專利名稱：振蕩滴灌灌水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)領(lǐng)域，涉及滴灌灌水器，具體涉及振蕩滴灌灌水器。
背景技術(shù)：
脈沖滴灌具有 抗堵塞性能強(qiáng)、灌水均勻度高的特點(diǎn)，受到世界各國的廣泛關(guān)注與應(yīng)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(xiàn)有脈沖發(fā)生器大都具有一個可膨脹及復(fù)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(gòu)成，利用橡膠、塑料、彈簧等彈性材料的擴(kuò)張與復(fù)位，來實(shí)現(xiàn)脈沖水流的目的。在充水增壓階段，壓力水流進(jìn)入彈性腔體，腔體開始膨脹，隨著壓力水在腔體內(nèi)不斷積累，腔體膨脹到至極限時(shí)，在膜片或彈簧等作用下出水口被打開，腔體內(nèi)的壓力水流迅速通過出水通道泄出，完成一次脈沖。當(dāng)彈性腔體內(nèi)的壓力水被瞬間釋放后，腔體在彈性作用下恢復(fù)原始狀態(tài)，出水口被封閉，進(jìn)入下一個脈沖過程。循環(huán)往復(fù)，形成脈沖水流。滴灌系統(tǒng)一般運(yùn)行時(shí)間較長，彈性材料在長時(shí)間、高頻率的頻繁往復(fù)運(yùn)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(shí)間運(yùn)行將導(dǎo)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(yùn)行與使用；彈性材料的使用勢必增加脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，對機(jī)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(cè)的控制口，實(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(cè)的控制口，實(shí)現(xiàn)射流向斜射流輸出口的切換，而通過不對成結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)與應(yīng)用時(shí)較難掌握。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，抗堵塞能力強(qiáng)，使用壽命長，利用水射流控制技術(shù)形成振蕩水流的振蕩滴灌灌水器。本發(fā)明采取的技術(shù)解決方案是一種振蕩滴灌灌水器，由進(jìn)水槽、振蕩元件和流道體組成，進(jìn)水槽設(shè)有濾窗并與振蕩元件的進(jìn)口連通，振蕩元件的出口與流道體的進(jìn)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(cè)壁、直側(cè)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(jié)構(gòu)，梯形的直角邊為直側(cè)壁，斜邊為斜側(cè)壁；振蕩元件的最前端是噴嘴，噴嘴出口兩邊的側(cè)壁上分別設(shè)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(cè)分別為斜側(cè)壁和直側(cè)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(jìn)水槽由進(jìn)水口慮窗與收縮段組成，進(jìn)水通過進(jìn)水口慮窗后進(jìn)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(shè)置出水槽。流道結(jié)構(gòu)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(shè)置一個或兩個；當(dāng)設(shè)置兩個出水槽時(shí)，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(dāng)設(shè)置一個出水槽時(shí)，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(cè)壁與右側(cè)壁的間距，噴嘴寬度為O. 4 mm 3mm ;位差是噴嘴左側(cè)壁與射流空間的斜側(cè)壁之間的最小距離或噴嘴右側(cè)壁與射流空間的直側(cè)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(cè)壁與噴嘴左側(cè)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?yàn)榘蓟⌒?，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(shí)，毛管中的壓力水流由濾窗進(jìn)入進(jìn)水槽，通過射流噴嘴形成射流，射流在通過噴嘴后進(jìn)入射流空間，由于振蕩元件幾何結(jié)構(gòu)的不對稱性，將貼附于直側(cè)壁的壁面流動，到達(dá)直射流輸出口，通過直射流流道尾端的出水槽滴出。此時(shí)，射流的卷吸作用，將在控制端口 I處產(chǎn)生負(fù)壓，隨著射流的持續(xù)，負(fù)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(cè)的射流，在射流的兩側(cè)產(chǎn)生壓差，使射流發(fā)生偏轉(zhuǎn)，附壁于斜側(cè)壁的壁面，沿該側(cè)壁面流動至斜射流輸出口。此后，在射流卷吸與不對稱結(jié)構(gòu)的共同作用下，射流將恢復(fù)到直側(cè)壁的壁面，沿該側(cè)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(fù)，通過振蕩元件的水流振蕩，分別在兩條流道內(nèi)產(chǎn)生脈沖水流。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明由于應(yīng)用射流控制振蕩技術(shù)，切換水流的射流方向，驅(qū)使水流在兩條流道內(nèi)間歇性流動，實(shí)現(xiàn)持續(xù)的脈沖過程，在流道內(nèi)形成強(qiáng)烈的紊動與沖擊水流，有益于沖刷流道，提高固化物輸運(yùn)能力，增加灌水器的抗堵塞能力；水流的強(qiáng)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(shù)，滴水更加均勻；省去現(xiàn)有脈沖滴灌灌水器的橡膠、塑料膜、彈簧等彈性體結(jié)構(gòu)，簡化了脈沖滴灌灌水器的結(jié)構(gòu)，使得脈沖發(fā)生器的運(yùn)行更為可靠、持久；振蕩元件應(yīng)用射流附壁、負(fù)壓控制振蕩技術(shù)與不對成結(jié)構(gòu)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(zhì)可與現(xiàn)有常用滴灌灌水器材質(zhì)相同，只需開發(fā)振蕩滴灌灌水器模具，即可采用現(xiàn)有滴灌灌水器或滴灌管帶的加工工藝、方法與設(shè)備進(jìn)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(gòu)造多種結(jié)構(gòu)形式的振蕩滴灌灌水器，可廣泛適應(yīng)于大田作物、蔬菜、林果業(yè)等灌溉的需求。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明實(shí)施例I的正剖面圖。圖2是實(shí)施例I的振蕩元件部分的放大示意圖。圖3是實(shí)施例I的三維示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的正剖面圖。圖5是實(shí)施例2的振蕩元件部分的放大示意圖。圖6是實(shí)施例2的的三維示意圖。 圖中，I.進(jìn)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(cè)壁9.直側(cè)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(jìn)水槽F.振蕩元件C.流道體
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :參照圖I和圖3，該實(shí)施例所示的振蕩滴灌灌水器由進(jìn)水槽E、振蕩元件F和流道體C組成，進(jìn)水槽E設(shè)有濾窗I并與振蕩元件F的進(jìn)口連通，振蕩元件F的出口與流道體C的進(jìn)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(cè)壁8、直側(cè)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(jié)構(gòu)，梯形的直角邊為直側(cè)壁9，斜邊為斜側(cè)壁8 ;振蕩元件F的最前端是噴嘴3，噴嘴3出口兩邊的側(cè)壁上分別設(shè)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(cè)分別為斜側(cè)壁8和直側(cè)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(jìn)水槽E由進(jìn)水口慮窗I與收縮段2組成，進(jìn)水通過進(jìn)水口慮窗I后進(jìn)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(shè)置一個出水槽。分流劈10的頂端為內(nèi)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(cè)的位差S與噴嘴寬度B的比值為I :1. 2，斜射流側(cè)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(shí)現(xiàn)過程毛管中的壓力水流由濾窗I進(jìn)入進(jìn)水槽E，通過射流噴嘴3形成射流，射流在通過噴嘴3后進(jìn)入射流空間7，由于振蕩元件幾何結(jié)構(gòu)的不對稱性，將貼附于直側(cè)壁9的壁面流動，到達(dá)直射流輸出口 11，通過直射流流道13進(jìn)入出水槽15滴出。此時(shí)，由于射流的卷吸作用，將在控制端口 I 5處產(chǎn)生負(fù)壓，隨著射流的持續(xù)，負(fù)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(cè)的射流，在射流的兩側(cè)產(chǎn)生壓差，控制端口 I 5—側(cè)的壓力大于控制端口 II 6—側(cè)的壓力，使射流發(fā)生偏轉(zhuǎn)，附壁于斜側(cè)壁8的壁面，沿該側(cè)壁面流動至斜射流輸出口 12。此后，在射流卷吸與不對稱結(jié)構(gòu)的共同作用下，射流將恢復(fù)到直側(cè)壁9的壁面，沿該側(cè)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(fù)，通過振蕩元件的水流振蕩，分別在兩條流道內(nèi)產(chǎn)生脈沖水流。利用脈沖過程頻繁的強(qiáng)烈水流沖擊，沖刷并攜帶滴灌系統(tǒng)的易堵塞物質(zhì)，提高灌水器的抗堵塞能力。脈沖水流造成的強(qiáng)烈沖擊，使得流道內(nèi)水流產(chǎn)生劇烈紊動，增強(qiáng)了流道的效能效果，能夠降低灌水器的流態(tài)指數(shù)，提高出水的均勻性。實(shí)施例2
參照圖4、圖6，基本結(jié)構(gòu)特征與實(shí)施例I相似，與實(shí)施例I的不同之處在于分流劈10的頂端為內(nèi)凹的圓弧形，兩條流道成U型排列，設(shè)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(cè)。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(cè)的位差S與噴嘴寬度B的比值為I :1. 0，斜射流側(cè)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(shí)施例予以充分揭示，但所述實(shí)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(shí)施方式。如濾窗可以是多孔網(wǎng)格、多孔陣列等形式，濾窗的位置還可以在進(jìn)水槽的側(cè)面；可以設(shè)置多個進(jìn)水槽，進(jìn)水槽結(jié)構(gòu)、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(jìn)水槽末端，成為一個收縮口，使導(dǎo)流段直接與進(jìn)水槽連通，導(dǎo)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(kuò)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(jié)構(gòu)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(shí)，應(yīng)參考所附的權(quán)利要求書，而不是前述的說明。
權(quán)利要求
1.一種振蕩滴灌灌水器，其特征在于由進(jìn)水槽(E)、振蕩元件(F)和流道體(C)組成，進(jìn)水槽(E)設(shè)有濾窗(I)并與振蕩元件(F)的進(jìn)口連通，振蕩元件(F)的出口與流道體(C)的進(jìn)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(cè)壁(8)、 直側(cè)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(jié)構(gòu)，梯形的直角邊為直側(cè)壁(9)，斜邊為斜側(cè)壁(8);振蕩元件(F)的最前端是噴嘴(3)，噴嘴(3)出口兩邊的側(cè)壁上分別設(shè)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(cè)分別為斜側(cè)壁(8)和直側(cè)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(jù)權(quán)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(jìn)水槽(E)由進(jìn)水口慮窗(I)與收縮段(2)組成，進(jìn)水通過進(jìn)水口慮窗(I)后進(jìn)入收縮段(2)，收縮段(2)后面連接噴嘴(3)。
3.根據(jù)權(quán)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(shè)置出水槽。
4.根據(jù)權(quán)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(shè)置一個或兩個；當(dāng)設(shè)置兩個出水槽時(shí)，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(dāng)設(shè)置一個出水槽時(shí)，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(jù)權(quán)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(cè)壁與右側(cè)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(cè)壁與射流空間(7)的斜側(cè)壁(8)之間的最小距離或噴嘴(3)右側(cè)壁與射流空間(7)的直側(cè)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(cè)壁(8)與噴嘴(3)左側(cè)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(jù)權(quán)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(nèi)凹的尖劈形或圓弧形。
7.根據(jù)權(quán)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(jìn)水槽、振蕩元件和流道體組成，進(jìn)水槽設(shè)有濾窗并與振蕩元件進(jìn)口連通，振蕩元件為不對稱結(jié)構(gòu)，振蕩元件出口與流道體進(jìn)口連通，流道體末端為出水槽。應(yīng)用射流附壁、負(fù)壓控制振蕩技術(shù)與不對成結(jié)構(gòu)特性，驅(qū)使水流在兩條流道內(nèi)間歇性流動，實(shí)現(xiàn)持續(xù)的振蕩與脈沖過程，在流道內(nèi)形成強(qiáng)烈的紊動與沖擊水流，增強(qiáng)灌水器的抗堵塞能力與灌水均勻性。省去現(xiàn)有滴灌脈沖發(fā)生器的橡膠、塑料膜、彈簧等彈性體結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性、耐久性強(qiáng)的特點(diǎn)?？刹捎矛F(xiàn)有滴灌灌水器的材質(zhì)、加工設(shè)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(yīng)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(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者王新坤 申請人:江蘇大學(xué)