灌溉系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及灌溉系统，更具体地说，涉及包括分流管线和滴灌管线的灌溉系统。
[0002]当前的滴灌系统经常配备压力补偿滴头(emitter)，这些滴头能够基于滴头的制造特征向附近区域输送特定的水量。一般而言，这些滴头具有每小时输送0.5、1或2加仑的灌水率。滴水量在制造过程中设定，或者能够在现场手动地设定。但是这将产生问题，因为行业频繁地要求滴灌系统能够基于遮蓬吸收/蒸发的水量以及来自土壤的水分蒸发或土壤保水特性的实时信息(卫星图像、现场部署的土壤水分传感器、热影像)来动态地调整被输送到特定位置的水量。
[0003]对于在需要动态调整的滴灌系统中使用具有预定灌水率的滴头的问题而言，当前的方法依赖于在每个位置上输送相同的水量，其中水量被定义为需水最多的点所需的上限量。基于这种统一的水量输送，土壤性质和作物特征的内在差别能够因此导致许多位置的灌水量过多。可能地，可以在不同的位置安装具有不同灌水率的滴头，但是灌溉计划的瞬时变化不允许随时间进行动态调整。
【发明内容】
[0004]根据本发明的一个实施例，提供了一种包括分流管线的灌溉系统。所述系统包括:滴灌管线；T型接头，其交错在相邻滴灌管线之间，每个T型接头包括三通管线，其与所述分流管线相连；止回阀，其在操作上可被设置在所述三通管线与所述滴灌管线中的上游滴灌管线的下游端之间，以仅允许正向方向上的流体流动；以及可控阀，其在操作上可被设置在所述三通管线与所述滴灌管线中的下游滴灌管线的上游端之间。所述可控阀可操作以仅允许所述正向方向上的流体流动，以及阻止所述流体流动。
[0005]根据另一实施例，提供了一种包括分流管线的滴灌系统。所述系统包括:多个滴灌管线，其被布置在所述分流管线的旁边；多个T型接头，其交错在所述多个滴灌管线中的相邻滴灌管线之间，每个T型接头包括:三通管线，其具有第一支管，其在流体上与所述分流管线相连；第二支管，其被配置为与所述多个滴灌管线中的上游滴灌管线的下游端相连；以及第三支管，其被配置为与所述多个滴灌管线中的下游滴灌管线的上游端相连；止回阀，其在操作上可被设置在所述第二支管与所述多个滴灌管线中的所述上游滴灌管线的所述下游端之间，以仅允许正向方向上的流体流动；以及可控阀，其在操作上可被设置在所述第三支管与所述多个滴灌管线中的所述下游滴灌管线的所述上游端之间。所述可控阀可在第一模式下操作，借此所述可控阀仅允许所述正向方向上的流体流动，以及可在第二模式下操作，借此所述可控阀阻止所述流体流动。
[0006]根据又一实施例，提供了一种操作滴灌系统的方法。所述方法包括:在分流管线的旁边提供滴灌管线，并且T型接头交错在所述滴灌管线中的相邻滴灌管线之间，每个T型接头包括:三通管线，其与所述分流管线相连；止回阀，其在操作上可被设置在所述三通管线与所述滴灌管线中的上游滴灌管线的下游端之间，以仅允许正向方向上的流体流动；以及可控阀，其在操作上可被设置在所述三通管线与所述滴灌管线中的下游滴灌管线的上游端之间；以及打开和关闭所述可控阀中的每一个。
[0007]通过本发明的技术实现其他特征和优点。本发明的其他实施例和方面在此被详细描述并且被视为所要求保护的发明的一部分。为了更好地理解本发明的优点和特征，请参阅说明书和附图。
【附图说明】
[0008]在说明书结尾处的权利要求中具体指出并明确要求保护了被视为本发明的主题。从下面结合附图的详细说明，本发明的上述和其他特性和优点是显而易见的，这些附图是:
[0009]图1是滴灌系统的示意图；
[0010]图2A是根据实施例的具有螺管线圈和磁塞的可控滴头的侧视图；
[0011]图2B是根据实施例的具有螺管线圈和磁塞的可控滴头的侧视图；
[0012]图3是根据备选实施例的磁塞的透视图；
[0013]图4是根据另一备选实施例的磁塞的示意图；
[0014]图5是根据备选实施例的具有螺管线圈和磁塞的可控滴头的侧视图；
[0015]图6是根据备选实施例的滴灌系统的示意性侧视图；
[0016]图7是图6中的滴灌系统的T型接头的放大侧视图；
[0017]图8A是根据另一备选实施例的滴灌系统的示意性侧视图；
[0018]图8B是滴灌系统的顶视图；
[0019]图9A是根据备选实施例的滴灌系统的示意图；以及
[0020]图9B是根据实施例的滴灌系统控制的层次结构的示意图。
【具体实施方式】
[0021]提供了一种可控滴头。所述可控滴头例如可被部署在滴灌系统中，且允许在一段时间内将可变的水量输送到滴灌系统的特定位置。所述可控滴头包括在滴水的管状元件上滑动的螺管线圈。管状元件的上部在正常情况下被球体或圆锥体形状的磁塞所阻塞。当电流被施加到螺管线圈时，螺管线圈产生磁场，所述磁场迫使磁塞移出阻塞位置，从而允许水流过水管。被施加到螺管线圈的电流可以是直流电(DC)，以便磁塞可持续地移位，也可以是交流电(AC)，以便磁塞可定期地移位。螺管线圈可被电连接到电子电路，所述电子电路包含可从外部设备接收命令的微控制器，以及包含上面存储磁塞移动的计划和计时信息的存储单元。给定滴灌系统的每个可控滴头能够被个体地定址，并且特定的计划可通过无线的方式或通过无线网络上传到存储单元，以便每个滴头能够具有独立的计划。通过将磁塞保持在水可以流过管状元件的位置并对允许水流过的时间段进行定时以及结合测量水流的反馈机构，微控制器能够确定输送的水量。因此，通过上传个体灌水计划，所述系统将可变的水量输送到属于滴灌系统的任何位置。
[0022]还提供了用于使用滴灌系统将可变的水量或肥料量施加到诸如耕地之类的区域的系统和方法。所述系统和方法包括沿着分流管线安装滴灌管线，以便使用T型接头允许或限制用于灌溉的水通过侧向滴灌管线。所述T型接头具有电磁阀和止回阀。可以以变长分段组装侧向滴灌管线，并且可使用T型接头和分流管线来控制使用水注满滴灌管线。通过控制电磁阀，借助调整打开电磁阀的时间并知晓对应的滴头数量和它们各自的滴灌速率，能够控制被输送到关联区域的流体量、肥料量或化学物质量。
[0023]此外，提供了一种控制阀门以便将可变的水量或肥料量施加到扩大的耕地的自动化方法，并且所述方法使用对现有滴灌管线系统的最小化修正。此方法利用这样的概念:即，通过使用具有较高滴灌速率(每小时加仑数)并要求较短灌水时间的滴头/喷嘴，或延长具有较低滴灌速率的滴头/喷嘴的灌水时间，能够从中心管线输送相同的水量。此方法提出沿着滴灌管线安装开关式电磁阀以控制水流，并且沿着管线使用具有不同滴灌速率的滴头。较高滴灌速率的滴头/喷嘴被放置在距离主输水线较远的位置，而较低滴灌速率的滴头/喷嘴更接近主输水线。滴头被插入，以便它们的滴灌速率沿着管线从低到高增加，并且低滴灌速率的滴头被放置在距主输水线较近的位置。这样，通过针对不同的时间段控制电磁阀开关位置，能够增加或减少被输送到特定位置的水量。
[0024]在上述所有实施例中，电力可源自电力线或来自太阳能板。计时的某些方面可能受到此类电力的可用性和成本的影响，并且由此类电力的可用性和成本决定。
[0025]现在参考图1，提供了示例性滴灌系统10。滴灌系统10可被部署在相对较大的区域，例如需要