彎頭旁通式注肥裝置的製作方法
2023-09-11 21:43:05 2
專利名稱：彎頭旁通式注肥裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種用於微灌等管網輸水灌溉系統的注肥裝置，尤其是一種利用彎頭內外側具有壓差的水力學特性，將液體肥料均勻混入到灌溉水中，進行施肥灌溉的彎頭旁通式注肥裝置。
2、水動活塞式注肥泵是通過管網中的有壓水流推動塑料或橡膠活塞運動，把肥液從肥料罐中吸入泵內，與水混合後注射到幹管中。公知的水動活塞式注肥泵不需要外加動力，灌溉水中肥料的濃度均勻(肥料注射濃度與管網中的水流流量變化互動)，耐腐蝕性強，肥料注射流量容易調節等。但存在需要較高的工作壓力，水頭損失大，價格高的缺陷。
3、文丘裡注肥裝置是利用管路局部突然收縮，將壓力水頭轉換成速度水頭，在斷面最小處產生負壓，把肥液從肥料罐中吸入，與水混合後注射到灌溉水中。公知的文丘裡注肥裝置雖具有水動活塞式注肥泵的優點，價格比水動活塞式注肥泵低，而且由於沒有機械運動部分，不容易出故障。但是文丘裡注肥裝置仍然存在水頭損失大，而且當流量較小時(如日光溫室滴灌系統)，難以產生負壓，不能正常工作的缺陷。
4、壓差式肥料罐通過調節肥料罐進水口和出水口之間的壓差，使幹管中的部分水流流經肥料罐，將可溶性肥料溶解後輸送到幹管中。該類型注肥系統的結構簡單，不容易出故障，價格便宜。但因注肥濃度隨時間減少而注肥不均勻，造成較大的水頭損失。另外，對於一般用戶，難以掌握壓差調節閥門的開啟程度，易造成灌水器堵塞。
上述公知的注肥裝置具有各自的特點，但是由於其存在的不足，無法滿足人們希望注肥裝置價格低，同時注肥均勻、水頭損失小、便於控制的要求。
有鑑於此，本設計人藉其多年從事相關領域的經驗，設計出一種能確實符合使用需要的彎頭旁通式注肥裝置，改善公知結構中未盡理想之處。
本實用新型的技術解決方案是一種彎頭旁通式注肥裝置，具有一清水輸入管路，一肥水輸送管路，該清水輸入管路與肥水輸送管路間具有一連接彎頭；一肥料罐，為可控制肥料輸出量的肥料罐，其包括一肥料容置腔和一肥料控制腔；一肥液輸送管的第一端連接肥料罐的肥料容置腔，第二端與彎頭內側旁通相連接；一輸水管的第一端連接彎頭的外側旁通，第二端與肥料罐的肥料控制腔相連接；
如上所述肥液輸送管的第一端與肥料罐的肥料容置腔之間連接有肥料容置腔內容置肥液指示裝置。
如上所述的彎頭旁通式注肥裝置，所述肥液指示裝置包括一轉子流量計，以及設置在該轉子流量計的入口前部的注肥流量控制器。
如上所述的彎頭旁通式注肥裝置，所述肥料罐內設有一柔性液體肥料室，該柔性液體肥料室構成肥料容置腔，所述柔性液體肥料室與肥料罐間構成肥料控制腔。
如上所述的彎頭旁通式注肥裝置，所述肥料罐內設有一可伸縮水室，該可伸縮水室構成肥料控制腔，所述可伸縮水室與肥料罐間構成肥料容置腔，其中，上述輸水管的第二端與該伸縮水室的一端相連接，伸縮水室的另一端連接肥料推動板。
如上所述的彎頭旁通式注肥裝置，所述可伸縮水室由柔性材料構成室壁，其外壁面上平行地環設有固定圈，所述固定圈及推動板的兩對應邊均與上述肥料罐間為可滑動地連接。
如上所述的彎頭旁通式注肥裝置，所述肥料罐兩對應的內壁面上分別設有導軌/槽，上述固定圈及推動板的對應邊上設有可沿該導軌/槽滑動的滾輪；所述肥料罐的頂部設有一進排氣閥，其底部設有一排水口。
如上所述的彎頭旁通式注肥裝置，所述的肥料罐的控制腔上設有一檢查口，控制腔底部設有一排水口。如上所述的彎頭旁通式注肥裝置，所述轉子流量計與肥液輸送管第一端連接處高於肥料罐內可能達到的最高液面設置，且該轉子流量計的頂部設有一真空排氣閥。
如上所述的彎頭旁通式注肥裝置，所述輸水管上設有一肥料罐控制腔進水控制閥，一排水管與該輸水管相連接，並位於該進水控制閥與肥料罐之間。
如上所述的彎頭旁通式注肥裝置，所述排水管上設有排水控制閥門，且該排水管的排水口為水平設置。
如上所述的彎頭旁通式注肥裝置，所述肥料罐的肥料容置腔和轉子流量計間與肥料貯存罐相連接。
如上所述的彎頭旁通式注肥裝置，所述的肥料貯存罐的底部高於肥料罐，一肥液添加管的第一端藉由一三通與肥料罐的肥料容置腔和注肥流量控制器的入口端相連接，其第二端與肥料貯存罐的下部相連接。
大量的水力學和流體力學研究證明，彎頭內外側存在壓差，該壓差與彎頭流量的平方近似為直線關係，如果在彎頭的外側和內側分別做一旁通，用塑料軟管連接起來，水便從彎頭外側的旁通經軟管流到內側的旁通，然後進入彎頭中。而且彎頭水力學的研究還證明，經過旁通和軟管循環的流量與彎頭流量基本表現為線形關係。本實用新型就是利用彎頭的這種水力學原理，結合可控制肥料輸出量的肥料罐而研製出的一種用於灌溉系統的注肥裝置，該裝置特別適用於微灌系統。
本實用新型相對於現有技術的優點和效果如下1、注肥流量隨彎頭中流量的變化互動，水頭損失小，注肥均勻且注肥濃度、速度可調；2、液體肥料貯存罐與注肥裝置肥料室連接，當肥料室內液體肥料用完後，利用重力向肥料室添加液體肥料；3、具有注肥裝置肥料室液體肥料用完和肥料室添加已滿的指示裝置，直觀、方便；4、穩定性好，操作簡單，成本低。
實施例1參照
圖1，本實用新型提出的彎頭旁通式注肥裝置，具有一清水輸入管路1，一肥水輸送管路3，該清水輸入管路1與肥水輸送管路3間具有一連接彎頭2，一可控制肥料輸出量的肥料罐6，包括一肥料容置腔641和一肥料控制腔61，並可藉由支架64支撐固定；一肥液輸送管5的第一端與肥料容置腔641相連接，第二端與彎頭2內側旁通22相連接；一輸水管4的第一端連接彎頭2的外側旁通21，第二端與肥料罐的肥料控制腔61相連接；其中，所述肥液輸送管5的第一端與肥料容置腔之間連接有肥液指示裝置，可指示肥料容置腔641內液體肥料是否用完和從肥料容置腔流出的液體肥料流量。該指示裝置包括轉子流量計8，及一注肥流量控制器67，其設置在轉子流量計8的入口端(其出口端與轉子流量計的入口端連接)，可為一調節閥門，該調節閥門67用於調節從肥料容置腔流出的液體肥料流量，從而達到控制注肥濃度的目的，其流量的大小可以在轉子流量計上觀察；該轉子流量計8的頂部設有一真空排氣閥81。
上述肥料罐6內設有一柔性液體肥料室60，該柔性液體肥料室60與肥料罐6之間為密封設置，即肥料罐控制腔61內的水進入不到柔性液體肥料室。上述柔性液體肥料室60構成肥料容置腔641，柔性液體肥料室與肥料罐之間構成肥料控制腔61，該柔性液體肥料室60至少有一個肥料進出口642藉由管路與調節閥門67、轉子流量計8相連接；一肥液添加管71的第一端藉由一三通66與肥料罐的柔性液體肥料室60和注肥流量控制器67的入口端相連接，其第二端與肥料貯存罐7的下部相連接，所述的肥料貯存罐7的底部高於肥料罐。上述液體肥料貯存罐7藉由支架74固定設置，該液體肥料貯存罐上設有一肥料添加口70，其下端設有排汙口及排汙閥門73。所述肥料添加口70上可加設蓋子，該蓋子不密封，以保證在打開肥料添加閥門72向柔性肥料室內添加肥料的過程中貯存罐7內不產生負壓。
一檢查口62設置在所述的肥料罐上，且與肥料控制腔相連通，該肥料控制腔的底部設有一排水口及排水閥門65，該檢查口62上設置一具有真空排氣閥的肥料罐檢查口蓋63。在本實施例中，該檢查口62設置在肥料罐6的頂部，排水閥門65設置在肥料罐6的底部。
所述輸水管4上設有一肥料罐控制腔進水控制閥41，一排水管43與該輸水管41相連接，並位於該進水控制閥41與肥料罐控制腔61之間，所述排水管43的排水口為水平設置，以保證在排水過程中不發生虹吸現象。且該排水管43上設有排水控制閥門42。
所述轉子流量計8上部與肥液輸送管5第一端連接處高於肥料罐內可能達到的最高液面，通常可比肥料罐6的檢查口63略高，其頂部設置的真空排氣閥81可避免當注肥彎頭2的輸水管路1中水流停止後發生虹吸現象造成柔性肥料室內的肥料流失，同時可排出肥液輸送管路5和轉子流量計8中的空氣。
上述輸水管路4及肥液輸送管路5均可為軟管也可為硬管。
本實用新型提出的彎頭旁通式注肥裝置，在第一次運行時，需要首先關閉肥料罐6肥料控制腔61的進水閥門41、注肥流量調節閥門67、液體肥料貯存罐7的排汙閥門73和肥液添加閥門72，然後將已配製好的液體肥料由肥料添加口70加入到液體肥料貯存罐7中，液體肥料貯存罐中的肥液準備工作完畢。
打開設置在肥料罐6上的檢查口蓋子63，將柔性肥料室60安裝到肥料進出口642上(在安裝過程中，注意排出柔性肥料室60內的空氣)，然後從檢查口62往肥料罐內注滿清水，蓋上肥料罐檢查口62的蓋子63，此時柔性肥料室60內沒有液體肥料，體積最小。打開排水閥門42，然後慢慢打開肥料添加閥門72，液體肥料便從貯存罐7中流經肥料添加管71和肥料添加和注肥三通66，從肥料進出口642進入柔性肥料室內，柔性肥料室開始慢慢增大，肥料罐6與柔性肥料室間的肥料控制腔61中的清水被擠壓，從排水管43中排出，等到排水管43中排水停止，說明柔性肥料室60已滿，關閉肥料添加閥門72和排水閥門42，注肥裝置便可以開始工作。如果更換柔性肥料室，除了需要首先打開肥料罐排水口65排完肥料罐控制腔61中的積水外，其它過程完全相同。
啟動安裝在清水輸送管1上遊的水泵或閥門，清水便沿箭頭A方向開始在注肥彎頭2內流動，此時在注肥彎頭2的內外側便形成一個壓差，外側旁通21上的壓力比內側旁通22上的壓力高。打開肥料罐進口閥門41，再慢慢打開注肥濃度調節閥門67，清水不斷經輸水管4進入肥料控制腔61，該肥料罐控制腔61內的清水便施加壓力到柔性肥料室60的外壁上，柔性肥料室60內的液體肥料便經由肥料進出口642、肥料添加和注肥三通66、注肥流量調節閥門67、轉子流量計8和肥液輸送管5，從彎頭內側的旁通22進入彎頭2內，與彎頭2內的清水混合形成肥水，經由肥水輸送管3沿箭頭B方向輸送到下遊的微灌系統中。根據注肥濃度的需要，調節注肥流量調節閥門67，觀察轉子流量計8上轉子的高度和刻度線，就可將注肥流量調節到預定值。隨著液體肥料的排出，柔性肥料室60的體積慢慢減小並在外壁上出現了褶皺。需要停止注肥，關閉進水閥門41，注肥便自動停止。如果注肥中途灌溉結束，下一次不需要注肥時則需要關閉進水閥門41和注肥流量調節閥門67，若下一次需要接著注肥時，則進水閥門41和注肥流量調節閥門67可以關閉，也可以不關閉。
一但肥料室60內的液體肥料用完，轉子流量計8內的轉子就落到流量為零的位置，此時柔性肥料室60的體積被肥料罐6的肥料控制腔61中的清水擠壓到最小，根據該轉子流量計的指示，則知道需要向肥料室60內添加液體肥料。添加液體肥料時，首先關閉進水閥門41和注肥流量調節閥門67，打開排水閥門42，然後慢慢打開肥料添加閥門72，液體肥料便由液體肥料貯存罐7中經由管路71、肥料添加閥門72和肥料添加和注肥三通66，從肥料進出口642進入柔性肥料室60中，此時柔性肥料室60表面的褶皺慢慢舒展，體積慢慢增大，肥料控制腔61內的水被擠壓從排水管43中排出，當排水管43中沒有水排出時，說明液體肥料室60內肥料添加已滿，關閉排水閥門42和肥料添加閥門72。打開進水閥門41，再慢慢打開注肥流量調節閥門67直到轉子流量計的轉子上升到預定的位置(注肥流量)，下一次注肥過程開始。
利用彎頭內外側存在壓差的原理配合一可控制肥料輸出量的肥料罐6，發明的上述彎頭旁通式注肥裝置，克服了公知技術的缺陷，其注肥流量隨彎頭中流量的變化互動，水頭損失小，注肥均勻且注肥濃度、流量可調；液體肥料貯存罐與注肥裝置肥料容置腔641連接，當肥料室內液體肥料用完後，利用重力向肥料室添加液體肥料；具有注肥裝置肥料容置腔內液體肥料用完和添加已滿的指示裝置，直觀、方便；穩定性好，操作簡單，成本低。
實施例2在本實施例中所述的肥料罐6』內設有一可伸縮水室601，該可伸縮水室601構成肥料控制腔61，所述可伸縮水室601由柔性材料構成室壁，其外壁面上平行地環設有固定圈604，該伸縮水室的前端連接一肥料推動板603，上述一輸水管4的第二端與該伸縮水室601的另一端相連接。所述肥料罐6』兩對應的內壁面上分別設有導軌/槽，上述固定圈604及推動板603的對應邊上設有可沿該導軌/槽滑動的滾輪；所述肥料罐6』的頂部設有一進排氣閥63』，其底部設有一排水口及排水閥門65。在本實施例中以肥料灌6』內壁上下方向各有一條軌道，且固定圈604和肥料推動板603上下各有一小輪卡在軌道上運動為最佳。所述可伸縮水室601的其餘部位不與肥料罐內壁接觸，所述可伸縮水室601與肥料罐之間構成肥料容置腔641。本實施例中的肥料罐6』的一端為可開啟端，以便於安裝維修，且為防止液體洩漏，該開啟端為密封連接。通常該開啟端設置在可伸縮水室601與輸水管4的連接端，上述進排氣閥63』設置在肥料容置腔641一端。其餘結構、部件均與實施例1相同。
上述肥料罐6』當需要注肥灌溉時，在伸縮水室601的肥料控制腔61內清水的控制下肥料推動板603向右移動，將肥料容置腔641內的液體肥料經肥液輸送管5、肥水輸送管3輸送到下遊的灌溉系統中。當肥料推動板603移動至肥料罐的右端，肥料容置腔641內的液體肥料用完時，則通過肥料貯存罐7向肥料容置腔內添加肥料，在液體肥料的作用下，上述肥料推動板603向左側移動，將肥料控制腔61內的清水由排水管43排出。該可伸縮水室運動靈活，可控制注肥流量均勻，結構簡單。
本實施例的注肥裝置的工作原理、控制方法、具體結構及有益效果均與實施例相同，在此不再贅述。
唯上所述者，僅為本實用新型的具體實施例而已，當不能以之限定本實用新型實施的範圍，故其等同組件的置換，或依本實用新型專利保護範圍所作的等同變化與修飾，皆應仍屬本專利權利要求書的涵蓋之範疇。
權利要求1.一種彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述的注肥裝置具有，一清水輸入管路，一肥水輸送管路，該清水輸入管路與肥水輸送管路間具有一連接彎頭；一肥料罐，為可控制肥料輸出量的肥料罐，其包括一肥料容置腔和一肥料控制腔；一肥液輸送管的第一端連接肥料罐的肥料容置腔，第二端與彎頭內側旁通相連接；一輸水管的第一端連接彎頭的外側旁通，第二端與肥料罐的肥料控制腔相連接。
2.如權利要求1所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述肥液輸送管的第一端與肥料罐的肥料容置腔之間連接有肥料容置腔內容置肥液指示裝置。
3.如權利要求2所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述肥液指示裝置包括一轉子流量計，以及設置在該轉子流量計的入口前部的注肥流量控制器。
4.如權利要求1所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述肥料罐內設有一柔性液體肥料室，該柔性液體肥料室構成肥料容置腔，所述柔性液體肥料室與肥料罐間構成肥料控制腔。
5如權利要求1所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述肥料罐內設有一可伸縮水室，該可伸縮水室構成肥料控制腔，所述可伸縮水室與肥料罐間構成肥料容置腔，其中，上述輸水管的第二端與該伸縮水室的一端相連接，伸縮水室的另一端連接肥料推動板。
6.如權利要求5所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述可伸縮水室由柔性材料構成室壁，其外壁面上平行地環設有固定圈，所述固定圈及推動板的兩對應邊均與上述肥料罐間為可滑動地連接。
7.如權利要求5或6所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述肥料罐兩對應的內壁面上分別設有導軌/槽，上述固定圈及推動板的對應邊上設有可沿該導軌/槽滑動的滾輪；所述肥料罐的頂部設有一進排氣閥，其底部設有一排水口。
8.如權利要求1至4任一項所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述的肥料罐的控制腔上設有一檢查口，控制腔底部設有一排水口。
9.如權利要求2或3所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述轉子流量計與肥液輸送管第一端連接處高於肥料罐內可能達到的最高液面設置，且該轉子流量計的頂部設有一真空排氣閥。
10.如權利要求1至6任一項所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述輸水管上設有一肥料罐控制腔進水控制閥，一排水管與該輸水管相連接，並位於該進水控制閥與肥料罐之間。
11.如權利要求10所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述排水管上設有排水控制閥門，且該排水管的排水口為水平設置。
12.如權利要求1至6任一項所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述肥料罐的肥料容置腔和轉子流量計間與肥料貯存罐相連接。
13.如權利要求12所述的彎頭旁通式注肥裝置，其特徵在於所述的肥料貯存罐的底部高於肥料罐，一肥液添加管的第一端藉由一三通與肥料罐的肥料容置腔和注肥流量控制器的入口端相連接，其第二端與肥料貯存罐的下部相連接。
專利摘要一種彎頭旁通式注肥裝置，其具有一清水輸入管路，一肥水輸送管路，該清水輸入管路與肥水輸送管路間具有一連接彎頭；一肥料罐，為可控制肥料輸出量的肥料罐，其包括一肥料容置腔和一肥料控制腔；一肥液輸送管的第一端連接肥料罐的肥料容置腔，第二端與彎頭內側旁通相連接；一輸水管的第一端連接彎頭的外側旁通，第二端與肥料罐的肥料控制腔相連接。本實用新型利用彎頭內外側具有壓差的水力學特性，克服了公知技術的缺點，其注肥流量隨彎頭中流量的變化互動，水頭損失小，注肥均勻且注肥濃度、速度可調；另液體肥料貯存罐與注肥裝置肥料室連接，當肥料室內液體肥料用完後，利用重力向肥料室添加液體肥料，且其穩定性好，操作簡單，成本低。
文檔編號A01C23/02GK2603597SQ032398
公開日2004年2月18日 申請日期2003年2月28日 優先權日2003年2月28日
發明者康躍虎, 劉士平, 尹鳳琴 申請人:中國科學院地理科學與資源研究所, 北京奧特思達科技有限公司