專利名稱：一種魚骨形滴灌灌水器流道的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械滴灌技術領域，具體涉及一種魚骨形滴灌灌水器流道。
背景技術：
眾所周知，滴灌是目前世界上一種最為先進的高標準的灌溉技術，是發(fā)展節(jié)本增 效、高產(chǎn)、高質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的有效途徑。世界各國都在大力推廣此項技術。在滴灌系統(tǒng)中，滴 頭是滴灌系統(tǒng)中尾部設備，也是滴灌系統(tǒng)的關鍵部件，其性能好壞直接影響滴灌系統(tǒng)的灌 溉質(zhì)量。滴頭堵塞一直是設備失效的主要原因，而堵塞主要是由水、肥、藥液中的雜質(zhì)或化 學物質(zhì)和微生物的衍生堵塞了滴頭中狹小的流道而引起的。流量也隨著流道的堵塞程度發(fā) 生不同的變化，導致灌水不均，精度差，甚至失效。滴頭堵塞問題一直是滴灌專家們關注的 熱點。 為了使滴灌適用于大田作物，90年代后，先進國家又將單個的滴頭結(jié)構(gòu)研究成內(nèi) 鑲式小滴灌元件熱塑于滴灌管中，形成滴灌管(帶)，這樣既降低成本，又便于安裝，甚至于 直接在塑料薄膜上制造出滴頭結(jié)構(gòu)形成薄膜型滴灌帶，成本更低。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了很大 的成功。但由于這種薄膜型滴灌帶產(chǎn)品制造需專用生產(chǎn)設備，制造較為復雜，有一定難度， 所以這種產(chǎn)品的流道結(jié)構(gòu)就受到一定限制，早期的流道結(jié)構(gòu)為在薄壁軟管的一側(cè)邊熱合成 一排矩形流道(通常稱單邊槽式)。經(jīng)市場調(diào)查，目前世界上美國、澳大利亞、韓國等微灌技 術發(fā)達國家已有5種薄膜型滴灌帶在使用，第1種為單邊矩形流道，第2種為常見的上下三 角形流道，第3種上下三角形微斜流道，第4種為雙斜矩形，第5種為方形內(nèi)島型流道。目 前世界上公認，滴頭的性能一般用流量隨壓力變化的關系式來進行表示，即——q = khx，滴 頭的幾何尺寸與水力性能的關系為，盡可能大的流道過流盡可能小的流量，并且流量隨壓 力變化不明顯(即不敏感，x值小)，是代表該產(chǎn)品的優(yōu)劣和先進程度，也就是在整個流道 中過流斷面最小處的面積要相應大，而對應的流量要相應小，并值x相應也小為好。現(xiàn)有技 術中這幾種流道結(jié)構(gòu)經(jīng)測試流量隨壓力變化的敏感系數(shù)x值在微壓(5米水柱以)下均在 0. 5以上，最小0. 5388，最大超過0. 6為0. 6734。最小過流斷面第5種0. 126mm2，在0. 2mm2 堵塞敏感尺寸以下，第4種為0. 2064mm2，接近堵塞敏感尺寸，第1種為0. 2944mm2，第3種為 0. 3744mm2，第2種為0. 46mm2，有2種易堵塞，1種極易堵塞，因此對薄壁型滴灌灌水器的流 道研究工作也還處于開始階段。目前市場上國內(nèi)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品為上述第一種單邊槽 式的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在微壓下能夠產(chǎn)生較強的紊流作用，從而能提高抗堵 塞性能的魚骨形滴灌灌水器流道。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種魚骨形滴灌灌水器流道，由上、下邊界和流道深 形成槽形流道，所述邊界由兩個以上齒形角依次連接構(gòu)成，上邊界和下邊界的齒形角交錯 排列；
所述齒形角由兩段大小不等的圓弧構(gòu)成，其中較大圓弧的圓心與較大圓弧位于流 道長度方向中心面的不同側(cè)，較小圓弧的圓心與較小圓弧位于流道長度方向中心面的同 為了使水流流動順暢，減少停滯區(qū)，相互連接的兩個齒形角的齒根交角為圓弧倒 角。 為了加強對水流的擾動，改變滴頭的水力性能，所述齒形角的齒頂尖位于流道長
度方向的中心面上或伸長到流道長度方向的中心面的另一側(cè)。 所述齒形角的齒頂尖可以為尖角，也可以為圓弧角。 為了對水流有序疏導，增強流道的抗堵塞能力，所述齒形角的齒頂尖到相對邊界 的最小距離與流道深的乘積不小于0. 2mm2，即水流的最小過流斷面積不小于0. 2mm2 ;水流 的最小過流斷面積最大可以到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)允許的情況下，由于本發(fā)明產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)比較 小，流道最小寬度的上限不超過5mm，因此水流最小過流斷面積最大情況下也不會太大。
本發(fā)明的有益效果為 1、本發(fā)明魚骨形滴灌灌水器流道，由圓弧組成的齒形角流道結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠使 在流道中的水流在一定壓力下(尤其是小的水壓——微壓下)產(chǎn)生較強的紊流作用，一方 面能使灌水器的水力性能提高，另一方面能使灌水器抗堵塞能力增強，較強的紊流作用可 使在同樣水壓和過流斷面下有較小的過水流量，反之在同樣的過水流量下可增大過流斷 面，從而提高了抗堵塞性能，另外流道邊界均由圓組成避免了流道結(jié)構(gòu)的尖角和突然的拐 角，減弱了流道中的流動滯止區(qū)，能夠使水流流動順暢，雜物不易停滯，從而進一步提高了 灌水器的抗堵塞能力； 2、本發(fā)明魚骨形滴灌灌水器流道結(jié)構(gòu)中，有壓水流由一側(cè)單元進口流入流道內(nèi)， 經(jīng)齒形角進行擾動，再經(jīng)齒根的圓弧倒角有序?qū)Я鳎儆闪硪粋?cè)相對應的齒形角擾動和導 流就將有壓水在流道中的流動狀態(tài)進行了改變，由層流改為了紊流；齒形角的較小圓弧面 使得擾動加強(即紊流態(tài)加強)，使滴頭水力性能改變，從而減小滴頭隨壓力變化的敏感系 數(shù)x，流量隨壓力變化敏感程度下降；另一方面，由于水流在經(jīng)歷齒形角的擾動后在背水面 齒根處容易產(chǎn)生旋渦使得流速減慢，雜質(zhì)易于沉淀，久之會導致狹小的流道堵塞，使滴灌產(chǎn) 品失效，縮短壽命，發(fā)明人將齒根交角設置為圓弧倒角對水流進行有序疏導，減少在流道中 的滯止區(qū)，防止雜質(zhì)沉淀產(chǎn)生堵塞，提高抗堵性能。由于本發(fā)明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的x值較小，因此 可將齒形角的齒頂尖距相對的邊界的最小過流斷面值設計的稍大些，增加過流斷面積也進 一步增強抗堵塞性能； 3、本發(fā)明流道結(jié)構(gòu)最小流道處過流斷面積均在0. 7mm2以上，而流量隨壓力變化的 敏感系數(shù)x值在全壓(1-10米水柱)下為O. 4498，微壓(5米水柱以)下為O. 4523，在紊流 滴灌灌水器中具有較好的水力性能表現(xiàn)； 4、用本發(fā)明結(jié)構(gòu)形成的滴灌帶(管)可廣泛應用于設施農(nóng)業(yè)栽培、大田作物灌溉 以及城市園林風景區(qū)的作物灌溉，滴灌效果好，灌水均勻，不易發(fā)生堵塞。


圖1是本發(fā)明實施例1的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1放大了的流道結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明產(chǎn)品形成薄壁疊壓式滴灌帶結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明產(chǎn)品形成內(nèi)貼條式薄壁滴灌帶結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明產(chǎn)品形成側(cè)翼迷宮形薄壁滴灌帶結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本發(fā)明產(chǎn)品形成內(nèi)鑲式滴灌帶的片狀滴頭元件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是本發(fā)明產(chǎn)品形成內(nèi)鑲式片狀滴灌帶的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8是本發(fā)明產(chǎn)品形成內(nèi)鑲式滴灌管的圓管狀滴頭元件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖9是本發(fā)明產(chǎn)品形成內(nèi)鑲式管狀滴灌管的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、邊界；2、齒形角；3、圓弧倒角；4、齒頂尖；5、流道深；6、較大圓?。?、較小 圓??；8、有壓水流；9、進水口 ；10、塑料管；11、流道；12、出水口 ；13、內(nèi)貼塑料薄膜。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，通過實施例的方式，對本發(fā)明技術方案進行詳細說明，但是本發(fā)明
的保護范圍不局限于所述實施例。 實施例1 如圖1、圖2所示， 一種魚骨形滴灌灌水器流道，由上、下邊界1和流道深5形成槽 形流道，所述邊界1由兩個以上齒形角2依次連接構(gòu)成，上邊界和下邊界的齒形角2交錯排 列；所述齒形角2由兩段大小不等的圓弧構(gòu)成，其中較大圓弧6的圓心與較大圓弧6位于流 道長度方向中心面的不同側(cè)，較小圓弧7的圓心與較小圓弧7位于流道長度方向中心面的 同側(cè)；相互連接的兩個齒形角2的齒根交角為圓弧倒角3 ;所述齒形角2的齒頂尖4位于流 道長度方向的中心面上或伸長到流道長度方向的中心面的另一側(cè)；所述齒形角2的齒頂尖 4可以是尖角，也可是圓弧倒角；齒頂尖4到相對邊界的最小距離與流道深5的乘積不小于 0. 2mm2。 有壓水流8由一側(cè)單元進口流入流道內(nèi)，經(jīng)齒形角2進行擾動，再經(jīng)齒根處的圓弧 倒角3有序?qū)Я?，再由另一?cè)相應的齒形角擾動和導流，就將有壓水在流道中的流動狀態(tài) 進行了改變，由層流改為了紊流。齒形角的較小圓弧面使得擾動加強(即紊流態(tài)加強)使 其滴頭水力性能改變，從而減小滴頭隨壓力變化的敏感系數(shù)x，流量隨壓力變化的敏感程度 下降；水流在經(jīng)歷齒形角2的擾動后在背水面齒根處會產(chǎn)生旋渦使得流速減慢，雜質(zhì)易于 沉淀，久之會導致流狹小的流道堵塞，使滴灌產(chǎn)品失效，縮短壽命，因此，齒根處的圓弧倒角 4能對水流進行有序疏導，減少在流道中的滯止區(qū)，防止雜質(zhì)沉淀產(chǎn)生堵塞，提高抗堵性能。 由于這種結(jié)構(gòu)的x值較小，因此可將齒形角的齒頂尖距相對流道邊界的最小過流斷面處設 計的稍大些，增加過流斷面積也進一步增強抗堵塞性能。
實施例2 將實施例1中的產(chǎn)品在微壓滴灌中的薄壁(其它壓力下可增加壁厚)滴灌帶中使 用，有以下5種實施方式可以實現(xiàn)產(chǎn)品化。
1、形成薄壁疊壓式滴灌帶，如圖3所示， 將本發(fā)明魚骨形滴灌灌水器流道11通過薄壁塑料膜兩邊壁內(nèi)外交錯疊壓用塑料 模具熱合或其它粘合的方法形成帶有上述流道的薄壁滴灌帶，在流道的進水端粘合成小顆 粒狀過濾進水口 9，便于過濾水中較大雜質(zhì)，在流道出水端有一較大出水池，在出水池上開 一小狹縫出水口 12便于出水，這種出水口的優(yōu)點在于防止植物根系進行滴灌帶流道內(nèi)，形成堵塞。 一個流道形成一個滴頭單元，在薄壁管上可相距一定距離再用同樣的方法形成另 一個滴頭單元，依次形成長長的帶狀薄壁滴灌帶用于農(nóng)業(yè)灌溉。
2、形成內(nèi)貼條式薄壁滴灌帶，如圖4所示， 與產(chǎn)品1中不同的是將薄壁塑料管一側(cè)內(nèi)壁貼上一條內(nèi)貼塑料薄膜13，在所貼的 這條薄膜與外壁間熱合成本發(fā)明流道單元ll，其流道單元的進水口為在內(nèi)貼條的內(nèi)側(cè)流道 上開一系列進水口 9。 3、形成側(cè)翼迷宮形薄壁滴灌帶，如圖5所示， 與1中不同的是塑料薄膜兩長邊緣重合在一起，在側(cè)邊分別膜壓成本發(fā)明的流道 11單元，其流道單元的進水口和出水口具有多小過濾口的進出水口 。
4、形成內(nèi)鑲式滴灌帶，如圖6 、圖7所示， 與1中不同的是本發(fā)明流道做在一扁片塑件滴頭上，滴頭再內(nèi)鑲于塑料管內(nèi)，滴
頭的間距可根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)調(diào)整。 5、形成內(nèi)鑲式滴灌管，如圖8、圖9所示， 與4中不同的是本發(fā)明流道做在一圓管狀滴頭元件上，滴頭元件再內(nèi)鑲于塑料管 內(nèi)，滴頭的間距可根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)調(diào)整。
權利要求
一種魚骨形滴灌灌水器流道，由上、下邊界(1)和流道深(5)形成槽形流道，其特征在于所述邊界(1)由兩個以上齒形角(2)依次連接構(gòu)成，上邊界和下邊界的齒形角(2)交錯排列；所述齒形角(2)由兩段大小不等的圓弧構(gòu)成，其中較大圓弧(6)的圓心與較大圓弧(6)位于流道長度方向中心面的不同側(cè)，較小圓弧(7)的圓心與較小圓弧(7)位于流道長度方向中心面的同側(cè)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的魚骨形滴灌灌水器流道，其特征在于相互連接的兩個齒形角(2)的齒根交角為圓弧倒角(3)。
3. 根據(jù)權利要求l所述的魚骨形滴灌灌水器流道，其特征在于所述齒形角(2)的齒頂尖(4)位于流道長度方向的中心面上或伸長到流道長度方向的中心面的另一側(cè)。
4. 根據(jù)權利要求3所述的魚骨形滴灌灌水器流道，其特征在于所述齒形角(2)的齒頂尖(4)為尖角或圓弧角。
5. 根據(jù)權利要求l所述的魚骨形滴灌灌水器流道，其特征在于所述齒形角(2)的齒頂尖(4)到相對邊界的最小距離與流道深(5)的乘積不小于0.2mm2。
全文摘要
本發(fā)明提供一種魚骨形滴灌灌水器流道，由上、下邊界(1)和流道深(5)形成槽形流道，其特征在于所述邊界(1)由兩個以上齒形角(2)依次連接構(gòu)成，上邊界和下邊界的齒形角(2)交錯排列；所述齒形角(2)由兩段大小不等的圓弧構(gòu)成，其中較大圓弧(6)的圓心與較大圓弧(6)位于流道長度方向中心面的不同側(cè)，較小圓弧(7)的圓心與較小圓弧(7)位于流道長度方向中心面的同側(cè)。本發(fā)明魚骨形滴灌灌水器流道，由圓弧組成的齒形角流道結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠使在流道中的水流在一定壓力下產(chǎn)生較強的紊流作用，一方面能使灌水器的水力性能提高，另一方面能使灌水器抗堵塞能力增強。
文檔編號B05B1/20GK101712016SQ20091023499
公開日2010年5月26日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權日2009年11月20日
發(fā)明者方部玲, 耿華娟, 齊松濤 申請人:河海大學