專利名稱：振蕩滴灌灌水器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于農業(yè)節(jié)水灌溉技術領域，涉及滴灌灌水器，具體涉及振蕩滴灌灌水器。
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，現有脈沖發(fā)生器大都具有一個可膨脹及復位的彈性腔體，彈性腔體由橡膠、塑料隔膜或彈簧等彈性材料所構成，利用橡膠、塑料、彈簧等彈性材料的擴張與復位，來實現脈沖水流的目的。在充水增壓階段，壓力水流進入彈性腔體，腔體開始膨脹，隨著壓力水在腔體內不斷積累，腔體膨脹到至極限時，在膜片或彈簧等作用下出水口被打開，腔體內的壓力水流迅速通過出水通道泄出，完成一次脈沖。當彈性腔體內的壓力水被瞬間釋放后，腔體在彈性作用下恢復原始狀態(tài)，出水口被封閉，進入下一個脈沖過程。循環(huán)往復，形成脈沖水流。滴灌系統(tǒng)一般運行時間較長，彈性材料在長時間、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?01210074776. 9的中國專利“一種振蕩脈沖滴灌灌水器及滴灌方法”公開了一種具有正反饋式振蕩脈沖發(fā)生器的滴灌灌水器，其脈沖發(fā)生器擁有雙反饋通道，通過將各自輸出口的壓力信號反饋到同側的控制口，實現射流的切換，形成脈沖水流。申請?zhí)枮?01210074708. 2的中國專利“一種射流脈沖滴灌灌水器及滴灌方法”公開了一種不對稱結構的正反饋式射流脈沖滴灌灌水器，其脈沖發(fā)生器具有單反饋通道，通過將直射流輸出口的壓力信號反饋到直射流側的控制口，實現射流向斜射流輸出口的切換，而通過不對成結構使射流返回直射流輸出口，形成脈沖水流。正反饋式振蕩脈沖發(fā)生器的振蕩脈沖頻率高，設計與應用時較難掌握。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單，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振蕩水流的振蕩滴灌灌水器。本發(fā)明采取的技術解決方案是一種振蕩滴灌灌水器，由進水槽、振蕩元件和流道體組成，進水槽設有濾窗并與振蕩元件的進口連通，振蕩元件的出口與流道體的進口連通；所述振蕩元件由噴嘴、控制通道、控制端口 I、控制端口 II、射流空間、斜側壁、直側壁、分流劈、直射流輸出口、斜射流輸出口組成；振蕩元件的射流空間為直角梯形的不對稱結構，梯形的直角邊為直側壁，斜邊為斜側壁；振蕩元件的最前端是噴嘴，噴嘴出口兩邊的側壁上分別設置控制端口 I和控制端口 II，控制端口 I和控制端口 II由控制通道連通，噴嘴后是一段前小后大形狀的射流空間，射流空間的兩側分別為斜側壁和直側壁，分流劈位于射流空間的末端，并將射流空間的末端分割成為直射流輸出口和斜射流輸出口。所述進水槽由進水口慮窗與收縮段組成，進水通過進水口慮窗后進入收縮段，收縮段后面連接噴嘴。所述流道體由兩條流道與出水槽組成，兩條流道分別與振蕩元件的兩個輸出口連通，直射流輸出口與直射流流道連通，斜射流輸出口與斜射流流道連通；所述流道體的末端設置出水槽。流道結構形式可以是迷宮式、繞流式、長流道式、孔口等流道形式。所述流道體末端的出水槽設置一個或兩個；當設置兩個出水槽時，直射流出水槽位于直射流流道末端，斜射流出水槽位于斜射流流道末端；當設置一個出水槽時，則去掉直射流出水槽與斜射流出水槽之間的隔板，將直射流出水槽I與斜射流出水槽II連通成為一個出水槽。
所述噴嘴寬度是噴嘴左側壁與右側壁的間距，噴嘴寬度為O. 4 mm 3mm ;位差是噴嘴左側壁與射流空間的斜側壁之間的最小距離或噴嘴右側壁與射流空間的直側壁之間的最小距離，位差與噴嘴寬度的比值為I :0. 3 I :2. O ;劈距是噴嘴至分流劈頂端的長度，劈距與噴嘴寬度的比值為I :4 I 12 ;張角是射流空間的斜側壁與噴嘴左側壁的夾角，張角為6° 25。;噴嘴深度為噴嘴正面與背面的間距，噴嘴深度與噴嘴寬度的比值為I :1 I :2。所述分流劈的頂端為尖劈形或為凹弧形，直射流流道和斜射流流道成直線型排列或成U型排列。本發(fā)明工作時，毛管中的壓力水流由濾窗進入進水槽，通過射流噴嘴形成射流，射流在通過噴嘴后進入射流空間，由于振蕩元件幾何結構的不對稱性，將貼附于直側壁的壁面流動，到達直射流輸出口，通過直射流流道尾端的出水槽滴出。此時，射流的卷吸作用，將在控制端口 I處產生負壓，隨著射流的持續(xù)，負壓將通過控制通道傳遞到控制端口 II，作用于控制端口 II 一側的射流，在射流的兩側產生壓差，使射流發(fā)生偏轉，附壁于斜側壁的壁面，沿該側壁面流動至斜射流輸出口。此后，在射流卷吸與不對稱結構的共同作用下，射流將恢復到直側壁的壁面，沿該側壁面流動至直射流輸出口，形成一次振蕩脈沖過程。如此循環(huán)往復，通過振蕩元件的水流振蕩，分別在兩條流道內產生脈沖水流。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明由于應用射流控制振蕩技術，切換水流的射流方向，驅使水流在兩條流道內間歇性流動，實現持續(xù)的脈沖過程，在流道內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，增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，滴水更加均勻；省去現有脈沖滴灌灌水器的橡膠、塑料膜、彈簧等彈性體結構，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；振蕩元件應用射流附壁、負壓控制振蕩技術與不對成結構特性換向，振蕩脈沖頻率易于掌握，便于開發(fā)滿足不同振蕩頻率需求的脈沖滴灌灌水器。振蕩滴灌灌水器無需任何附加裝置，材質可與現有常用滴灌灌水器材質相同，只需開發(fā)振蕩滴灌灌水器模具，即可采用現有滴灌灌水器或滴灌管帶的加工工藝、方法與設備進行注塑、加工與成型，加工工藝簡單，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振蕩滴灌灌水器，可廣泛適應于大田作物、蔬菜、林果業(yè)等灌溉的需求。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖I是本發(fā)明實施例I的正剖面圖。圖2是實施例I的振蕩元件部分的放大示意圖。圖3是實施例I的三維示意圖。圖4是本發(fā)明實施例2的正剖面圖。圖5是實施例2的振蕩元件部分的放大示意圖。圖6是實施例2的的三維示意圖。 圖中，I.進水口慮窗 2.收縮段 3.噴嘴 4.控制通道 5.控制端口 I6.控制端口 II 7.射流空間8.斜側壁9.直側壁10.分流劈11.直射流輸出口 12.斜射流輸出口 13.直射流流道14.斜射流流道15.出水槽16.斜射流出水槽 17.直射流出水槽B.噴嘴寬度S.位差L .劈距Θ .張角E.進水槽F.振蕩元件C.流道體
具體實施例方式實施例I :參照圖I和圖3，該實施例所示的振蕩滴灌灌水器由進水槽E、振蕩元件F和流道體C組成，進水槽E設有濾窗I并與振蕩元件F的進口連通，振蕩元件F的出口與流道體C的進口連通；所述振蕩元件F由噴嘴3、控制通道4、控制端口 I 5、控制端口 II 6、射流空間7、斜側壁8、直側壁9、分流劈10、直射流輸出口 11、斜射流輸出口 12組成；振蕩元件F的射流空間7為直角梯形的不對稱結構，梯形的直角邊為直側壁9，斜邊為斜側壁8 ;振蕩元件F的最前端是噴嘴3，噴嘴3出口兩邊的側壁上分別設置控制端口 I 5和控制端口 II 6，控制端口 I 5和控制端口 II 6由控制通道4連通，噴嘴3后是一段前小后大形狀的射流空間7，射流空間7的兩側分別為斜側壁8和直側壁9，分流劈10位于射流空間7的末端，并將射流空間7的末端分割成為直射流輸出口 11和斜射流輸出口 12。參照圖I和圖3，進水槽E由進水口慮窗I與收縮段2組成，進水通過進水口慮窗I后進入收縮段2，收縮段2后面連接噴嘴3。流道體C由兩條流道與出水槽組成，兩條流道分別與振蕩元件F的兩個輸出口連通，直射流輸出口 11與直射流流道13連通，斜射流輸出口 12與斜射流流道14連通。所述流道體C的末端設置一個出水槽。分流劈10的頂端為內凹的尖劈形，直射流流道13和斜射流流道14成直線型排列。參照圖2，噴嘴寬度B為O. 6mm，直射流側的位差S與噴嘴寬度B的比值為I :1. 2，斜射流側的位差S與噴嘴寬度B的比值為I :0. 6，劈距L與噴嘴寬度B的比值為I :11. 3，張角Θ為23°，噴嘴深度與噴嘴寬度B的比值為I :1. 3。具體實現過程毛管中的壓力水流由濾窗I進入進水槽E，通過射流噴嘴3形成射流，射流在通過噴嘴3后進入射流空間7，由于振蕩元件幾何結構的不對稱性，將貼附于直側壁9的壁面流動，到達直射流輸出口 11，通過直射流流道13進入出水槽15滴出。此時，由于射流的卷吸作用，將在控制端口 I 5處產生負壓，隨著射流的持續(xù)，負壓將通過控制通道4傳遞到控制端口 II 6，作用于控制端口 II 6—側的射流，在射流的兩側產生壓差，控制端口 I 5—側的壓力大于控制端口 II 6—側的壓力，使射流發(fā)生偏轉，附壁于斜側壁8的壁面，沿該側壁面流動至斜射流輸出口 12。此后，在射流卷吸與不對稱結構的共同作用下，射流將恢復到直側壁9的壁面，沿該側壁面流動至直射流輸出口 11，形成一次振蕩脈沖過程。如此循環(huán)往復，通過振蕩元件的水流振蕩，分別在兩條流道內產生脈沖水流。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，提高灌水器的抗堵塞能力。脈沖水流造成的強烈沖擊，使得流道內水流產生劇烈紊動，增強了流道的效能效果，能夠降低灌水器的流態(tài)指數，提高出水的均勻性。實施例2
參照圖4、圖6，基本結構特征與實施例I相似，與實施例I的不同之處在于分流劈10的頂端為內凹的圓弧形，兩條流道成U型排列，設置兩個出水槽，直射流流道13與直射流出水槽17連通，斜射流流道14與斜射流出水槽16連通，直射流出水槽17和斜射流出水槽16分別位于流道體C的兩側。振蕩元件F的尺寸有所差異，參照圖5，噴嘴寬度B為O. 8mm,直射流側的位差S與噴嘴寬度B的比值為I :1. 0，斜射流側的位差S與噴嘴寬度B的比值為I :1. 9，劈距L與噴嘴寬度B的比值為1:6.8，張角Θ為10.5°，噴嘴深度與噴嘴寬度B的比值為I :1. 2。
本發(fā)明射流脈沖滴灌灌水器已通過實施例予以充分揭示，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，成為一個收縮口，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；分流劈頂面可以為弧面、平面等；射流空間還可以是各種梯形、三角形、弧形擴口等其他前小后大的不對稱幾何圖形；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、孔口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。在表明本發(fā)明的范圍時，應參考所附的權利要求書，而不是前述的說明。
權利要求
1.一種振蕩滴灌灌水器，其特征在于由進水槽(E)、振蕩元件(F)和流道體(C)組成，進水槽(E)設有濾窗(I)并與振蕩元件(F)的進口連通，振蕩元件(F)的出口與流道體(C)的進口連通；所述振蕩元件(F)由噴嘴(3)、控制通道(4)、控制端口 I (5)、控制端口 II(6)、射流空間(7)、斜側壁(8)、 直側壁(9)、分流劈(10)、直射流輸出口(11)、斜射流輸出口(12)組成；振蕩元件(F)的射流空間(7)為直角梯形的不對稱結構，梯形的直角邊為直側壁(9)，斜邊為斜側壁(8);振蕩元件(F)的最前端是噴嘴(3)，噴嘴(3)出口兩邊的側壁上分別設置控制端口 I (5)和控制端口 II (6)，控制端口 I (5)和控制端口 II (6)由控制通道(4)連通，噴嘴(3)后是一段前小后大形狀的射流空間(7)，射流空間(7)的兩側分別為斜側壁(8)和直側壁(9)，分流劈(10)位于射流空間(7)的末端，并將射流空間(7)的末端分割成為直射流輸出口( 11)和斜射流輸出口( 12)。
2.根據權利要求I所述的一種射流振蕩滴灌灌水器，其特征在于，所述進水槽(E)由進水口慮窗(I)與收縮段(2)組成，進水通過進水口慮窗(I)后進入收縮段(2)，收縮段(2)后面連接噴嘴(3)。
3.根據權利要求I或2所述的一種振蕩滴灌灌水器，其特征在于，所述流道體(C)由兩條流道與出水槽組成，兩條流道分別與振蕩元件(F)的兩個輸出口連通，直射流輸出口(11)與直射流流道(13)連通，斜射流輸出口( 12)與斜射流流道(14)連通；所述流道體(C)的末端設置出水槽。
4.根據權利要求3所述的一種振蕩滴灌灌水器，其特征在于，所述流道體(C)末端的出水槽設置一個或兩個；當設置兩個出水槽時，直射流出水槽(17)位于直射流流道(13)末端，斜射流出水槽(16)位于斜射流流道(14)末端；當設置一個出水槽時，則去掉直射流出水槽(17)與斜射流出水槽(16)之間的隔板，將直射流出水槽I (17)與斜射流出水槽II(16)連通成為一個出水槽(15)。
5.根據權利要求I或2所述的一種振蕩滴灌灌水器，其特征在于，所述噴嘴(3)左側壁與右側壁的間距為噴嘴寬度(B)，噴嘴寬度B為0.4 mm 3_ ;所述噴嘴(3)左側壁與射流空間(7)的斜側壁(8)之間的最小距離或噴嘴(3)右側壁與射流空間(7)的直側壁(9)之間的最小距離為位差(S)，位差S與噴嘴寬度B的比值為I :0.3 I :2.0 ;所述噴嘴(3)至分流劈(10)頂端的長度為劈距(L)，劈距L與噴嘴寬度B的比值為I :4 I :12 ;所述射流空間(7)的斜側壁(8)與噴嘴(3)左側壁的夾角為張角(Θ)，張角Θ為6° 25° ;所述噴嘴(3)正面與背面的間距為噴嘴深度，噴嘴深度與噴嘴寬度B的比值為I :1 I :2。
6.根據權利要求I或2所述的一種振蕩滴灌灌水器，其特征在于，所述分流劈(10)的頂端為內凹的尖劈形或圓弧形。
7.根據權利要求3所述的一種振蕩滴灌灌水器，其特征在于，所述直射流流道(13)和斜射流流道(14)成直線型排列或成U型排列。
全文摘要
本發(fā)明公開一種振蕩滴灌灌水器，由進水槽、振蕩元件和流道體組成，進水槽設有濾窗并與振蕩元件進口連通，振蕩元件為不對稱結構，振蕩元件出口與流道體進口連通，流道體末端為出水槽。應用射流附壁、負壓控制振蕩技術與不對成結構特性，驅使水流在兩條流道內間歇性流動，實現持續(xù)的振蕩與脈沖過程，在流道內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?？刹捎矛F有滴灌灌水器的材質、加工設備與方法，一次注塑成型，加工工藝簡單，制造成本低，安裝使用方便。本發(fā)明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A01G25/00GK102870650SQ201210388919
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權日2012年10月15日
發(fā)明者王新坤 申請人:江蘇大學