一种三向分叉迷宫流道灌水器及其水流流动方法

本发明涉及灌水器设计，具体地指一种三向分叉迷宫流道灌水器及其水流流动方法。

背景技术：

1、滴灌可以大大提高水资源的利用率，对我农业大国有很大利用效能。但滴灌系统的缺点同时也是限制滴管技术发展的关键—灌水器易结垢和堵塞。大面积的堵塞会使滴灌系统失效，这在很大程度上限制了灌水器的推广应用。此外,近些年国内一些地区提倡低压灌溉，这对灌水器抗堵塞性能的要求无疑更加苛刻，因此需要一种即使在灌溉水含沙量大的工作条件下，灌水器也不易发生堵塞的流道结构，来解决目前灌水器极易发生堵塞的问题，使滴灌技术进一步推广。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种消能效果优良、出水均匀、不易堵塞且结构简单的一种三向分叉迷宫流道灌水器及其水流流动方法，以解决背景技术中提出的问题。

2、本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种三向分叉迷宫流道灌水器，包括入水口和出水口，所述入水口和出水口之间的流道内设有迷宫流道，迷宫流道内设有若干个相同的结构单元，所述结构单元包括主流道，所述主流道两侧设有分水体，主流道末端设有阻水体，所述分水体为三角柱形结构，所述阻水体靠近主流道末端的一侧为凹陷结构，所述阻水体远离主流道末端的一侧为凸起结构。

3、优选地，所述流道边壁与其中一个分水体侧部形成第一支流道，所述管壁侧壁与另一个分水体侧部形成第二支流道。

4、优选地，所述阻水体横截面形状为呈两侧对称的箭头形结构。

5、优选地，所述阻水体的两个迎水面分别与两个分水体的背水面平行，且高度与其对应。

6、优选地，所述主流道与第一支流道和第二支流道之间的夹角相等，其夹角范围在15-45°。

7、优选地，所述流道边壁与分水体的迎水面以及阻水体的背水面相互平行。

8、优选地，所述入水口和出水口之间的流道内还设有转向流道。

9、优选地，所述阻水体的两个迎水面相接壤的区域为尖角或圆角结构。

10、另外，本发明还公开上述三向分叉迷宫流道灌水器的水流流动方法，它包括如下步骤：

11、s1：水流在流经流道时，依次经过流道的多个结构单元；

12、s2：在进入相应的结构单元时，从入口位置通过分水体，由分水体将水流分为三股水流，消耗部分能量，三股水流分别进入到第一支流道、第二支流道和主流道；

13、s3：进入到主流道的水流在阻水体作用下又形成两股水流，并分别与第一支流道出来的水流和第二支流道出来的水流形成对冲并合流，重新形成两股水流，这个过程再次消耗部分能量；

14、s4：s3形成的两股水流在结构单元出口位置再次对冲消能并合为一股水流，消耗部分能量，最终流向下一结构单元。

15、本发明的有益效果：

16、1、本发明与传统灌水器流道的设计思路不同，通过主流道与两个支流道的对冲加上在流道单元末的对冲，形成一种全新的流道结构型式，由于一个流道单元内发生了三次水流对冲，致使水流在流道中损失大量能量，提高了灌水器的水力性能。且由于流道中水流大都保持高速流道，所以泥沙不易淤积，抗堵塞性能大大提高。

17、2、本发明流道结构单元个数以及对冲角度可以根据不同工况的要求来适当调整，以达到满足不同条件下灌水器的工作要求。

18、3、本发明在现有灌水器水力性能的基础上，有良好的消能效果，同时也提高了灌水器的抗堵塞性能，出水均匀，而且结构简单，适用范围广。

技术特征：

1.一种三向分叉迷宫流道灌水器，包括入水口（1）和出水口（3），所述入水口（1）和出水口（3）之间的流道内设有迷宫流道（2），迷宫流道（2）内设有若干个相同的结构单元（9），其特征在于：所述结构单元（9）包括主流道（6），所述主流道（6）两侧设有分水体（7），主流道（6）末端设有阻水体（8），所述分水体（7）为三角柱形结构，所述阻水体（8）靠近主流道（6）末端的一侧为凹陷结构，所述阻水体（8）远离主流道（6）末端的一侧为凸起结构。

2.根据权利要求1所述的一种三向分叉迷宫流道灌水器，其特征在于：所述流道边壁与其中一个分水体（7）侧部形成第一支流道（4），所述管壁侧壁与另一个分水体（7）侧部形成第二支流道（5）。

3.根据权利要求1所述的一种三向分叉迷宫流道灌水器，其特征在于：所述阻水体（8）横截面形状为呈两侧对称的箭头形结构。

4.根据权利要求1所述的一种三向分叉迷宫流道灌水器，其特征在于：所述阻水体（8）的两个迎水面分别与两个分水体（7）的背水面平行，且高度与其对应。

5.根据权利要求2所述的一种三向分叉迷宫流道灌水器，其特征在于：所述主流道（6）与第一支流道（4）和第二支流道（5）之间的夹角相等，其夹角范围在15-45°。

6.根据权利要求1所述的一种三向分叉迷宫流道灌水器，其特征在于：所述流道边壁与分水体（7）的迎水面以及阻水体（8）的背水面相互平行。

7.根据权利要求1所述的一种三向分叉迷宫流道灌水器，其特征在于：所述入水口（1）和出水口（3）之间的流道内还设有转向流道（10）。

8.根据权利要求1所述的一种三向分叉迷宫流道灌水器，其特征在于：所述阻水体（8）的两个迎水面相接壤的区域为尖角或圆角结构。

9.一种权利要求1至8任一项所述三向分叉迷宫流道灌水器的水流流动方法，其特征在于：它包括如下步骤：

技术总结
本发明公开一种三向分叉迷宫流道灌水器及其水流流动方法，包括入水口和出水口，所述入水口和出水口之间的流道内设有迷宫流道，迷宫流道内设有若干个相同的结构单元，所述结构单元包括主流道，所述主流道两侧设有分水体，主流道末端设有阻水体，所述分水体为三角柱形结构，所述分水体靠近主流道末端的一侧为凹陷结构，所述分水体远离主流道末端的一侧为凸起结构；本发明在现有灌水器水力性能的基础上，有良好的消能效果，同时也提高了灌水器的抗堵塞性能，出水均匀，而且结构简单，适用范围广。

技术研发人员：王亚林,吴涵枫,杨忠勇,夏栋,叶永,孙旭曙
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14