一種新型滲灌技術(shù)的微孔陶瓷灌水器及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型滲灌技術(shù)的微孔陶瓷灌水器及其制備方法，屬于節(jié)水灌溉技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 微孔陶瓷是一種孔徑為微米級的多孔陶瓷材料。目前，國內(nèi)外關(guān)于陶瓷在灌溉領(lǐng) 域的應(yīng)用鮮見報道，僅對多孔陶瓷在負(fù)壓灌溉中應(yīng)用有少量理論探索。而微孔陶瓷中相互 連通的微孔具有非常好的毛細(xì)作用，利用其毛細(xì)作用可以對有壓灌溉水進(jìn)行消能，以替代 傳統(tǒng)灌水器中的復(fù)雜的迷宮流道；同時微孔陶瓷內(nèi)部細(xì)小的微孔可以有效的對灌溉水中的 物理懸浮物進(jìn)行過濾，防止物理堵塞。
[0003] 滲灌技術(shù)是當(dāng)今世界最為先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)之一，其可以有效的減少地表水分 的蒸發(fā)，最大程度上增加灌溉水的利用效率。但是目前滲灌還存在較多的問題，如造價過 高，灌水均勻度低，易堵塞等。這些問題極大的阻礙了滲灌技術(shù)的發(fā)展。因此，急需設(shè)計一 種造價便宜，實用性強(qiáng)，具有良好的消能效果，有效防止物理堵塞的新型灌水器及其制備方 法。本發(fā)明基于以上問題設(shè)計的一種新型滲灌技術(shù)的微孔陶瓷灌水器及其制備方法，對于 未來滲灌技術(shù)的推廣具有一定的促進(jìn)作用，對于節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展具有一定的推動作 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種滲灌面積大，及時補(bǔ)充作物根系的水分 的一種新型滲灌技術(shù)的微孔陶瓷灌水器；進(jìn)一步地，提供一種生產(chǎn)制備微孔陶瓷灌水器的 模具，該模具制作簡便，成本低，利于微孔陶瓷灌水器的批量制作；更進(jìn)一步地，提供一種新 型滲灌技術(shù)的微孔陶瓷灌水器的制備方法，該法制備的微孔陶瓷灌水器，造價低，灌水均勻 度好，能防止物理堵塞且具有消能效果。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] 一種新型滲灌技術(shù)的微孔陶瓷灌水器，其特征在于：包括：桶型灌水器，所述桶型 灌水器的頂端設(shè)置有頂蓋，所述頂蓋與用于向所述桶型灌水器中灌水的微管相連通，所述 微管還與毛管相連通；所述桶型灌水器由模具制成。
[0007] 所述頂蓋也可不通過微管直接連接在毛管上。
[0008] 所述模具的形狀為倒置桶型，所述倒置桶型的頂端設(shè)置有向上凸起的開口。
[0009] 所述頂蓋的材質(zhì)為硬質(zhì)尼龍。
[0010] 所述桶型灌水器外觀呈粉紅色，表面光滑。
[0011] 所述桶型灌水器的高度為70~90mm，外徑為30~50mm，內(nèi)部儲水腔直徑為15~ 25mm，內(nèi)部儲水腔深度為65~80mm。
[0012] 所述桶型灌水器的壁厚度根據(jù)所要求灌水器的滲水量而定，減小灌水器的壁厚可 增大灌水器的滲水量。
[0013] 一種新型滲灌技術(shù)的微孔陶瓷灌水器的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
[0014] 步驟一：將白水泥和硫酸鈣按比例混合得到混合溶液，所述硫酸鈣的比例為 5%~20% ;
[0015] 步驟二：將上述混合溶液通過開口澆筑到模具中，待混合溶液凝固成型后脫模即 得到桶型灌水器。
[0016] 所述白水泥的成分包括鋁酸三鈣、硅酸二鈣和氧化鋁。
[0017] 硫酸鈣為桶型灌水器的滲水體，用于桶型灌水器的滲水；白水泥的主要成分為鋁 酸三鈣和硅酸二鈣，作為桶型灌水器的主要構(gòu)架，承受來自灌溉水和外部的荷載；這種組合 可以同時發(fā)揮白水泥強(qiáng)度高與硫酸鈣滲水效果較好的優(yōu)點；而且硫酸鈣還可以顯著縮短白 水泥的凝固時間，降低制造成本。
[0018] 所述混合溶液凝固成型時，在兩者接觸的表面會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CSH凝膠和 AFT，具體反應(yīng)如下：
[0019] 2 (3Ca0 .SiO2)+6H20 - 3Ca0 .SiO2 . 2H20+Ca(OH)2 (I)
[0020] 3Ca0 .Al203+3 (CaSO4 . 2H20) +26H20 - 3Ca0 .Al2O3 . 3CaS0 4 . 32H20 (2)
[0021] 式（I)中的 3Ca0 .SiO2R表硅酸二鈣；3Ca0 .SiO2 . 2H20 代表CHS凝膠；
[0022] 式⑵中的3Ca0 .Al2O3代表鋁酸三鈣；CaSO4 . 2H20代表二水硫酸鈣；3Ca0 . Al2O3 . 3CaS0 4 . 32H20 代表AFT;
[0023] 所述CHS凝膠和AFT的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均比二水硫酸鈣晶體的大，在水中的溶解度 也小，軟化系數(shù)也高于硫酸鈣，從而在所述混合溶液凝固成型時形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以改 善桶型灌水器的力學(xué)性能和耐水性能。
[0024] 將白水泥和硫酸鈣按照一定的比例混合，可以充分發(fā)揮白水泥強(qiáng)度高和硫酸鈣滲 水效果好的優(yōu)點，硫酸鈣可以顯著縮短白水泥的凝固時間，降低制造成本。CSH凝膠和AFT 的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均比二水硫酸鈣晶體結(jié)構(gòu)大，在水中的溶解度小，其軟化系數(shù)高于硫酸鈣， 在硬化體中形成較穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，兩種材料摻合可以顯著改善灌水器的力學(xué)性能和耐水 性能。同時，將桶型灌水器設(shè)計為圓柱形，整個圓柱形面都可以滲水，擴(kuò)大了滲灌面積，及時 補(bǔ)充作物根系的水分。
[0025] 使用時，在作物根系土壤部位埋入所述桶型灌水器，水通過所述微管和所述毛管 向所述桶型灌水器內(nèi)部灌水，水通過所述桶型灌水器側(cè)壁和底壁的微孔滲出，給作物的根 系供水，達(dá)到節(jié)水灌溉的目的。
[0026] 本發(fā)明的桶型灌水器的材料采用一種新型的免燒微孔陶瓷，即將白水泥和硫酸鈣 按照一定的比例混合，充分發(fā)揮白水泥強(qiáng)度高與硫酸鈣滲水效果較好的優(yōu)點；而且硫酸鈣 還可以顯著縮短白水泥的凝固時間，降低制造成本；兩種材料摻合可以顯著改善灌水器的 力學(xué)性能和耐水性能。
[0027] 本發(fā)明將微孔陶瓷應(yīng)用于節(jié)水灌溉領(lǐng)域有以下三方面的創(chuàng)新點：采用新型的微孔 陶瓷材料，降低了灌水器的制造成本；微孔陶瓷中的微孔具有很好的消能效果，改進(jìn)了此前 各類灌水器所采用的消能方式；微孔陶瓷由于其良好的過濾作用可以有效的防止物理堵 塞，提高灌水器的使用年限。微孔陶瓷滲灌灌水器使灌水器的生產(chǎn)成本大大減少，同時也降 低了灌水器組裝、使用等過程中的難度，節(jié)省了勞動力。因此此種微孔陶瓷灌水器對于未來 滲灌技術(shù)的推廣具有一定的促進(jìn)作用，對于節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展有一定的推動作用。
[0028] 本發(fā)明提供的一種新型滲灌技術(shù)的微孔陶瓷灌水器及其制備方法，大大降低了傳 統(tǒng)灌水器的成產(chǎn)成本，具有很好的消能效果