一種插杆式灌水器的製作方法

2023-10-11 21:36:29

專利名稱：一種插杆式灌水器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種節水灌溉裝置，具體涉及一種插杆式灌水器。
背景技術：
節水灌溉是世界各國發展農業採取的主要措施，微灌作為節水灌溉中一種先進的高標準灌溉技術，已被世界上100多個國家採用。其中滴灌最具節水、增產、高效等顯著優勢，可廣泛應用於果樹、蔬菜、花卉、藥材等經濟作物種植中。灌水器是滴灌系統的核心部件，其性能好壞對整個滴灌系統的推廣應用和使用效果起著決定性的作用。
現有灌水器主要採用迷宮形流道，如滴灌技術的實用新型者以色列NETAFIM公司最新的第五代注塑紊流滴頭系列，以及目前我國市場上出售的內鑲式片狀灌水器等。迷宮形流道的灌水器主要優點在於出水均勻，但是狹窄的流道導致灌水器容易堵塞，同時複雜的迷宮狀流道加大了設計和製造的難度，難以保證灌水器結構的精度。

發明內容
本實用新型的目的在於克服現有灌水器的缺點，提供一種插杆式灌水器。該灌水器結構簡單、體積小、易使用，並且具有更高的出水均勻度和更強的抗堵塞能力。
本實用新型提供的一種插杆式灌水器，包括灌水頭和作為底座的插杆，其特徵在於所述灌水頭的圓柱狀基體上設有n個錐腔，n為2-10，錐腔為橫穿基體的通腔，相鄰的兩個錐腔軸向相反，大圓端面為進水端，小圓端面為出水端；進水槽、出水槽以及連接錐腔的引水槽嵌入圓柱狀基體之中，形成流道；出水段末端設有一個用於使水流向四周外溢的圓溝槽，圓柱狀基體上從進水槽的進水端面到圓溝槽的進水端面套有密封管。
上述插杆為箭矢狀，其橫截面呈雙「十」形狀，縱向為雙錐狀。上述圓溝槽由進水端面、擋水端面以及溝槽組成，從最後一個錐腔引出的出水槽切斷進水端面，通至溝槽的擋水端面。
本實用新型的流道拋棄了迷宮形的設計，創造性地引入錐腔結構。它保持了灌水器體積小、精度高以及使用維護方便等特點，同時由於本實用新型採用錐腔作為流道，水流的主要流態呈渦流狀，流態指數小於0.4，提高了滴頭的出水均勻性，其抗堵塞能力更強；出水末端的圓溝槽使縱向的水流變為橫向流動。本實用新型可廣泛適用於定株種植蔬菜、花卉和盆景等的節水灌溉，本實用新型還採用了箭矢狀的固定底座，其雙「十」狀的橫截面，保證了灌水器自身的強度，縱向雙錐狀不但易於灌水器插入土中，又能夠使灌水器更好地固定在種植地床上。


圖1為灌水器整體外觀圖，其中，圖1.1為主視圖，圖1.2為後視圖，圖1.3為俯視圖；圖2為錐腔的剖視圖；圖3為流道的示意圖；圖4為圓溝槽的示意圖；圖5為固定底座的外觀圖，其中，5.1為立體示意圖，5.2為正視圖，5.3為俯視圖，5.4為左視圖；圖6為固定底座的截面剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實例對本實用新型的具體工作方式作進一步詳細的闡述本實用新型要求在灌水器一定的工作水頭(壓力)範圍內，得到穩定的出水流量。圖1至圖6所示的是灌水器不同部分、不同角度的結構示意圖。圖1分別為灌水器整體外觀的主視圖、後視圖和俯視圖，從圖1可以看到灌水器主要由六部分組成，為錐腔3、進水槽4、連接錐腔的引水槽5以及出水槽6，其中錐腔3橫穿圓柱狀基體。為實現更好的技術效果，本實例中，水槽4-6為橫截面尺寸和形狀相同的直槽。所有錐腔結構相同，且均勻分布在基體。圓溝槽2起分散水流作用，底座1選用雙錐狀插杆。流道內嵌於一個圓柱體之中，工作時從圖1所示灌水器最右端S到散水圓溝槽的起始端面P套上塑料管，從而形成最終的連續渦體流道。
水流以一定的工作水頭從圖1中右端進水槽4進入流道，沿著錐腔大端面的切線進入第一個錐腔，在軸向垂直於來流方向的錐腔中形成了複雜的漩渦流。從兩個方向觀察水流的流態表現為垂直於錐腔軸向的圓截面上形成一個大漩渦，沿軸向從大端到小端螺旋下降。錐腔中的漩渦水流從小端面進入引水槽5中，接著又從引水槽進入第二個錐腔中，重複複雜的漩渦流動，經過所有錐腔以及引水槽後水流進入出水槽6，後到達散水圓溝槽2，水流被圓溝槽的下端面擋住後沿著溝槽的四周向外溢出，至此灌水器完成了從進水到出水的整個過程。
圖2為錐腔的剖視圖，從圖中可以看出錐腔實際上是在圓柱體上加工的錐狀通孔，錐腔的兩端與一定尺寸的引水槽相連。圖3為局部流道結構示意圖，所有錐腔軸線平行、相鄰兩個錐腔軸向相反；所有錐腔等距分布於圓柱體上，其軸線與圓柱體軸線位於同一平面；引水槽連通兩個錐腔。當與錐腔大端相連的直槽與其側面保持相切時，錐腔的側面則不會出現凸臺；圖中箭頭表示了水流的方向，大端面進水，小端面出水，前面一個錐腔的出水又剛好成為下一個錐腔的進水，如此反覆，最終形成了複雜的連續渦體流動。
圖4所示的是圓溝槽的結構示意圖，從圖中可以看出圓溝槽2主要由進水端面7、擋水端面9以及溝槽8組成。從最後一個錐腔引出的出水槽6切斷圓溝槽2的進水端面7，一直通到溝槽的擋水端面9。灌水器位於圓溝槽進水端面9左端的部分套上塑料管，使流道得以封閉。外套的塑料管直到圓溝槽的進水端面7為止，同時被進水端面7左端的突起部分鎖住。圓溝槽2與外界相通，水流從出水槽4進入圓溝槽2後沿著圓溝槽向四周外溢，擋水端面9的作用則是截斷水流的垂直下滲，使水分主要集中在作物根部附近的土壤中。
以上闡述了與流道相連的結構和工作過程，下面主要說明灌水器的工作原理。該灌水器主要藉助五個錐腔實現水流消能的目的，水流在五個錐腔中形成了複雜的立體漩渦，有較大的局部水頭損失。同一般的渦流不同的是，此時水流的流態主要表現為連續的渦體，其漩渦的效果同單一的渦流有很大的區別。以流量-壓力關係式Q＝KHx來衡量該灌水器的工作性能，其中流態指數x＜0.4，壓力H的變化並沒有引起流量Q太大的波動，所以灌水器出水均勻、穩定；另一方面正是由於立體的連續漩渦使水流中的固相物難以沉積，從而保證了灌水器較好的抗堵塞能力。
圖5和圖6所示的是本最後一個部分固定底座的結構示意圖，從圖5.1可以看出底座的整個外觀為箭矢狀，5.2、5.3和5.4分別為底座不同視角的視圖，其中5.4以及圖6的剖視圖顯示了底座截面的形狀，雙「十」狀的截面減少灌水器體積的同時又保證了固定底座的強度；而縱向的雙錐狀使灌水器可以方便地插入土壤中但不易拔出，這樣既讓操作變得簡易又使灌水器工作時可以比較牢地固定在土壤中。
權利要求1.一種插杆式灌水器，包括灌水頭和作為底座的插杆，其特徵在於所述灌水頭的圓柱狀基體上設有n個錐腔(3)，n為2-10，錐腔(3)為橫穿圓柱體的通腔，相鄰的兩個錐腔軸向相反，大圓端面為進水端，小圓端面為出水端；進水槽(4)、出水槽(6)以及連接錐腔的引水槽(5)嵌入圓柱狀基體之中，形成流道；出水段(6)末端設有一個用於使水流向四周外溢的圓溝槽(2)，圓柱狀基體上從進水槽(4)的進水端面到圓溝槽(2)的進水端面(7)套有密封管。
2.根據權利要求1所述的灌水器，其特徵在於所述插杆為箭矢狀，其橫截面呈雙「十」形狀，縱向為雙錐狀。
3.根據權利要求1或2所述的灌水器，其特徵在於所述圓溝槽(2)由進水端面(7)、擋水端面(9)以及溝槽(8)組成，從最後一個錐腔(3)引出的出水槽(6)切斷進水端面(7)，通至溝槽的擋水端面(9)。
4.根據權利要求3所述的灌水器，其特徵在於所述n個錐腔(3)結構相同、且均勻分布在圓柱狀基體，其軸線垂直於該基體的軸線。
5.根據權利要求4所述的灌水器，其特徵在於進水槽(4)、出水槽(6)以及引水槽(5)的橫截面相同。
專利摘要本實用新型公開了一種插杆式灌水器，包括灌水頭和作為底座的插杆，所述灌水頭的圓柱狀基體上設有2－10個錐腔，錐腔為橫穿基體的通腔，相鄰的兩個錐腔軸向相反，大圓端面為進水端，小圓端面為出水端；進水槽、出水槽以及連接錐腔的引水槽嵌入圓柱狀基體之中，形成流道；出水段末端設有一個用於使水流向四周外溢的圓溝槽，圓柱狀基體上從進水槽的進水端面到圓溝槽的進水端面套有密封管。上述插杆為箭矢狀，其橫截面呈雙「十」形狀，縱向為雙錐狀。該灌水器結構簡單、體積小、易使用，並且具有更好的出水均勻度和更強的抗堵塞能力，廣泛適用於定株種植蔬菜、花卉和盆景等的節水灌溉。
文檔編號A01G25/00GK2730116SQ200320115
公開日2005年10月5日 申請日期2003年10月22日 優先權日2003年10月22日
發明者史玉升, 董文楚, 黃樹槐, 魏青松, 魯俊 申請人:華中科技大學