專利名稱：分離式蓄流灌水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明目的是為農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉提供一種新的灌水器——分離式蓄流灌水器， 以克服和解決目前農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)施中的灌溉水出流關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備——灌水器所存在的耗能較高、供水時間長、灌溉水溫較低、用水定額自控性差等技術(shù)問題，從而實現(xiàn)分離式蓄流灌水器縮減供水時間、節(jié)水節(jié)能、提升灌溉水溫、增加灌溉水均勻性和增強用水定額可控 性的綜合功效。
背景技術(shù)：
公知技術(shù)中，國內(nèi)外在高效節(jié)水灌溉技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)研究應(yīng)用的灌溉技術(shù)和方 法，主要有噴(微噴)灌、滴灌、膜下滴灌、''地下滲灌等，這些節(jié)水灌溉系統(tǒng)中灌溉水出 流的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備是——灌水器，如噴灌的噴頭；微噴灌的微噴頭；滴灌或膜下滴灌的滴頭 或小孔出流等灌水器。M_iiiM_LMM ，即噴灑水器具，按噴頭結(jié)構(gòu)可分為旋轉(zhuǎn)式噴頭、固定式噴頭和噴灑孔管三種，其中旋轉(zhuǎn)式噴頭(射流式噴頭)，是我國目甜應(yīng)用最普遍的一種，其中水平旋轉(zhuǎn) 式、垂直搖壁式和全射流式噴頭各地都有使用。全射流式噴頭我國在80年代研制成功，其優(yōu) 點是無撞擊部件，結(jié)構(gòu)簡單，噴灑性能好；固定式即散水式噴頭，特點是水流向全圓或扇形 噴灑，射程短，濕潤半徑3 9m，霧化度較高；噴灑孔管，結(jié)構(gòu)簡單；微噴灌水器是噴頭的延 伸和細(xì)化，按結(jié)構(gòu)和工作原理分為射流旋轉(zhuǎn)式、折射式和離心式微噴頭，目前我國以工程塑 質(zhì)為主要材料的不同系列多種型號微噴灌已廣泛應(yīng)用于城市園林綠化、經(jīng)濟作物灌溉等。噴 灌、微噴灌灌水器技術(shù)上存在明顯的問題是噴灌自始至終是持續(xù)能源消耗、噴灌強度較高、 灌溉噴灑時水分在空氣中的飄移損失較多、噴灌均勻度受風(fēng)影響較大、春季噴灌水溫較低影 響作物正常生長、噴灌噴頭本身不具有灌水定額自控能力等。fiMteH，它是將滴灌系統(tǒng)中的有壓供水，通過滴灌灌水器，如滴頭或小孔出流，將 有壓供水以水滴或滲水的形式對作物根部進(jìn)行灌溉。滴灌是應(yīng)用和發(fā)展較快的一項高效節(jié)灌 技術(shù)，滴灌灌水器目前有孔口消能、長流道管式、渦流消能和壓力補償式滴頭；將滴頭與 毛管組裝成一體具有兼顧配水和滴水功能的滴灌帶(管)，如薄壁軟管孔口出流、內(nèi)鑲式滴灌 帶、在滴灌帶的一側(cè)或管壁上熱合出不同形狀的迷宮式滴灌帶技術(shù)在我國已廣泛使用；此外， 將灌區(qū)末級毛管中壓力水流以涌泉方式出流灌溉、小管出流灌溉，具有工作水頭低、孔口大、 抗堵塞性能較強等優(yōu)點。滴灌灌水器技術(shù)上存在明顯問題是滴灌自始至終持續(xù)能源消耗， 春季灌溉時，由于滴灌系統(tǒng)水溫較低影響作物正常生長，滴頭本身不具有灌水定額自控能力， 滴灌灌水器水出流流道斷面很小堵塞問題較多(若增加出流斷面雖然提高了抗堵塞性，但灌沐j[均勻度下降)等°地下滲灌(也稱地下滴灌)灌水器，它是將灌水器(滲灌管)埋入地下的一種先進(jìn)的微 灌水技術(shù)方法，與滴灌、微噴灌相比節(jié)水效果更好，因為滲灌將水直接送到作物根區(qū)，地表 基本干燥，作物的棵間蒸發(fā)很少，耕作層士壤結(jié)構(gòu)保持較好。地下滲灌灌水器技術(shù)上存在明顯問題是滲灌自始至終是持續(xù)能源消耗、春季灌溉由于滲灌系統(tǒng)的水溫較低影響作物TH常生長、滲灌本身不具有灌水定額自控能力、地下輸水滲灌管與土壤環(huán)境關(guān)系而發(fā)生固體微粒 和生物堵塞灌溉水淤堵現(xiàn)象、投入較大管理運行維護(hù)等。公知技術(shù)中，現(xiàn)有各種灌水器在工作運行時，都有一個明顯共性特征各種類型的灌水 器在工作時，是在管網(wǎng)供水系統(tǒng)恒定的、持續(xù)有壓條件下實施灌溉的，它將灌溉系統(tǒng)的供水 與田間灌水器的灌水作業(yè)形成了一個連續(xù)的、不間斷的、同歩的灌溉運行體，灌水器工作時， 是一個自始至終拌隨著連續(xù)有壓供水、能源消耗的過程，如果灌溉系統(tǒng)中管網(wǎng)系統(tǒng)首部或者 輪灌區(qū)的水源供水處一旦停止或終斷，那么整個灌溉系統(tǒng)的灌水器灌溉作業(yè)就會全部停止， 即是目前國內(nèi)外已生產(chǎn)應(yīng)用的再好的灌水器也將無法工作。山此所導(dǎo)致的技術(shù)問題是目前 的灌水器技術(shù)，是以灌溉供水系統(tǒng)持續(xù)的高消耗水能、能源為代價而獲取的節(jié)水灌溉目標(biāo)， 不利于縮減供水時間、不利于灌溉節(jié)能、不利于提升灌溉水溫、不利于灌溉用水定額的控制。

發(fā)明內(nèi)容
為盡可能最大限度地提高節(jié)水節(jié)能和降低能耗，實現(xiàn)經(jīng)濟的節(jié)能灌溉目標(biāo)， 解決目前的灌水器工作中所存在的耗能較高、供水時間長、灌溉水溫較低、用水定額自控性 差等技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種"蓄流分離灌溉"技術(shù)理論，基于此理論原理從技術(shù)上研 制一種新的分離式蓄流灌水器。這種灌水器，能夠?qū)崿F(xiàn)縮減供水時間，具有節(jié)水節(jié)能、提升 灌溉水溫、增加灌溉水均勻性和增強用水定額可控性的綜合功效。本發(fā)明提出"蓄流分離灌溉"技術(shù)理論原理是灌區(qū)供水與m間灌溉，是一個不同歩、相互獨立、不連續(xù)、各自運行的兩個不同單元，即通過灌溉供水管網(wǎng)將作物所需灌水額定， 一次性輸送到ffl間作物用水處的具有定額定量的分離式蓄流灌水器容積之中，渠道或管道供 水在很短時間內(nèi)相對獨立的完成供水任務(wù)，而作物灌溉耗時是一個與供水無關(guān)，在ffl間相對 獨立的自行釋放過程，這就是將供蓄水與作物ffl間灌溉實施分離的灌溉技術(shù)理論。從而改變 了我國在供水與灌溉過程中那種傳統(tǒng)的"供水、需水、灌溉、完成"連續(xù)、同歩的灌溉模式。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是基于"蓄流分離灌溉"技術(shù)理論原理設(shè)計 的一種分離式蓄流灌水器，其主要結(jié)構(gòu)有進(jìn)水口管徑較大的塑質(zhì)軟管；在分離式蓄流灌水 器的進(jìn)水管處設(shè)置有"進(jìn)水啟閉自控閥"；進(jìn)水(充水)時在灌水器裝置內(nèi)上部設(shè)有排氣微孔 及內(nèi)置排氣軟管；蓄流過程中的水流排氣通道；存貯灌溉用水定額的蓄水有壓容積袋；水流 排氣出口與灌溉水出流導(dǎo)管相連；管徑很小的軟質(zhì)塑材灌溉水出流導(dǎo)管；多孔出流承插連接 器，上端與出流導(dǎo)管承插連接，下端與多個出流微灌管承插連接；出流微灌管出流口管徑微 小以滿足細(xì)流微灌，分離式蓄流灌水器的進(jìn)水(充水)流量遠(yuǎn)大于灌溉水的出流流量，以此 加速灌水器容積充水在短時間內(nèi)完成。在輪灌區(qū)供水管網(wǎng)系統(tǒng)的末級毛管上連接分離式蓄流灌水器，在供水過程中當(dāng)輪灌區(qū)內(nèi) 的分離式蓄流灌水器充滿水后，即可將該輪灌區(qū)的首部水源供水丌關(guān)關(guān)閉，即表明該輪灌區(qū)供水作業(yè)完成，至于m間作物灌溉與供水和能源供給無關(guān)，而是分離式蓄流灌水器容積中的水量在自重作用下，在田間相對獨立的自動釋放的灌水過程，由此，供水時間、能源消耗、 灌水定額及運行管理成本等將顯著的減少。本發(fā)明的有益效果是，作物灌溉需水量即灌水額定， 一次性輸送到ffl間作物用水處的定 額定量的灌水器設(shè)施——分離式蓄流灌水器容積之中。ffl間作物灌溉用水是一個自行釋放的 過程，灌溉耗時和作業(yè)均自動相對獨立在ffl間完成，渠道或管道供水在很短時間內(nèi)相對獨立 的完成供水任務(wù)，從而完成常規(guī)灌溉"供水、需水、灌溉、完成"連續(xù)同歩性的全過程。這 種灌溉技術(shù)，能有效地縮短灌水時間和輪灌周期，有效緩解用水緊張期的用水矛盾，省工、 省力減少ffl間灌水作業(yè)層次和工作量，由于將供水與灌溉分離，從而減少了供水歷時，具有 顯著的省時節(jié)能低耗和減少運行管理成本的功效，由于分離式蓄流灌水器容積中灌溉水出流量很小，使得灌水器容積水量貯存滯留時間較長，利于灌溉水吸收太陽能和灌溉水溫的提升。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一歩說明 圖1是蓄流分離灌溉原理流程圖； 圖2是分離式蓄流灌水器結(jié)構(gòu)圖。圖1，是蓄流分離灌溉技術(shù)理論原理，分離式蓄流灌水器與噴灌、滴灌、滲灌等節(jié)水灌 溉工作原理不同。噴灌、滴灌、滲灌等灌溉運行過程中輪灌區(qū)供水系統(tǒng)，始終在持續(xù)有壓供 水和能源消耗狀態(tài)下灌溉，直至某次輪灌區(qū)灌水作業(yè)完成。對于蓄流分離灌溉運行，在管網(wǎng) 系統(tǒng)的有壓供水作用下，分離式蓄流灌水器快速充水，當(dāng)灌水器容積充滿水后即表明灌水定 額已量化完成(灌水定額自控)，這時關(guān)閉該輪灌區(qū)供水丌關(guān)終止供水，宣告本輪灌區(qū)供水作 業(yè)完畢，同時也終止了供水系統(tǒng)的能源消耗，此時該輪灌區(qū)供水過程全部完成。常規(guī)灌溉系統(tǒng)中的各種灌水方法，從系統(tǒng)供水到某次灌水的完成，灌溉系統(tǒng)是一個自始 至終連續(xù)性、同歩的、持續(xù)供水能源消耗過程。顯然，灌區(qū)作物灌水時間需要多長，則供水 和能源的供給就必須保持多長時間，因此，能源供給與作物灌溉歷時長度有著十分密切的關(guān) 系，所以要解決能源消耗過多的問題，務(wù)必從減少灌區(qū)ffl間作物灌水時間著手，把田間灌水 所消耗的時間及其耗費的能源供應(yīng)盡可能地向非能源消耗方面轉(zhuǎn)化。蓄流分離灌溉系統(tǒng)的灌溉用水過程是以分離式蓄流灌水器容積中的定額水量，通過微小管出流導(dǎo)管向作物根系灌水， 且灌溉的過程中巳經(jīng)脫離了水源的供水和能源消耗，它是依靠分離式蓄流灌水器容積中的水 量在自重作用下實施作物灌溉的，他消耗的是水的自然能。蓄流分離灌溉與常規(guī)灌溉有著本 質(zhì)上的區(qū)別把作物灌溉運行過程分成以下四個不同階段① 灌區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)獨立供水階段。丌啟輪灌區(qū)供水丌關(guān)，向本輪灌區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)——干管、 分干管及ffl間輸水毛管三級管網(wǎng)供、輸水量。② 分離式蓄流灌水器充水和供水終止階段。當(dāng)輪灌區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)加壓運行后，該輪灌區(qū)田 間輸水毛管上的分離式蓄流灌水器，在供水壓力作用于下灌水器容積水量很快充水并完成蓄 水任務(wù)，分離式蓄流灌水器中所蓄水量即為作物的灌水定額。此時，關(guān)閉本輪灌區(qū)的供水開 關(guān)，表明本輪灌區(qū)供水任務(wù)已經(jīng)完成，意味著能源供應(yīng)宣告結(jié)束。③ ffl間灌溉獨立完成階段。在切斷水源停止供水不消耗能源的情況下，輪灌區(qū)ffl間分離 式蓄流灌水器容積中的水量，在水量自重的作用于下，將自由水能轉(zhuǎn)化為出流動能，通過分 離式蓄流灌水器的微小出流導(dǎo)管，以細(xì)流方式逐歩浸潤作物根系局部土壤，實施細(xì)流滲水的 節(jié)水灌溉方式，這就是蓄灌分離灌溉技術(shù)理論"蓄"與"流"，"供水"與"灌溉"相互分離 關(guān)系的重要灌溉技術(shù)思想。④ 灌溉水溫提升階段。由于分離式蓄流灌水器容積水量出流量很小，因此，分離式蓄流 灌水器容積中的水量有一個相對較長的滯存時間和空間，為灌水器吸熱材料和灌溉水吸收太 陽能增溫提供了條件。圖2，分離式蓄流灌水器結(jié)構(gòu)1、灌水器的進(jìn)水管；2、灌水器充水時的排氣微孔；3、 水流排氣通道；4、灌溉用水定額容積袋；5、水流排氣出口； 6、灌溉水出流導(dǎo)管；7、多孔 出流承插連接器；8、出流微灌管；9、出流微灌管出流口； 10、灌水器設(shè)備固定桿；11、進(jìn) 水啟閉自控閥。
具體實施例方式圖2中分離式蓄流灌水器的進(jìn)水管(1)，進(jìn)水管與輪灌區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)的水級毛管相承接，管徑一般較大多設(shè)計^25 30mm的塑質(zhì)軟管，以確保在較短時間內(nèi)灌水器容積水量充滿；分 離式蓄流灌水器充水時的排氣微孔(2)，進(jìn)水(充水)時在灌水器內(nèi)的上部，設(shè)有排氣微孔 及內(nèi)置排氣軟管，以確保灌水器充水過程中空氣的排除；分離式蓄流灌水器水流排氣通道(3)， 是蓄流過程中的水流排氣通道；灌溉用水定額容積袋(4)，是存貯灌溉用水定額的有壓容積 袋，沒有充水甜近似橢圓形平面，充水完成后為橢圓或圓形狀態(tài)，由具有承受3 4kg/cn^水 壓力和抗拉伸強度防老化和吸熱能力較強的工程塑材制成；水流排氣出口 (5)，排氣出口與 灌溉水出流導(dǎo)管相連；灌溉水出流導(dǎo)管(6)，山管徑很小的軟質(zhì)塑材制成導(dǎo)管；多孔出流承 插連接器(7)，上端與出流導(dǎo)管承插連接，下端與多個出流微灌管承插連接；出流微灌管(8)， 灌溉水出流的微細(xì)小的軟質(zhì)塑材管；出流微灌管出流口 (9)，管徑微小一般為0O.8~l.2mm 的塑質(zhì)軟管，以滿足作物對灌溉水出流較為緩慢而形成細(xì)流微灌的要求，同時為水量在灌水 器容積中貯存較長時間充分吸收太陽能提高灌溉水溫創(chuàng)造條件；固定桿件(IO)，防止風(fēng)吹影 響而穩(wěn)定分離式蓄流灌水器的固定桿件；進(jìn)水啟閉自控閥(ll)，當(dāng)分離式蓄流灌水器容積水 量充滿后達(dá)到一定水壓時，該自控閥自動關(guān)閉，灌溉水流不再流入分離式蓄流灌水器容積中， 此時，灌水器中的灌溉水在自重力作用下緩慢出流直至放空；當(dāng)下一次供水時，在水壓作用 下，該自控閥自動開啟。
權(quán)利要求
1. 分離式蓄流灌水器，其特征是分離式蓄流灌水器進(jìn)水管與農(nóng)田的輪灌區(qū)供水管網(wǎng)系統(tǒng)的末級毛管相承接，進(jìn)水管徑為塑質(zhì)軟管且管徑較大，可確保短時間內(nèi)灌水器容積很快充滿灌溉水量。
2. 分離式蓄流灌水器，其特征是在分離式蓄流灌水器的進(jìn)水管處，設(shè)置有"進(jìn)水啟閉 自控閥"，即當(dāng)分離式蓄流灌水器容積水量充滿后達(dá)到一定水壓時，該自控閥自動關(guān)閉，灌溉 水流不再流入分離式蓄流灌水器容積中，灌水器中的灌溉水在自重力作用下緩慢出流直至放 空；當(dāng)下一次供水時，在水壓作用下，該自控閥自動丌啟。
3. 分離式蓄流灌水器，其特征是分離式蓄流灌水器內(nèi)的上部，設(shè)有排氣微孔及排氣軟 管，以及水流排氣通道和出口，以確保灌水器充水過程中空氣的排除。
4. 分離式蓄流灌水器，其特征是存貯灌溉用水定額的分離式蓄流灌水器容積，近似圓 形或橢圓形兩種結(jié)構(gòu)形狀。
5. 分離式蓄流灌水器，其特征是充水時的排氣出口與灌溉水出流導(dǎo)管相連，即灌溉水 出流與排氣出口為同一出口通道。
6. 分離式蓄流灌水器，其特征是有多孔出流承插連接器，其上端與出流導(dǎo)管承插連接， 下端與多個出流微灌管承插連接。
7. 分離式蓄流灌水器，其特征是灌溉水出流口是一種微細(xì)的塑質(zhì)軟管，該出流口徑明 顯地比分離式蓄流灌水器的進(jìn)水管徑小，以滿足作物對灌溉水出流較為緩慢而形成細(xì)流微灌 的要求，同時為水量在灌水器容積中貯存較長時間充分吸收太陽能提高灌溉水溫創(chuàng)造條件。
8. 分離式蓄流灌水器，其特征是為防止風(fēng)吹錯位等影響，分離式蓄流灌水器設(shè)有固定 桿件，以穩(wěn)定分離式蓄流灌水器設(shè)備。
全文摘要
一種新的“蓄流分離灌溉”技術(shù)理論，即灌區(qū)供水與田間灌溉，是一個不同步、相對獨立、不連續(xù)、各自運行的兩個不同單元，即通過灌溉供水管網(wǎng)將作物所需灌水額定，一次性輸送到田間作物用水處的定額的分離式蓄流灌水器之中，渠道或管道供水在很短時間內(nèi)相對獨立的完成供水任務(wù)，而作物灌溉耗時是一個與供水無關(guān)，在田間相對獨立的自行釋放的過程，從而改變了我國在供水與灌溉過程中那種傳統(tǒng)的“供水、需水、灌溉、完成”連續(xù)、同步的灌溉模式；基于“蓄流分離灌溉”技術(shù)原理設(shè)計的一種分離式蓄流灌水器，能夠有效縮減供水時間，具有節(jié)水節(jié)能、提升灌溉水溫、增加灌溉水均勻性和增強用水定額可控性的綜合功效；分離式蓄流灌水器由進(jìn)水管、充水排氣微孔、水流排氣通道、灌溉用水定額容積袋、水流排氣出口、灌溉水出流導(dǎo)管、多孔出流承插連接器、出流微灌管、出流微灌管出流口、灌水器設(shè)備固定桿、進(jìn)水啟閉自控閥組成；分離式蓄流灌水器容積形狀有圓形、橢圓形兩種。
文檔編號A01G25/00GK101273702SQ200710095938
公開日2008年10月1日 申請日期2007年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月31日
發(fā)明者周和平 申請人:周和平