一种抗堵塞易清洗的微孔陶瓷滴灌灌水器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于旱区农业节水灌溉技术领域，涉及一种抗堵塞易清洗的微孔陶瓷滴灌灌水器，用于解决大田和经济作物的节水灌溉问题。
【背景技术】
[0002]节水灌溉是现代农业尤其是旱区农业采用的主要灌溉方法，微灌作为一种先进的节水灌溉技术，已在旱区作物的灌溉中广泛采用。通过合理的系统设计和高效的田间管理，微灌可实现对作物根部进行定时适量的灌溉，有效减少地面水分的蒸发，极大提高灌溉水的利用效率。灌水器是微灌系统最为关键的部件，灌水器的结构、水力性能以及质量好坏直接影响到微灌系统的灌水均匀度和可靠性。近几年，人们在现代农业节水技术的快速发展中发现，滴灌是微灌中最节水的灌溉技术，而作为滴灌系统的核心部件，灌水器(滴头)已成为各国对滴管技术研究的重点之一。
[0003]目前各国研制的灌水器种类繁多，几乎全部为塑料材质，从水力学消能方式上可分为:收缩孔式滴头、长流道式滴头、透水毛管、涡流消能式滴头和压力补偿式滴头等。在各国的灌水器设计中，灌水器内部的流道设计一直是灌水器研发的关键。我国专利“一种螺纹迷宫流道式涌泉根灌灌水器”(申请号:20101015699.9)和“一种斜齿迷宫宽流道式根灌灌水器”(申请号:201010208686.5)，公开了两种先进的迷宫流道式灌水器，这两种灌水器均为塑料材质，总体上由内芯和外套两部分组成，通过在内芯上加工出不同类型的迷宫流道，让水流在迷宫流道中发生紊流来对有压灌溉水进行消能。但是这两种灌水器内部的迷宫流道结构较为复杂，制造难度较高，在注塑成型时，受原料和注塑工艺等因素的影响，迷宫流道附近容易产生冷隔和缺料的缺陷，严重影响迷宫流道的精度；灌水器内芯和外套在装配时的装配工艺的差异还会影响灌水器的整体精度。这两方面的因素势必会严重影响灌水器的灌水均匀度。另外，迷宫流道式灌水器对灌溉水的水质要求较高，较差水质中的固体杂质极易淤积在灌水器的迷宫流道中，造成灌水器堵塞，而且灌水器堵塞后，无法清洗，只能报废。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种消能结构简单、消能稳定、灌水均匀度高、抗堵能力强且易清洗的微孔陶瓷滴灌灌水器。
[0005]一种抗堵塞易清洗的微孔陶瓷滴灌灌水器，包括基座，基座上可拆卸地安装有腔壳，腔壳内部设置有空腔，空腔中安装有渗水片，渗水片中分布有孔隙；在腔壳上设置有与空腔贯连进水孔，基座上设置有与进水孔同轴心线设置的出水孔，水流自进水孔进入空腔后经过渗水片的过滤后自出水孔流出基座。
[0006]进一步地，所述的渗水片为微孔陶瓷渗水片，渗水片中的孔隙率为40 %?60 %，孔隙的平均孔径为1?2 μ m，渗水片的抗弯强度为30?50MPa。
[0007]进一步地，所述的腔壳的纵向截面呈倒“凹”形，腔壳内部靠近腔壳顶部的位置沿靠近进水孔轴线的方向对称凸起构成用于限定渗水片位置的限位卡，所述的渗水片的顶部位于限位卡的下方，由此在渗水片的顶部与进水孔之间形成进水腔。
[0008]进一步地，所述的渗水片的顶部与限位卡之间设置有第一密封圈。
[0009]进一步地，所述的基座顶部沿着基座的周向设置有外径小于基座的环台，所述的渗水片位于环台上方，渗水片底部与环台中的部分共同构成出水腔。
[0010]进一步地，所述的环台顶部与渗水片之间设置有第二密封圈。
[0011]进一步地，所述的渗水片底部与基座之间设置有弹性压力补偿垫片，压力补偿垫片为漏斗形，其中部为变径的通孔，压力补偿垫片的顶部呈外翻状，底部的内径逐渐趋于一致，压力补偿垫片的底部与出水孔对接。
[0012]进一步地，所述的环台的外壁上设置有外螺纹，在腔壳的内壁上设置有内螺纹；腔壳的外径与环台的外径一致。
[0013]进一步地，所述的腔壳的顶部设置有第一连接端，基座的底部设置有第二连接端，所述的进水孔自轴向穿透第一连接端，所述的出水孔自轴向穿透第二连接端，第一连接端和第二连接端的外壁上均设置有连接头，连接头的轴向截面呈梯形。
[0014]本发明与现有技术相比具有以下技术特点:
[0015]1.本发明一种抗堵塞易清洗的微孔陶瓷滴灌灌水器，不同于传统的迷宫流道式灌水器，其工作原理非常简单:毛管中的灌溉水先由进水口进入灌水器上部空腔，然后经由微孔陶瓷渗水片内部相互连通的孔道向下渗出，由于微孔陶瓷渗水片内部的孔道为微米级，孔壁对水流具有很大的摩擦力和毛细作用力，水在孔道中的流速非常缓慢，从而实现了有压灌溉水的消能，被微孔陶瓷渗水片消能后的水汇集在基座内部的空腔中，最终经由基座下方的出水口流出。
[0016]2.与传统的迷宫流道式灌水器相比，该灌水器利用了微孔陶瓷渗水片内部大量的微孔道来对有压灌溉水消能的，可有效避免灌水器的制造和装配偏差对灌水器灌水均匀度的影响，显著提高灌水器的灌水均匀度。该灌水器的关键部件为微孔陶瓷渗水片，通过改变配方和制备工艺，可对微孔陶瓷渗水片的孔隙率和孔径进行调节。根据管道中的水压，选择具有合适孔隙率和厚度的微孔陶瓷渗水片，可满足灌水器的不同出水量要求；根据灌溉水的水质，选择具有不同孔径的微孔陶瓷渗水片，可将灌溉水中的杂质过滤在微孔陶瓷渗水片外部，提高灌水器的抗堵性。
[0017]3.该灌水器更为突出的特点是清洗方便。当被过滤在微孔陶瓷渗水片外部的杂质累积到一定量时，将灌水器进行倒装，此时进水口和出水口互换，然后增大管道中的水压，即可将被过滤的杂质全部由出水口排除。另外，在农闲时节，将所有灌水器拧开取出微孔陶瓷渗水片，放入超声波清洗器中清洗1?2分钟，即可将进入微孔陶瓷渗水片内部的细小颗粒物全部清除。将清洗过的微孔陶瓷渗水片安装于灌水器中，灌水器依旧如新。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的整体结构纵向剖视示意图；
[0019]图2为墙体结构不意图；
[0020]图3 (a)为微孔陶瓷渗水片的结构示意图；
[0021]图3 (b)为微孔陶瓷渗水片显微结构图(放大1000倍)；
[0022]图4为基座部分的结构不意图；
[0023]图5为压力补偿垫片的结构示意图；
[0024]图6 (a)为灌水器在水质较好时的工作状态示意图；
[0025]图6(b)为灌水器在水质较差时的工作状态示意图；
[0026]图6 (c)为灌水器进行倒装清洗时的示意图；
[0027]图7(a)为灌水器在纯净水质下持续使用的流量曲线图；
[0028]图7 (b)为灌水器完全堵塞后进行倒装清洗时的流量变化曲线图；
[0029]图中标号代表:1 一第一连接端，2—限位卡，3—第一密封圈，4一第二密封圈，5—出水孔，6一第二连接端，7一切面，8—基座，9一环台，10—腔壳，11 一进水孔，12一进水腔，13—渗水片，14 一空腔，15—出水腔。
【具体实施方式】
[0030]遵从上述技术方案，如图1至图7所示，一种抗堵塞易清洗的微孔陶瓷滴灌灌水器，包括基座8，基座8上可拆卸地安装有腔壳10，腔壳10内部设置有空腔14，空腔14中安装有渗水片13，渗水片13中分布有孔隙；在腔壳10上设置有与空腔14贯连进水孔11，基座8上设置有与进水孔11同轴心线设置的出水孔5，水流自进水孔11进入空腔14后经过渗水片13的过滤后自出水孔5流出基座8。
[0031]本发明的基本结构包括一个基座8和一个腔壳10，其中腔壳10的内部为空腔14，空腔14有多个作用，其一是用于安装渗水片13，其二是提供水流的过滤空间，为水流的流出起到缓释作用。本方案中的渗水片13，采用多孔的渗水片13结构。渗水片13内部不规律地分布有多个孔隙，这些孔隙的存在允许水流自渗水片13中通过，从渗水片13的上方渗透到下方，对水流中的杂质起到过滤作用。由于其中的孔隙较多，且杂乱分布，这种不规律的分布方式，延长了水流的流经路径，对杂质进行更加彻底、有效清除的同时，也使杂质不容易堵塞孔隙通道，提高了灌水器的实际实用价值。
[0032]本实施例中采用的渗水片13为微孔陶瓷渗水片13，其直径为30mm，公差范围为-0.1?-0.2_，微孔陶瓷渗水片13四周表面光滑，以保证灌水器在工作时微孔陶瓷渗水片13能够自由移动，不被基座8卡住。微孔陶瓷渗水片13为薄圆片结构，可由具有微米孔径的微孔陶瓷材料加工而成，该微孔陶瓷渗水片13中具有大量相互连通的微孔形成的孔道，灌溉水可在这些孔道中流动。由于孔道的摩擦力和毛细作用力，灌溉水在孔道中的流动速度缓慢，因此可对有压灌溉水进行消能。
[0033]根据灌水器的设计出水量要求，微孔陶瓷的孔隙率为40?60%可调，本实施例中，微孔陶瓷渗水片13的孔隙率为53%。微孔陶瓷的结构均匀，没有缺陷，平均孔径为1?2微米，能够把灌溉水中的固体杂质充分的过滤，显著提高了灌水器的抗堵性。微孔陶瓷渗水片13中各孔之间具有非常好的连通性，提供了充足的渗水通道。通过测试，微孔陶瓷渗水片13的抗弯强度为30?50MPa，保证了灌水器的使用可靠性和较长的使用寿命。
[0034]腔壳10的纵向截面呈倒“凹”形，腔壳10内部靠近腔壳10顶部的位置沿靠近进水孔11轴线的方向对称凸起构成用于限定渗水片13位置的限位卡2，所述的渗水片13的顶部位于限位卡2的下方，由此在渗水片13的顶部与进水孔11之间形成进水腔12。
[0035]限位卡2是一个环绕设置在腔壳10内壁上的环状圈，限位卡2设置后，渗水片13就不能直接堵在进水孔11下方，这样就始终在进水孔11下方留有一个进水腔12，进水腔12可以有效地分散进入空腔14中的水流，起到缓冲作用，保证渗水片13有较大的起始渗水面积，水流在进入空腔14中后能自渗水片13上不同的位置经过渗水片13，一方面起到有效过滤作用，另一方面也对出水量保持恒定起到缓冲促进作用。
[0036]在渗水片13的顶部与限位卡2之间设置有第一密封圈3，第一密封圈3的作用是封堵渗水片13的边缘，其采用橡胶材料制成，具有一定弹性，允许渗水片13在小范围内活动。另外，第一密封圈3也起到固定渗水片13的作用。
[0037]基座8顶部沿着基座8的周向设置有外径小于基座8的环台9，所述的渗水片13位于环台9上方，渗水片13底部与环台9中的