁均与输水管道内壁相固定，以使输水管道内流经的水必须依次经过通透的轴心、土工布23、渗水孔223和该圈凹陷才能滲出，即被第二管柱件的顶圈224与渗水孔215的内圈凸出所夹之处的ー圈土工布23，就是渗水的媒介，且是唯一媒介。本实施例中，第二管柱件22外壁具有一环凸棱223，设有渗水孔的ー头宽管柱211相配合地具有一环凹槽214，以将第一管柱件21与第二管柱件22固定在一起。第二管柱件22与顶圈224相反的另一端还有凸块221，以装配后扣住第一管柱件21的顶端，而将凸 块221外圈也与输水管道内壁相热合，也可起到防止水沿着两个管柱件之间的缝隙逃入出水通道。通过这样的结构，土工布23的密实度可以通过第二管柱件的顶圈224与渗水孔215的内圈凸出之间的间隙来调节，整个灌水器的渗水速度便可以得到简单、良好的控制。本实施例中土工布23被压紧后的厚度为自然厚度的1/3，根据实验，这样压紧后的密实度的渗水速度较佳。本实施例采用管柱式灌水器，内镶于输水管道的内壁，采用土工布作为渗水介质，实际应用中也可以采用“ー膜一布”的复合土工布作为渗水介质，以“膜”的ー侧抵贴于第ニ管柱件顶圈，以“布”的ー侧面对渗水孔。本实施例中所用输水管道的材料规格如下输水软管(即输水带、滴灌带)LDPE软管,壁厚I. 2mm,撑圆后外径16mm。每3米输水软管上等距设置10个内镶式反滤防堵灌水器。本实施例中所用的滤布为400g/m2的土工布。
权利要求
1.一种内镶式反滤防堵灌水器，内镶固定于输水管道的内壁，其特征在于，其包括相互固定的第一部件和第二部件，以及夹于第一部件与第二部件之间的滤布；其中，该第一部件和/或第二部件上具有供输水管道内流经的水进入灌水器并接触滤布的引水通道，该第一部件还具有可暴露出滤布并使滤布与输水管道上出水口相通的出水通道，该出水通道周围的部分与输水管道内壁相固定，被第一部件与第二部件所夹之处的滤布即是引水通道通向出水通道渗水的媒介。
2.根据权利要求I所述的内镶式反滤防堵灌水器，其特征在于被第一部件与第二部件所夹之处的滤布是引水通道通向出水通道渗水的唯一媒介，输水管道内流经的水从引水通道经被第一部件与第二部件夹紧处的滤布渗入出水通道。
3.根据权利要求2所述的内镶式反滤防堵灌水器，其特征在于该第二部件为盒形，该第一部件为可卡入该盒形第二部件的长方体形，该第一部件具有可暴露出滤布并使露出的滤布与输水管道上出水口位置对应且相通的镂空部分，该滤布完全覆盖过镂空部分而形成渗水部，该第二部件具有将滤布压在第一部件上的压紧部，该第二部件还具有供输水管道内流经的水进入灌水器并接触滤布的引水口，灌水器上镂空部分周围的部分与输水管道内壁相固定。
4.根据权利要求3所述的内镶式反滤防堵灌水器，其特征在于该压紧部在投影面上完全覆盖过镂空部分，并沿镂空部分的边缘将滤布压紧，使输水管道内流经的水必须经过被压紧处的滤布才能进入镂空部分。
5.根据权利要求4所述的内镶式反滤防堵灌水器，其特征在于该滤布在被压紧部压紧处以外还延伸出吸水部，并伸向该引水口。
6.根据权利要求5所述的内镶式反滤防堵灌水器，其特征在于该第一部件的侧面设有凸棱或凹槽，该第二部件的对应位置设有与该凸棱或凹槽相互配合的凹槽或凸棱。
7.根据权利要求2所述的内镶式反滤防堵灌水器，其特征在于该第一部件是哑铃形的第一管柱件，第二部件是可插入固定于该第一管柱件一端的圆筒形第二管柱件，该第一管柱件中间一圈向轴心凹陷而使整体形成具有两头宽管柱和中间窄管柱的哑铃形，其与第二管柱件同轴且轴心通透，以形成引水通道而供水流进入灌水器，在一头的宽管柱外壁与窄管柱外壁相连的圆环面上，沿着平行于轴线的方向，设有一个或多个渗水孔，设有渗水孔的该头宽管柱被第二管柱件插入固定，该头宽管柱上渗水孔的内圈凸出并与第二管柱件的顶圈相抵，环形滤布夹于其中，且滤布当中为空而使两管柱件的轴心通透，该渗水孔露出滤布且与输水管道上出水口相通而形成出水通道，该第一管柱件的两头宽管柱外壁均与输水管道内壁相固定。
8.根据权利要求7所述的内镶式反滤防堵灌水器，其特征在于该第一管柱件中间的一圈凹陷位置对应于输水管道上的出水口，构成出水通道的一部分。
9.根据权利要求7所述的内镶式反滤防堵灌水器，其特征在于该第二管柱件外壁具有 凸棱或凹槽，设有渗水孔的一头宽管柱内壁有与该凸棱或凹槽相配合的凹槽或凸棱。
10.根据权利要求I至10任一项所述的内镶式反滤防堵灌水器，其特征在于该滤布为土工布，该土工布被夹紧后的厚度为自然厚度的1/4-3/4。
11.一种具有权利要求I至11任一项所述内镶式反滤防堵灌水器的滴灌管道，其特征在于其包括管道体以及设于管道体内壁的数个该灌水器。
全文摘要
本发明公开了一种内镶式反滤防堵灌水器及滴灌管(带)，该灌水器包括相互固定的第一部件和第二部件，以及夹于第一部件与第二部件之间的滤布；第一部件和/或第二部件上具有引水通道，第一部件还具有可暴露出滤布并使滤布与输水管道上出水口相通的出水通道，出水通道周围的部分与输水管道内壁相固定，被第一部件与第二部件所夹之处的滤布即是引水通道通向出水通道的媒介。本发明结构简单，便于制造、铺设和安装；渗水流速可控性强，出流量小、均匀、稳定，对水压变化的敏感度小；既能防物理性堵塞，又能防化学和生物性堵塞，应用范围广。
文档编号B05B1/20GK102671782SQ20121016080
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者陈礼斌 申请人:上海茵能节能环保科技有限公司