本發(fā)明屬于滴灌設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種滴灌用大面積均勻管控、高抗堵灌水器。

背景技術(shù)：

1、農(nóng)業(yè)滴灌系統(tǒng)逐步向規(guī)?；?、現(xiàn)代化方向發(fā)展，滴灌系統(tǒng)的單控面積逐漸成為滴灌系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之一，較大的單控面積即同一套滴灌系統(tǒng)首部裝置在同樣能耗的前提下，可以對(duì)更大面積的農(nóng)田進(jìn)行高均勻灌溉及高精度控制，但目前國(guó)內(nèi)的灌水器產(chǎn)品流量多集中于1-3l/h范圍內(nèi)，在保證滴灌帶高均勻灌溉的前提(滴灌帶首個(gè)滴頭與末尾滴頭的流量偏差不大于10％)下，滴灌帶的最長(zhǎng)鋪設(shè)距離主要集中在60-80m，而國(guó)外的灌水器產(chǎn)品流量可以低至0.35l/h，鋪設(shè)距離可以達(dá)到300m，因此，亟需一種超長(zhǎng)鋪設(shè)距離且高均勻的灌水器產(chǎn)品，此外，灌水器鋪設(shè)距離增加，意味著滴頭流量減少，即灌水器流道尺寸減少，這說明滴灌系統(tǒng)的水源存在較多顆粒雜質(zhì)時(shí)會(huì)極易發(fā)生堵塞，因此，亟需一種滴灌用大面積均勻管控、高抗堵灌水器。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，專利號(hào)201621445287.x提出了一種弧形紊流齒結(jié)構(gòu)，提升灌水器抗堵塞性能，但流量和鋪設(shè)距離屬于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品的基本范圍，無法實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離鋪設(shè)。

3、再如現(xiàn)有技術(shù)專利中，專利號(hào)201920246502.0公開了一種滴灌灌水器以及滴灌帶，提出n型流道的高抗堵結(jié)構(gòu)，該發(fā)明通過深入分析比較與n型流道的水力性能，提出一種優(yōu)于n型流道的抗堵塞結(jié)構(gòu)，且該發(fā)明提出的灌水器流量更小，鋪設(shè)距離更長(zhǎng)，單控面積更大，此外其他現(xiàn)有專利技術(shù)例如cn118104551a一種小流量抗堵塞滴灌滴頭、cn103651053a涉及的小型高抗堵塞滴灌灌水器均是采用的對(duì)稱斜三角齒的流道，設(shè)置有多個(gè)首尾相接的類三角形內(nèi)齒單元，但是其均是傳統(tǒng)的滴灌器的設(shè)計(jì)流道結(jié)構(gòu)，其提高滴灌的均勻性的效果有限，cn109673482a涉及一種滴灌灌水器，雖然能夠通過調(diào)整齒高h(yuǎn)、齒底距a、齒底角β、底角半徑r、底角弧長(zhǎng)b與齒間距c等參數(shù)并結(jié)合湍動(dòng)能和漩渦區(qū)定義進(jìn)行綜合分析，但是其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)仍然存在較大的改進(jìn)空間。

4、因此，亟需提出一種滴灌用大面積均勻管控、高抗堵灌水器，在大幅縮減滴灌系統(tǒng)投資成本的同時(shí)，保證灌水均勻性，該發(fā)明對(duì)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種滴灌用大面積均勻管控、高抗堵灌水器，旨在解決超長(zhǎng)距離鋪設(shè)，并保證均勻灌溉及高抗堵塞性能的問題。

2、本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種滴灌用大面積均勻管控、高抗堵灌水器，所述灌水器包括：

3、灌水器殼體；

4、進(jìn)水部，所述進(jìn)水部?jī)?nèi)嵌于灌水器殼體的中心部位，且所述進(jìn)水部底部設(shè)置有片式欄污柵；

5、其中，所述進(jìn)水部的底部一側(cè)設(shè)置有出水部，所述出水部設(shè)置在灌水器殼體內(nèi)部；

6、流道部，所述流道部?jī)蓚?cè)分別與進(jìn)水部和出水部相連通，所述流道部為齒狀往返結(jié)構(gòu)，所述流道部由多個(gè)流道單元固定連接組成，且每個(gè)所述流道單元均呈齒狀，所述流道單元沿水流方向依次設(shè)置有第一直線段、第一斜線段、第二斜線段、第三斜線段和第二直線段。

7、第一直線段和第一斜線段形成迎水面以擴(kuò)大湍動(dòng)能高值區(qū)分布面積，第二斜線段和第三斜線段形成背水面以減少背水區(qū)湍動(dòng)能低值區(qū)分布面積，所述迎水面與背水面設(shè)置有多個(gè)且多個(gè)迎水面與背水面呈反向?qū)ΨQ交叉陣列分布，且流道寬度處于反向?qū)ΨQ交叉陣列分布的迎水面和背水面之間。

8、作為本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，水流流經(jīng)進(jìn)水部并依次進(jìn)入流道部和出水部?jī)?nèi)部，所述流道部設(shè)置在灌水器殼體的內(nèi)部頂側(cè)。

9、作為本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述出水部和流道部均延垂直灌水器殼體長(zhǎng)度方向的截面頂部與底部均為等半徑的弧線。

10、所述流道單元位于灌水器殼體內(nèi)部，其中所述流道單元包括：

11、第一直線段，所述第一直線段與水流總體流向垂直；

12、第一斜線段，所述第一斜線段與第一直線段呈鈍角連接；

13、第二斜線段，所述第二斜線段與第一斜線段之間形成齒角，所述齒角的圓角半徑范圍為18°-38°，所述齒角的圓角半徑范圍為0.03-0.1mm，且所述齒角軸線方向與第一直線段方向一致，其中，所述第二斜線尺寸范圍為0.2-0.7mm；

14、第三斜線段，所述第三斜線段與第二斜線段呈鈍角連接；

15、第二直線段，所述第二直線段與第三斜線段呈鈍角連接，且第二直線段與第三斜線段形成鈍角范圍為105°-165°，所述第二直線段與水流總體方向垂直。

16、作為本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述第一直線段尺寸范圍為0.4～0.7mm，且第一直線段與第一斜線段所形成鈍角范圍為120°-165°。

17、作為本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述第一斜線段尺寸范圍為0.15-0.4mm，所述第一斜線段與所述第二直線段成鈍角范圍為105°-165°，所述流道單元還包括：

18、流道寬度，所述流道寬度的范圍為0.35-0.6mm；

19、齒圓角半徑，所述齒圓角半徑兩側(cè)分別與第一斜線段和第二斜線段相接；

20、齒高，所述齒高的范圍為0.6-0.9mm；

21、齒間距，所述齒間距范圍為0.9-1.5mm；

22、流道深度，所述流道深度的尺寸范圍為0.35-0.8mm。

23、所述流道單元與水流接觸的第一個(gè)面為迎水面，所述迎水面是垂直于水流總體方向的第一直線段和第一斜線段形成的面，垂直的迎水面壁面能夠擴(kuò)大齒尖和壁面的湍動(dòng)能高值區(qū)分布面積，與迎水面相對(duì)的是背水面，所述背水面是由第二斜線段和第三斜線段形成的面，多線段的背水面能夠減少背水區(qū)湍動(dòng)能低值區(qū)分布面積，所述迎水面與背水面設(shè)置有多個(gè)，且多個(gè)迎水面與背水面呈反向?qū)ΨQ交叉陣列分布，且流道寬度處于反向?qū)ΨQ交叉陣列分布的迎水面和背水面之間。

24、有益效果：

25、1、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的適用于大面積均勻管控灌水器在額定壓力(0.1mpa)下，流量在0.4l/h(以首個(gè)灌水器與末尾灌水器出流量相差不超過10％為參考標(biāo)準(zhǔn))，先使水流總體通過第一直線段進(jìn)入流道單元內(nèi)，并撞擊在垂直迎水面上，而撞擊在迎水面最頂部的一部分水流會(huì)通過第一斜線段和齒圓角半徑流向下一個(gè)流道單元內(nèi)，此時(shí)水流在齒圓角半徑即齒尖處產(chǎn)生最大能量耗散，從而有效提高了水流在流道單元內(nèi)部的湍動(dòng)能，以大幅度延長(zhǎng)滴灌帶的最大鋪設(shè)距離，彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)關(guān)于缺少超長(zhǎng)距離鋪設(shè)灌水器及滴灌帶的空白。

26、2、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明對(duì)流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，相比目前主流對(duì)稱齒形流道，本發(fā)明通過迎水區(qū)垂直消能，使水流在流道單元內(nèi)部的湍動(dòng)能得到有效提升，而迎水面的反作用力會(huì)使水流向背水面方向移動(dòng)，并在背水面壁面的反作用下使其與逐漸進(jìn)入到流道寬度內(nèi)的水流進(jìn)行碰撞，形成渦區(qū)，減少了顆粒和雜質(zhì)在流道單元的沉積現(xiàn)象，進(jìn)而有效提高了產(chǎn)品在使用過程中的抗堵塞性能，而經(jīng)過齒尖處的水流會(huì)與反向迎水面的水流進(jìn)行混合，并進(jìn)入到與反向迎水面相對(duì)的多線段背水面處，以大幅度提升此背水區(qū)低值區(qū)占比，進(jìn)一步保證了產(chǎn)品的抗堵塞性能。

27、3、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)中通過多個(gè)差異化功能的迎水面與背水面進(jìn)行湍動(dòng)能低值區(qū)和高值區(qū)的分布面積調(diào)節(jié)，迎水面與背水面呈反向?qū)ΨQ交叉陣列分布，且流道寬度處于反向?qū)ΨQ交叉陣列分布的迎水面和背水面之間，本發(fā)明提出的適用于大面積均勻管控、高抗堵灌水器能夠?qū)崿F(xiàn)在超長(zhǎng)距離鋪設(shè)的情況下，具有較強(qiáng)的抗堵塞性能，提高了產(chǎn)品的使用壽命，同時(shí)減少了產(chǎn)品在使用過程中的維護(hù)成本，進(jìn)而減少了灌溉系統(tǒng)的整體維護(hù)成本和使用壽命，以使產(chǎn)品滿足不同水質(zhì)的使用需求，從而有效提高了產(chǎn)品的適用性。

28、綜上所述，本產(chǎn)品通過設(shè)置呈反向?qū)ΨQ交叉陣列分布的迎水面、背水面和齒圓角半徑，使迎水面的垂直處逐步增加對(duì)流道單元內(nèi)部水流進(jìn)行的能量耗散，輔助提高了水流在流道單元內(nèi)的湍動(dòng)能，并在背水面處形成渦區(qū)，大大提高了產(chǎn)品的防堵塞性能，而隨著水流的持續(xù)流動(dòng)，經(jīng)過齒圓角半徑處的水流會(huì)與反向迎水面的水流進(jìn)行混合，此時(shí)水流在齒圓角半徑即齒尖處產(chǎn)生最大能量耗散，有效保證水流在流道單元內(nèi)部的湍動(dòng)能，而經(jīng)過齒圓角半徑處的水流會(huì)進(jìn)入到與反向迎水面相對(duì)的背水面處，以大幅度提升此背水區(qū)低值區(qū)占比，減少背水區(qū)低值相互耦合配合，進(jìn)一步保證了產(chǎn)品的抗堵塞性能，以保證產(chǎn)品的超長(zhǎng)距離鋪設(shè)和灌溉均勻性，從而提高了產(chǎn)品的綜合性能和實(shí)用性。