利用液压控制轮灌的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业节水灌溉技术领域，是通过对微灌(滴灌、喷灌)首部输出水压的(手动、自动)控制，产生对系统运行管理的控制信号；控制信号通过田间灌溉管网系统进行传输，到达安装于管网上的液压控制器件(阀);液压控制器件(阀)接收到首部传来的控制信号，以灌溉系统自身的水压为动力，执行控制指令，实现对微灌系统进行自动轮灌控制的方法，特别是一种利用液压控制轮灌的方法。
【背景技术】
[0002]目前灌溉系统主要为滴灌系统和喷灌系统，灌溉系统首部通常由水泵、变频器、压力调节阀等设备构成，变频器固定安装在水泵上，水泵和干管固定安装在一起，在干管上固定分布安装有支管，在支管上固定分布有毛管，在支管或毛管上固定安装有阀门，在毛管的出水端上固定安装有滴头或喷头，水经干管、支管和毛管以水滴的形式或喷洒的形式滴入植物根部附近土壤或植物叶面的一种灌水方法，可有效减少灌溉用水。
[0003]轮灌，英文名称:rotat1nal irrigat1n定义:灌溉期间上一级渠道对下一级渠道轮流供水的配水方式。灌溉系统的轮灌制度有两种基本类型，一种是干、支渠问的轮灌，另一种是斗、农渠以及田间渠系的轮灌；灌溉系统的轮灌制度详见中国知网:《武汉大学学报(工学版)))1964年第04期。
[0004]通常灌溉系统采用的是轮灌的工作方式，灌溉过程按照设计的轮灌制度进行灌溉管理，即将系统分成若干个轮灌组，划分轮灌组后灌溉的管理就是按轮灌制度对田间阀门进行开、闭的管理；每次开启一个轮灌组的阀门，其余阀门则处于关闭状态，一个轮灌组灌水结束后关闭该轮灌组的阀门，开启下一轮灌组的阀门，进行下一组灌溉，直至所有轮灌组都灌溉一次，则一个灌溉周期结束，现有灌溉管理分为人工灌溉管理和自动化灌溉管理，人工灌溉管理就是在灌溉时靠人工开启或关闭支管上的阀门进行灌溉，但这种人工灌溉管理方式费时费力，工作效率低；自动化灌溉管理通常是以电磁阀作为系统的执行器件，以电能或太阳能为动力，构建自动化的灌溉系统，但这种自动化灌溉管理方式灌溉成本高。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种利用液压控制轮灌的方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决人工灌溉管理存在费时费力和工作效率低，自动化灌溉管理成本高的问题。
[0006]本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种利用液压控制轮灌的方法，包括实施该方法的装置，该装置包括水泵、干管、支管和毛管，在每个毛管上固定安装有具有N个位置状态的采用液压控制的多位阀，在多位阀上有N个控制位置，其中只有一个控制位置为通水状态，其余N-1个控制位置为关闭状态；灌溉周期的轮灌次数与选定多位阀上控制位置的位数N相等；在毛管上安装多位阀时毛管上多位阀的初始控制位置处于随机状态；在灌溉过程中是按下述步骤进行毛管轮灌的:通过控制水泵的启停或压力变化产生一个所需要的水压控制信号的输出，使每个毛管上连接的多位阀发生一次控制位置的变化，通过控制N次水泵的启停或压力变化产生N个所需要的水压控制信号，多位阀位置变换一周，灌溉系统完成一个轮灌周期。
[0007]本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种利用液压控制轮灌的方法，包括实施该方法的装置，该装置包括水泵、干管、支管和毛管，在每个支管上固定安装有具有N个位置状态的采用液压控制的多位阀，在多位阀上有N个控制位置，其中只有一个控制位置为通水状态，其余N-1个控制位置为关闭状态；灌溉周期的轮灌次数与选定多位阀上控制位置的位数N相等；在支管上安装多位阀时应首先设定好多位阀的初始控制位置，以使多位阀在接收到水压控制信号时能够按照设计时的轮灌制度开启或关闭；在灌溉过程中是按下述步骤进行支管轮灌的:通过控制水泵的启停或压力变化产生一个所需要的水压控制信号的输出，使每个支管上连接的多位阀发生一次控制位置的变化，通过控制N次水泵的启停或压力变化产生N个所需要的水压控制信号，多位阀位置变换一周，灌溉系统完成一个轮灌周期。
[0008]下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述N为等于或大于2的自然数。
[0009]上述水压控制信号产生的时间间隔为每个轮灌组设计的灌溉时间；或/和，灌溉时间为2小时至20小时。
[0010]上述水压控制信号为通断式水压控制信号或脉冲式水压控制信号或缓慢降低式水压控制信号或缓慢升高式水压控制信号或阶梯式水压控制信号；或/和，水压控制信号的控制方式为手动控制或PLC控制或编程控制。
[0011]上述多位阀为液控轮灌阀，该液控轮灌阀包括阀壳体和阀芯体；阀壳体的内部有阀腔，阀壳体上有进水口和不少于一个的出水口，进水口和出水口分别与阀腔相连通，阀腔内安装有能够因液压变化而由一个控制位转动至另一个控制位的阀芯体；所述控制位的数量不少于两个，其中一个控制位为通水状态，其余控制位为截止状态。
[0012]上述阀芯体可为开口朝下的杯状体，阀芯体的内部有芯体腔，芯体腔的开口与阀壳体的进水口相通，对应阀壳体出水口位置的阀芯体外侧面上有芯体出水孔，芯体出水孔的内端与芯体腔相通；阀芯体通过弹性压力件和棘齿装置安装在阀腔内，弹性压力件压紧在阀芯体的上端并使其固定在阀壳体的相应控制位上，能够被压力液体推动上移的阀芯体通过棘齿装置能够相对阀壳体按规定角度定向转动而由一个控制位切换至另一个控制位。
[0013]上述棘齿装置可包括导引凸台、波齿环、下凸齿台和上凸齿台；阀腔的底壁上或侧壁下部设有不少于两个的导引凸台，各导引凸台呈环状排布，各导引凸台的上端分别有导引斜面，各导引凸台的导引斜面为一致沿逆时针向上倾斜的斜面或一致沿顺时针向上倾斜的斜面，相邻两个导引凸台之间形成限位卡槽，阀芯体上方的阀腔内固定有波齿环，波齿环的下端面均匀分布有齿尖向下的波状齿，相邻两波状齿之间形成波齿槽，各波状齿的齿尖与两侧相邻的波齿槽之间分别连接有平滑的导向面，弹性压力件套装在波齿环内；环绕阀芯体的下部外侧均匀分布有下凹槽，相邻两个下凹槽之间形成下凸齿台，下凸齿台位于限位卡槽内，下凸齿台的下端面为与导引斜面倾斜方向一致的下凸齿斜面，环绕阀芯体的上部外侧均匀分布有上凹槽，相邻两个上凹槽之间形成上凸齿台，上凸齿台的上端面为与导引斜面倾斜方向相反的上凸齿斜面，上凸齿斜面的顶端与其上方波状齿的导向面中部位置相对应。
[0014]上述阀壳体可包括压盖和壳本体，压盖固定安装在壳本体上端，壳本体的上部内壁上有定位卡槽，对应定位卡槽位置的波齿环外侧设有定位凸台，波齿环通过定位凸台和定位卡槽固定安装在壳本体上，阀芯体上端中部设有弹性件安装环台，压盖的下端中部设有弹性件固定柱。
[0015]上述弹性压力件可为螺旋弹簧或碟簧或空气弹簧或橡胶弹簧；或/和，环绕芯体出水孔的阀芯体外侧面上可有芯体出水密封槽并安装有芯体出水密封圈；或/和，环绕出水口的阀腔侧壁上可有壳体出水密封槽并安装有壳体出水密封圈；或/和，对应上述进水口和出水口外端的阀壳体上可设有连接法兰或连接螺纹或密封锥台。
[0016]本发明通过对微灌(滴灌、喷灌)首部输出水压的(手动、自动)控制，产生对系统运行管理的水压控制信号；水压控制信号通过田间灌溉管网系统进行传输，到达安装于管网上的液控轮灌阀；液控轮灌阀接收到首部传来的水压控制信号，以灌溉系统自身的水压为动力，执行控制指令，实现对微灌系统进行自动轮灌控制的方法，本发明田间无需其它阀门，自动化程度高，本发明中的液控轮灌阀的价格仅为同口径电磁阀价格的1/10，通过电磁阀实现自动化的成本为200元/亩，通过本发明中的液控轮灌阀实现自动化的成本为40元/亩至50元/亩，本发明提供了一种控制便捷、性价比更高的灌溉自动化的方法，方便了操作，提高了工作效率。
【附图说明】
[0017]附图1为本发明最佳实施例中液控轮灌阀的主视剖视结构示意图。
[0018]附图中的编码分别为:I为阀芯体，2为阀腔，3为进水口，4为出水口，5为芯体腔，
6为芯体出水孔，7为螺旋弹簧，8为导引凸台，9为波齿环，10为下凸齿台，11为上凸齿台，
12为导引斜面，13为限位卡槽，14为波状齿，15为导向面，16为下凸齿斜面，17为上凸齿斜面，18为压盖，19为壳本体，20为定位卡槽，21为弹性件安装环台，22为弹性件固定柱，23为芯体出水密封槽。