一種根灌灌水裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于干旱半干旱地區(qū)寬行經(jīng)濟作物灌溉技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種根灌灌水裝 置，用于解決缺水地區(qū)寬行經(jīng)濟作物節(jié)水灌溉。
【背景技術(shù)】
[0002] 水資源短缺是世界面臨的問題，尤其在干旱半干旱地區(qū)，如何有效使用有限的水 資源、提高灌溉水利用率是迫切需要解決的問題。目前在節(jié)水灌溉技術(shù)中，微灌具有省水、 節(jié)能、高效、增產(chǎn)的優(yōu)點，發(fā)展迅速，已被廣泛用于經(jīng)濟林果、蔬菜、花丼等經(jīng)濟作物，發(fā)展前 景廣闊。微灌系統(tǒng)中灌水器是重要的構(gòu)成部件，灌水器的水力性能及抗堵塞性能直接影響 到灌水均勻度和整個系統(tǒng)運行的可靠性。在實踐過程中發(fā)現(xiàn)灌水器存在容易堵塞且維修困 難的問題，嚴重制約了這一先進節(jié)水技術(shù)的推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明解決了現(xiàn)有的灌水裝置易產(chǎn)生堵塞、水 力性能差、不易更換和維修的問題，目的在于提供一種滲流面積大、可蓄存一定水量及具有 較好的節(jié)水效果的根灌灌水裝置。
[0004] 為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：
[0005] 一種根灌灌水裝置，該灌水裝置包括灌水器，所述的灌水器為筒形構(gòu)件，灌水器上 設(shè)置進水口，灌水器的側(cè)壁設(shè)有迷宮流道，迷宮流道的一端與進水口連通，迷宮流道的另一 端與灌水器內(nèi)腔連通；所述的迷宮流道為橫向盤繞在灌水器側(cè)壁內(nèi)的波浪形迷宮流道；
[0006] 將所述的迷宮流道展開成二維平面，迷宮流道的側(cè)壁包括至少兩個相對設(shè)置的波 浪形側(cè)壁，每個波浪形側(cè)壁包括多個流道單元；所述流道單元的結(jié)構(gòu)為：以流道單元的起 點為原點，以朝向流道單元的波峰方向（徑向）為Y軸，以朝向流道單元的延伸方向（軸 向）為X軸，所述的流道單元包括第一半拋物線、第二半拋物線及第三半拋物線，第一半拋 物線的方程為只=?內(nèi) 2 +辦內(nèi)，第二半拋物線的方程為少2 =a2x22 +62.t2 +c2，第三半拋物線 的方程=w丨+/v： +c3，所述第一半拋物線、第二半拋物線及第三半拋物線依次相鄰拋 物線之間光滑過渡。
[0007] 進一步的，所述的迷宮流道包括四個側(cè)壁，其中兩個側(cè)壁為兩個相對設(shè)置的波浪 形側(cè)壁，其余兩個側(cè)壁為相對設(shè)置的平面?zhèn)缺冢?br>[0008] 其中一側(cè)的波浪形側(cè)壁包括多個流道單元；所述流道單元的結(jié)構(gòu)為：以流道單元 的起點為原點，以朝向流道單元的波峰方向為Y軸，以朝向流道單元的延伸方向為X軸， 所述的流道單元包括第一半拋物線、第二半拋物線及第三半拋物線，第一半拋物線的方程 為yi=a ，第二半拋物線的方程為y2=a2x22+b2x2+c2，第三半拋物線的方程y3 = a3x32+b3x+c3，相鄰拋物線之間光滑過渡；
[0009] 另一側(cè)波浪形側(cè)壁的流道單元是由其中一側(cè)波浪形側(cè)壁的流道單元繞流道軸朝 下翻轉(zhuǎn)180度后沿軸向平移得到。
[0010] 更進一步的，其中一側(cè)的波浪形側(cè)壁包括多個流道單元；所述的流道單元包括 第一半拋物線、第二半拋物線及第三半拋物線，第一半拋物線的方程為只 -1. 1 彡a# -0? 9, 2. 7 彡b# 2. 9,第二半拋物線的方程為 _y2 =a2x22 +Z)2.T2 +c2， -0? 15彡a2< -0? 13,0. 1彡b2彡0? 2,1. 9彡c2彡2. 1，第三半拋物線的方程 乃=+ /)，+c3，-〇? 5 彡a3< -0? 4,1. 0 彡b3彡 2. 0,1. 9 彡c3彡 2. 2,第一半拋物線與 第二半拋物線連接的過渡圓弧半徑1^為0. 2~0. 4mm，第二半拋物線與第三半拋物線順次 相連；
[0011] 另一側(cè)波浪形側(cè)壁的流道單元是由其中一側(cè)波浪形側(cè)壁的流道單元繞流道軸朝 下翻轉(zhuǎn)180度后沿軸向平移1. 87mm得到。
[0012] 更具體的，所述的流道單元中第一半拋物線的寬度al為1. 42mm，第二半拋物線的 寬度a2為2. 18mm，第三半拋物線的寬度a3為0.3mm，流道單元的高度bl為1.95mm，第三 半拋物線的高度b2為0. 65mm，流道單元的長度c為3. 9mm，兩側(cè)流道單元最低點間的距離 d為 0? 5mm〇
[0013] 進一步的，所述的迷迷宮流道的中心線總長為400~500mm，迷宮流道的深度i為 0? 8~1. 2mm，迷宮流道的寬度j為2~3. 6mm。
[0014] 還有，所述的迷宮流道沿灌水器側(cè)壁"弓"字形設(shè)置，迷宮流道的流道進水口沿灌 水器的軸向設(shè)置，迷宮流道的流道出水口沿垂直于灌水器的軸向設(shè)置。
[0015] 另外，該裝置還包括套筒，所述的套筒包括由上到下依次同軸設(shè)置的進水段、貯水 段及滲水段，灌水器同軸嵌合在進水段內(nèi)且灌水器的進水口露于套筒外。
[0016] 進一步的，所述的灌水器具體包括由上到下依次同軸設(shè)置的進水腔和緩水腔，進 水腔的頂壁上設(shè)置與進水腔連通的進水口，進水腔的側(cè)壁設(shè)置進水緩水區(qū)，且進水緩水區(qū) 上設(shè)置多個溢水口，水流由進水口進入進水腔后由溢水口儲存在進水緩水區(qū)內(nèi)；
[0017] 緩水腔的頂壁上設(shè)置通氣口，該通氣口貫穿進水腔并連通外部與緩水腔內(nèi)的空 間，迷宮流道埋設(shè)在緩水腔的側(cè)壁內(nèi)，且緩水腔的側(cè)壁外還設(shè)置出水緩水區(qū)，迷宮流道的流 道進水口與進水緩水區(qū)連通，迷宮流道的流道出水口與出水緩水區(qū)連通，出水緩水區(qū)上還 設(shè)置多個出水口，水流由出水口進入套筒的貯水段和滲水段。
[0018] 具體的，灌水器的長度為80~85mm，灌水器的直徑為36~38mm，進水緩水區(qū)深度 為1. 0~1. 2mm，出水緩水區(qū)深度為1. 0~1. 2mm，溢水口為1. 0~1. 2mm寬度的矩形孔，出 水口為1. 〇~1. 2mm寬度的矩形孔。
[0019] 更具體的，所述的套筒的長為350~400mm，套筒的直徑為40mm，所述的滲水段的 側(cè)壁和底壁上設(shè)置多個滲水孔，滲水孔的直徑為2~4mm，滲水段的高度為120~180mm。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0021] (1)本發(fā)明的裝置使水分全部進入作物根部，灌溉水利用效率高，內(nèi)部灌水器流道 長過水斷面面積大，且流道單元邊界為拋物線型，有利于雜質(zhì)隨水流通過流道，抗堵塞性能 好；水力特性的流態(tài)指數(shù)小于〇. 5,消能和紊流效果好，在一定工作壓力范圍內(nèi)有較高的灌 水均勻度；
[0022] (2)本發(fā)明的根灌灌水裝置將拋物線形迷宮寬流道、進水口、緩水區(qū)和通氣口集成 于一體，適用于各種不同土質(zhì)的土壤進行根部灌溉，當土壤透水性強時，通過出水口的水全 部入滲；當土壤透水性差時，來不及入滲的水存儲在灌水器中部空腔及套筒的貯水段中，當 蓄存水逐漸將管中空氣排凈，水位逐漸上升到浮子的位置時，浮子會隨水位的上升而向上 浮起，當浮子到達排氣孔上部較細的部分將被頂住，這樣通氣孔被堵住，水流不會通過通氣 孔流出灌水器，灌水器內(nèi)部的水流壓力略高于大氣壓，使得滲流作用水頭增加，滲流速度加 大，有利于土壤水分入滲；
[0023] (3)本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)簡單，便于更換、維修簡單；由于該迷宮流道蓄水式根灌灌 水裝置流量較大，每株樹僅配備1個，固定投資較??；使用壽命長、價格低廉，與地面滴灌管 道相比，使用壽命由3~5年提高到20年以上，造價降低20%以上。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明根灌灌水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明灌水器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖3為本發(fā)明灌水器外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖4是迷宮流道數(shù)學(xué)模型圖，其中圖4B表示迷宮流道的正視圖，圖4C為對應(yīng)圖4B 的迷宮流道的俯視圖，圖4D為圖4B的沿E-E的剖視圖；
[0028] 圖5是迷宮流道尺寸圖；
[0029] 圖6是本發(fā)明灌水器上一側(cè)迷宮流道展開平面二維圖；
[0030] 圖7是本發(fā)明灌水器部分迷宮流道水流速度圖；
[0031] 圖8是本發(fā)明的根灌灌水裝置的水力性能曲線圖；
[0032] 圖1-3中各標號表示：1-灌水器、101-進水腔、1010-進水口、1011-進水緩水區(qū)、 10110-溢水口、102-緩水腔、1020-迷宮流道、1021-出水緩水區(qū)、10210-出水口、10200-流 道進水口、10201-流道出水口、1022-排氣口、10220-浮子、2-套筒、201-進水段、202-貯水 段、203-滲水段、2030-滲水孔；
[0033] 圖4、5中各標號表示：A-流道單元，A1-第一半拋物線、A2-第二半拋物線、A3-第 三半拋物線、al-第一半拋物線的寬度，a2_第二半拋物線的寬度、a3_第三半拋物線的寬 度、bl-流道單元的高度，b2-第三半拋物線的高度、c-流道單元的長度，d-兩側(cè)流道單元 最低點間的距離，i表示迷宮流道的深度，j表示流道單元的寬度；
[0034] 以下結(jié)合說明書附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明作詳細說明。
【具體實施方式】
[0035] 目前有多種形狀的流道，流道形狀及尺寸直接影響到灌水器的水力性能，本發(fā)明 灌水器的設(shè)計目標是大流量、抗堵塞性能高，在對已有灌水器流道結(jié)構(gòu)形狀分析的基礎(chǔ)上 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)波浪形的流道形狀