專利名稱：一種魚(yú)骨形滴灌灌水器流道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械滴灌技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種魚(yú)骨形滴灌灌水器流道。
背景技術(shù)：
眾所周知，滴灌是目前世界上一種最為先進(jìn)的高標(biāo)準(zhǔn)的灌溉技術(shù)，是發(fā)展節(jié)本增 效、高產(chǎn)、高質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的有效途徑。世界各國(guó)都在大力推廣此項(xiàng)技術(shù)。在滴灌系統(tǒng)中，滴 頭是滴灌系統(tǒng)中尾部設(shè)備，也是滴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能好壞直接影響滴灌系統(tǒng)的灌 溉質(zhì)量。滴頭堵塞一直是設(shè)備失效的主要原因，而堵塞主要是由水、肥、藥液中的雜質(zhì)或化 學(xué)物質(zhì)和微生物的衍生堵塞了滴頭中狹小的流道而引起的。流量也隨著流道的堵塞程度發(fā) 生不同的變化，導(dǎo)致灌水不均，精度差，甚至失效。滴頭堵塞問(wèn)題一直是滴灌專家們關(guān)注的 熱點(diǎn)。 為了使滴灌適用于大田作物，90年代后，先進(jìn)國(guó)家又將單個(gè)的滴頭結(jié)構(gòu)研究成內(nèi) 鑲式小滴灌元件熱塑于滴灌管中，形成滴灌管(帶)，這樣既降低成本，又便于安裝，甚至于 直接在塑料薄膜上制造出滴頭結(jié)構(gòu)形成薄膜型滴灌帶，成本更低。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了很大 的成功。但由于這種薄膜型滴灌帶產(chǎn)品制造需專用生產(chǎn)設(shè)備，制造較為復(fù)雜，有一定難度， 所以這種產(chǎn)品的流道結(jié)構(gòu)就受到一定限制，早期的流道結(jié)構(gòu)為在薄壁軟管的一側(cè)邊熱合成 一排矩形流道(通常稱單邊槽式)。經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查，目前世界上美國(guó)、澳大利亞、韓國(guó)等微灌技 術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家已有5種薄膜型滴灌帶在使用，第1種為單邊矩形流道，第2種為常見(jiàn)的上下三 角形流道，第3種上下三角形微斜流道，第4種為雙斜矩形，第5種為方形內(nèi)島型流道。目 前世界上公認(rèn)，滴頭的性能一般用流量隨壓力變化的關(guān)系式來(lái)進(jìn)行表示，即——q = khx，滴 頭的幾何尺寸與水力性能的關(guān)系為，盡可能大的流道過(guò)流盡可能小的流量，并且流量隨壓 力變化不明顯(即不敏感，x值小)，是代表該產(chǎn)品的優(yōu)劣和先進(jìn)程度，也就是在整個(gè)流道 中過(guò)流斷面最小處的面積要相應(yīng)大，而對(duì)應(yīng)的流量要相應(yīng)小，并值x相應(yīng)也小為好。現(xiàn)有技 術(shù)中這幾種流道結(jié)構(gòu)經(jīng)測(cè)試流量隨壓力變化的敏感系數(shù)x值在微壓(5米水柱以)下均在 0. 5以上，最小0. 5388，最大超過(guò)0. 6為0. 6734。最小過(guò)流斷面第5種0. 126mm2，在0. 2mm2 堵塞敏感尺寸以下，第4種為0. 2064mm2，接近堵塞敏感尺寸，第1種為0. 2944mm2，第3種為 0. 3744mm2，第2種為0. 46mm2，有2種易堵塞，1種極易堵塞，因此對(duì)薄壁型滴灌灌水器的流 道研究工作也還處于開(kāi)始階段。目前市場(chǎng)上國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品為上述第一種單邊槽 式的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在微壓下能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的紊流作用，從而能提高抗堵 塞性能的魚(yú)骨形滴灌灌水器流道。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種魚(yú)骨形滴灌灌水器流道，由上、下邊界和流道深 形成槽形流道，所述邊界由兩個(gè)以上齒形角依次連接構(gòu)成，上邊界和下邊界的齒形角交錯(cuò) 排列；
所述齒形角由兩段大小不等的圓弧構(gòu)成，其中較大圓弧的圓心與較大圓弧位于流 道長(zhǎng)度方向中心面的不同側(cè)，較小圓弧的圓心與較小圓弧位于流道長(zhǎng)度方向中心面的同 為了使水流流動(dòng)順暢，減少停滯區(qū)，相互連接的兩個(gè)齒形角的齒根交角為圓弧倒 角。 為了加強(qiáng)對(duì)水流的擾動(dòng)，改變滴頭的水力性能，所述齒形角的齒頂尖位于流道長(zhǎng)
度方向的中心面上或伸長(zhǎng)到流道長(zhǎng)度方向的中心面的另一側(cè)。 所述齒形角的齒頂尖可以為尖角，也可以為圓弧角。 為了對(duì)水流有序疏導(dǎo)，增強(qiáng)流道的抗堵塞能力，所述齒形角的齒頂尖到相對(duì)邊界 的最小距離與流道深的乘積不小于0. 2mm2，即水流的最小過(guò)流斷面積不小于0. 2mm2 ;水流 的最小過(guò)流斷面積最大可以到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)允許的情況下，由于本發(fā)明產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)比較 小，流道最小寬度的上限不超過(guò)5mm，因此水流最小過(guò)流斷面積最大情況下也不會(huì)太大。
本發(fā)明的有益效果為 1、本發(fā)明魚(yú)骨形滴灌灌水器流道，由圓弧組成的齒形角流道結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠使 在流道中的水流在一定壓力下(尤其是小的水壓——微壓下)產(chǎn)生較強(qiáng)的紊流作用，一方 面能使灌水器的水力性能提高，另一方面能使灌水器抗堵塞能力增強(qiáng)，較強(qiáng)的紊流作用可 使在同樣水壓和過(guò)流斷面下有較小的過(guò)水流量，反之在同樣的過(guò)水流量下可增大過(guò)流斷 面，從而提高了抗堵塞性能，另外流道邊界均由圓組成避免了流道結(jié)構(gòu)的尖角和突然的拐 角，減弱了流道中的流動(dòng)滯止區(qū)，能夠使水流流動(dòng)順暢，雜物不易停滯，從而進(jìn)一步提高了 灌水器的抗堵塞能力； 2、本發(fā)明魚(yú)骨形滴灌灌水器流道結(jié)構(gòu)中，有壓水流由一側(cè)單元進(jìn)口流入流道內(nèi)， 經(jīng)齒形角進(jìn)行擾動(dòng)，再經(jīng)齒根的圓弧倒角有序?qū)Я?，再由另一?cè)相對(duì)應(yīng)的齒形角擾動(dòng)和導(dǎo) 流就將有壓水在流道中的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了改變，由層流改為了紊流；齒形角的較小圓弧面 使得擾動(dòng)加強(qiáng)(即紊流態(tài)加強(qiáng))，使滴頭水力性能改變，從而減小滴頭隨壓力變化的敏感系 數(shù)x，流量隨壓力變化敏感程度下降；另一方面，由于水流在經(jīng)歷齒形角的擾動(dòng)后在背水面 齒根處容易產(chǎn)生旋渦使得流速減慢，雜質(zhì)易于沉淀，久之會(huì)導(dǎo)致狹小的流道堵塞，使滴灌產(chǎn) 品失效，縮短壽命，發(fā)明人將齒根交角設(shè)置為圓弧倒角對(duì)水流進(jìn)行有序疏導(dǎo)，減少在流道中 的滯止區(qū)，防止雜質(zhì)沉淀產(chǎn)生堵塞，提高抗堵性能。由于本發(fā)明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的x值較小，因此 可將齒形角的齒頂尖距相對(duì)的邊界的最小過(guò)流斷面值設(shè)計(jì)的稍大些，增加過(guò)流斷面積也進(jìn) 一步增強(qiáng)抗堵塞性能； 3、本發(fā)明流道結(jié)構(gòu)最小流道處過(guò)流斷面積均在0. 7mm2以上，而流量隨壓力變化的 敏感系數(shù)x值在全壓(1-10米水柱)下為O. 4498，微壓(5米水柱以)下為O. 4523，在紊流 滴灌灌水器中具有較好的水力性能表現(xiàn)； 4、用本發(fā)明結(jié)構(gòu)形成的滴灌帶(管)可廣泛應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培、大田作物灌溉 以及城市園林風(fēng)景區(qū)的作物灌溉，滴灌效果好，灌水均勻，不易發(fā)生堵塞。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1放大了的流道結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明產(chǎn)品形成薄壁疊壓式滴灌帶結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明產(chǎn)品形成內(nèi)貼條式薄壁滴灌帶結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明產(chǎn)品形成側(cè)翼迷宮形薄壁滴灌帶結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本發(fā)明產(chǎn)品形成內(nèi)鑲式滴灌帶的片狀滴頭元件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是本發(fā)明產(chǎn)品形成內(nèi)鑲式片狀滴灌帶的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8是本發(fā)明產(chǎn)品形成內(nèi)鑲式滴灌管的圓管狀滴頭元件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖9是本發(fā)明產(chǎn)品形成內(nèi)鑲式管狀滴灌管的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1、邊界；2、齒形角；3、圓弧倒角；4、齒頂尖；5、流道深；6、較大圓??；7、較小 圓弧；8、有壓水流；9、進(jìn)水口 ；10、塑料管；11、流道；12、出水口 ；13、內(nèi)貼塑料薄膜。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例的方式，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明
的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。 實(shí)施例1 如圖1、圖2所示， 一種魚(yú)骨形滴灌灌水器流道，由上、下邊界1和流道深5形成槽 形流道，所述邊界1由兩個(gè)以上齒形角2依次連接構(gòu)成，上邊界和下邊界的齒形角2交錯(cuò)排 列；所述齒形角2由兩段大小不等的圓弧構(gòu)成，其中較大圓弧6的圓心與較大圓弧6位于流 道長(zhǎng)度方向中心面的不同側(cè)，較小圓弧7的圓心與較小圓弧7位于流道長(zhǎng)度方向中心面的 同側(cè)；相互連接的兩個(gè)齒形角2的齒根交角為圓弧倒角3 ;所述齒形角2的齒頂尖4位于流 道長(zhǎng)度方向的中心面上或伸長(zhǎng)到流道長(zhǎng)度方向的中心面的另一側(cè)；所述齒形角2的齒頂尖 4可以是尖角，也可是圓弧倒角；齒頂尖4到相對(duì)邊界的最小距離與流道深5的乘積不小于 0. 2mm2。 有壓水流8由一側(cè)單元進(jìn)口流入流道內(nèi)，經(jīng)齒形角2進(jìn)行擾動(dòng)，再經(jīng)齒根處的圓弧 倒角3有序?qū)Я?，再由另一?cè)相應(yīng)的齒形角擾動(dòng)和導(dǎo)流，就將有壓水在流道中的流動(dòng)狀態(tài) 進(jìn)行了改變，由層流改為了紊流。齒形角的較小圓弧面使得擾動(dòng)加強(qiáng)(即紊流態(tài)加強(qiáng))使 其滴頭水力性能改變，從而減小滴頭隨壓力變化的敏感系數(shù)x，流量隨壓力變化的敏感程度 下降；水流在經(jīng)歷齒形角2的擾動(dòng)后在背水面齒根處會(huì)產(chǎn)生旋渦使得流速減慢，雜質(zhì)易于 沉淀，久之會(huì)導(dǎo)致流狹小的流道堵塞，使滴灌產(chǎn)品失效，縮短壽命，因此，齒根處的圓弧倒角 4能對(duì)水流進(jìn)行有序疏導(dǎo)，減少在流道中的滯止區(qū)，防止雜質(zhì)沉淀產(chǎn)生堵塞，提高抗堵性能。 由于這種結(jié)構(gòu)的x值較小，因此可將齒形角的齒頂尖距相對(duì)流道邊界的最小過(guò)流斷面處設(shè) 計(jì)的稍大些，增加過(guò)流斷面積也進(jìn)一步增強(qiáng)抗堵塞性能。
實(shí)施例2 將實(shí)施例1中的產(chǎn)品在微壓滴灌中的薄壁(其它壓力下可增加壁厚)滴灌帶中使 用，有以下5種實(shí)施方式可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。
1、形成薄壁疊壓式滴灌帶，如圖3所示， 將本發(fā)明魚(yú)骨形滴灌灌水器流道11通過(guò)薄壁塑料膜兩邊壁內(nèi)外交錯(cuò)疊壓用塑料 模具熱合或其它粘合的方法形成帶有上述流道的薄壁滴灌帶，在流道的進(jìn)水端粘合成小顆 粒狀過(guò)濾進(jìn)水口 9，便于過(guò)濾水中較大雜質(zhì)，在流道出水端有一較大出水池，在出水池上開(kāi) 一小狹縫出水口 12便于出水，這種出水口的優(yōu)點(diǎn)在于防止植物根系進(jìn)行滴灌帶流道內(nèi)，形成堵塞。 一個(gè)流道形成一個(gè)滴頭單元，在薄壁管上可相距一定距離再用同樣的方法形成另 一個(gè)滴頭單元，依次形成長(zhǎng)長(zhǎng)的帶狀薄壁滴灌帶用于農(nóng)業(yè)灌溉。
2、形成內(nèi)貼條式薄壁滴灌帶，如圖4所示， 與產(chǎn)品1中不同的是將薄壁塑料管一側(cè)內(nèi)壁貼上一條內(nèi)貼塑料薄膜13，在所貼的 這條薄膜與外壁間熱合成本發(fā)明流道單元ll，其流道單元的進(jìn)水口為在內(nèi)貼條的內(nèi)側(cè)流道 上開(kāi)一系列進(jìn)水口 9。 3、形成側(cè)翼迷宮形薄壁滴灌帶，如圖5所示， 與1中不同的是塑料薄膜兩長(zhǎng)邊緣重合在一起，在側(cè)邊分別膜壓成本發(fā)明的流道 11單元，其流道單元的進(jìn)水口和出水口具有多小過(guò)濾口的進(jìn)出水口 。
4、形成內(nèi)鑲式滴灌帶，如圖6 、圖7所示， 與1中不同的是本發(fā)明流道做在一扁片塑件滴頭上，滴頭再內(nèi)鑲于塑料管內(nèi)，滴
頭的間距可根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)調(diào)整。 5、形成內(nèi)鑲式滴灌管，如圖8、圖9所示， 與4中不同的是本發(fā)明流道做在一圓管狀滴頭元件上，滴頭元件再內(nèi)鑲于塑料管 內(nèi)，滴頭的間距可根據(jù)需要在一定范圍內(nèi)調(diào)整。
權(quán)利要求
一種魚(yú)骨形滴灌灌水器流道，由上、下邊界(1)和流道深(5)形成槽形流道，其特征在于所述邊界(1)由兩個(gè)以上齒形角(2)依次連接構(gòu)成，上邊界和下邊界的齒形角(2)交錯(cuò)排列；所述齒形角(2)由兩段大小不等的圓弧構(gòu)成，其中較大圓弧(6)的圓心與較大圓弧(6)位于流道長(zhǎng)度方向中心面的不同側(cè)，較小圓弧(7)的圓心與較小圓弧(7)位于流道長(zhǎng)度方向中心面的同側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的魚(yú)骨形滴灌灌水器流道，其特征在于相互連接的兩個(gè)齒形角(2)的齒根交角為圓弧倒角(3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的魚(yú)骨形滴灌灌水器流道，其特征在于所述齒形角(2)的齒頂尖(4)位于流道長(zhǎng)度方向的中心面上或伸長(zhǎng)到流道長(zhǎng)度方向的中心面的另一側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的魚(yú)骨形滴灌灌水器流道，其特征在于所述齒形角(2)的齒頂尖(4)為尖角或圓弧角。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的魚(yú)骨形滴灌灌水器流道，其特征在于所述齒形角(2)的齒頂尖(4)到相對(duì)邊界的最小距離與流道深(5)的乘積不小于0.2mm2。
全文摘要
本發(fā)明提供一種魚(yú)骨形滴灌灌水器流道，由上、下邊界(1)和流道深(5)形成槽形流道，其特征在于所述邊界(1)由兩個(gè)以上齒形角(2)依次連接構(gòu)成，上邊界和下邊界的齒形角(2)交錯(cuò)排列；所述齒形角(2)由兩段大小不等的圓弧構(gòu)成，其中較大圓弧(6)的圓心與較大圓弧(6)位于流道長(zhǎng)度方向中心面的不同側(cè)，較小圓弧(7)的圓心與較小圓弧(7)位于流道長(zhǎng)度方向中心面的同側(cè)。本發(fā)明魚(yú)骨形滴灌灌水器流道，由圓弧組成的齒形角流道結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠使在流道中的水流在一定壓力下產(chǎn)生較強(qiáng)的紊流作用，一方面能使灌水器的水力性能提高，另一方面能使灌水器抗堵塞能力增強(qiáng)。
文檔編號(hào)B05B1/20GK101712016SQ20091023499
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者方部玲, 耿華娟, 齊松濤 申請(qǐng)人:河海大學(xué)