專利名稱：用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種針對水的電磁化發(fā)生裝置，尤其是一種農(nóng)田作物鹽堿土壤滴灌條件下的小型電磁化發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
磁現(xiàn)象是一種普遍存在的物理現(xiàn)象，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類對磁現(xiàn)象的認(rèn)識、研究和利用也愈來愈深入和廣泛。磁化水，就是以一定的流速，從一定強(qiáng)度的磁場中流過時(shí)夕因切割磁力線而受到磁場處理的水。把普通水置于磁場處理成為磁化水，磁化水是一種物理方法，具有無毒、無污染的特點(diǎn)，應(yīng)用方便，投資少。因此，磁化水在工業(yè)鍋爐和管道的防垢除垢等方面得到了較好地研究與應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)證明，這種水的分子結(jié)構(gòu)及水中所含各種離子的排列方式發(fā)生了變化，表現(xiàn)出一些特殊的性質(zhì)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不僅有促進(jìn)作物生長發(fā)育的作用，同時(shí)對土壤鹽分的淋洗效率也比普通水高出許多。新疆是我國是土壤鹽堿化面積最大、最集中的地方，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全疆荒地資源約I. 5億畝，其中輕度和非鹽堿化土壤占26. 6%，鹽化和堿化土壤占16. 3%，輕鹽土占9. 5%，中重鹽土和鹽堿土占17%，難利用或不宜利用的尚有30. 6%。在現(xiàn)有耕地中，約有25—30%的面積不同程度地受次生鹽堿化威脅和危害。目前新疆地區(qū)滴灌節(jié)水技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，隨著滴灌面積的增大，土壤次生鹽潰化加劇，抑制了棉花生長發(fā)育，從而造成棉花產(chǎn)量下降。為了防止滴灌棉田次生鹽潰化，減少土壤鹽分對棉花生長發(fā)育的脅迫，利用磁化水滴灌棉田，可以有效降低土壤鹽分，提高旱作物產(chǎn)量。磁化水在磁場的作用下，化學(xué)物理性質(zhì)發(fā)生了變化，如水分子偶極矩增大，電性增強(qiáng)，活性增加，水中含氧量增多等，這些變化有利于土壤的理化性狀改良和作物生長，可以降低土壤鹽分，促進(jìn)種子發(fā)芽、生根，加快植株生長，提高旱作物的產(chǎn)量。但目前市場上沒有專門用于滴灌管路上使用的水磁化裝置。本實(shí)用新型提供的水磁化裝置，解決了這一問題，為磁化水在節(jié)水滴灌下的應(yīng)用，提供了技術(shù)支持。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，維修方便且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置。本實(shí)用新型公開了一種用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置，其特征在于包括設(shè)有通孔I的殼體2，在殼體2 —側(cè)設(shè)有殼蓋10，在殼體2內(nèi)設(shè)有電磁發(fā)生器，所述磁化發(fā)生器由磁化鐵心6及磁化鐵心6上設(shè)有的勵(lì)磁繞組7組成，所述電磁發(fā)生器外部設(shè)有密封套8，所述電磁發(fā)生器兩側(cè)沒有法蘭支架4，法蘭支架4上設(shè)有法蘭孔3，所述電磁發(fā)生器與殼體2內(nèi)壁設(shè)有間隙通道5，所述法蘭孔2與所述間隙通道5相通。所述的磁化鐵心6設(shè)有凹槽，所述勵(lì)磁繞組7繞在磁化鐵心6的凹槽內(nèi)， 密封套8罩在磁化鐵心6上使勵(lì)磁繞組7處于密封狀態(tài)，一側(cè)通過密封墊12形成端面密封，另一側(cè)由磁化鐵心6端面與密封套8通過螺紋連接且用密封膠帶實(shí)現(xiàn)密封。[0008]所述的法蘭支架4的軸過盈裝配在磁化鐵心6的孔內(nèi)，法蘭支架4的大圓盤外圓裝配在殼體2的孔內(nèi)。本實(shí)用新型通過法蘭支架4實(shí)現(xiàn)對電磁發(fā)生器的定位。所述的殼蓋10與殼體2螺紋連接用密封膠帶實(shí)現(xiàn)密封。所述的殼蓋10與殼體2的圓管上均設(shè)有可安裝密封圈的密封槽。本實(shí)用新型的工作原理本實(shí)用新型所提供的電磁化發(fā)生裝置安裝在滴灌管路的支管上，殼蓋與殼體的圓管管徑與滴灌帶支管管徑相配合，通過密封圈和管卡實(shí)現(xiàn)密封。由外接穩(wěn)壓直流電源給勵(lì)磁繞組供給直流電，由于電磁作用形成均勻磁場，使用通過的滴灌水流磁化，通過本實(shí)用新型出口流出的滴灌水即為磁化水。參照附圖
，內(nèi)部勵(lì)磁繞組7繞在磁化鐵心6的槽內(nèi)；密封套8與磁化鐵心6使磁 化鐵心6處于密封狀態(tài)；左邊通過密封墊12形成端面密封，右邊通過螺紋連接用密封膠帶實(shí)現(xiàn)密封。所述殼蓋10與殼體2螺紋連接用密封膠帶實(shí)現(xiàn)密封，并通過法蘭支架4實(shí)現(xiàn)對電磁發(fā)生器的定位。殼蓋10與殼體2的圓管有密封槽可安裝密封圈11，殼蓋10與殼體2的圓管管徑與滴灌帶支管管徑相配合，通過密封圈11和滴灌管路上的管卡實(shí)現(xiàn)密封。水流進(jìn)入電磁化發(fā)生裝置后分成兩部分，其一通過磁化鐵心6中心孔，其二通過法蘭支架4均布的法蘭孔3進(jìn)入殼體2與密封套8之間形成的間隙通道5，磁化的水流包圍電磁發(fā)生器可以有效的磁化和節(jié)能降溫，解決勵(lì)磁繞組的發(fā)熱問題。通過多年試驗(yàn)，磁化水不僅可促進(jìn)棉花、水稻等農(nóng)作物發(fā)芽、早熟和增產(chǎn)，而且可加速土壤脫鹽和節(jié)省沖洗水量，為鹽堿土改良提供了一項(xiàng)新措施。以下是其中部分的實(shí)驗(yàn)成果一、磁化水對棉花抗鹽性的試驗(yàn)I、磁化水處理對棉花地上部生物量的影響(I)試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)不同鹽分處理(NaCl mM) :0、100、200 ;不同磁化處理(場強(qiáng)mT) :0、100、
300、500;磁力線與水流方向垂直。試驗(yàn)總計(jì)12個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。將種子播種在12X12的培養(yǎng)缽內(nèi)，把培養(yǎng)缽置于長45cm、寬33cm、高20cm的周轉(zhuǎn)箱中，每個(gè)周轉(zhuǎn)箱中放置4個(gè)培養(yǎng)缽，出苗以前用去離子水進(jìn)行澆灌。當(dāng)幼苗的兩片子葉完全展開后開始采用1/4濃度營養(yǎng)液(Hoagland營養(yǎng)液)培養(yǎng)3天,然后換用1/2營養(yǎng)液培養(yǎng)3天,6天后用全營養(yǎng)液培養(yǎng)。出苗12天后進(jìn)行鹽分處理，每12h增加50mM NaCl營養(yǎng)液培養(yǎng)幼苗，直到最終濃度為0、100、200mM。所有的營養(yǎng)液每3天更換I次，每天用去離子水補(bǔ)充由于蒸發(fā)及蒸騰作用所損失的水分。在培養(yǎng)的過程中，用O. ImM的NaOH或HCl調(diào)節(jié)營養(yǎng)液pH值至5. 8-6. O。鹽分處理后15天，30天分別取樣用于室內(nèi)測定。(2)結(jié)果分析由表I可以看出，磁化水處理可以提高棉花地上部生物量及SPAD值，(葉綠素含量SPAD，就是指用SPAD這種方法測量的葉綠素濃度)。在不同鹽分濃度處理下，隨著鹽分濃度的增加，棉花地上部生物量及SPAD值都在下降，但是磁化水處理后，地上部生物量及SPAD值的變化幅度均小于非磁化處理，如在相同鹽分200mM條件下，非磁化處理的地上部鮮重、干重及SPAD值非別是17. 51g、2. 80g、34. OO ;而在500mT處理下其鮮重、干重及SPAD值分別是22. 78g、4· 06g、44. 37 ;分別增加了 30. 09%,45. 00%,30. 50%。通過對棉花地上部生物量及SPAD值測定，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明磁化處理可以提高棉花的抗鹽性。2、磁化水處理對棉花地下部的生長及根系活力的影響(I)試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)不同鹽分處理(NaCl mM) :0、100、200 ;不同磁化處理(場強(qiáng)mT) :0、100、
300、500;磁力線與水流方向垂直。試驗(yàn)總計(jì)12個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。將種子播種在12X12的培養(yǎng)缽內(nèi)，把培養(yǎng)缽置于長45cm、寬33cm、高20cm的周轉(zhuǎn)箱中，每個(gè)周轉(zhuǎn)箱中放置4個(gè)培養(yǎng)缽，出苗以前用去離子水進(jìn)行澆灌。當(dāng)幼苗的兩片子葉完全展開后開始采用1/4濃度營養(yǎng)液(Hoagland營養(yǎng)液)培養(yǎng)3天,然后換用1/2營養(yǎng)液培養(yǎng)3天,6天后用全營養(yǎng)液培養(yǎng)。出苗12天后進(jìn)行鹽分處理，每12h增加50mM NaCl營養(yǎng)液培養(yǎng)幼苗，直到最終濃度為0、100、200mM。所有的營養(yǎng)液每3天更換I次，每天用去離子水補(bǔ)充由于蒸發(fā)及蒸騰作用所損失的水分。在培養(yǎng)的過程中，用O. ImM的NaOH或HCl調(diào)節(jié)營養(yǎng)液pH值至5. 8-6. O。鹽分處理后15天，30天分別取樣用于室內(nèi)測定。(2)結(jié)果分析由表2可以看出，磁化水處理可以提高棉花地下部生物量及根系活力，在鹽分脅迫條件下表現(xiàn)更明顯。隨著鹽分濃度的升高，棉花的根鮮重、干重、體積及根系活力都呈下降趨勢，但是磁化水處理后可以緩解鹽分的脅迫，提高棉花地下部生物量及根系活力。在相同鹽分200mM條件下，非磁化處理的地下部鮮重、干重、根體積及根系活力值非別是8. 06g、1.29g、8. 00 cm3 ,838. 89 μ g g. IT1 ;而在300mT處理下其地下部鮮重、干重、根體積及根系活力值非別是 14. 97g、2· 39g、13. 67 cm3,743. 98 μ g g. IT1 ;分別增加了 85. 73%,85. 27%、70. 88%和3. 71%。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明磁化水處理可以提高緩解鹽分的脅迫。二、磁化水灌溉對土壤鹽分的淋洗試驗(yàn)I、試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)置在農(nóng)一師阿拉爾市水土保持監(jiān)測分站，該試驗(yàn)站土壤鹽潰化嚴(yán)重，且地下水位較高，存在潛在鹽潰化危害。試驗(yàn)共有小區(qū)9個(gè)，每個(gè)小區(qū)面積6. 67m2，小區(qū)四面及下方與周圍隔開，不受地下水的影響，每個(gè)小區(qū)下方2. 5m處裝有水龍頭供洗鹽用。試驗(yàn)設(shè)三個(gè)處理分別是常規(guī)水灌溉(CK)、一次磁化水灌溉(Tl)、二次磁化水灌溉(T2)，每個(gè)處理重復(fù)3次。試驗(yàn)采用覆膜滴灌，每隔七天灌水一次，為了可以抽取到土壤原液，每次灌水六小時(shí)。在不同土層埋有土壤溶液提取器，分別是0_20cm, 20_40cm, 40_60cm, 60-80-cm,80-100cm。每次灌水后取土壤原液，并在小區(qū)下方接土壤滲漏液稱重測其電導(dǎo)率及鹽分離子。2、結(jié)果分析由表3可以看出，磁化水第一次灌溉后，土壤表層電導(dǎo)率EC差異不大，但是隨著土壤深度的變化其EC值變大，且磁化水灌溉后土壤深層的EC值明顯大于對照處理，而隨著灌水次數(shù)的增加，土壤表層的EC值呈下降趨勢，對照深層土壤的EC值呈現(xiàn)增加趨勢，但是磁化水灌溉的深層土壤其EC值呈現(xiàn)下降，這主要是隨著灌水次數(shù)的增加，土壤水分大量的想更深層次運(yùn)移，導(dǎo)致鹽分隨水移至土壤更深層層次，這也是土壤滲漏液含鹽量對照低于處理。[0034]對鹽分離子的淋洗中，氯離子表現(xiàn)最為明顯，第一次灌水后土壤表層的氯離子含量相差很小，但是深層土壤則相反，隨著灌水次數(shù)的增加，第九次灌水后，土壤表層氯離子含量都有所下降，對照深層土壤變化較小，而一次磁化水灌溉后土壤深層的氯離子含量有所增加，而二次磁化水灌溉則顯著下降，這主要是由于磁化水在土壤中運(yùn)移較快，二次較一次快，一次較對照快。造成后期灌水Im深土壤的鹽分向更下層土壤運(yùn)移。由表4可以看出，磁化水灌溉可以增加土壤滲漏液，而且其含鹽量較對照高。在相同時(shí)間內(nèi)，磁化處理后土壤滲漏液較多，推測磁化水灌溉可以加速水分在土壤中的運(yùn)移，鹽隨水來，鹽隨水去，磁化水灌溉加快了土壤水分向下的運(yùn)移，在水分移動(dòng)的過程中，可溶性鹽隨水運(yùn)移至土壤下層，所以導(dǎo)致土壤滲漏液的含鹽量處理的較對照高。如第一次取樣CK、Tl和T2的土壤滲漏液重量和含鹽量分別是18.80 kg >21.97 kg >21.59 kg和55. 85g/L、60. 82g/L、65. 39g/L，較對照分別增加了 16. 80%、14. 84% 和 8. 89%、17. 08%。三、大田示范試驗(yàn)I、永磁磁化器在滴灌棉田的試驗(yàn)大田示范試驗(yàn)設(shè)在農(nóng)一師八團(tuán)，試驗(yàn)共有小區(qū)8個(gè)，小區(qū)面積12畝，試驗(yàn)設(shè)三個(gè)處理分別是CK、一次磁化(Tl)、二次磁化(T2 )，重復(fù)2次。除處理外，其余田間管理、施肥、灌水等管理均相同。分別在棉花苗期、蕾期、花鈴期、吐絮期取土壤樣品及棉花植株測相應(yīng)指標(biāo)，并調(diào)查棉花的農(nóng)藝學(xué)指標(biāo)。2、結(jié)果分析表5、表6分別是不同時(shí)期八團(tuán)磁化水處理的棉田田間調(diào)查數(shù)據(jù)，表5是棉花鈴期調(diào)查結(jié)果，結(jié)果顯示磁化處理在棉花株高上影響不大，而在果枝數(shù)和鈴數(shù)上產(chǎn)生積極作用。表6是棉花吐絮期田間調(diào)查結(jié)果，結(jié)果表明磁化處理在果枝數(shù)、鈴數(shù)和單桃重都有所提高。[0041 ] 3、電磁磁化器在滴灌棉田的試驗(yàn)田間輔助試驗(yàn)設(shè)在農(nóng)一師二團(tuán)，試驗(yàn)共有小區(qū)2個(gè)，每個(gè)處理面積8畝，設(shè)兩個(gè)個(gè)處理分別是CK、一次磁化。按照大田管理模式進(jìn)行播種、施肥。在棉花不同生育時(shí)期進(jìn)行田間調(diào)查及拍照。表7、表8分別是不同時(shí)期二團(tuán)電磁磁化水處理的棉田田間調(diào)查數(shù)據(jù)，表7是棉花鈴期調(diào)查結(jié)果，結(jié)果顯示電磁磁化處理在棉花株高、果枝數(shù)、鈴數(shù)和單鈴重上都有積極作用，較對照分別提高了 23. 41%,22. 03%24. 59%和2. 68%。表8是棉花吐絮期田間調(diào)查結(jié)果，結(jié)果表明在棉花生育后期電磁磁化處理和前期調(diào)查結(jié)果相同，對棉花生長有所促進(jìn)。通過磁化水水培試驗(yàn)、小區(qū)鹽分淋洗及大田示范試驗(yàn)表明，磁化處理可以提高棉花的抗鹽性，增加生物量；磁化水灌溉可以加快土壤鹽分的淋洗，促使鹽分向深層土壤運(yùn)移，使作物根區(qū)形成淡鹽區(qū)，從而有利于作物的生長；大田示范試驗(yàn)進(jìn)一步證明，在鹽堿土上磁化處理可以提高棉花的果枝數(shù)、鈴數(shù)和單鈴重等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)勵(lì)磁繞組通入直流電后，產(chǎn)生恒定的磁場強(qiáng)度在1500-2000高斯的磁場，將流過的水或液體肥磁化，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，安裝方便，運(yùn)行費(fèi)用低，維護(hù)容易，清潔環(huán)保，無二次污染，能滿足現(xiàn)有滴灌模式下對水或液體肥在澆灌前的有效磁化。表I :磁化水處理對棉花地上部生物量及SPAD值的影響
權(quán)利要求1.一種用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置，其特征在于包括設(shè)有通孔(I)的殼體(2),在殼體(2) —側(cè)設(shè)有殼蓋(10),在殼體(2)內(nèi)設(shè)有電磁發(fā)生器，所述磁化發(fā)生器由磁化鐵心(6)及磁化鐵心(6)上設(shè)有的勵(lì)磁繞組(7)組成，所述電磁發(fā)生器外部設(shè)有密封套(8 )，所述電磁發(fā)生器兩側(cè)沒有法蘭支架(4 )，法蘭支架(4 )上設(shè)有法蘭孔(3 )，所述電磁發(fā)生器與殼體(2)內(nèi)壁設(shè)有間隙通道(5)，所述法蘭孔(2)與所述間隙通道(5)相通。
2.如權(quán)利要求I所述的用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置，其特征在于所述的磁化鐵心(6)設(shè)有凹槽，所述勵(lì)磁繞組(7)繞在磁化鐵心(6)的凹槽內(nèi)，密封套(8)罩在磁化鐵心(6 )上使勵(lì)磁繞組(7 )處于密封狀態(tài)，一側(cè)通過密封墊(12 )形成端面密封，另一側(cè)由磁化鐵心(6)端面與密封套(8)通過螺紋連接且用密封膠帶實(shí)現(xiàn)密封。
3.如權(quán)利要求I或2所述的用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置，其特征在于所述的法蘭支架(4 )的軸過盈裝配在磁化鐵心(6 )的孔內(nèi)，法蘭支架(4 )的大圓盤外圓裝配在殼體(2)的孔內(nèi)。
4.如權(quán)利要求I或2所述的用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置，其特征在于所述的殼蓋(10)與殼體(2)螺紋連接用密封膠帶實(shí)現(xiàn)密封。
5.如權(quán)利要求3所述的用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置，其特征在于所述的殼蓋(10)與殼體(2)螺紋連接用密封膠帶實(shí)現(xiàn)密封。
6.如權(quán)利要求I或2所述的用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置，其特征在于所述的殼蓋(10)與殼體(2)的圓管上均設(shè)有可安裝密封圈的密封槽。
7.如權(quán)利要求3所述的用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置，其特征在于所述的殼蓋(10)與殼體(2)的圓管上均設(shè)有可安裝密封圈的密封槽。
8.如權(quán)利要求5所述的用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置，其特征在于所述的殼蓋(10)與殼體(2)的圓管上均設(shè)有可安裝密封圈的密封槽。
專利摘要本實(shí)用新型為用于鹽堿土壤節(jié)水滴灌的電磁化發(fā)生裝置，其特征在于包括設(shè)有通孔的殼體，在殼體一側(cè)設(shè)有殼蓋，在殼體內(nèi)設(shè)有電磁發(fā)生器,所述磁化發(fā)生器由磁化鐵心及磁化鐵心上設(shè)有的勵(lì)磁繞組組成,所述電磁發(fā)生器外部設(shè)有密封套,所述電磁發(fā)生器兩側(cè)沒有法蘭支架，法蘭支架上設(shè)有法蘭孔，所述電磁發(fā)生器與殼體內(nèi)壁設(shè)有間隙通道，所述法蘭孔與所述間隙通道相通。其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，維修方便且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，清潔環(huán)保，無二次污染，能滿足現(xiàn)有滴灌模式下對水或液體肥在澆灌前的有效磁化。
文檔編號C02F1/48GK202744371SQ20112057181
公開日2013年2月20日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者褚貴新, 王衛(wèi)兵, 張瑞喜, 冶軍, 周勝, 李宏偉, 聶晶 申請人:石河子大學(xué)