专利名称：旱地移动式增压补水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种农用灌溉补水设备，尤其是旱地移动式增压补水器。
背景技术：
干旱、水资源短缺和环境污染严重已成为世界性的三大问题。全世界干旱半干旱地区的耕地面积约占总耕地面积的43％。
我国是世界上13个贫水国之一，又是世界上水资源浪费最多的农业大国。全国干旱半干旱地区面积占全国总土地面积的52.5％，主要集中在东北、华北和西北15个省区。全国总耕地面积1.23亿hm2，其中旱耕地面积7300万hm2占59.6％；农业用水量占总用水量的73.4％，农业灌溉用水利用系数仅为0.3-0.4，农作物水分生产率平均1kg/m3左右，仅为以色列(2.32kg/m3)的43.1％。20世纪90年代后，由于干旱自然灾害频发，全国每年因旱灌区农田缺水300亿m3，667万hm2得不到有效灌溉，年均受旱面积近2600万hm2，每年因旱灾造成的农作物损失约150亿kg以上，旱灾造成的损失超过各种灾害损失总量的60％。据预测，到2030年前后，全国人口将达到16亿高峰，届时需求粮食6.4-7.2亿t，农业灌溉面积需发展到6000万hm2，水资源缺口更大。必须通过高效用水、集水、节水、回收水利用，和大力发展旱作补水增产来实现。
宁夏地处我国西北内陆，干旱半干旱地区占70％左右，涉及农业人口212万。近些年来，因降雨偏少或连年的干旱，全区旱作农田受旱面积增至20万hm2左右，尤以中部干旱带地区旱作农业欠收或绝产频发，人口较建国初期增长了近4倍，人口密度达到42人/hm2以上，超过干旱区联合国确定的人口密度临界值7人/hm2的7倍，自然条件严酷，“十年九旱”，特别干旱年份年降雨量不足100mm，农业广种薄收，贫困面大，为全国最为贫困的地区。
总体上讲，多途径发展节水农业，提高水、地资源利用效率和效率，成为21世纪我国从根本上缓解水资源紧缺、水资源高效利用的有效途径和战略措施。20世纪70年以来，宁夏在加强干旱区自然生态、生产条件的改善的前提下，调整农业产业结构，发展扬黄灌溉112.93万亩、库井蓄水集雨灌4.0万亩和11.02万亩，积极推广“粮、经、饲(草)多元种植结构，培育绿洲农业和马铃薯、压沙西甜瓜等特色产业，局部实现传统农业生方式的根本转变和经济的较快发展。实践证明，通过库井、窖集雨蓄水有效地利用有限的降雨、地下水资源，发展旱地补充高效农业将成为今后半干旱地区实现节水与增产提供了一条新的途径。但在新技术应用方面，尤以在发展特色作物种植与补水技术的结合上，如机械补水、坐水点播、地膜覆盖、喷滴灌等抗旱节水技术的应用投入较大，大多靠政府投入，农民生产投入和自救能力弱，见苗“三分收”的传统旱作农业生产方式和观念制约了技术应用效果的有效发挥，也制约了大面积推广。在长期生产实践过程中，农民总结出以不增加经济投入，以小面积高强度“人拉、手提、一个坑坑、一勺水”传统的地面穴(窝)状抗旱自救补水方式(以下简称人工传统补水方式)，费工费时，补水效率低，劳动力强度大，且补水入渗浅、损失快、地面易板结，同时改革开放后大量年青劳动力进入二、三产业生产，农村劳动力人员紧缺或弱化现象严重。另外，机械补水虽效率较高，可大面积作业，节约劳动力，但在贫困地区农民无力增加高额的机械耗能和作业等费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、工作效率高、成本低廉的旱地移动式增压补水器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种旱地移动式增压补水器，其特别之处在于包括水源、增压设备、和至少一个注水器，其中前述增压设备的进水口通过管道与水源连通，而增压设备的出水口通过管道与注水器连通。
其中水源是窖水、井水、河湖水、渠水、水库水、或池塘水。
其中水源是安装在运载工具上的盛水容器。
其中增压设备是人力增压器，运载工具是人力小车，在该人力小车上安装有盛水容器，在该人力小车上还安装有前述人力增压器。
其中增压设备是机械增压泵，该机械增压泵安装在拖拉机上并以拖拉机的发动机为动力源。
其中增压设备是电动增压泵，在该电动增压泵的出水口与管道之间还安装有变径系统，该变径系统通过管道与注水器连通。
其中注水器是一段水管，该水管的一端通过管道与增压设备的出水口连通，在该水管上还安装有阀门。
其中注水器包括一除尘枪或水枪，该除尘枪或水枪的注水口通过管道与增压设备的出水口连通，在该除尘枪或水枪的枪口处安装有一加长注水管。
其中加长注水管远离枪口的一端封闭，在该封闭处旁的加长注水管壁上开有至少一个注水孔。
其中注水器包括一滚动体，在该滚动体外表面安装有至少一个可在滚动体滚动时插入地表并且注水的注水头，而注水头靠近该滚动体内的一端设有可与外部供水管道连接的接头，其中注水头包括一注水头本体和安装在该注水头本体内的按压式阀门，该按压式阀门的一端伸出注水头本体外。
其中所述按压式阀门包括相配合的环状阀门座和阀杆，其中阀门座固定在注水头本体内，阀杆的一端通过弹簧与阀门座连接从而在不受外力的情况下使所述按压式阀门关闭，而阀杆的另一端伸出注水头本体外。
很明显，采用本发明的补水器进行灌溉补水，作业效率明显提高、节水效果显著。与传统穴补相比，还可有效减少地表无效蒸发，显著提高水资源利用率。并且拆装和使用都很方便，对土壤和地形的适应性强，不产生地面径流和深层渗漏，可形成类同滴灌或膜下灌溉的微环境，达到极限节水。补水器自身结构简单、轻便携带、工作效率高，成本低廉，非常适于在我国北方旱作农业生产区中推广应用。
本项技术系列产品的开发，立足于实际生产需要，着眼于我国北方干旱半干旱地区库、井、窖蓄水集雨补灌农业发展的适用性及应用前景，以及发展节水农业的需求。按机械性能和可操作性特点，分机载自压式、机载增压式、电动增压式多头注水和人力增压单头或多头注水等类型不同型号移动式补水器。其中人力移动增压式补水器分单容水器桶、双容水器载水人力移动增压式补水器和引伸式输水双轮支撑惯性移动人力增压补水器(也称坡地人工移动增压式补水器)三种型号，集人工移动、增压、注水于一体，连接1-2个注水器，一般劳动力1人就可以一个手牵引和增压、另一个手注水轻松操作，老少皆宜，适宜一家一户和弱势劳动力使用。特别是引伸式输水补水器，按惯性原理设计，延伸式输水补水，适宜坡地等各种农田地型作业，可与库、井、窖蓄水源配套，延伸输水适宜长度可达50m。
机载增压式补水器与小型的农用三轮车或小四轮拖拉机连接增压和载水，多头连接与宽带人力注水作业结合；适宜穴(行)植各种作物座水穴播补水或生育前期补水规摸化生产作业。
电动增压式补水器电源增压，可与库、井、窖蓄水源延伸输水配套，多头宽带人工注水，避免了机械全程补水(地面撒水)作业高频率压地、需水量大、水分入渗浅、水源浪费多和损失大的难题。
机载自压式补水器集机械载水、增压和自压穴注水于一体，无需过多人力，适宜各种较密作物座水(穴播补水)和作物生育前期抗旱补水等规摸化生产作业。机械性能能较长高，结构也较复杂。
这类补水器还具有一机多用的功能，可堕水将肥化、农药注入根区入土深可达20-30cm，无外露径流损失，无地面板结，省时省工，还直接作喷雾器使用，更多地体现经济适用、补水效率高、可作操性强等“以人为本”技术耦合的特点和性能。除机载自压式补水器外，其余均结构间单，轻便灵活，不受耕地平整、土壤松软、作物不同生育时期和作物高低的限制，各种穴(行)植作物全生育期均可随时根据需要灵活地安排作业，造价低廉、工作效率高，经济适用。因此，为促进与干旱半干旱区抗旱补水高效农业的可持续发展的有效结合开辟了一条新的途径，适宜我国北方干旱半干旱地区应用推广。
附图1为本发明实施例1的结构示意图；附图2为本发明实施例2的结构示意图；附图3为本发明实施例3的结构示意图；附图4为本发明实施例4的结构示意图；附图5为本发明其中一种注水器的结构示意图；附图6为本发明其中一种注水器的结构示意图；附图7为图6中注水头(4)部分的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图来对本发明作进一步详细的说明实施例1如图1所示，水源采用安装在人力小车上的水桶(盛水容器)，人力小车安装有一个导向轮和两个定向轮，在人力小车的车架上安装有用于固定水桶的支架，增压设备采用在人力小车的车架上安装的带有增压器操作杆的人力增压器。
另外还可以在人力小车的导向轮两侧分别安装平衡轮(辅助支撑轮、或不安装)从而更容易在田间移动，增加车体的平衡性。
如图5所示，注水器由常规的除尘枪或水枪改造而成，除尘枪或水枪的注水口通过管道与增压设备的出水口连通，在除尘枪或水枪的枪口处安装有一加长注水管1即可。
另外可以将加长注水管1远离枪口的一端封闭，在该封闭处旁的加长注水管1壁上开若干注水孔2(通孔)，并且注水孔2数量沿加长注水管1的圆周和轴线方向均匀分布，越靠近封闭处的注水孔2直径越大，经过试用证明这样的设计能够尽可能的防止注水孔2阻塞，减少地表蒸发，扩大补水区域，提高补水效率。
如图6所示为注水器的另一种形式，包括一滚动体3，具体可以是桶状、轮状、或近似桶状的多面体，在滚动体3外表面安装有至少一个可在滚动体3滚动时插入地表并且注水的注水头4，而注水头4靠近该滚动体3内的一端设有可与外部供水管道连接的接头。
注水头4沿滚动体3外表面圆周方向均匀分布，而且为保证注水头4最大限度的插入地表中，注水头4最好与其所在的滚动体3外表面大体垂直。
如图7所示，注水头4包括一注水头本体和安装在该注水头本体内的按压式阀门，按压式阀门包括相配合的环状阀门座和阀杆，其中阀门座固定在注水头本体内，阀杆的一端通过弹簧与阀门座连接从而在不受外力的情况下使所述按压式阀门关闭，而阀杆的另一端伸出注水头本体外。
并且注水头4与滚动体3可以通过螺纹实现可拆卸连接，从而便于更换注水头4或调整其数量或分布，注水器通过增压器与水源连通从而获得持续的供水，在滚动过程中依靠机体重力自动调节阀门开闭，完成补水作业，利用重力、压力同步协调的方式，实现了边移动、边增压、边注水。使用者可根据作物种类、密度、主要根系分布深度等客观条件控制注水量大小、注水深浅和注水速度等。
当然，也可以使用简易的注水器，直接采用一段较细的金属水管即可，水管的一端通过管道与增压设备的出水口连通，另一端可以插入土地中注水，在水管上还可以安装阀门。
很明显，上述3种注水器同样适用于其它实施例。
另外，在水压允许的情况下，注水器可以采用一个或多个，均与人力增压器的出水口连接即可，在连接水源和增压设备之间的管道上可以安装常规或自制水质过滤器，以防止管道堵塞。
本实施例装置的使用方法如下使用时先将水桶盛满水，往人力增压器的进水口和出水口分别灌入少量水，轻摇增压器操作杆(手柄或踏板)数下，至有连续出水为止，随后柠好各接头，确保无漏水、漏气现象就可开始作业。
使用者一只手控制人力增压器和牵引人力小车，另一只手负责注水。可把注水器插入距离庄稼根部10cm左右处，深度15-25cm左右，用手轻摄注水器开关，水就以较高压力流入作物根部，等水流10-20s的时长，耗水作物或根系较深作物如玉米、红葱、幼树苗可适当延长注水时间，同时另一只手要根据人力增压器的压力情况随时补充压力，边注水，边拉动人力增压器。如发现桶中无水后再进行补充，持续上述动作就可以了。
出于对机体平衡的考虑，支撑轮左右间距为40cm为宜，因此，对地膜作物补水时，为避免轮子对地膜的碾压，要求地膜间走道要为45-50cm为易，以免行走时压破地膜。为有效防止农田无效蒸发，补水后半小时左右，可用干土、麦草或石头等盖到注水后的孔上，提高补水保墒效果，在有覆盖物如地膜、砂砾、秸秆等覆被物的农田补水后保水效果较好。
实施例2如图2所示，在条件许可的情况下，直接使用窖水、井水、河湖水、渠水、水库水、或池塘水作为水源，增压设备采用在人力小车的车架上安装的带有增压器操作杆的人力增压器。
其余部分与实施例1基本相同。
实施例3如图3所示，在条件许可的情况下，直接使用窖水、井水、河湖水、渠水、水库水、或池塘水作为水源，增压设备采用机械增压泵，机械增压泵安装在拖拉机上并以拖拉机的发动机为动力源，具体可以直接将机械增压泵与发动机通过传动带连接，并且机械增压泵的出水口通过管道与1-10个注水器连通。
由于采用拖拉机带动的机械增压泵，因此水压可以得到保证，确保多人同时操作多个均与机械增压泵连接的注水器正常作业，尤其适合5-10人环绕作业，高效率低成本，适宜于大面积、大范围注水作业，可联户使用或大的个体承包户使用。注水效率显著提高，非常适宜在有大片土地的种植区域内推广应用。
其余部分与实施例1基本相同。
实施例4如图4所示，在条件许可的情况下，直接使用窖水、井水、河湖水、渠水、水库水、或池塘水作为水源，同时采用电动增压泵作为增压设备，电动增压泵的出水口与管道之间还安装有常规的变径系统，变径系统通过管道与1-15个注水器连通，机械效率非常高，同样适合多人同时使用。
本实施例的装置适用于电源方便的大型旱作农场、个体承包户、林带补水作业或大型联合农户使用。
其余部分与实施例1基本相同。
权利要求
1.一种旱地移动式增压补水器，其特征在于包括水源、增压设备、和至少一个注水器，其中前述增压设备的进水口通过管道与水源连通，而增压设备的出水口通过管道与注水器连通。
2.如权利要求1所述的旱地移动式增压补水器，其特征在于其中水源是窖水、井水、河湖水、渠水、水库水、或池塘水。
3.如权利要求1所述的旱地移动式增压补水器，其特征在于其中水源是安装在运载工具上的盛水容器。
4.如权利要求3所述的旱地移动式增压补水器，其特征在于其中增压设备是人力增压器，运载工具是人力小车，在该人力小车上安装有盛水容器，在该人力小车上还安装有前述人力增压器。
5.如权利要求2所述的旱地移动式增压补水器，其特征在于其中增压设备是机械增压泵，该机械增压泵安装在拖拉机上并以拖拉机的发动机为动力源。
6.如权利要求2所述的旱地移动式增压补水器，其特征在于其中增压设备是电动增压泵，在该电动增压泵的出水口与管道之间还安装有变径系统，该变径系统通过管道与注水器连通。
7.如权利要求1所述的旱地移动式增压补水器，其特征在于其中注水器是一段水管，该水管的一端通过管道与增压设备的出水口连通，在该水管上还安装有阀门。
8.如权利要求1所述的旱地移动式增压补水器，其特征在于其中注水器包括一除尘枪或水枪，该除尘枪或水枪的注水口通过管道与增压设备的出水口连通，在该除尘枪或水枪的枪口处安装有一加长注水管(1)。
9.如权利要求8所述的旱地移动式增压补水器，其特征在于其中加长注水管(1)远离枪口的一端封闭，在该封闭处旁的加长注水管(1)壁上开有至少一个注水孔(2)。
10.如权利要求1所述的旱地移动式增压补水器，其特征在于其中注水器包括一滚动体(3)，在该滚动体(3)外表面安装有至少一个可在滚动体(3)滚动时插入地表并且注水的注水头(4)，而注水头(4)靠近该滚动体(3)内的一端设有可与外部供水管道连接的接头，其中注水头(4)包括一注水头本体和安装在该注水头本体内的按压式阀门，该按压式阀门的一端伸出注水头本体外。
11.如权利要求10所述的旱地移动式增压补水器，其特征在于其中所述按压式阀门包括相配合的环状阀门座和阀杆，其中阀门座固定在注水头本体内，阀杆的一端通过弹簧与阀门座连接从而在不受外力的情况下使所述按压式阀门关闭，而阀杆的另一端伸出注水头本体外。
全文摘要
本发明涉及一种农用灌溉补水设备，尤其是旱地移动式增压补水器，其特点是，包括水源、增压设备、和至少一个注水器，其中前述增压设备的进水口通过管道与水源连通，而增压设备的出水口通过管道与注水器连通。很明显，采用本发明的补水器进行灌溉补水，节水效果显著，与传统的人工穴窝补水法相比，还可有效减少地表无效蒸发，显著提高水资源利用率；并且拆装和使用都很方便，对土壤和地形的适应性强，不产生地面径流和深层渗漏，可形成类同滴灌或膜下灌溉的微环境，达到极限节水；补水器自身结构简单、轻便携带、工作效率高，同时成本低廉，可充分满足不同经济、劳动力、不同种植规模的旱农用户选择使用。
文档编号A01G25/02GK101080998SQ20071013741
公开日2007年12月5日 申请日期2007年7月6日 优先权日2007年7月6日
发明者王峰, 左忠, 杜建民, 郭守金, 刘华, 郭永忠, 温学飞 申请人:宁夏农林科学院