本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)灌溉裝置，尤其是一種用于農(nóng)業(yè)的滴灌罐。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉中有一個重要的分支就是滴灌技術(shù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有一個水泵站和主水管、分水管以及裝在分水管上的多個專用滴頭，這種滴頭結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，制造精度要求高(主要是滴頭裝在高壓系統(tǒng)中，要實現(xiàn)水滴滴灌)，目前國內(nèi)采用的滴頭主要依靠進口，國內(nèi)有少數(shù)仿制品，但技術(shù)不過關(guān)。國內(nèi)外現(xiàn)有專用滴頭存在的問題是：

⑴滴頭容易堵塞

堵塞問題是滴灌系統(tǒng)存在的主要問題。一般情況下，由于滴頭中的水流流道的過水斷面甚小，直徑約為0.5—1.2mm，極易被水中的各種固體物質(zhì)所堵塞，因此滴灌系統(tǒng)對水質(zhì)量要求極嚴，一般須對水進行化學(xué)處理和過濾，并要加裝各級過濾器，務(wù)必使水中不含泥沙、雜質(zhì)、藻類及化學(xué)沉積物。我國西北地區(qū)嚴重缺水，普遍水源的含沙量、濁度很高，為此大大地限制了它的使用范圍、使用壽命和提高了使用成本。

⑵耗電量大，運行成本高

滴頭在滴灌期間要使用有壓力的水，這就要求水泵電機一直運行泵水。通過管道對滴頭加壓供水，滴灌期間是一個漫長的過程，在此期間水泵電機一直運行，需要使用昂貴的電能，電耗成了系統(tǒng)的主要運行成本。

⑶滴頭灌水量不均勻

由于滴頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜并受制造精度、裝配精度的影響；因地形、地貌、地勢而產(chǎn)生的水頭壓力差的影響；及管網(wǎng)各點水頭壓力不同的影響；使滴頭之間的流通量相差較大，有20—30％的誤差，甚至更高，進而影響灌溉效果。

⑷使用壽命短

停灌后，滴頭易受泥沙、雜質(zhì)、藻類及化學(xué)沉積物的影響，使滴頭容易堵塞。加上清洗維護困難而報廢，系統(tǒng)使用壽命一般為一個農(nóng)作物灌溉周期，而不能重復(fù)使用。

⑸系統(tǒng)對農(nóng)作物灌溉制度調(diào)整反應(yīng)遲鈍

由于每個滴頭的流量都是一個定值，一經(jīng)安裝使用后就不能做任何調(diào)整， 若農(nóng)作物在生長過程中環(huán)境(如氣溫、降雨、施肥、病蟲害等)發(fā)生變化。如旱情加重，要求加大灌水量，但此時由于系統(tǒng)中滴頭流通量固定而不能增加灌水量，從而影響農(nóng)作物的生長。

⑹滴頭制作精度高，制作成本高、性價比低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是要解決現(xiàn)有滴灌技術(shù)系統(tǒng)中，必須采用專用滴頭，而這種專用滴頭存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，使用壽命短，容易發(fā)生堵塞，水量不均勻，不能調(diào)節(jié)，以及影響系統(tǒng)耗電量增加，運行成本高等問題，提供一種用于農(nóng)業(yè)的滴灌罐。

本發(fā)明的具體方案是：一種用于農(nóng)業(yè)的滴灌罐，它具有密閉的罐體，特別是：在罐體的頂部安裝有通氣止溢閥；在罐體的底部安裝有進水管、出水管，在進水管和出水管之間安裝有聯(lián)動開關(guān)，該聯(lián)動開關(guān)包括有一支座，支座上裝有杠桿式閥桿，閥桿的兩端設(shè)計有封閉結(jié)構(gòu)，其中一端封閉結(jié)構(gòu)正對進水管布置，另一端正對出水管布置，且在閥桿上靠進水管一側(cè)裝有拉簧，并在出水管外端接裝有分配器；所述分配器具有分配腔，分配腔上設(shè)有若干分接頭，每個分接頭連接有一根輸送軟管，在輸送軟管上裝有水量調(diào)節(jié)器。

為保證每罐的滴灌時間，本發(fā)明中所述分配器的主管上設(shè)有1-6根支管，當然設(shè)計更多的支管也是可行的。

為了保證輸送軟管的末端滴水口準確滴水，防止堵塞，本發(fā)明中在輸送軟管的末端裝有滴頭罩，該滴頭罩具有碗形罩殼，罩殼上開有若干透氣孔。

為了方便本發(fā)明的吊裝使用，本發(fā)明在罐體頂部設(shè)置有吊環(huán)。

為了方便清洗罐體，本發(fā)明在罐體的底部裝有排污管，配裝有排污閥。

本發(fā)明中所述閥桿兩端的封閉結(jié)構(gòu)，包括有兩個分別大于或等于進水管和出水管外徑的壓板，壓板底面裝有橡膠密封件。

本發(fā)明具有以下特點：

1、適時性：

根據(jù)農(nóng)作物的灌溉制度，設(shè)置滴灌周期(設(shè)3～5小時后)，此時罐內(nèi)水全部滴灌完。

滴灌一周期工作時間

＝罐體充滿水時間+滴灌工作完成時間+裕度時間

＝5～7分鐘+3～5小時+1小時

罐內(nèi)所有裝置完成初始化，準備迎接下一周期開始。

整個灌溉過程可根據(jù)農(nóng)作物的滴灌耗水強度Q，設(shè)計為n個周期。

式中：Q：總的灌水量L

q：罐體載水量L

n：周期數(shù)

整個滴灌過程可以通過PLC控制的水泵系統(tǒng)自動完成，并可以根據(jù)實際情況隨時修改原設(shè)置，達到圓滿的灌溉效果。

由于在滴灌周期內(nèi)，引入了時間裕度的概念(而且這個時間裕度可以很方便的通過水泵電機控制系統(tǒng)PLC調(diào)控)，因此對灌期的時間掌控有了很好的調(diào)整空間。它可以用如下公式來闡述：

式中：H：總的時間要求(小時)

h：滴灌周期(小時)

n：周期數(shù)

由此可見，可在設(shè)定的時間區(qū)間內(nèi)充分完成指標。

2、適量性：

由于滴灌罐在滴灌周期內(nèi)的灌水量是以罐體可裝入水最大的量來度量的。因此可以很好的、很方便的對灌期總的灌水量進行精確控制，只要求全系統(tǒng)的罐體容量尺寸都一致。它可以用如下公式來闡述：

式中：Q：總的灌水量(立升)

q:罐體的最大載水量(立升)

n:周期數(shù)。

3、防堵塞性：

通過對滴頭的工作原理和防堵塞性能分析可以對滴灌罐的抗堵塞性能做一個充分的理解，農(nóng)作物灌溉制度對滴灌方式提出的要求是：水要以水滴形式適時適量地向作物的根系供應(yīng)水分和養(yǎng)分，以下為水滴頭水力學(xué)公式(摘自張志新先生著《滴灌工程規(guī)劃設(shè)計原理與應(yīng)用》)

層流

紊流

式中：q：滴頭流量L/H d：微管內(nèi)徑mm

h：壓力水頭m L：微管長度m

本公式說明“通常通過滴頭的流量是由滴頭工作壓力h、滴頭流道形狀、斷面尺寸及流徑長短來控制”。

防堵塞性一個根本性的措施就是在保證滴頭流量(q值)達標的前提下(2—12升/小時)盡量擴大微管內(nèi)徑，現(xiàn)行滴頭微管內(nèi)徑為d＝0.85mm，才能達到q值的理想范圍，而本發(fā)明滴灌罐的d值可以達到d＝1.8mm，內(nèi)徑擴大一倍以上。所以大大的改善了系統(tǒng)的抗堵塞性。

參見圖4，這是現(xiàn)有滴頭的流量與水壓函數(shù)圖，其中常量設(shè)計為

式中q—滴頭流量L/h(升/小時)

d—微管內(nèi)徑，取值0.85mm

L—微管長徑，取值0.5m

h—壓力水頭，取值0—-15m

參見圖5，這是本發(fā)明的流量與水壓函數(shù)圖，其中常量設(shè)計為

式中q—滴頭流量L/h(升/小時)

d—微管內(nèi)徑，取值1.8mm

L—微管長徑，取值1.0m

h—壓力水頭，取值0—-2.0m。

4、對水質(zhì)要求：由于微管孔徑大、流道短、防堵性好，因此對水源的泥沙、 雜質(zhì)、藻類及化學(xué)沉淀物的要求也就降低，同時對過濾設(shè)備的要求和投資也就降低，大大地擴大了水源的使用范圍，提高了使用壽命。

5、降低能耗：

從滴頭的水力學(xué)原理來分析，現(xiàn)有滴頭是一個降壓、消能裝置，將毛管上的有壓水流，經(jīng)過滴頭消能后以點滴的水流給作物根區(qū)供水,在灌溉期間水泵電機要一直運轉(zhuǎn)。

而滴灌罐是通過水泵電機將水通過管道送入滴灌罐，灌水充滿后就停水泵電機，然后水通過重力(能)向作物根區(qū)供水，沒有也不存在降壓消能的過程。因此大大地節(jié)省了能耗。

6、可無人操作、自動化程度高，(除水泵電機及PLC控制系統(tǒng)外)系統(tǒng)可無電工作。智能接口程度高。

7、成本降低：

由于減少了和簡化了水質(zhì)處理設(shè)備，投資成本降低。由于減少了電耗，運行成本降低。由于水泵運行完全可以通過使用PLC控制無人化，降低了人工成本。

8、滴頭出水均勻穩(wěn)定：由于不受地形、地貌和管網(wǎng)水頭損失的影響，只依靠重力調(diào)整，罐體與地表面高差確定后，出水的均勻度大小就可以確定了。

9、制作要求低：可在工廠內(nèi)將罐體全部組裝完成，檢測性能，方法簡單、快捷，方便工廠化、機器生產(chǎn)及流水線裝配。

10、組件制作簡單，技術(shù)成熟，可靠性高，制作成本低。

11、對農(nóng)作物不同灌溉制度，可以用調(diào)節(jié)水泵電機的啟動開泵周期方便的調(diào)節(jié)(比如夜晚作物的光合作用減弱，可以調(diào)長灌溉周期，這在PLC控制的電機系統(tǒng)很容易做到，也可以通過水調(diào)節(jié)器進行滴水量調(diào)節(jié)，操作十分方便。

12、一個滴灌罐可以供多個滴管同時使用(本設(shè)計為1—6個)可以使作物根區(qū)吸收水分均勻。

13、與滴頭使用一年(或一次)相比，滴灌罐的使用壽命長達10年以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)(外形)安裝使用狀態(tài)示意圖；

圖2是本發(fā)明罐體部份主剖視圖；

圖3是滴頭罩部份放大視圖；

圖4是現(xiàn)有滴頭的流量與水壓關(guān)系函數(shù)圖；

圖5是本發(fā)明的流量與水壓關(guān)系函數(shù)圖。

圖中：1-支桿，2-吊環(huán)，3-罐體，4-進水管，5-出水管，6-分配器，7-輸送軟管，8-水量調(diào)節(jié)器，9-滴頭罩，10-支管，11-連接管，12-吊繩，13-排污閥，14-排污管，15-支座，16-閥桿，17-壓板，18-密封件，19-通氣止溢閥，20-拉簧，21-透氣孔，22-分配腔，23-分接頭。

具體實施方式

以下結(jié)合說明書附圖進一步說明本發(fā)明的實施方法：

參見圖1、2，本發(fā)明具有密閉的罐體3，特別是：在罐體3的頂部安裝有通氣止溢閥19(包括有一閥體和裝在閥體中的浮球，閥體的頂部開有通氣孔，可雙向通氣)；在罐體3的底部安裝有進水管4、出水管5，在進水管4和出水管5之間安裝有聯(lián)動開關(guān)，該聯(lián)動開關(guān)包括有一支座15，支座15上裝有杠桿式閥桿16，閥桿16的兩端設(shè)計有封閉結(jié)構(gòu)，其中一端封閉結(jié)構(gòu)正對進水管4布置，另一端正對出水管5布置，且在閥桿16上靠進水管4一側(cè)裝有拉簧20，并在出水管5外端接裝有分配器6；所述分配器6具有分配腔22，分配腔22上設(shè)有五個分接頭23(一般設(shè)計1-6個分接頭)，每個分接頭23連接有一根輸送軟管7，在輸送軟管7上裝有水量調(diào)節(jié)器8(可使用醫(yī)用輸液管上的流量調(diào)節(jié)器)。

本發(fā)明實施例中，優(yōu)選地在輸送軟管7的末端裝有滴頭罩9，該滴頭罩9具有碗形罩殼，罩殼上開有若干透氣孔21(參見圖3)，并在罐體3頂部設(shè)置有吊環(huán)2，在罐體3的底部裝有排污管14，配裝有排污閥13。

本實施例中所述閥桿16兩端的封閉結(jié)構(gòu)，包括有兩個分別大于或等于進水管4和出水管5外徑的壓板17，壓板17底面裝有橡膠密封件18。

本發(fā)明的工作原理是：(參見圖1、2)根據(jù)應(yīng)用范圍，準備若干個本發(fā)明滴灌罐，將滴灌罐采用吊繩12通過吊環(huán)2吊掛在樹上或支桿1上，將每個滴灌罐上的每根輸送軟管7分別布置到對應(yīng)的農(nóng)作物(或樹木等)地面上，一般每株農(nóng)作物配一根輸送軟管，將輸送軟管末端的滴頭罩9安放在農(nóng)作物旁邊的地面上。將滴灌罐的進水管4通過連接管11外接滴灌系統(tǒng)中的支管10(滴灌系統(tǒng)還包括有水泵站、主管)。初始狀態(tài)，本發(fā)明中的聯(lián)動開關(guān)在拉簧20的作用下閥桿16 一端的封閉結(jié)構(gòu)關(guān)閉進水管4，而閥桿16另一端的封閉結(jié)構(gòu)脫開出水管5，罐體無水空置。啟動水泵，水泵從水源抽水加壓，通過主管，支管，加壓水源推開本發(fā)明進水管上的聯(lián)動開關(guān)，向罐體內(nèi)進水，聯(lián)動開關(guān)在水壓作用下，打開進水管同時關(guān)閉出水管，當罐體內(nèi)水位上升至頂部時，則通氣止溢閥19中的浮球上升關(guān)閉通氣止溢閥19，罐體內(nèi)水壓上升，所有滴灌罐中的水加滿后，水泵停止供水，卸壓。由于進水管上的供水水壓消失，本發(fā)明在拉簧20作用下，聯(lián)動開關(guān)關(guān)閉進水管，同時打開出水管，罐體內(nèi)的水通過出水管、輸送軟管向農(nóng)作物地上進行滴罐，調(diào)節(jié)輸送軟管上的水量調(diào)節(jié)器8可調(diào)節(jié)滴水量。當罐體內(nèi)水全部滴完后，可根據(jù)設(shè)計使用需要，停留一定時間，再開啟水泵進入下一個循環(huán)。