一種水動定時閥門控制灌溉系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水動定時閥門控制灌溉系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案要點為：一種機械式水動定時閥門控制灌溉系統(tǒng)，包括水源、機械式水動定時閥門和與水源相連的田間管道。每個輪灌小區(qū)相對應(yīng)的田間管道上分別設(shè)有機械式水動定時閥門，所述的機械式水動定時閥門主要由微型兩位三通換向閥、三通閥、機械齒輪式定時器和浮球觸發(fā)定時器連接裝置構(gòu)成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、易于實現(xiàn)且成本低廉，能夠提供一種便捷準確的水動定時閥門控制裝置，適用于各種灌溉系統(tǒng)。
【專利說明】一種水動定時閥門控制灌溉系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)田灌溉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種水動定時閥門控制灌溉系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]大田灌溉系統(tǒng)主要由水源、水泵、首部系統(tǒng)、閥門和管道等幾部分組成。根據(jù)地塊分區(qū)不同，在施工時需要在每個輪灌區(qū)預(yù)先設(shè)置好閥門，通過閥門的啟閉控制末端灌溉管道。現(xiàn)有的農(nóng)田灌溉系統(tǒng)中，包括漫灌、噴灌和滴灌，均采用輪灌灌溉，通過劃分輪灌小區(qū)，按順序進行灌溉，每個輪灌小區(qū)水源控制主要有兩種方式，一種是人工方式，對需要灌溉的地塊，人工開啟布置在地頭的閥門，灌溉一定的時間，灌溉完畢后，關(guān)閉當(dāng)前地塊閥門，然后到下一個地塊閥門處，開啟閥門灌溉，這種方式的主要弊端是浪費時間和人力，每次開啟閥門，都需要人行至閥門處開啟，然后定時，時間到后，還要再行至該處，關(guān)閉閥門，再行至下一個閥門處開啟，對于大面積地塊，這樣會使看守人員非常麻煩，并且常常由于時間控制不好，造成每個輪灌小區(qū)灌水量不等。另一種控制方式是自動控制，可以采用電磁控制閥，在管道施工時，將控制線纜一同埋入，通過首部的終端控制系統(tǒng)，遠程控制每個閥門啟閉。也有的農(nóng)戶采用干電池控制閥，無需布線，只需定期更換電池即可為閥門提供動力。這兩種控制方式雖能夠減少人為干預(yù)，但是也存在其弊端，首先，自動控制系統(tǒng)相較于人工控制，成本非常高，施工要求嚴格，穩(wěn)定性受環(huán)境影響較大，國內(nèi)用的較好的系統(tǒng)大部分為國外進口產(chǎn)品，對供應(yīng)商的服務(wù)和技術(shù)支持依賴性強，所以在實際中還處于剛剛起步階段。因此，本發(fā)明針對大面積農(nóng)田灌溉設(shè)計了一種無需人為干預(yù)且無需額外動力供給的水動定時閥門控制灌溉系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種節(jié)省人力物力、減少人為干預(yù)且無需額外動力供給的機械式水動定時閥門控制灌溉系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種機械式水動定時閥門控制灌溉系統(tǒng)，包括水源和與水源相連的田間管道，其特征在于:每個輪灌小區(qū)相對應(yīng)的田間管道上分別設(shè)有水動定時閥門，所述的水動定時閥門主要由微型兩位三通換向閥、三通閥、機械齒輪式定時器和浮球觸發(fā)定時器連接裝置構(gòu)成，其中三通閥包括閥蓋、閥體和設(shè)置于閥體上的進水腔、出水腔和灌溉腔，閥體的內(nèi)部設(shè)有連通進水腔、出水腔和灌溉腔的閥腔，閥腔的上部依次設(shè)有隔離塊和隔膜，在隔離塊和隔膜的中部分別設(shè)有通孔，隔膜的上方與閥蓋之間固定有彈簧，所述的閥腔內(nèi)部設(shè)有用于出水腔和灌溉腔切換封堵的閥芯，該閥芯依次穿過隔離塊和隔膜，彈簧的下端固定在閥芯的頂部，隔膜的上下兩側(cè)均設(shè)有一緊固銅板，由閥芯頂端的螺母擰緊，使隔膜與緊固銅板之間充分接觸；所述的微型兩位三通換向閥包括微型閥體、微型閥芯、微型彈簧和設(shè)置于微型閥體內(nèi)的N通道、M通道以及R通道，其中N通道通過連接管與三通閥中隔熱塊和隔膜之間的控制腔相連通，M通道通過連接管與三通閥中的進水腔相連通，R通道與外界大氣相連通，所述的微型閥芯設(shè)置于微型閥體內(nèi)并且與固定于微型閥體末端的微型彈簧相連，微型閥芯上設(shè)有連通N通道與R通道或N通道與M通道的通孔，微型閥芯與微型閥體密封滑動配合，在微型閥芯的外側(cè)鉸接有杠桿；所述的機械齒輪式定時器包括定時旋鈕、上夾板、下夾板、齒輪組、棘輪和固定于下夾板下方且與定時旋鈕同軸的凹槽式觸發(fā)盤，該凹槽式觸發(fā)盤與連接于微型閥體上的杠桿位置相對且杠桿的末端壓在凹槽式觸發(fā)盤的側(cè)壁上；所述的浮球觸發(fā)定時器連接裝置包括凸輪、棘輪檔桿、連接桿、球形接頭連接裝置和浮球，其中凸輪的一端固定于連接桿的上部，另一端設(shè)有用于限制棘輪轉(zhuǎn)動的棘輪檔桿，連接桿設(shè)置于球形接頭連接裝置的兩側(cè)，連接桿的下端設(shè)有浮球，所述的浮球觸發(fā)定時連接裝置通過球形接頭連接裝置密封固定于三通閥進水腔的管壁上。
[0005]本發(fā)明所述的球形接頭連接裝置包括外部螺絲、內(nèi)部螺絲和球形接頭，其中球形接頭的上下兩端固定有連接桿，球形接頭密封固定于外部螺絲和內(nèi)部螺絲之間，外部螺絲螺接于三通閥進水腔管壁的螺孔內(nèi)。
[0006]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、易于實現(xiàn)且成本低廉，能夠提供一種便捷準確的機械式水動定時閥門控制裝置，適用于各種灌溉系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)運行組成示意圖，圖2是本發(fā)明中機械式水動定時閥門的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明中三通閥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本發(fā)明中微型兩位三通換向閥的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是本發(fā)明中凹槽式觸發(fā)盤的運行示意圖，圖6是本發(fā)明中浮球觸發(fā)定時器連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是本發(fā)明中球形接頭連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖面說明:1、水源，2、田間管道，3、輪灌小區(qū)，4、機械式定時閥門，5、微型兩位三通換向閥，6、三通閥，7、機械齒輪式定時器，8、浮球觸發(fā)定時器連接裝置，9、閥體，10、進水腔，
11、出水腔，12、灌溉腔，13、閥腔，14、隔離塊，15、隔膜，16、閥蓋，17、彈簧，18、閥芯，19、緊固銅片，20、微型閥體，21、微型閥芯，22、微型彈簧，23、N通道，24、M通道，25、R通道，26、連接管，27、杠桿，28、定時旋鈕，29、棘輪，30、凹槽式觸發(fā)盤，31、凸輪，32、棘輪檔桿，33、連接桿，34、球形接頭連接裝置，35、浮球，36、外部螺絲，37、內(nèi)部螺絲，38、球形接頭。

【具體實施方式】
[0009]結(jié)合附圖詳細描述實施例。一種水動定時閥門控制灌溉系統(tǒng)，包括水源I和與水源I相連的田間管道2，每個輪灌小區(qū)3相對應(yīng)的田間管道2上分別設(shè)有機械式水動定時閥門4，所述的機械式水動定時閥門4主要由微型兩位三通換向閥5、三通閥6、機械齒輪式定時器7和浮球觸發(fā)定時器連接裝置8構(gòu)成，其中三通閥6包括閥體9和設(shè)置于閥體9上的進水腔10、出水腔11和灌溉腔12，閥體9的內(nèi)部設(shè)有連通進水腔10、出水腔11和灌溉腔12的閥腔13，閥腔13的上部依次設(shè)有隔離塊14和隔膜15，在隔離塊14和隔膜15的中部分別設(shè)有通孔，隔膜15的上方通過閥蓋16固定有彈簧17，所述的閥腔13內(nèi)部設(shè)有用于出水腔11和灌溉腔12切換封堵的閥芯18，該閥芯18依次穿過隔離塊14和隔膜15中部的通孔，彈簧17上部頂住閥蓋16，下部壓住閥芯18頂端，設(shè)置于隔膜15上下兩側(cè)的緊固銅片19夾緊隔膜15，使其密封不漏水；所述的微型兩位三通換向閥5包括微型閥體20、微型閥芯21、微型彈簧22和設(shè)置于微型閥體20內(nèi)的N通道23、M通道24以及R通道25，其中N通道23通過連接管26與三通閥6中隔離塊14和隔膜15之間的控制腔相連通，M通道24通過連接管26與三通閥6中的進水腔10相連通，R通道25與外界大氣相連通。微型閥芯21設(shè)置于微型閥體20內(nèi)并且與固定于微型閥體20末端的微型彈簧22相連，微型閥芯21上設(shè)有連通N通道23與R通道25或N通道23與M通道24的通孔，微型閥芯21與微型閥體20密封滑動配合，在微型閥芯21的外側(cè)鉸接有杠桿27 ;所述的機械齒輪式定時器7包括定時旋鈕28、齒輪組、棘輪29以及與定時旋鈕28同軸的凹槽式觸發(fā)盤30，該凹槽式觸發(fā)盤30與連接于微型閥體20上的杠桿27位置相對且杠桿27的末端壓在凹槽式觸發(fā)盤30的側(cè)壁上；所述的浮球觸發(fā)定時器連接裝置8包括凸輪31、棘輪檔桿32、連接桿33、球形接頭連接裝置34和浮球35，其中凸輪31的中心轉(zhuǎn)軸固定在定時器的上下夾板之間，一端固定于連接桿33的上部，另一端設(shè)有用于限制棘輪29轉(zhuǎn)動的棘輪檔桿32，連接桿33固定于球形接頭連接裝置34的兩側(cè)，連接桿33的下端設(shè)有浮球35，所述的浮球觸發(fā)定時連接裝置8通過球形接頭連接裝置34密封固定于三通閥6進水腔10的管壁上。
[0010]本發(fā)明所述的球形接頭連接裝置34包括外部螺絲36、內(nèi)部螺絲37和球形接頭38，其中球形接頭38上下兩端固定有連接桿33，球形接頭38密封固定于外部螺絲36和內(nèi)部螺絲37之間，外部螺絲36螺接于三通閥6進水腔10管壁的螺孔內(nèi)。
[0011]本發(fā)明運行過程中，首先，灌溉前先對每個輪灌小區(qū)灌溉時間進行計算，確定好時間后，將全部機械式水動定時閥門一次性設(shè)定為計算好的時間。正常狀態(tài)下，浮球裝置處于豎直狀態(tài)，定時器的棘輪檔桿正好擋住棘輪，只允許棘輪一個方向轉(zhuǎn)動，即定時方向。旋轉(zhuǎn)定時旋鈕進行定時，設(shè)定完畢后，定時器齒輪組由于棘輪檔桿的作用，并不會立即開始轉(zhuǎn)動定時，而只有當(dāng)進水方向來水后，水的沖擊力推動浮球，球形接頭連接裝置可以自由旋轉(zhuǎn)，球形接頭連接裝置上部連接桿推動凸輪旋轉(zhuǎn)一個角度，由于杠桿作用，棘輪檔桿離開原位，棘輪可以轉(zhuǎn)動，計時開始。在旋轉(zhuǎn)定時器上方定時旋鈕的同時，由于旋鈕的中心軸和定時器底部的凹槽式觸發(fā)盤同軸且同時轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)旋鈕，凹槽式觸發(fā)盤會跟隨轉(zhuǎn)動，杠桿裝置端部脫離凹槽，會推動兩位三通換向閥微型閥芯的移動，微型閥芯移動壓縮內(nèi)部微型彈簧，同時改變了三個通道的連通位置，由N通道與R通道連通變?yōu)镸通道與N通道連通，因此，有壓水進入隔膜與隔離快之間的控制腔，水的壓力使隔膜上下表面產(chǎn)生壓差，克服彈簧的阻力，將隔膜向上頂起，由于三通閥的閥芯與隔膜固定在一起，因此閥芯上移，改變了閥門的通流狀態(tài)，即由A — B改為A — P。由此，開始對該輪灌小區(qū)進行灌溉，灌溉時間為定時器設(shè)定時間。當(dāng)灌溉設(shè)定時間結(jié)束后，杠桿端部突然落回到凹槽式觸發(fā)盤的凹槽內(nèi)，在微型兩位三通換向閥內(nèi)部微型彈簧的作用力下，微型閥芯左移，改變內(nèi)部流道狀態(tài)，由M — N通流變?yōu)镹 — R通流，此時，由于N通道連通三通閥的控制腔，控制腔內(nèi)的水就通過R通道流走，控制腔泄壓，三通閥隔膜在頂部彈簧的作用下，帶動閥芯一起下移，水流狀態(tài)由A — P改為A —B，由此，水流向下游繼續(xù)流動，到達下一個閥門后，觸動浮球，進行下一個循環(huán)。其中，凹槽式觸發(fā)盤與杠桿端部為球面接觸，主要是為了減少兩者之間的摩擦力，使定時器齒輪系統(tǒng)運動阻力減小，定時更準確。初步設(shè)定好定時器后，就可以開啟水泵，進行供水了。
[0012]球形接頭連接裝置中的外部螺絲上端為外六角結(jié)構(gòu)，方便扳手夾緊，下端的內(nèi)表面螺紋用于與內(nèi)部螺絲連接，外表面螺紋用于與進水腔管壁相連接。球形接頭與外部螺絲、內(nèi)部螺絲連接緊密，既可以旋轉(zhuǎn)，又起到密封效果。球形接頭內(nèi)部通孔與上、下連接桿均為螺紋連接，方便上、下連接桿的安裝。安裝時，先將外部螺絲、球形接頭和內(nèi)部螺絲安裝好，然后用扳手將三者一起旋入進水腔管壁，固定牢固后，最后再安裝上、下連接桿。此結(jié)構(gòu)拆卸方便，便于調(diào)整位置，且通過光滑的精加工密封表面可有起到密封效果。
[0013]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理，主要特征和優(yōu)點，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種水動定時閥門控制灌溉系統(tǒng)，包括水源、水動定時閥門以及田間管道，其特征在于:每個輪灌小區(qū)相對應(yīng)的田間管道上分別設(shè)有機械式水動定時閥門，所述的機械式水動定時閥門主要由微型兩位三通換向閥、三通閥、機械齒輪式定時器和浮球觸發(fā)定時器連接裝置構(gòu)成，其中三通閥包括閥蓋、閥體和設(shè)置于閥體上的進水腔、出水腔和灌溉腔，閥體的內(nèi)部設(shè)有連通進水腔、出水腔和灌溉腔的閥腔，閥腔的上部依次設(shè)有隔離塊和隔膜，在隔離塊和隔膜的中部分別設(shè)有通孔，隔膜的上方與閥蓋之間固定有彈簧，所述的閥腔內(nèi)部設(shè)有用于出水腔和灌溉腔切換封堵的閥芯，該閥芯依次穿過隔離塊和隔膜，彈簧的下端固定在閥芯的頂部，隔膜的上下兩側(cè)均設(shè)有一緊固銅板，由閥芯頂端的螺母擰緊，使隔膜與緊固銅板之間充分接觸；所述的微型兩位三通換向閥包括微型閥體、微型閥芯、微型彈簧和設(shè)置于微型閥體內(nèi)的N通道、M通道以及R通道，其中N通道通過連接管與三通閥中隔離塊和隔膜之間的控制腔相連通，M通道通過連接管與三通閥中的進水腔相連通，R通道與外界大氣相連通，所述的微型閥芯設(shè)置于微型閥體內(nèi)并且與固定于微型閥體末端的微型彈簧相連，微型閥芯上設(shè)有連通N通道與R通道或N通道與M通道的通孔，微型閥芯與微型閥體密封滑動配合，在微型閥芯的外側(cè)鉸接有杠桿；所述的機械齒輪式定時器包括定時旋鈕、上夾板、下夾板、齒輪組、棘輪和固定于下夾板下方且與定時旋鈕同軸的凹槽式觸發(fā)盤，該凹槽式觸發(fā)盤與連接于微型閥體上的杠桿位置相對且杠桿的末端壓在凹槽式觸發(fā)盤的側(cè)壁上；所述的浮球觸發(fā)定時器連接裝置包括凸輪、棘輪檔桿、連接桿、球形接頭連接裝置和浮球，其中凸輪的一端固定于連接桿的上部，另一端設(shè)有用于限制棘輪轉(zhuǎn)動的棘輪檔桿，連接桿設(shè)置于球形接頭連接裝置的兩側(cè)，連接桿的下端設(shè)有浮球，所述的浮球觸發(fā)定時連接裝置通過球形接頭連接裝置密封固定于三通閥進水腔的管壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式水動定時閥門控制灌溉系統(tǒng)，其特征在于:所述的球形接頭連接裝置包括外部螺絲、內(nèi)部螺絲和球形接頭，其中球形接頭的上下兩端固定有連接桿，球形接頭密封固定于外部螺絲和內(nèi)部螺絲之間，外部螺絲螺接于三通閥進水腔管壁的螺孔內(nèi)。
【文檔編號】F16K31/53GK104154302SQ201410369708
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】蔡九茂, 翟國亮, 李莉, 宗潔, 張文正, 鄧忠, 李迎 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所