專利名稱：微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試實驗裝置，特別涉及一種用于微灌系統(tǒng)的灌水器抗堵塞和水力性能測試裝置。
背景技術：
微灌技術是利用微灌設備組裝成微灌系統(tǒng)，將有壓水輸送分配到田間，通過灌水器以微小的流量濕潤作物根部附近土壤的一種局部灌水技術。微灌系統(tǒng)的特點之一是灌水器出水流量很小，因而滴頭出水孔很小，一般只有0.7-1.1mm左右，因此微灌系統(tǒng)致命弱點是極易被水中的污物堵塞；微灌的特點之二是系統(tǒng)的灌水均勻度高，除受系統(tǒng)設計影響外，系統(tǒng)的灌水均勻度主要受灌水器水力性能的影響。因此灌水器是微灌系統(tǒng)的最關鍵的部件之一。評價灌水器的主要性能指標為其水力性能和抗堵塞性能。水力性能包括流量壓力關系、制造偏差、水溫對流量的影響等。抗堵塞性能包括抗物理顆粒堵塞能力、抗化學堵塞能力及其相應的清堵技術。
為了測試灌水器的性能指標，國際上一些著名的微灌設備公司，如Netfaim、Rainbird、Dis公司等都具有自己的實驗臺，但大多是性能單一的產(chǎn)品檢測平臺。目前測定國際上先進的測定灌水器性能的實驗裝置主要有以下幾種1.美國加利福尼亞灌溉技術研究所灌水器水力性能測試裝置。該裝置由接水桶、控制閥、壓力表、可調(diào)溫水箱、加壓泵、量杯和平臺等組成，其特點是水溫可調(diào)。采用人工調(diào)壓和人工計量水量，測定單個灌水器的流量，每次測定一條毛管或25個灌水器。
2.南非農(nóng)業(yè)工程研究所灌水器水力性能測試裝置。該裝置由自記雨量桶，控制閥、被測毛管和灌水器、測壓裝置、過濾裝置等組成。其特點是測定單個灌水器的流量，采用了自記雨量傳感器，測定速度較快，但精度不及手工測量。
3.以色列Netafim現(xiàn)代農(nóng)業(yè)公司灌水器水力性能測試裝置，與上述裝置不同之處在于每次測定的不是單個灌水器流量，而是一段長度約2-3米的成品滴灌管或帶，管上有6-10個灌水器，也就是說，測定的是多個灌水器流量的平均值。采用稱重式水量傳感器自動計量水量。
4.其他方法如在田間鋪設毛管直接測定灌水器抗堵塞實驗方法。不能保證均一和恒定的污物濃度。
現(xiàn)有技術的不足綜上所述，現(xiàn)有的實驗裝置存在的主要問題是(1)性能單一，沒有綜合性的實驗裝置，只能進行單項性能的測試。(2)各種裝置沒有統(tǒng)一的標準，如南非裝置，試驗長度過長，水頭損失大，影響測試精度，Netafim測試裝置不能測試單個灌水器，僅能用作生產(chǎn)廠家的在線檢測，不符合灌水器評價規(guī)范，并且只能測試水力性能。(3)不便于在實驗室進行灌水器抗堵塞性能測試。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是要提供一種微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置，它既能測定灌水器的水力性能，又能測定灌水器的抗堵塞性能，包括物理堵塞和化學堵塞，并且可以變換各種污物濃度，在每次的抗堵塞測定循環(huán)中，水中的污物濃度保持恒定。
為了達到本實用新型的目的所采取的技術方案包括支架14，位于支架14上的支管22，與支管22相通的毛管或滴灌管23，與支管22相通的輸水管13，其特征在于，與輸水管13的進水口相通有水砂循環(huán)供給裝置。
上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置中，其水砂循環(huán)供給裝置包括與輸水管13相通的混合罐1、位于或滴灌管毛管23下方的傾斜集水板槽15，傾斜集水板槽15的出水口通往混合罐1。
上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置中，在輸水管13上裝有加壓泵4，加壓泵4有兩個方向的出口，一個出口通往輸水管13，另一個出口通往混合罐1。
上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置中，在加壓泵出口與輸水管13之間可接入軟管8，可防止由于水泵工作時的震動影響測試結果。
上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置中，在毛管的下方設有可移動水平板16。
上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置中，在傾斜集水板槽15的上側安裝有多口沖刷管20。
上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置中，支管22帶有多孔，與這些孔對應可安裝多條毛管或滴灌管23。
上述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置中，在輸水管13中設有水溫控制裝置。
本實用新型的優(yōu)點1、本裝置使灌水器抗堵塞試驗在實驗室進行成為可能，由于設置了傾斜集水板槽和混合罐，并且利用水泵產(chǎn)生的水流使水砂充分混合，這樣使得在整個試驗過程中，水砂濃度恒定，避免了現(xiàn)有田間測試的濃度不均性。這是本實用新型的最顯著的優(yōu)點。
2、本裝置是一個綜合試驗平臺，將灌水器的抗物理堵塞性能和抗化學堵塞性能、灌水器流量壓力關系、水溫對灌水器流量的影響、灌水器制造偏差、過濾器過濾性能的測定集成于一個試驗裝置中。這是本實用新型的另一個顯著優(yōu)點。


圖1為本實用新型微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置的結構示意圖。
實施例
以下結合附圖對本實用新型的具體內(nèi)容進行進一步的說明。
圖中1為混合罐，2為活動車，為了本裝置的方便移動，3為控制閥，4為加壓泵，5、6為控制閥，7為排水口，8為連接軟管，9、10為控制閥，11為加壓泵，12為可調(diào)恒熱水箱，13為輸水管(PVC或不銹鋼管)，14為活動實驗架，15為傾斜集水板槽，16為可移動水平板，17為集水杯或自記水量傳感器，18、19為控制閥，20為多口沖刷管，21為測壓裝置，22為支管，23為毛管或滴灌管。
如圖1所示，本裝置包括以下幾部分支架14-起整體支撐作用；可移動水平板16-用于支撐集水杯或自記水量傳感器17；集水杯或自記水量傳感器17-用于收集測量灌水器23的水量；傾斜集水板槽15-使水砂回到混合罐1，形成水砂循環(huán)；混合罐1-用于水砂混合；加壓泵4-用于提供壓力和使混合罐中水砂充分混合均勻，其出口分兩路，一路通往輸水管13，另一路通往混合罐1，靠這路水流的沖力把混合罐中的水砂混合。當然水砂的混合也可以由在混合罐中設置攪拌葉片來實現(xiàn)；壓力表及控制閥-用于控制灌水器壓力；可調(diào)恒熱水箱12-用于提供不同溫度的水。
在傾斜集水板槽15的上側安裝有多口沖刷管20，在必要時進行沖刷，可防止砂沉淀在傾斜集水板槽15上。
本實施例中，支管22帶有多孔，與這些孔對應可安裝多條毛管或滴灌管23，這樣可以提高測試效率。
本實施例在加壓泵4的輸出端的輸水管13上安裝了一段連接軟管8，這樣可以保證灌水器的堵塞不受水泵4工作時不可避免的震動的干擾，提高測試的準確性。
測試原理與方法本裝置是一個綜合性的測試裝置，可測灌水器的抗物理堵塞性能和抗化學堵塞性能、灌水器流量壓力關系、水溫對灌水器流量的影響、灌水器制造偏差等。下面分述其測定方法。
1.灌水器抗物理堵塞性能測定灌水器物理堵塞主要是被水中的砂粒堵塞，抗堵塞性能測試的目的是測試和分析某種結構和流道形式的灌水器對不同粒徑的砂粒堵塞的敏感性、堵塞幾率和方式。最終尋求高抗堵塞的灌水器流道結構形式或為工程選配與灌水器配套的過濾器。測試的難點在于，在測試過程中如何保持進入灌水器中的水砂濃度恒定。本裝置采取的技術措施是，設有水砂循環(huán)供給裝置，它包括一個錐型水砂混合罐和由傾斜集水板槽15構成的水砂供給循環(huán)裝置。
測試前，將帶有待測灌水器的毛管或待測滴灌管23安裝到支管22上，測定清水時的灌水器在額定壓力下的流量。然后抽出水平托板16和集水杯17，所有閥門處于關閉狀態(tài)，根據(jù)濃度和粒徑要求，將水和砂放于混合罐1。首先打開控制閥3，開啟加壓泵4，混合罐1中的水砂在水壓力的作用下混合，3-5分鐘后，打開控制閥5和9，然后緩慢打開控制閥18和19，將壓力表讀數(shù)調(diào)到規(guī)定的灌水器額定工作壓力，測定便正式開始，從灌水器流出的水流到傾斜集水板槽15，返回到混合灌中1，使得在整個測試過程中砂的濃度恒定。若干次測試循環(huán)結束后，測定灌水器流量，分析堵塞結果。然后，打開控制閥6，將罐中的水砂由排水口7排出。更換另一種粒徑的砂和灌水器，進行下一輪測試。在整個測試過程中，加壓泵4的出口始終有一部分水流返回到混合罐中，將水砂進行混合。
2.灌水器抗化學堵塞性能測定基本測試原理方法和過程同抗物理堵塞性能測定，區(qū)別在于混合罐1中放入的是某種微灌水質(zhì)中常見的化學物質(zhì)或有機質(zhì)，或處理化學堵塞的某種物質(zhì)。
3.灌水器流量壓力關系測定灌水器的流量壓力關系是灌水器的重要水力性能之一，是微灌系統(tǒng)規(guī)劃設計的依據(jù)之一。采用清水測試，因此，混合罐中放入的是清水。測試前將水平托板和集水杯置入，然后按照微灌灌水器流量壓力關系測定技術標準進測定。
4.灌水器制造偏差測定所謂制造偏差，即是灌水器在額定工作壓力下的流量變差。利用清水按照測試技術標準測定。
5.水溫對灌水器流量的影響測定本測試的水源為帶有水溫控制裝置的可調(diào)恒溫箱12中的清水，水箱中的水溫可按要求調(diào)節(jié)，測定每種水溫條件下的流量壓力關系的測定方法如上。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置，包括支架(14)，位于支架(14)上的支管(22)，與支管(22)相通的毛管或滴灌管(23)，與支管(22)相通的輸水管(13)，其特征在于，與輸水管(13)的進水口相通有水砂循環(huán)供給裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置，其特征在于，所述的水砂循環(huán)供給裝置包括與輸水管(13)相通的混合罐(1)、位于毛管或滴灌管(23)下方的傾斜集水板槽(15)，傾斜集水板槽(15)的出水口通往混合罐(1)。
3.根據(jù)權利要求2所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置，其特征在于，在輸水管(13)上裝有加壓泵(4)，加壓泵(4)有兩個方向的出口，一個出口通往輸水管(13)，另一個出口通往混合罐(1)。
4.根據(jù)權利要求3所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置，其特征在于，在加壓泵出口與輸水管(13)之間可接入軟管(8)。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置，其特征在于，在毛管的下方設有可移動水平板(16)。
6.根據(jù)權利要求2所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置，其特征在于，在傾斜集水板槽(15)的上側安裝有多口沖刷管(20)。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置，其特征在于，支管(22)帶有多孔，與這些孔對應可安裝多條毛管或滴灌管(23)。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置，其特征在于，在輸水管(13)中設有水溫控制裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種用于微灌系統(tǒng)的灌水器抗堵塞和水力性能測試裝置。技術方案包括支架(14)，支管(22)，與支管(22)相通的毛管或滴灌管(23)，與支管(22)相通的輸水管(13)，與輸水管(13)的進水口相通有水砂循環(huán)供給裝置。該水砂循環(huán)供給裝置包括與輸水管(13)相通的混合罐(1)、位于毛管或滴灌管(23)下方的傾斜集水板槽(15)，傾斜集水板槽(15)的出水口通往混合罐(1)。本實用新型是一個綜合試驗平臺，它既能測定灌水器的水力性能，又能測定灌水器的抗堵塞性能，并使這些測試在實驗室進行成為可能，在整個測試過程中，水砂濃度恒定，避免了現(xiàn)有田間測試的濃度不均性。
文檔編號G01D21/00GK2641591SQ03208689
公開日2004年9月15日 申請日期2003年9月2日 優(yōu)先權日2003年9月2日
發(fā)明者李光永, 龔時宏, 王建東, 俞鵬飛 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學