專利名稱：一種射流脈沖滴灌灌水器及滴灌方法
技術領域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術領域，涉及滴灌灌水器，具體涉及ー種射流脈沖滴灌灌水器及滴灌方法。
背景技術：
脈沖滴灌具有抗堵塞性能強、灌水均勻度高的特點，受到世界各國的廣泛關注與應用；脈沖滴灌系統(tǒng)通過脈沖發(fā)生器儲水與脈沖的循環(huán)產(chǎn)生持續(xù)的脈沖水流，其工作過程一般由充水增壓與出水減壓兩個互為獨立的階段組成，ニ個階段自動循環(huán)往復，使得水流以一定的脈沖頻率由滴灌灌水器間歇性的流出，實現(xiàn)脈沖滴灌方式。脈沖發(fā)生器是將滴灌系統(tǒng)中的壓力水流變成脈沖水流的核心裝置，現(xiàn)有脈沖發(fā)生器大都具有一個可膨脹及復位的弾性腔體，弾性腔體由橡膠、塑料隔膜或彈簧等弾性材料所構成；在充水增壓階段，壓カ水流進入彈性腔體，腔體開始膨脹，隨著壓力水在腔體內(nèi)不斷積累，腔體膨脹到至極限時，在膜片或彈簧等作用下出水ロ被打開，腔體內(nèi)的壓力水流迅速通過出水通道泄出，完成一次脈沖。當弾性腔體內(nèi)的壓力水被瞬間釋放后，腔體在弾性作用下恢復原始狀態(tài)，出水ロ被封閉，進入下ー個脈沖過程。循環(huán)往復，形成脈沖水流?，F(xiàn)有脈沖滴灌利用橡膠、塑料、彈簧等弾性材料的擴張與復位，來實現(xiàn)脈沖水流的目的；滴灌系統(tǒng)一般運行時間較長，弾性材料在長時間、高頻率的頻繁往復運行過程中，易于疲勞，甚至損壞；脈沖頻率取決于彈性材料的剛度和初始壓縮量，長時間運行將導致彈性材料剛度和彈性模量發(fā)生變化，彈性減退，靈敏性、可靠性會不同程度的下降，從而影響脈沖滴灌系統(tǒng)的持久運行與使用；彈性材料的使用勢必增加脈沖發(fā)生器的結構復雜性，對機械密封性、制造精度、可靠性及耐久性提出更高的要求。申請?zhí)枮?7232713. 4的中國專利“微灌脈沖發(fā)生器”公開了ー種由型芯、脈沖膠囊、殼體組成的脈沖發(fā)生器。通過膠囊的膨脹積蓄能量，打開出水ロ。利用膠囊的弾性作用恢復原狀，封閉出水ロ，實現(xiàn)脈沖滴灌；申請?zhí)枮?01110074154. I的中國專利“脈沖滴灌系統(tǒng)”公開了ー種脈沖閥，由閥體、進水口、進水腔、導桿、閘體、出水腔、閘體推拉彈簧、出水 ロ、控制腔、隔膜拉簧等組成，通過進水腔的有壓水流推動隔膜，拉伸隔膜拉簧，擠壓閘體推拉彈簧，推動閘體打開出水ロ，利用隔膜拉簧拉動隔膜復位，推拉彈簧拉動閘體復位，封閉出水ロ，實現(xiàn)脈沖滴灌。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種結構簡單，造價低，抗堵塞能力強，使用壽命長，利用水射流控制技術形成脈沖水流的脈沖滴灌灌水器。本發(fā)明采取的技術解決方案是ー種射流脈沖滴灌灌水器，由進水槽、射流脈沖發(fā)生器、流道和出水槽組成，進水槽設有濾窗并與射流脈沖發(fā)生器連通，射流脈沖發(fā)生器與流道連通，出水槽位于流道末端，其特征在于所述射流脈沖發(fā)生器由射流脈沖發(fā)生器進ロ、 收縮段、導流段、射流噴嘴、控制ロ、射流空間、控制通道、信號ロ、直射流出口和斜射流出ロ組成；
所述射流脈沖發(fā)生器最前端是射流脈沖發(fā)生器進ロ，其后接一個前大后小的收縮段， 然后是一個導流段與ー個射流噴嘴，射流噴嘴后的直射流側壁上設置ー個控制ロ，射流噴嘴后是一段前小后大形狀的射流空間，射流空間的末端分割成為射流脈沖發(fā)生器的兩個出 ロ，與射流噴嘴正面相対的出口為直射流出ロ，位于射流噴嘴斜側對面的出口為斜射流出 ロ，直射流出ロ與直射流流道連通，斜射流出ロ與斜射流流道連通，直射流出ロ的側壁上設置ー個信號ロ，在射流空間的直射流側壁面上開槽，連通控制ロ與信號ロ，形成控制通道。所述直射流流道或斜射流流道的流道結構形式為迷宮式、繞流式、長流道式或孔 ロ流道形式。出水槽位于流道的末端，出水槽有兩種構成方案第一種方案是設置兩個獨立的出水槽，分別與灌水器的兩條主流道連接，形成具有兩個出水ロ的射流脈沖滴灌灌水器。第 ニ種方案是在兩條流道的末端設置ー個出水槽，由出水槽將灌水器的兩條流道連通，兩條流道共用ー個出口，形成具有ー個出水ロ的射流脈沖滴灌灌水器；在構建射流脈沖滴灌灌水器時，出水槽結構可在ニ種方案中任選其一。本發(fā)明工作時，毛管中的壓力水流由濾窗進入進水槽，通過收縮段、導流段與射流噴嘴形成射流，射流在通過噴嘴后進入射流空間，將首先產(chǎn)生直線射流，到達直射流出ロ， 進入與其相連通的直射流流道，通過直射流流道尾端的直射流出水槽滴出；在直線射流的水流到達直射流出ロ的同時，一部分壓力水流會通過直射流出ロ側面的信號ロ進入控制通道，經(jīng)過控制道到達控制ロ，通過控制ロ作用于射流噴嘴處的水流，使射流發(fā)生偏轉，轉向斜射流出ロ的ー側輸出，流向與斜射流出ロ相連的斜射流流道，通過斜射流流道尾端的斜射流出水槽滴出，形成一次脈沖過程；而當水流偏轉向斜射流出口輸出時，信號ロ、控制通道與控制口內(nèi)無水流輸入，作用于射流噴嘴處的側向壓力消失，水流將恢復直線射流狀態(tài)， 重新進入直射流出ロ與信號ロ，使得水流再次發(fā)生偏轉，完成又一次脈沖過程；如此循環(huán)往復，分別在兩條流道內(nèi)產(chǎn)生脈沖水流。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明由于應用射流控制技術，切換水流的射流方向，驅使水流在兩條流道內(nèi)間歇性流動，實現(xiàn)持續(xù)的脈沖過程，在流道內(nèi)形成強烈的紊動與沖擊水流， 有益于沖刷流道，提高固化物輸運能力，増加灌水器的抗堵塞能力；水流的強烈紊動保證了灌水器具有高效的消能效果，有利于降低灌水器的流態(tài)指數(shù)，滴水更加均勻；省去現(xiàn)有脈沖滴灌灌水器的橡膠、塑料膜、彈簧等弾性體結構，簡化了脈沖滴灌灌水器的結構，使得脈沖發(fā)生器的運行更為可靠、持久；射流脈沖滴灌灌水器無需任何附加裝置，材質(zhì)可與現(xiàn)有常用滴灌灌水器材質(zhì)相同，只需開發(fā)脈沖滴灌灌水器模具，即可采用現(xiàn)有滴灌灌水器或滴灌管帶的加工エ藝、方法與設備進行注塑、加工與成型，加工エ藝簡單，制造成本較低，安裝使用方便；本發(fā)明能夠構造多種結構形式的脈沖滴灌灌水器，可廣泛適應于大田作物、蔬菜、林果業(yè)等灌溉的需求。


圖I是本發(fā)明實施例I的正剖面圖2實施例I的后視圖3是圖I中I - I剖視線的放大剖面4圖4是圖I中II - II剖視線的放大剖面圖5是本發(fā)明實施例2的正剖面圖6是圖5中III - III剖視線的放大剖面圖7是圖5中IV - IV剖視線的放大剖面圖中，I.進水槽；2.射流脈沖發(fā)生器進ロ；3.收縮段；4.導流段
6.控制ロ；7.射流空間；8.控制通道；9.信號ロ；10.直射流出ロ；11.
12.直射流流道；13.斜射流流道；14.直射流出水槽；15.斜射流出水槽出水槽。
5.射流噴嘴斜射流出ロ ；16.濾窗；17.
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進ー步說明。實施例I :
參照圖I、圖2、圖3、圖4，進水槽I底部設有濾窗16，進水槽I末端連通射流脈沖發(fā)生器進ロ 2;射流脈沖發(fā)生器由射流脈沖發(fā)生器進ロ 2、收縮段3、導流段4、射流噴嘴5、控制 ロ 6、射流空間7、控制通道8、信號ロ 9、直射流出ロ 10和斜射流出ロ 11組成，射流脈沖發(fā)生器最前端是射流脈沖發(fā)生器進ロ 2，射流脈沖發(fā)生器進ロ 2前面連通進水槽1，射流脈沖發(fā)生器進ロ 2后面連通ー個前大后小的倒喇叭形收縮段3，收縮段3后連通ー個矩形的導流段4，矩形導流段4后連通ー個射流噴嘴5，射流噴嘴5后的直射流側壁上設置ー個控制ロ 6，射流噴嘴5后是前小后大的一段直角梯形射流空間7，射流空間7的末端分割成為射流脈沖發(fā)生器的兩個出ロ，與射流噴嘴5正面相對應的出ロ為直射流出ロ 10，位于射流噴嘴5 斜側對面的出口為斜射流出ロ 11，直射流出ロ 10的側壁上設置ー個信號ロ 9，在射流空間的直射流側壁面上開槽，連通控制ロ 6與信號ロ 9，形成控制通道8 ;射流脈沖發(fā)生器的直射流出ロ 10與直射流流道12相連通，斜射流出ロ 11與斜射流流道13相連通；直射流出水槽 14位于直射流流道12的末端，斜射流出水槽15位于斜射流流道13的末端，由此構成的一個整體形成ー種射流脈沖滴灌灌水器，即為本發(fā)明的第I實施例。具體實現(xiàn)過程滴灌系統(tǒng)毛管中的壓力水流由濾窗16進入進水槽1，經(jīng)過射流脈沖發(fā)生器進ロ 2進入射流脈沖發(fā)生器，通過收縮段3、導流段4與射流噴嘴5形成射流，射流在通過射流噴嘴5后進入射流空間7，將首先產(chǎn)生直線射流，到達直射流出ロ 10，進入與其相連通的直射流流道12，通過流道尾端的直射流出水槽14滴出；在直線射流的水流到達直射流出ロ 10的同時，一部分壓力水流會通過直射流出ロ 10側壁上的信號ロ 9進入控制通道8，經(jīng)過控制通道8到達控制ロ 6，通過控制ロ 6作用于射流噴嘴5處的水流，使射流發(fā)生偏轉，轉向斜射流出ロ 11的ー側輸出，流向與斜射流出ロ 11相連的斜射流流道13，通過斜射流流道13尾端的斜射流出水槽15滴出，形成一次脈沖過程；而當水流偏轉向斜射流出ロ 11輸出時，信號ロ 9、控制通道8與控制ロ 6內(nèi)無水流輸入，作用于射流噴嘴5處的側向壓力消失，水流將恢復直線射流狀態(tài)，重新進入直射流出ロ 10與信號ロ 9，使得水流再次發(fā)生偏轉，完成又一次脈沖過程；如此循環(huán)往復，分別在兩條流道內(nèi)產(chǎn)生脈沖水流，利用脈沖過程頻繁的強烈水流沖擊，沖刷并攜帶滴灌系統(tǒng)的易堵塞物質(zhì)，提高灌水器的抗堵塞能力，脈沖水流造成的強烈沖擊，使得流道內(nèi)水流產(chǎn)生劇烈紊動，增強了流道的效能效果，能夠降低灌水器的流態(tài)指數(shù)，提高出水的均勻性。
實施例2:
參照圖5、圖2、圖6、圖7，基本結構特征與實施例I相似，與實施例I的不同之處在于出水槽連通，形成只有ー個出水ロ的射流脈沖滴灌灌水器，出水槽17位于直射流流道12與斜射流流道13的末端，將兩條流道尾端連通，使兩條流道共用ー個出ロ。本發(fā)明射流脈沖滴灌灌水器已通過實施例予以充分掲示，但所述實施例并非用以限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明的精神或基本特征的前提下還可有其它的實施方式；如濾窗可以是多孔網(wǎng)格、多孔陣列等形式，濾窗的位置還可以在進水槽的側面；可以設置多個進水槽，進水槽結構、形狀可以是圓形、橢圓形、梯形、三角形等多種幾何形狀；收縮段可位于進水槽末端，成為ー個收縮ロ，使導流段直接與進水槽連通，導流段可以為矩形槽也可以為圓形槽；射流空間還可以是各種梯形、三角形、弧形擴ロ等其他前小后大的幾何圖形；控制通道可以為“回”形、“ U”形等；流道可以有兩排以上的排列方式，流道結構還可以是繞流式、 長流道式、孔ロ及各種迷宮式流道等形式，兩個出水槽可以布置在兩個不同的方向。
權利要求
1.一種射流脈沖滴灌灌水器，由進水槽、射流脈沖發(fā)生器、流道和出水槽組成，進水槽設有濾窗并與射流脈沖發(fā)生器連通，射流脈沖發(fā)生器與流道連通，出水槽位于流道末端，其特征在于所述射流脈沖發(fā)生器由射流脈沖發(fā)生器進口、收縮段、導流段、射流噴嘴、控制口、射流空間、控制通道、信號口、直射流出口和斜射流出口組成；所述射流脈沖發(fā)生器最前端是射流脈沖發(fā)生器進口，其后接一個前大后小的收縮段，然后是一個導流段與一個射流噴嘴，射流噴嘴后的直射流側壁上設置一個控制口，射流噴嘴后是一段前小后大形狀的射流空間，射流空間的末端分割成為射流脈沖發(fā)生器的兩個出口，與射流噴嘴正面相對的出口為直射流出口，位于射流噴嘴斜側對面的出口為斜射流出口，直射流出口與直射流流道連通，斜射流出口與斜射流流道連通，直射流出口的側壁上設置一個信號口，在射流空間的直射流側壁面上開槽，連通控制口與信號口，形成控制通道。
2.如權利要求I所述的一種射流脈沖滴灌灌水器，其特征在于所述直射流流道或斜射流流道的流道結構形式為迷宮式、繞流式、長流道式或孔口流道形式。
3.如權利要求I所述的一種射流脈沖滴灌灌水器，其特征在于，所述的出水槽位于流道的末端，出水槽共有兩個，分別與灌水器的兩條流道連接，形成具有兩個出水口的射流脈沖滴灌灌水器，位于直射流流道末端的是直射流出水槽，位于斜射流流道末端的是斜射流出水槽。
4.如根據(jù)權利要求I所述的一種射流脈沖滴灌灌水器，其特征在于，所述的出水槽只有一個，設置在兩條流道的末端，出水槽將灌水器的兩條流道連通，兩條流道共用一個出水□。
5.一種射流脈沖滴灌方法，具體為毛管中的壓力水流由濾窗進入進水槽，通過收縮段、導流段與射流噴嘴形成射流，射流在通過噴嘴后進入射流空間，將首先產(chǎn)生直線射流， 到達直射流出口，進入與其相連通的直射流流道，通過直射流流道尾端的直射流出水槽滴出；在直線射流的水流到達直射流出口的同時，一部分壓力水流會通過直射流出口側面的信號口進入控制通道，經(jīng)過控制道到達控制口，通過控制口作用于射流噴嘴處的水流，使射流發(fā)生偏轉，轉向斜射流出口的一側輸出，流向與斜射流出口相連的斜射流流道，通過斜射流流道尾端的斜射流出水槽滴出，形成一次脈沖過程；而當水流偏轉向斜射流出口輸出時， 信號口、控制通道與控制口內(nèi)無水流輸入，作用于射流噴嘴處的側向壓力消失，水流將恢復直線射流狀態(tài)，重新進入直射流出口與信號口，使得水流再次發(fā)生偏轉，完成又一次脈沖過程；如此循環(huán)往復，分別在兩條流道內(nèi)產(chǎn)生脈沖水流。
全文摘要
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術領域，涉及滴灌灌水器，具體涉及一種射流脈沖滴灌灌水器及滴灌方法。所述射流脈沖滴灌灌水器由進水槽、射流脈沖發(fā)生器、流道和出水槽組成，進水槽設有濾窗并與射流脈沖發(fā)生器連通，射流脈沖發(fā)生器與流道連通，出水槽位于流道末端。應用射流控制技術，驅使水流在兩條流道內(nèi)間歇性流動，實現(xiàn)持續(xù)的脈沖過程，在流道內(nèi)形成強烈的紊動與沖擊水流，增強灌水器的抗堵塞能力與灌水均勻性。省去現(xiàn)有滴灌脈沖發(fā)生器的橡膠、塑料膜、彈簧等彈性體結構，具有結構簡單、可靠性、耐久性強的特點，可廣泛適應于大田作物、蔬菜、林果業(yè)等灌溉的需求。
文檔編號A01G25/02GK102577911SQ201210074708
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權日2012年3月21日
發(fā)明者王新坤 申請人:江蘇大學