專利名稱：一種大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器的制作方法
一種大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于旱區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)林灌溉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，適用于解決經(jīng)濟(jì)林灌溉問題。
背景技術(shù)：
微灌是目前最省水的灌溉技術(shù)，為不同地區(qū)的不同作物所采用，針對不同作物的需水要求和灌溉制度，開發(fā)相應(yīng)的灌水器是微灌發(fā)展的需求。
目前山地經(jīng)濟(jì)林的灌溉存在三個問題一是由于山地較大的高差使得灌水均勻度難以保證；二是灌水器(滴頭)流量相對較小，一般在4L/h以下，對于需水量較大的多年生果樹來講，這樣的灌水器不能很好地滿足果樹旺盛生長期的需水量，因而成為微灌發(fā)展的一大瓶頸；三是因灌水器(滴頭)流量相對較小，每棵樹需配置3-5個灌水器(滴頭)，大大提高了投資。針對山地經(jīng)濟(jì)林灌溉中存在的問題開發(fā)相應(yīng)的灌水器成為亟待解決的問題。
由申請人提交的中國專利申請一種螺紋式涌泉根灌灌水器(申請?zhí)?201010156199. 9)，一種壓力可調(diào)式涌泉根灌灌水器(申請?zhí)?01010156210. 1)和一種斜齒迷宮流道涌泉根灌灌水器(申請?zhí)?01010208686.幻，分別對灌水器迷宮流道進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，水力性能良好，但是都不具有壓力補(bǔ)償功能，應(yīng)用于山地灌溉有一定的局限性。發(fā)明內(nèi)容
針對山地經(jīng)濟(jì)林灌溉中存在的地形坡度大，需水量大等問題，本發(fā)明的目的在于， 提供一種大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，該灌水器是組合式結(jié)構(gòu)，將迷宮流道消能和壓力補(bǔ)償功能結(jié)合一體，外插與毛管，特別適用于對山地經(jīng)濟(jì)林等需水量大的地區(qū)物種的灌溉。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案
—種大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，該大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器直接以插入方式與毛管相連接，其特征在于，它由腔體，壓力補(bǔ)償墊片和基座構(gòu)成組合式結(jié)構(gòu)，三者按水流方向的順序是腔體、壓力補(bǔ)償式墊片和基座，腔體與基座通過卡槽直接扣合，壓力補(bǔ)償墊片位于腔體與基座之間。
所述的腔體上有附進(jìn)水口和過濾網(wǎng)，進(jìn)水口長度毛管的內(nèi)徑相配合，腔體內(nèi)有卡槽，該卡槽與基座上的凸起相配合，腔體內(nèi)部與進(jìn)水口連接處有弧形凸起；增加了灌水器的抗堵性能。
所述的壓力補(bǔ)償墊片是一個具有彈性的圓片，圓片四周有臺階。
所述基座外壁有斜齒型流道、流道進(jìn)水口和流道出水口，基座外側(cè)繞口一周有凸起，該凸起的尺寸與腔體內(nèi)側(cè)的卡槽尺寸相配合；基座的內(nèi)部分為上腔和下腔；基座內(nèi)部底部有最小流量控制口，基座下部有出水口。
水從腔體上的進(jìn)水口進(jìn)入灌水器后先經(jīng)過壓力補(bǔ)償墊片旁邊的流道進(jìn)水口進(jìn)入斜齒型迷宮流道，使水流形成紊流，由流道出水口流入壓力補(bǔ)償墊片下部，作為消能的第一步，為壓力補(bǔ)償功能打基礎(chǔ)。
基座底部的最小出流量控制口，在壓力補(bǔ)償墊片完全壓實(shí)灌水器出水口時，灌水器依舊有流量，保證灌水器的最小流量。
本發(fā)明的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器的工作原理為水流從滴頭進(jìn)水口的過濾窗進(jìn)入滴頭腔體，流經(jīng)墊片上表面經(jīng)迷宮流道入口進(jìn)入迷宮流道，經(jīng)過迷宮流道的初步消能后由迷宮流道出口進(jìn)入墊片下部的基座到達(dá)出水口，隨著壓力的不斷變化，墊片下部的出水截面發(fā)生相應(yīng)改變從而改變滴頭流量。正常壓力下，灌水器的出口截面呈自然截面狀態(tài)，流量較大，當(dāng)壓力增加時，墊片下陷，使出水口面積變小，流量變??；從而起到在壓力變化的情況下保持灌水器的流量不變，這種狀態(tài)稱為調(diào)節(jié)狀態(tài)。當(dāng)壓力小到一定程度時，壓力補(bǔ)償墊片就完全脫離基座，出水腔體積變得很大，出水截面也變大，流量也相應(yīng)增大，這時轉(zhuǎn)變?yōu)樽詻_洗狀態(tài)。
本發(fā)明的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，將迷宮流道與壓力補(bǔ)償性能相結(jié)合，能很好的解決山地經(jīng)濟(jì)林灌溉問題。經(jīng)申請人的實(shí)驗(yàn)證明，壓力補(bǔ)償區(qū)間為3-25m，流量為 15L/h，流態(tài)指數(shù)為0. 02，壓力補(bǔ)償性能良好，能很好的適應(yīng)山地地形，保證灌水均勻性，并且灌水器流量大，滿足了經(jīng)濟(jì)林需水量大的要求。
本發(fā)明的大流量壓力補(bǔ)償式滴管灌水器每一棵或兩棵可以用一個，大大降低了成本；壓力補(bǔ)償性能良好，適于山地經(jīng)濟(jì)林；安裝簡單，易于被廣大使用者接受。


圖1為本發(fā)明的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1、腔體， 2、壓力補(bǔ)償墊片，3、基座。
圖2為本發(fā)明的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器腔體結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為整體結(jié)構(gòu)示意圖，(b)為剖視圖。圖中的標(biāo)記分別表示4、灌水器進(jìn)水口，5、灌水器進(jìn)口過濾網(wǎng)，6、卡槽，7、腔體內(nèi)部凸起。
圖3為本發(fā)明的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器壓力補(bǔ)償墊片示意圖，(a)為墊片正視圖，(b)為(a)的俯視圖。圖中的標(biāo)記分別表示8、臺階。
圖4為本發(fā)明的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器基座結(jié)構(gòu)示意圖，(a)為基座結(jié)構(gòu)剖面圖，(b)為基座整體結(jié)構(gòu)圖，(c)為(b)的后視圖，(d)為基座俯視圖。圖中的標(biāo)記分別表示9、灌水器出口，10、斜齒型迷宮流道，11、流道進(jìn)水口，12、流道出水口，13、基座外沿上的凸起，14、基座上腔，15、基座下腔，16、基座底部最小流量控制口
圖5為本滴頭的壓力流量關(guān)系曲線。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)施例給出一種大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器。該地埋式壓力補(bǔ)償涌泉根灌灌水器為組合式結(jié)構(gòu)，包括腔體1，壓力補(bǔ)償墊片2和基座3，三者按出水順序依次是腔體1，壓力補(bǔ)償墊片2，基座3。腔體1與基座3通過卡槽緊密結(jié)合。壓力補(bǔ)償墊片2位于基座3內(nèi)部臺階結(jié)構(gòu)上。與基座3內(nèi)部的臺階結(jié)構(gòu)相吻合保證壓力補(bǔ)償墊片2在腔體1 和基座3之間固定。壓力補(bǔ)償墊片上部為腔體1進(jìn)水口，下部為基座3的出水口，當(dāng)壓力補(bǔ)償墊片2上部受到壓力后，凹下去，使灌水器在不同壓力下有不同的出水面積，從而達(dá)到調(diào)節(jié)灌水器流量的目的。壓力補(bǔ)償墊片2的硬度根據(jù)壓力補(bǔ)償區(qū)間確定，使得壓力補(bǔ)償墊片 2充分發(fā)揮補(bǔ)償功能。
參見圖2、圖3、圖4，腔體1上有進(jìn)水口 4和過濾網(wǎng)5，邊沿內(nèi)部有卡槽6。壓力補(bǔ)償墊片2是一個臺階式結(jié)構(gòu)的彈性圓片，圓片上有臺階8，壓力補(bǔ)償墊片2的大徑小徑尺寸及臺階尺寸與基座3內(nèi)部的臺階式結(jié)構(gòu)相配合。基座3外壁有斜齒型迷宮流道10，迷宮流道進(jìn)口 11，迷宮流道出口 12，外沿上部繞口一周有凸起13，基座3內(nèi)部分為上腔14和下腔 15，底部有最小流量控制口 16，基座3下部有出水口 9。其工作原理為水流從腔體1的進(jìn)水口 4的過濾窗5進(jìn)入基座3的上腔14，流經(jīng)壓力補(bǔ)償墊片2上表面經(jīng)迷宮流道入口 11進(jìn)入迷宮流道10，經(jīng)過迷宮流道10的初步消能后由迷宮流道出口 12進(jìn)入壓力補(bǔ)償墊片2下部的基座下腔15到達(dá)出灌水器水口 9，隨著壓力的不斷變化，壓力補(bǔ)償墊片2下部的灌水器出水口 9的截面發(fā)生相應(yīng)改變從而改變灌水器流量。正常壓力下，出水口 9截面呈自然截面狀態(tài)，流量較大，當(dāng)壓力增加時，壓力補(bǔ)償墊片2下陷，使出水口 9面積變小，流量變小；從而起到在壓力變化的情況下保持整個灌水器的流量不變，這種狀態(tài)稱為調(diào)節(jié)狀態(tài)。當(dāng)壓力小到一定程度時，壓力補(bǔ)償墊片2就完全脫離基座3，基座3的下腔15腔體積變得很大，出水口 9的截面也變大，流量也相應(yīng)增大，這時轉(zhuǎn)變?yōu)樽詻_洗狀態(tài)。
進(jìn)水口 4直徑為4mm，總長為12mm，保證插入毛管深度，是灌水器的進(jìn)水口處于毛管中的紊流區(qū)域，雜質(zhì)量小，增強(qiáng)了灌水器的抗堵性能。
過濾網(wǎng)5寬度為1. 4mm,厚2mm。
壓力補(bǔ)償墊片2的大徑為18mm，小徑為15mm，總厚度為1. 3mm。其中，上層厚度為 0. 8_，下層厚度為0. 5_。壓力補(bǔ)償式墊片2的硬度為50°C。壓力補(bǔ)償墊片2的變形可以出水口 9的截面面積，以調(diào)整整個灌水器的流量。
基座3外壁的斜齒形迷宮流道10總長度為62. 83mm,總寬為6. 34mm,齒高3. 17mm, 齒間距2mm，深1. 5mm，流道流態(tài)指數(shù)為0. 4572。
斜齒形迷宮流道的進(jìn)水口 11長2. 6mm，寬為2. 5mm。出水口 12長2. 6_，寬2. 5_。 進(jìn)出水口的尺寸都大于2mm，增強(qiáng)了灌水器的抗堵性能。
基座上腔14高度為4mm，下腔15高度為3mm，上下腔高度與墊片相配合保證了灌水器的大流量性能。
基座3底部的最小流量控制口 16的圓心角為33°，深為0. 7mm，保證了在壓力補(bǔ)償墊片2將出水口 9全部堵住之后，灌水器仍有流量。
出水口 9的直徑為4mm，。
本發(fā)明的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，將迷宮大流道與壓力補(bǔ)償原理有機(jī)結(jié)合，進(jìn)過兩道程序?qū)λ鬟M(jìn)行消能，其壓力補(bǔ)償區(qū)間為3 25m，灌水器的補(bǔ)償區(qū)間流量為 15L/h，流態(tài)指數(shù)為0. 02，達(dá)到了大流量和壓力補(bǔ)償?shù)囊螅m于山地經(jīng)濟(jì)林的灌溉。流道附于基座的外壁上，灌水器結(jié)構(gòu)簡單，造價低，且本灌水器的流量使得每顆樹只需配備一個灌水器，這樣就大大降低滴灌的使用成本。將灌水器的進(jìn)出水口以及流道進(jìn)出水口的最小尺寸都設(shè)計成大于2mm，來增加灌水器的抗堵效果。
權(quán)利要求
1.一種大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，該大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器直接以插入方式與毛管相連接，其特征在于，它由腔體(1)，壓力補(bǔ)償墊片(2)和基座(3)構(gòu)成組合式結(jié)構(gòu)，三者按水流方向的順序是腔體(1)、壓力補(bǔ)償式墊片( 和基座(3)，腔體(1)與基座 ⑵通過卡槽直接扣合，壓力補(bǔ)償墊片⑵位于腔體⑴與基座⑶之間；所述腔體(1)上附有進(jìn)水口(4)和過濾網(wǎng)(5)，進(jìn)水口(4)的長度毛管的內(nèi)徑相配合， 腔體(1)內(nèi)有卡槽(6)，該卡槽(6)與基座C3)外沿上部的凸起(1 相配合，腔體(1)內(nèi)部與進(jìn)水口⑷連接處有弧形凸起(7)；所述的壓力補(bǔ)償墊片(2)是一個具有彈性的圓片，圓片四周有臺階(8)； 所述基座⑶外壁有斜齒型流道(10)、流道進(jìn)水口(11)和流道出水口(12)，基座(3) 外側(cè)繞口一周有凸起(13)，該凸起(13)的尺寸與腔體(1)內(nèi)側(cè)的卡槽(6)尺寸相配合；基座(3)的內(nèi)部分為上腔(14)和下腔(1 ；基座(3)內(nèi)部底部有最小流量控制口(16)，基座 (3)下部有出水口(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，其特征在于，所述進(jìn)水口(4)直徑為4mm,總長為12mm。
3.如權(quán)利要求1所述的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，其特征在于，所述過濾網(wǎng)(5)寬度為 1. 4mm,厚 2mmο
4.如權(quán)利要求1所述的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，其特征在于，所述的壓力補(bǔ)償墊片O)的硬度為50°C，其大徑為18mm，小徑為15mm，總厚度為1. 3mm ；其中，上層厚度為.0.8mm，下層厚度為0. 5mm。
5.如權(quán)利要求1所述的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，其特征在于，所述的基座(3)外壁的斜齒形迷宮流道(10)總長度為62. 83mm，總寬為6. 34mm，齒高3. 17mm，齒間距2mm，深.1.5mm，流道流態(tài)指數(shù)為0. 4572。
6.如權(quán)利要求1所述的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，其特征在于，所述的斜齒形迷宮流道的進(jìn)水口(11)長2. 6mm，寬為2. 5mm，出水口(12)長2. 6mm，寬2. 5mm。
7.如權(quán)利要求1所述的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，其特征在于，所述基座上腔 (14)高度為4mm，下腔(15)高度為3mm。
8.如權(quán)利要求1所述的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，其特征在于，所述基座C3)底部的最小流量控制口(16)的圓心角為33°，深為0.7mm。
9.如權(quán)利要求1所述的大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，其特征在于，所述灌水器出水口(9)的直徑為4mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大流量壓力補(bǔ)償式滴灌灌水器，由腔體、壓力補(bǔ)償墊片和基座三部分構(gòu)成組合式結(jié)構(gòu)，灌水器以插入方式與毛管相連接。腔體上設(shè)置有進(jìn)水口和過濾網(wǎng)，出水口位于基座上，基座上附有迷宮流道，墊片在腔體和基座之間。灌水器工作原理為水流從滴頭進(jìn)水口的過濾窗進(jìn)入滴頭腔體，流經(jīng)墊片上表面經(jīng)迷宮流道入口進(jìn)入迷宮流道，經(jīng)過迷宮流道的初步消能后由迷宮流道出口進(jìn)入墊片下部的基座到達(dá)出水口，隨著壓力的不斷變化，壓力補(bǔ)償墊片下部的出水截面發(fā)生相應(yīng)改變從而改變滴頭流量。
文檔編號B05B1/30GK102527532SQ201210006948
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者力波, 鞏興輝, 張 林, 朱德蘭, 李令媛, 牛文鵬, 王劍, 陳俊英 申請人:西北農(nóng)林科技大學(xué)