专利名称：人工移动式低压喷灌设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉汲一种人工移动式低压喷灌设备。
水利是农业的命脉，众所周知。有史以来，人类对水利灌溉设备的改造一直在进行着不懈的努力，近年来能见到的就是各种款式的摇臂喷头及配套管具所组成的高压喷灌设备，这类设备的不足之处表现在如下几个方面①工作压力大、能耗大、造价高。设计者和制造商为使设备减少在作业面内所用喷头的数量，只有采用加大工作压力以增加喷灌射程的方法来实现其目的，设备的输水管具的用材就耐压能力而言，采用金属硬管当然理想，但其高昂的造价使当今农户望而兴叹，况且由于金属管自身的重量大，临用组装十分不便，所以硬管又需采用地下深埋，采用了深埋管的田块，间隔一定距离又必需把管头甩出地面用以配接喷头，甩出地面的管头又不可避免的对机械的耕作和收割带来了不便；也有采用软管的高压喷灌设备，其造价虽然低于硬管，搬运和临时组装也方便，但即是很优质的软管也因工作压力巨大而致是使用寿命很短，单位长度的购价看上去比金属管材低，其实际使用代价依然不低。再之，高压喷灌设备作业的高耗能是不必赘述的。②灌溉质量差。首先是雾化指标问题，在喷头的附近区域内的灌溉水量总是偏少，虽然有了双臂喷头，还是未能从根本上解决这一问题。其次是高压下喷出的水注对作物的叶面有一定的击伤力，尤其是对阔叶作物及多种作物幼苗期的灌溉击伤程度更重。③适应性差。首先是作业射程问题，现行的设备据商品的广告词宣称，射程可以调节，但调节只是相对而言，在实际作业时其射程并不准确，所以，在当今实行联产责任制后的我国广大农村就很不适应，由于射程把握不准，地块与地块之间也就是农户与农户之间的问题就难以协调，原因首先是相邻农户的作物品种不尽相同，而不同的作物的耐旱能力也不同，其次是相邻农户对近期自然降水量的预测难以一致，合作灌溉的费用就更难协商分担；再一个是设备的拆卸和移动，一次作业完毕管具总是粘满泥泞，回收或当即移至新灌区重组都极不方便，作业人员也只有走在灌溉后的泥泞地里，践踏作物量大是自不待言的，上述问题大概是这类灌溉设备长期在我国广大农村推广不开的主要原因。
目前，我国<至少是河南>农田灌溉普遍采用的是普通机具配上聚乙烯软塑料管不配喷头人力顺地拉动灌溉，这样的办法只能免强作小麦的冬灌，况且软管因顺地拉动而破伤严重，致使灌溉成本居高难下。
在水利部主办的<节水灌溉>杂志99年第6期的菲页上出现了美国维蒙特灌溉集团出品的伐利园形喷灌机和伐利平移喷灌机两种设备的广告。自广告的图片看，前者属低压喷灌，设备宠大又采用电动，不但在低压电路不完备地区使用受限，而且其造价不菲也使农户难以接受，在小麦及其它高密度作物的田间，又有灌溉后的泥泞，设备所配的轮子尚不知如何行走。后者也可能是低压喷灌<因图片的大小只有55×60毫米故不够明晰>图片的说明文字是“可采用渠喂式或软管拖动式供水。”就渠喂式供水而言，需在田间每隔十几米纵向砌水渠，不但要花巨资，而且土地也造成极大浪费，所以这个思路是不现实的。而软管拖动式供水，并没有说明是什么样的、什么结构的软管。可有一点是清楚的，设备也装着轮子，这和前者同样存在着行路难的问题。再之；图片上所示的是套作田，所留的空间因还有作物要套种，所以设备所配的轮子不可能在待套种的空间顺畅通行。套种的作物下种或出苗后，如需灌溉设备就更不知如何行走。
本实用新型的目的是提供一种设备造价低、工作压力小、结构简单而且适应性强、即节水节能灌溉质量又好的人工移动式低压喷灌设备。
为实现上述目的，本实用新型的喷灌设备由严密套在一起的主喷管、副喷管及末端附设部分为主体和三脚架、多节软管及连接件、三通所组成。副喷管可以在主喷管内任意伸缩，在过喷管轴线的水平面及平面以下部位并在划定的多个单位长度上钻置大小相同的喷水孔，所有的单位长度是相等的。所谓的单位长度就是纵向上任意两个喷孔圆心的间距。喷孔在喷管上分成5条直线纵向排布，整体喷管分成左右两部分，作业时再由中间相隔的连接件相连接，由于连接件的长度是特定的，在整个连接件与喷管相重合的部段内的喷水孔，在其纵向上的间距小于前述单位长度，所用软管采用分小段、成两路且所有末端全部采用统一规格的承口，再由内径和软管内径相等的双向都是插口的连接件相连接。在实际作业的多数情况下，三通总是放置在待灌地块一边的地间沟里，(1)在三通本边的首端需加一个规格与其它末端连接件相同的弯头连接后再连接软管。三通的另一边需先接一条软管横跨地块后，再继续连接软管，两路软管的四个末端连接件与喷管和三通采用螺纹连接，喷管进水口轴线与喷管移动平面<或地平面>成45°夹角，且左右喷管的两个进水口在喷管同侧。
采用了这样的结构后，由于副喷管可以在主喷管内任意伸缩，其作用使喷管的总长度能灵活的适应于不同农户不同地块的宽度。(2)在作业时副喷管伸出几个单位长度，主喷管内就空出几个单位长度，喷管的所有单位长度又是相等的，所以，在喷管的长度调整好以后，在主、副喷管相重合的部段内的喷水孔是全部相对应的。因此，在整条喷管所辖田块内的作物都能得到均匀灌溉。主、副喷管的配套之所以要严密，是要确保进入喷管的水只能从喷孔喷出，而不能从主、副喷管的间隙里溢出。设备所用的软管除了连接两喷管首端的两条为特定长度外，包括横跨软管在内的其它软管的长度都是相等的，故两条管路所用的连接件的摆布位置在地块横向上是对应的。来自机具的水进入三通后即一分为二，经两路软管进入左右喷管，单路软管的截面积小于三通至机具间配管的截面积，由三通的分流作用所决定，为人工拉动提供了可行性。通水后两人共抬喷管，另两人配合向后拉动软管后退进行作业，被拉动的该节软管由一条直线变成了一个大S形，当退至连接件时，两边同时甩掉一节，连接后又作业，当软管甩完后需停下机具，同时拆掉三通至机具间的一段管具，待重新组装后再作业，直至灌完为止。本实用新型与现行的高压喷灌设备相比，其自身造价、能量消耗都大幅降低，维修率几乎是零。对所配机具的技术性能及所配管具的质量要求也低，因此可以说本实用新型的有益效果是明明显显的。前面所述的伐利平移喷灌机，所配的两台电机及电机所配的变速装置加上四个轮子的造价就高出本实用新型软管配用总长200米优质橡胶管的全价，还不算造渠、电缆等。灌溉质量好，主要表现在雾化指标和对灌溉水量的把握上。雾化指标一直是高压喷灌设备不可回避又无法入愿的难点，它的实际含意应是灌溉水量在地表分布的均匀程度，而本实用新型的喷孔的大小、密度是根据需要随心钻置的，故灌水的均匀度是不容怀疑的。农田灌溉水量不仅是所付出的能耗代价的单一问题，而且直接关系着农田的产量，早有农谚说丰收之年不需“过犁之雨”，强调的就是水量，所谓的“过犁之雨”含意是土壤的湿润深度在20公分以内，虽然指的是自然降水，理所当然的函盖了当今的人工灌水。农业生产的实践证明，大多数农作物的生长是不适应大水漫灌的。以芝麻、花生、辣椒来说，即是在很干旱的情况下也不可大水漫灌，反之就将减产(与适度灌水相比)，如果漫灌后短时内天随之又降水，将导致大幅减产，甚至绝收，这是作物的植物学特性所决定的。本实用新型的灌溉水量是由人工移动喷管的速度所决定的，所以能随人心愿的满足多种作物在不同生长期对灌溉水量的不同需求，作业时操作者和管具又都走在地间沟里，故作业中对作物的践踏数量是极少的。本设备的操作虽然需要四人配合，与设备的整体有益效果相比，劳动力的适量投入是微不足道的，再说设备操作的劳动强度也不大，妇女及末成年人亦可担任。用本设备灌溉不需开垅沟，与造渠、开沟漫灌相比仅此一点就节省了不少劳动力。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型的整体示意图<粗黑线表示软管>
图2是喷管左半部的喷孔全展示意图<副管全缩，自管上部顶点纵向切开黑点表示喷水孔>
图3是副管<左>附设部分的主视图。
图4是喷管进水口轴线过与喷管轴线的水平面的夹角示意图。
图5是三通主视图。
图6是加配在三通一边的弯头连接件的主视图。
图1所示的上下两部分是主喷管9与副喷管8在全缩状态的左右两部分，主喷管9的端部加固圈17和副喷管8的挡圈18本来是紧靠的，但为了避免识图错觉，在绘图时有意将其二者分开一个小间隙<图3相同>，由于喷管左右两部分的构造完全相同故只对一端说明。设计成两部分使用时用连接件10连接是为了搬运和收藏都方便，主喷管9两端的腰圈17和20的作用是加固主喷管，副喷管8的腰圈18的作用是加固了喷管，同时也防止了喷管喷出的水沿喷管底部向三脚架流淌，四方体4和喷管同心，它的作用是保证喷管在作业状态不会转向，它的上下两个面是和过喷管轴线的水平面相平行的。它的长度和高度都适当大于喷管外径；四方体4的盒盖1和盒底2的内沿尺寸略大于四方体，以保证四方体的移出或放进都方便，并在其1、2的左右两端的突出部分设计有和三脚架顶板3相匹配的螺孔，以便在作业时用螺栓将四者固定在一起，另有四个和喷孔相匹配的螺栓在过喷管轴线且在主、副喷管相重合的和主管与连接件10相重合的任意一组水平喷孔分别加一固定，以防止在作业中三者脱开；三脚架5是用以支撑喷管，同时使操作者在作业中得以短暂休息，抬手挡19的作用是在作业中防止喷管从操作者手中滑落，进水口6在与喷管交汇处内侧的内壁是一个小斜坡，以保证进水更顺利；连接件10的腰圈21即能保证其两端伸进左右喷管的长度相等，同时也起到加固作用。7、15、16、22为末端都是螺母的四个软管末端连接件，对于16也可以是图6所示的弯头连接件，作用是代替软管L5转一个弯，弯头在拧紧后的进水口应和三通的进水口成180°夹角。12、13、14......为两端都是插口的软管连接件，其插口与软管承口的连接是严密的，一般不需加抱箍以方便拆装，但软管L1、L2在与末端连接件连接后需加抱箍，以防因拉动脱开，软管L1、L2的长度以两米为宜，在作业中一直连接在喷管上以避免泥泞粘然其它软管，L3的长度自然是与左右喷管在全伸状态的全长相等，又考虑到作业中的实际情况，其它软管的长度只好与L3同值，取其6.6米。三脚架的高度取1米为宜，适应于秧类、豆科、花生、棉花和小麦及其它低杆作物，对芝麻、油菜等中高杆作物及棉花和小麦的个别高杆品种在生长后期的灌溉，可在原三脚架的三只脚上各加一个45公分高的加高件来适应其需要。玉米出顶后的高度虽然在两米左右，对其灌溉本实用新型也能适应。在玉米的高度达到1.4-1.5米时，用本设备灌一次足水就基本上满足了在出顶、孕穗至吐须期的耗水量，如果天气继续干旱，就拆掉喷管，手持软管进行一次适量的流灌，玉米也就到了成熟季节。对小麦在春节前后的灌溉，因小麦在苗期还匍匐在地，所以三通可以放置在待灌地块中间，这样就免去使用一节横跨软管和弯头连接件。
由图2可以看出自喷管的顶部纵向切开后，AB、CD两条线上的喷孔即是过喷管轴线水平面两个边上的喷孔，MN线即是喷管底部一条线的喷孔，EF、GH两条线上的喷孔在喷管上的部位，横向和纵向都有致地错落在AB、CD、MN线上的喷孔的中间，四边形XYOP是副喷管的展开图，X′Y′O′P′是主喷管的展开图，由于在全缩状态，所以主管与副管及连接件左半部的喷孔全部重合。
近几年，秋收、麦播期间屡有旱情发生，今年就是实例，大面积农田严重干涸板结。小手扶拖拉机根本耕不了，即是用大机械强力耕作后也无法播种。利用现行的机具大水漫灌，对水源和能量的浪费是一个不小的弊端，更重要的是漫灌以后，即是肥沃的壤土地质也需晒六、七天后才可以耕作，在这个期间如果遇上连续阴天或又有自然降水，可耕期将更推迟。因此每次麦播遇旱，大多农户总是观望、等待，结果总是眼睁睁地错过最佳播种期而导致减产，而本实用新型设备的灌溉水量是可以准确把握的。首先是节水节能，并且在灌后一昼夜即可耕作。
副喷管在全缩状态喷管的全长就是两主喷管的总长，设计为3.8米，两副喷管在全伸状态左右主、副喷管的全长设计为6.6米，地块宽度大于6.6米的农户在购进了本设备后就会在耕作时自行对地块的宽度进行协调，具体做法是耕成两块或更多的块。对于宽度小于3.8米的地块，本实用新型可在保持前述构造原理的前题下制造一套缩伸幅度为2.8米至4.8米的喷管来解决。同时需对喷管喷孔的数量和大小作以相对调整，以保证和机具及管具相适应。宽度小于2.8米的地块实不多见。本实用新型对其喷孔的总截面积与所配机具出水口截面积的比例的设计意向是喷管全缩状态为4∶5，喷管全伸状态为6∶5，而所配软管的内径为35毫米是不能再扩大的数值，三者在作业中能否协调有待通过实验后再作调整。鉴于农村大多数地块的实际长度以及软管造价和搬运的三方面因素，本设备作业的一次布管长度在75-100米为宜，也就是说每套设备所配的软管总长度为75×2+6+4＝160米-100×2+6+4＝210米为宜，显然灌溉长200米的地块，作业中间只需停一次机器，软管重组一次即可完成。
对于本实用新型的制造用材，最好分两条思路在富余地区销售喷管可采用不锈钢或铝合金等轻金属，软管采用带有帘子线的橡胶管，三通至机具间可采用内壁涂有橡胶层的锦纶管。在不富余地区销售，喷管可采用工程塑料或钢化塑料，软管可采用塑筋管，三通至机具间可采用聚乙烯软塑管。软管无论使用橡胶管还是塑筋管都必需保证即能随意转弯又不打折的要求。软管连接件和三通最好采用工程塑料制造。
农用手扶拖拉机进入千家万户，为农业灌溉提供了即可靠又灵活的动力源，配以本实用新型的喷灌设备，农业对旱灾的防御能力和农民遇旱灾的抗旱积极性都将大于以往，这是由本设备的实实在在的实用性和适应性所定的。在水源是水库或主干渠等浅水位地区，再把两台机具联合起来，灌溉范围可以延伸到距水源1000米以外更远的地方。目前，我国的抽水机具款式多样，技术参数也有不小的差异，与本实用新型的配接是日后有待探讨的问题。
注释(1)地间沟——地块间的小沟，是农耕的必然产物。就某一农户自大田承包(目前实际是按人口分得的)一小块地来说，不管是耕成合拢块(在中间下犁)，还是耕成开裂块(在两边下犁)，耕过后两边的地间沟总是存在的，它也正好是两家农户的边界，同时也起着追施化肥和察看长情的人行通道作用。其宽度一般在35公分左右，常规的麦垅宽度为20公分，所以这是算不上浪费土地的，在人均土地较少的地方，劳动力相对充足，地质也比较好，农户就在地沟处作一条土埂作为边界，不管是沟还是埂，本设备的灌溉作业人员和管具都可在其行走。
(2)地块宽度——大块农田耕成小块的合适宽度与地质和耕作动力有关。土壤贫脊的丘岭及耐浸力较差的平厚地带，小块的宽度以不超过四米为宜，超宽则遇涝排水不良。即是在肥沃的壤土或渗水良好的沙质土也带，牛力耕作的宽度在四米为宜，小手扶拖拉机的耕作宽度在五至七米内为宜，如果宽度再加大，耕作因调头所走的无功路程就越大，可见农户即是承包一块大面积农田，耕成小块的宽度也不是任意的。所以，本设备的最大作业宽度设计为6.6米。
权利要求1.一种人工移动式低式喷灌设备，由主喷管，副喷管及末端附设部分为主体和三脚架，软管及连接件，三通所组成，其特征在于副喷管(8)的外径和任意伸缩，在过喷管轴线的水平面及平面以下部位，纵向分多条直线排布，并在各直线上划定相等的多个单位长度点上钻置大小相同的喷孔，喷管上所有单位长度内相应的各个喷水孔在喷管上的部位都是相同的。
2.根据权利要求1所述的人工移动式低压喷灌设备，其特征在于主副喷管都分成完全相同的左右两部分，作业时由中间相隔的连接件(10)连接起来。
3.根据权利要求1和2所述的人工移动式低压喷藻灌设备，其特征在于来自机具的水进入三通后即一分为二，经左右两路软管进入左右喷管进水口。
4.根据权利要求3所述的人工移动式低压喷灌设备，其特征在于所有软管的末端全部采用承口，连接件采用双向插口相连接，插口内径和软管内径相等，软管的四个末端连接件首端与喷管进水口和三通出水口采用螺纹连接，并加设一弯头连接件，可在三通任意一边配置。
5.根据权利要求1所述的人工移动式低压喷灌设备，其特征在于副管末端附设部分的构造自内向外依次是挡水圈(18)、进水口(6)、四方体(4)、抬手柄及手柄档(19)且进水口轴线与喷管移动平面成45°夹角。
6.根据权利要求1或3所述的人工移动式低压喷灌设备，其特征在于三通的两出水口截面积之和小于或等于进水口截面积，且两出水口带有供连接用的阳螺纹。
专利摘要本实用新型公开了一种由主、副两条喷管为主体和三脚架、多节软管及连接件、三通所组成的人工移动式低压喷灌设备。软管分两路把三通与喷管两端相通,通水作业时喷管横置田块末端,两人相抬另两人配合向后拉动软管后退,边退边甩管甩完即关闭水源,待拆去三通至机具间一节管具重组后又作业直至灌完。本实用新型造价低、节水、节能、适应性强,适用于小麦、豆类、秧类、花生、棉花、玉米等多种作物的灌溉。附图是喷管左半部、副管全缩状态的喷孔全展示意图。
文档编号B05B3/18GK2502796SQ0122560
公开日2002年7月31日 申请日期2001年5月23日 优先权日2001年5月23日
发明者李好恩 申请人:李好恩