专利名称：一种预沉式抗堵塞灌水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节水灌溉装置，具体涉及一种预沉式抗堵塞灌水器。
背景技术：
节水灌溉是世界各国发展现代农业所采取的主要措施，微灌作为节水灌溉中一种先进的高标准灌溉技术，已被世界上100多个国家采用。其中滴灌最具节水、增产、高效等显著优势，可广泛应用于果树、蔬菜、花卉、药材等经济作物种植中。灌水器是滴灌系统的核心部件，其性能好坏对整个滴灌系统的推广应用和使用效果起着决定性的作用。
现有灌水器主要采用了迷宫形式的流道，如滴灌技术的发明者以色列NETAFIM公司最新的第五代注塑紊流滴头系列，以及目前我国主要滴灌厂家生产的压力补偿式滴头等。迷宫形式的流道具有结构紧凑、出水均匀度高等优点，但是狭小迂回的流道极易被堵塞，严重地影响了灌水器的使用寿命。
发明内容
本实用新型的主要目的在于克服现有灌水器易堵塞的缺点，提供一种预沉式抗堵塞灌水器，该灌水器拆卸方便，易安装使用，并且具有更高的出水均匀度和更强的抗堵塞性能。
本实用新型提供一种预沉式抗堵塞灌水器，包括流道部分以及上下两个盖帽，其特征在于所述流道部分由进水端面和出水端面构成双面流道；进水端面的中部设有一个进水沉槽，其四周分布有沉淀槽，进水沉槽的边缘处设有与第一个沉淀槽相连的缺口，每两个沉淀槽由一条短小的通道相连，使整个流道形成一条环链；最后一个沉淀槽中设有滤网，作为该条流道的出水口，并与出水端面的流道相连；出水端面设有环状的平面迷宫式流道，出水端面的中部设有与迷宫式流道的出口相连的出水沉槽；沉淀槽的断面面积大于迷宫式流道的断面面积；进水盖帽密封流道部分的进水端面，其上设有的进水接头与进水沉槽相连，出水盖帽密封流道部分的出水端面，其上设有的出水接头与出水沉槽相连，进水盖帽和出水盖帽之间可拆卸连接。
本实用新型中灌水器的流道部分创造性地采用了双面流道结构。进水端面上的流道由多个尺寸相对较大的沉淀槽组成，相当于多个连续沉淀池的功效，在该部分中的水流缓慢，固体颗粒容易沉淀，达到了灌水器对固体颗粒预沉淀之目的；在另一个端面上设有环状的平面迷宫式流道，连续拐角处的局部消能以及环状水流的离心力作用保证了灌水器具有更为高效的消能效果。本实用新型可广泛适用于果树等深埋式作物的根部节水灌溉。
图1为灌水器三维结构示意图，其中，图1.1为灌水器整体结构示意图，图1.2为流道部分同出水盖帽(2)的装配示意图，图1.3为流道部分的三维结构示意图，图1.4为进水盖帽的三维结构示意图，图1.5为出水盖帽的三维结构示意图。
图2为进水盖帽结构三视图，其中，图2.1为主视图，图2.2为俯视图，图2.3为仰视图。
图3为流道部分结构三视图，其中，图3.1为主视图，图3.2为俯视图，图3.3为仰视图。
图4为出水盖帽结构三视图，其中，图4.1为主视图，图4.2为俯视图，图4.3为仰视图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本实用新型的具体工作方式作进一步详细的阐述本实用新型要求灌水器在一定的工作水头(压力)范围内，得到稳定的出水流量。如图1所示，本实用新型的灌水器包括三个主要组成部分进水盖帽1、出水盖帽2和流道部分3。从图1可以看出灌水器的主要组成部分以及相互配合的情形，出水盖帽2密封流道部分3的出水端面，同时进水盖帽1则密封流道部分的进水端面，从而形成灌水器最终的双面流道结构。
图2为进水盖帽1的结构示意图，在进水接头12套上塑料管引入工作水流。盖帽内端面上的进水凸环14卡入流道部分2的进水端面上的进水沉槽7中，防止水流从四周直接渗入沉淀槽构成的流道之中。图中所示的凹销13同出水盖帽2的凸销16进行配合，形成了固定灌水器各部分的锁扣功能。另外，如图中的条形筋板11是灌水器装配时的防滑结构。
如图3所示，双面流道部分3的两个端面上设有不同结构形式的两种流道。进水端面的中部为一个进水沉槽7，其四周分布有若干沉淀槽8。进水沉槽7的边缘处设有与第一个沉淀槽8相连的缺口6，每两个沉淀槽8由一条短小的通道6相连，使整个流道形成了一条环链。在最后一个沉淀槽8中设有滤网5，作为该条流道的出水口，并与出水端面上的流道相连，其中滤网起到了出水和过滤的作用。出水端面设有环状的平面迷宫式流道10，其中部设有与流道10出口相连的出水沉槽9。沉淀槽8的断面面积远大于迷宫式流道10的断面面积，最好为2-3倍。
作为一种实例，进水沉槽7和出水沉槽9均为圆形，沉淀槽8为大小和形状相同的扇形槽，均匀分布在进水沉槽7的四周。迷宫式流道的单元结构采用锯齿形，齿尖夹角为30°(齿尖夹角在10-30°之间亦可)，断面为矩形。
图4为灌水器出水盖帽2的结构示意图，在出水接头18套上塑料管导出工作水流，其中出水凸环19则同进水凸环14具有相同的功能，凸销16的功能在上文已经阐述，耳状筋板17是灌水器装配时的扭动装置，图中所示的凹槽15同流道部分3的凸台4相互咬合，实现盖帽同流道部分的配合限位。上下两个盖帽主要起到了密封流道以及辅助灌水器装配的作用。实现灌水器的可拆卸结构设计，除了上文陈述的装配方法以外还可以采用其他多种装配方式，如采用螺纹装配等。另外，在盖帽的与流道接触端面上设有环状凸环，断面为矩形。当盖帽同流道部分装配时该凸环套入流道端面上的沉槽之中，有效地防止了水流直接进入流道之中。
水流以一定的工作水头从进水盖帽1流入进水沉槽7，从进水沉槽边缘处的缺口进入第一个沉淀槽8，由于沉淀槽的尺寸相对较大，所以水流较为缓慢，且不易形成湍急的漩涡。接着由缺口6进入下一个沉淀槽，如此循环直到最后一个沉淀槽。运行平缓的水流经沉淀槽中的滤网5进入到另一端面。在另一端面上，水流从滤网5流入迷宫式流道的入口，然后沿迷宫式流道10运动，最终到达出水沉槽9中，并经出水盖帽2流出灌水器。至此，灌水器完成了从进水到出水的整个过程。
以上阐述了灌水器的结构特点和工作过程，下面主要说明灌水器的工作原理。该灌水器的主要特点是引入了双面流道结构，作为该发明的一种实例这里分别采用了环状的沉淀槽以及锯齿结构的平面迷宫流道。水流首先进入由多个沉淀槽组成的第一个流道之中，由于每个沉淀槽相互独立且尺寸较大，使水流出现间断性的特征，同时在每个沉淀池中流速缓慢，没有形成湍急的漩涡。在该种流态特征的流场中，密度较大的固体颗粒容易发生沉淀，由于流道的尺寸比较大，所以还不足以堵塞整个流道。因此具有该种结构特点的流道为灌水器提供了固体颗粒的预沉淀作用，有效地解决了灌水器的易堵塞的难题。另一方面，灌水器的第二个流道则为其提供了更为高效的消能效果。水流在经过齿尖夹角不大于30°的锯齿形结构的迷宫流道时，一方面要克服摩擦阻力的作用；另一方面，由于流道的转角急、多且连续拐角容易形成漩涡，这些漩涡也具有一定的消能作用；再者，由于流道整体上呈环状，水流还要克服离心力的作用。上述三个方面的共同作用，使得水流的能量在较短的距离内得到了较大的消耗，实现了灌水器的消能和压力调节功效。在该流道中的水流流态表现为全紊流，其流态指数为0.5左右，而迷宫流道的齿槽结构及尺寸则决定了灌水器的出水流量。
综上所述，该灌水器创造性地引入了双面流道，在有效解决灌水器易堵塞难题的同时提供了更为高效的消能效果；另外，灌水器还采用了可拆卸的结构设计，使其装配与维护更为简单和便利。
权利要求1.一种预沉式抗堵塞灌水器，包括流道部分以及上下两个盖帽，其特征在于所述流道部分(3)由进水端面和出水端面构成双面流道；进水端面的中部设有一个进水沉槽(7)，其四周分布有沉淀槽(8)，进水沉槽(7)的边缘处设有与第一个沉淀槽(8)相连的缺口(6)，每两个沉淀槽(8)由一条短小的通道(6)相连，使整个流道形成一条环链；最后一个沉淀槽(8)中设有滤网(5)，作为该条流道的出水口，并与出水端面的流道相连；出水端面设有环状的平面迷宫式流道(10)，出水端面的中部设有与迷宫式流道(10)的出口相连的出水沉槽(9)；沉淀槽(8)的断面面积大于迷宫式流道(10)的断面面积；进水盖帽(1)密封流道部分的进水端面，其上设有的进水接头(12)与进水沉槽(7)相连，出水盖帽(2)密封流道部分的出水端面，其上设有的出水接头(18)与出水沉槽(9)相连，进水盖帽(1)和出水盖帽(2)之间可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的灌水器，其特征在于出水端面上的迷宫式流道(10)，其单元结构为锯齿形，齿尖夹角为10-30°，断面为矩形。
3.根据权利要求1或2所述的灌水器，其特征在于沉淀槽(8)的断面面积为迷宫式流道(10)的断面面积的2-3倍。
4.根据权利要求1或2所述的灌水器，其特征在于进水盖帽(1)的内端面上设有进水凸环(14)与进水沉槽(7)匹配，出水盖帽(2)的内端面上设有出水凸环(19)与出水沉槽(9)匹配；出水盖帽(2)上的凹槽(15)同流道部分(3)的凸台(4)相互咬合，实现两个部件的配合限位；进水盖帽(1)的凹销(13)配合出水盖帽(2)的凸销(16)形成两对锁扣，实现灌水器整体的装配固定。
5.根据权利要求3所述的灌水器，其特征在于进水盖帽(1)的内端面上设有进水凸环(14)与进水沉槽(7)匹配，出水盖帽(2)的内端面上设有出水凸环(19)与出水沉槽(9)匹配；出水盖帽(2)上的凹槽(15)同流道部分(3)的凸台(4)相互咬合，实现两个部件的配合限位；进水盖帽(1)的凹销(13)配合出水盖帽(2)的凸销(16)形成两对锁扣，实现灌水器整体的装配固定。
专利摘要本实用新型公开了一种预沉式抗堵塞灌水器，包括双面流道部分以及上下两个盖帽。双面流道部分的两个端面上分别设有形状和功能各自不同的两种流道。进水面上的流道主要由若干沉淀槽组成，相当多个连续沉淀池的功效。水流经沉淀槽后从最后一个沉淀槽中的滤网进入到另一端面。在另一端面上，流道呈现为环状的平面迷宫，单元结构为锯齿形，断面为矩形。配合上下两个盖帽，形成了最终的双面流道。预沉式流道可以极大地提高灌水器的抗堵塞能力，而锯齿状流道则保证了灌水器更为高效的消能效果。另外，该灌水器还采用了可拆卸的结构设计，进一步提高其使用和维护的便利性，可广泛应用于果树等深埋式作物的根部节水灌溉。
文档编号A01G25/02GK2705006SQ200420018
公开日2005年6月22日 申请日期2004年5月25日 优先权日2004年5月25日
发明者史玉升, 董文楚, 黄树槐, 魏青松, 鲁俊 申请人:华中科技大学