一種裝配式精確滲灌裝置及其中所使用的連接件的製作方法
2023-12-09 08:25:31 1
專利名稱：一種裝配式精確滲灌裝置及其中所使用的連接件的製作方法
技術領域：
本發明提供一種節水灌溉裝置，尤其是一種裝配式精確滲灌裝置及其中所使用的連接件。
滲灌也是微灌的一種，是通過埋在作物主要根系活動層的滲灌管，以壓力水通過滲灌管的微孔以滲流的形式溼潤其周圍的土壤，由於它減少了水分在土壤表面的蒸發，因此滲灌在大幅度節水的同時，並能保持良好的土壤結構和生態環境錢曉輝等，試述農業節水灌溉中的滲灌技術。農機化研究，2000，472～73。不少國家(包括我國)把地下滴灌稱之為滲灌，或者把地下的隔一定距離鈷一個孔的塑料管、多孔滲水瓦管的灌溉也稱之為滲灌曹守衛等，山丘區果園地下陶管滲灌技術應用。水利水電科技進展，1999，360～61。而目前我國研究最多的是微孔橡塑滲灌管，以廢舊橡膠粉和塑料為主原料研製微孔滲灌管最早的國家是美國和法國。中國灌溉排水技術開發培訓中心1993年購進美國滲灌管，1997年北京市農場局等與美國環太平洋公司合作進行滲灌實驗。近幾年，我國從試用國外滲灌管到研製滲灌管取得了較大進展，先後有北京三環北航農業工程科技有限公司、河南華源滲灌科技開發總公司、中國科學院長春應用研究所等單位，利用再生膠粉研製出塑膠滲灌管或橡塑滲灌管，有的已進行了小批量生產，有的尚處在研製改進階段。滲灌已作為一種新的節水灌溉方式在我國農業生產中開始應用，並越來越受到廣大人士的關注。但是，對美國和國內幾家滲灌管多次測試，結果發現滲灌管產品存在著灌水不均的問題，特別是存在滲水量不穩定和米流量偏差較大的問題張書函等，新型微孔滲灌管滲水性能初步試驗研究。灌溉排水，1998，17(2)57～60。同時，現有技術中的滲灌採用的滲灌管全部埋設在地下，這種地下滲灌裝置存在鋪設管道費力、費工，鋪設不便和檢查維修困難的問題張國祥，地下滴灌(滲灌)地技術狀況與建議。山西水利科技，1995，41～4。這些問題限制了其在生產中的推廣應用。
本發明的另一個目的在於提供一種針對於上述裝配式精確滲灌裝置使用的可使滲灌輸水均勻且不易堵塞的連接管件。
本發明的目的是這樣實現的一種裝配式精確滲灌裝置，其包括輸水支管、連接管件、地上變地下毛管和多孔滲頭，所述輸水支管包括若干支管管段，所述連接管件，其具有三個以上分支管口，相鄰的兩根所述支管管段通過與所述連接管件上的兩個管口密封連接構成密閉的所述輸水支管路，所述地上變地下毛管由不透水的柔性材料製成，其一端與所述連接管件上的其餘的分支管口密封連接，其另一端連接有所述多孔滲頭。所述多孔滲頭，埋在根系附近的土壤中，通過與地上變地下毛管連接滲水給土壤。
所述連接管件可以是三通管件、四通管件、五通管件或異型多通管件等等，這可以根據所要滲灌作物的植株分布特點而定。
所述連接管件最好是異徑多通管件，其中的兩個與所述輸水支管連接的分支管口，最好是兩個相對的分支管口，且管徑較大，其餘的分支管口的管徑較小。兩個相對的較粗管口上連接所述支管管段，另外較細的管口連接所述地上變地下毛管毛管。
所述支管、連接管件和毛管的管徑最好是構成多級變徑結構，即所述支管的管徑大幹毛管的管徑；在所述連接管件中與支管相連的管口的管徑大於與所述毛管連接的管口的管徑。
所述連接管件最好是抗堵連接管件，其中與所述毛管連接的管口的管路為漸擴的錐體抗堵結構，即該段管路的靠近該管口根部的管徑較小，而靠毛管一側也就是該管口端部的管徑較大。該管口根部的管徑也小於毛管的管徑。
所述連接管件的一個優選的結構是為四通管件，其中兩個相對的管口的管路為直管路，其直徑較大，另兩個相對的管口的管路為變徑抗堵結構即靠近該管口根部直徑較小，且小於該毛管的管徑，而靠近該管口端部直徑較大，但該管口端部的最大的直徑仍小於所述直管路的直徑。
所述多孔滲頭可以是包括滲頭和管狀接頭兩部分組成，所述管狀接頭的一端與所述毛管密封連接，其另一端與所述滲頭固定連接，所述滲頭的中心部位設有一管狀容水腔，該管狀容水腔的壁上布滿了許多微細的毛孔，與所述滲頭內部的許多個微細毛孔相連通，所述管狀接頭的所述連接端插設到所述管狀容水腔的埠內固接，例如粘接。
所述多孔滲頭也可以是由不透水材料製成的外殼和在該殼體內填充的多孔材料組成，所述外殼的一端有一個較細的管狀接頭與所述毛管密封連接，其另一端敞口，殼體內填充的所述多孔材料露出或不露出其端頭於該敞口端。
本裝置在使用時是這樣設置的，將所述輸水支管通過旁通與輸水主管相連通，輸水主管與自來水管或蓄水池相連接，並裝有過濾器。該輸水支管鋪設在作物行間的畦面上或地面上，將各個所述與地上變地下毛管相連的多孔滲頭埋入植物根部附近的地下20釐米左右的耕層土壤中。灌溉用水通過該輸水支管進入到地上變地下毛管中，然後，從該多孔滲頭滲出溼潤植物根部周圍的土壤，從而實現了對作物的精確滲灌作業。
本發明提供的滲灌裝置其輸水支管不用像現有技術中的滲灌裝置那樣埋入地下，而是通過地上變地下毛管將多孔滲頭以及部分毛管埋入植物根部附近的地下實現了滲灌。本發明提供的滲灌裝置不僅可直接供水給作物的根系，還可以根據作物不同生長階段需水量和根系大小調整灌水量，從而實現了精確灌水和更為節水的目的。另外，由於毛管的端部出水口上設有多孔頭，水的滲出速度還可以受到其周圍的土壤的乾濕程度的控制，當周圍的上壤比較幹時，水的滲出速度就比較快，而當土壤較溼潤時，則水的滲出速度就可以慢下來，從而實現均勻灌水。由於本裝置中的支管是由各個支管管段和連接管件連接起來的，而地上變地下毛管連接在連接管件上，因此，毛管的位置可以通過對該管段的長度的調節面任意地調整，來適應作物植株間距大小的變化。由於地上變地下毛管是柔性的，多孔滲頭可埋在根系附近的任何地方。
本發明之所以可作到將滲頭精確地設於作物的根部附近的位置，主要是依賴所述連接管件，其可以將不同長短的支管管段連接成支管管路，並在該支管管路的可以講是任意位置上接地上變地下毛管及多孔滲頭。如果沒有這樣的連接管件，精確滲灌的目的是難以實現的。
另外，本裝置的支管管段、地上變地下毛管以及連接管件的變徑結構實現了管道輸水均勻分配。
除了在輸水主管上裝有過濾器外，本發明提供的連接管件的錐體抗堵結構可有效地防止輸水中可能夾帶的一些雜物堵塞較細的毛管和多孔滲頭，由於所述連接管件的與毛管連接的管口的管路是漸擴的結構，可以使一些隨水而來的顆粒等滯留在管徑較大，其中水的流速較快的支管中，而減少其進入較細的毛管中的機會，而一些能夠進入毛管的小的顆粒也可以順利地通過毛管而不至於將毛管堵塞。另外，在毛管的端頭上連接的多孔滲頭也對防止滲灌頭堵塞有利，因為其具有很多個微細出水孔及一個可容雜物的容水腔。
本發明提供的裝配式精確滲灌裝置通過設計的地上輸水支管、柔性的地上變地下毛管連接多孔滲頭的特殊灌水系統結構，實現了在不埋設地下滲水管道的情況下實現滲灌的目的；柔性的毛管和可以通過方便地調整連接在連接管件中間的組成支管的管段的長度使本裝置可以將多孔滲頭埋設到每棵作物的根部附近的深20釐米耕層的土壤中，解決了國內外微灌設備中滴滲灌出水孔間距固定的缺點，實現了可以根據作物種植的株距任意調節滲頭的距離，對植株的根部進行精確滲水的灌溉的目的；而使輸水均勻分配的多級變徑的管道結構和抗堵的連接管件錐體結構設計克服了現有滴滲灌裝置的容易堵塞的缺點，實現了輸水均勻分配的目的。因此，本發明具有以下優點(1)該系統的輸水支管採用管段與連接管件相連接，不僅管段長度可以人為設定，而且管段還可彎曲進行調節，可以根據種植的株距任意調節滴頭的距離，從而解決了以往滴灌滴水口間距固定，調節不便的難題。
(2)通過埋在每個植株根系附近的多孔滲頭將水滲出後溼潤周圍土壤，不僅直接供水給作物的根系，還可以根據作物不同生長階段需水量和根系大小調整灌水量，從而實現了精確灌水和更為節水的目的。本裝置比滴灌裝置可節水20～50％。
(3)節省能源，該系統在較小的水頭(2米左右水柱)壓力下，也可實現多孔滲頭均勻灌水，滿足作物栽培的需要。因此，本裝置可廣泛應用於蔬菜、果樹、花卉、綠化造林等農業種植中。
(4)該系統加上施肥裝置後，可直接供應肥料給植物根系，節水節肥效果更為明顯。
(5)當作物收穫後，所有管道、毛管、多孔滲頭等可回收，可多次重複使用 ，大大減少了使用成本。
(6)該系統設備拆裝方便、檢修容易、簡便實用。技術比較簡單，實施容易。
圖1為本發明提供的裝配式精確滲灌裝置的結構示意圖；圖2為本發明提供的滲灌裝置中所使用的連接各支管管段的異徑四通管件的結構示意圖；圖3為本發明提供的滲灌裝置中的一種多孔滲頭的結構示意圖；圖4為本發明提供的滲灌裝置中的另一種多孔滲頭的結構示意圖；圖5為將本發明提供的滲灌裝置置於土壤中作物根部附近的斷面圖。
為了使本裝置管道輸水均勻分配，可以使輸水主管(圖中未示出)、輸水支管1、連接管件12和毛管2的管徑構成多級變徑結構，即所述主管的管徑大於所述輸水支管1的管徑，而在連接管件12中，與支管1連接的管口121和122的管徑大於與毛管連接的管口123和124的管徑，毛管2的管徑小於支管管段11的管徑。
如圖3所示為一種多孔滲頭21的結構，多孔滲頭21由多孔頭211(可以由沙頭、陶瓷頭或其它多孔材料製成)和管狀接頭212兩部分組成，其通過粘接固連而成，多孔頭中心部有一管狀容水腔213，該管狀容水腔213的壁上布滿了許多微細的毛孔，與滲頭21內部的許多個微細毛孔相連通，所述的管狀接頭212用於與地上變地下毛管2密封連接。
如圖4所示為另一種多孔滲頭21』的結構，多孔滲頭21』由塑料外殼211』和內填多孔材料212』組成，塑料外殼211』上設有與地上變地下毛管連接的管狀接頭213』。在塑料外殼211』的腔體中填充多孔的吸水材料塊212』，如海綿、泡沫塑料等。來自毛管2的水進入外殼211』的腔體中，將吸水材料塊212』浸溼，再由塑料外殼211』的另一端的敞開的筒體埠滲出來溼潤其周圍的土壤。這種結構的滲頭重量輕，成本低。
如圖5所示，本裝置在使用時是這樣設置的，所述輸水支管1通過旁通與輸水主管(圖中未示出)相連通，輸水主管與自來水管或蓄水池相連接，其中並裝有過濾器(圖中未示出)。輸水支管1鋪設在作物行間的畦面或地面0上，將各個地上變地下毛管2的多孔滲頭21埋入植物3根部附近的地下20釐米左右的耕層土壤4中。灌溉用水通過輸水支管1進入到地上變地下毛管2中，然後，從該滲頭21或21』滲出溼潤植物根部周圍的土壤，從而實現了對作物的滲灌作業。
權利要求
1.一種裝配式精確滲灌裝置，其特徵在於包括輸水支管、連接管件、地上變地下毛管和多孔滲頭，所述輸水支管包括若干支管管段，所述連接管件，其具有三個以上分支管口，相鄰的兩根所述支管管段通過與所述連接管件上的兩個管口密封連接構成密閉的所述輸水支管路，所述地上變地下毛管由不透水的柔性材料製成，其一端與所述連接管件上的其餘的分支管口密封連接，其另一端連接有所述多孔滲頭。
2.根據權利要求1所述的裝配式精確滲灌裝置，其特徵在於所述連接管件是三通管件、四通管件、五通管件或異型多通管件。
3.根據權利要求2所述的裝配式精確滲灌裝置，其特徵在於所述連接管件是異徑多通管件，其中兩個相對較粗的管口上連接所述支管管段，另外較細的管口連接所述地上變地下毛管。
4.根據權利要求1或2或3所述的裝配式精確滲灌裝置，其特徵在於所述連接管件為抗堵連接管件，其中與所述毛管連接的管口的管路為漸擴的錐體抗堵結構，即該段管路的靠支管通道一側的管徑較小，而靠毛管一側的管徑較大。
5.根據權利要求1所述的裝配式精確滲灌裝置，其特徵在於所述支管、連接管件和毛管的管徑構成多級變徑結構，即所述支管的管徑大於毛管的管徑；在所述連接管件中與支管相連的管口的管徑大於與所述毛管連接的管口的管徑。
6.根據權利要求1所述的裝配式精確滲灌裝置，其特徵在於；所述多孔滲頭包括滲頭和管狀接頭兩部分，所述管狀接頭的一端與所述毛管密封連接，其另一端與所述滲頭固定連接，所述滲頭的中心部位設有一管狀容水腔，該管狀容水腔的壁上布滿了許多微細的毛孔，與所述滲頭內部的多個毛孔相連通，所述管狀接頭的所述連接端插設到所述管狀容水腔的埠內固接。
7.根據權利要求1所述的裝配式精確滲灌裝置，其特徵在於所述多孔滲頭由不透水材料製成的外殼和在該殼體內填充的多孔材料組成，所述外殼一端有一個較細的管狀接頭與所述毛管密封連接，其另一端為敞口，殼體內填充的所述多孔材料露出或不露出其端頭與該敞口端。
8.一種用於裝配式精確滲灌裝置的連接管件，其特徵在於其為一有三個以上分支管口的連接管件，其中的兩個分支管口的管徑較大，其餘的分支管口的管徑較小。
9.根據權利要求8所述的連接管件，其特徵在於所述管徑較小的分支管口的管路為漸擴的錐體抗堵結構，即該段管路的靠支管通道一側的管徑較小，而靠毛管一側的管徑較大。
10.根據權利要求8或9所述的連接管件，其特徵在於所述連接管件為四通管件，其中兩個相對的管口的管路為直管路，其直徑較大，另兩個相對的管口的管路為變徑結構即靠近該管口根部直徑較小，靠近該管口端部直徑較大，該管口端部的最大的直徑仍小於所述直管路的直徑。
全文摘要
本發明提供一種裝配式精確滲灌裝置，其包括輸水支管、連接管件、地上變地下毛管和多孔滲頭，輸水支管包括若干支管管段，連接管件，其具有三個以上分支管口，相鄰的兩根所述支管管段通過與連接管件上的兩個管口密封連接構成密閉的所述輸水支管路，地上變地下毛管由不透水的柔性材料製成，其一端與所述連接管件上的其餘的分支管口密封連接，其另一端連接有所述多孔滲頭。本裝置不用埋設地下滲水管道便可實現滲灌，且可以根據作物種植的株距任意調節滲頭的間距，對植株的根部進行精確滲水灌溉；進一步地，本裝置鋪設、使用、檢查和維修均簡便易行，不易堵塞，且比滴灌更為節水。因此，本裝置可廣泛應用於蔬菜、果樹、花卉、綠化造林等農業種植中。
文檔編號A01G25/06GK1404717SQ0214646
公開日2003年3月26日 申請日期2002年11月11日 優先權日2002年11月11日
發明者劉明池 申請人:劉明池