管灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统的制作方法
【专利说明】
[0001]—、技术领域：
[0002]本发明涉及一种管灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统。
二、【背景技术】
[0003]我国是个严重缺水的国家，而农业灌溉用水约占国民生产用水的70%以上，所以，农业节水是缓解我国水资源短缺的最重要的措施。
[0004]目前，我国所有耕地中，有不到50%的耕地面积能得到灌溉，但在能得到灌溉的面积里面，却有97%以上的面积是地面灌溉。且我国的地面灌溉大都采用传统的灌水方法，SP畦灌和沟灌等，灌溉时畦首或沟首渗漏严重，生产深层渗漏，造成水肥的浪费，而畦尾、沟尾处所得到的水分往往不足，致使灌溉均匀度低，水的利用效率低;再者，我国施肥往往是群众根据自己的经验进行，存在着盲目施肥、过量施肥现象，既形成大量的肥料浪费、作物产量降低，又造成的过量施肥带来的环境污染等问题，灌水、施肥技术落后。
三、
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种管灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统，能准确地控制各灌溉参数、施肥参数，使灌水、施肥更加均匀，提高灌溉水肥的利用率，同时，能实现在管灌条件下，以管道内灌溉水为动力的水肥一体化自动灌溉，降低劳动强度，提高作物产量，缓解我国水资源紧缺现状，是一种非常适合我国节水灌溉技术的自动灌溉系统，可在现有的管道输水的广大灌区，实现田间自动均匀灌溉、均匀施肥、施药的系统。
[0006]使用本装置进行农田灌溉，以管灌系统中灌溉水为动力，可实现自动灌溉、施肥、施药，没有对水质的特殊限制，有利于灌溉技术参数及施肥(药)参数的调控，有利于节水灌溉技术的推广，可规模化生产，使用方便、灵活，省工、省力、节能，灌水均匀度高。
[0007]—种管灌区田间水肥一体化自动渠槽管灌溉系统，包括涡轮动力系统、田间渠槽管系统和药肥系统；
[0008]所述涡轮动力系统，由涡轮机、变速箱和动力输出轴构成。所述变速箱一端固定在涡轮机轴上，另一端与动力输出轴连接，变速箱可采用齿轮变速箱，其传动比，根据灌溉制度、灌溉用水量、灌溉流量、输水管中水压力大小等参数综合计算确定;牵引绳与动力输出轴连接；
[0009]所述田间渠槽管系统，包括进水管、供水管、渠槽管、牵引绳、滑轮、塞阀及闸阀等；进水管一端与水源连接，另一端与涡轮机连接;供水管设置在畦田或沟田田面较高的一端，供水管进口与涡轮机连接，供水管出口布设在渠槽管正上方(但供水管与渠槽管不连接）；所述的渠槽管，为一顶部开口而两端封堵的、具有一定强度和刚度的管道，渠槽管横断面可为圆形槽状、U型槽状或椭圆形槽状，铺设在畦田或沟田中；所述塞阀呈球形，放置在渠槽管中，塞阀与牵引绳连接;在相邻的两条灌水畦或灌水沟首部和尾部的两端地面上，各对应地安装有两个滑轮，牵引绳环套在四个滑轮上并拉紧后与塞阀连接;进水管上设置有闸阀，通过调节闸阀开度调节进水管中水流量大小，从而控制涡轮的旋转速度，以控制牵引绳的运移速度，实现对塞阀运移速度的控制；
[0010]所述的药肥系统，由药肥罐、药肥管道、药肥管道闸阀构成;所述药肥罐采用开敞式药肥罐，即药肥罐是开敞式的，罐内药液或肥液都有一个与大气连通的自由液面，药肥罐中的药液或肥液预先按一定比例由人工方式调好;药肥罐底部与药肥管道进口连接，药肥管道上设有药肥管道闸阀，药肥管道闸阀用以调控药肥量的流量，药肥管道与进水管连接。[0011 ]在本发明中，涡轮机在供水管中水流冲击作用下，产生机械转动，从而将水流的动能及势能，转换成涡轮机旋转的机械能，再通过涡轮机轴传递到变速箱中；并通过变速箱来控制动力输出轴的转动速度;当管道系统中供水流量、压力一定时，涡轮转速一定，所以，动力输出轴的转动速度是恒定的，塞阀的移动速度可以实现等速移动，使渠槽管在畦田和沟田轴线方向上向田间供水的水量相等，以完成等量灌溉，保证了向田间供水的恒定性、稳定性，实现了灌溉的均匀性，大大提高了灌水的均匀度。
[0012]进水管的用途一个是引来灌溉用水，另一个作用是水流通过涡轮机时，冲击涡轮转动，从而产生旋转机械能，通过牵引绳控制塞阀移动；由于畦田或沟田都有一定的坡度，即一端高一端低，而渠槽管布设在畦田或沟田田面上，所以，渠槽管也会一端高一端低，即渠槽管也有一定的坡度，再者，由于供水管布设在田面较高的一端，所以，水流会先流入到渠槽管较高的一端，在重力作用下，水流会流向渠槽管较低的一端，这样，水流会在渠槽管内沿着畦田或沟田的坡度方向向前流动，在遇到塞阀的地方，由于塞阀的阻挡作用而流出渠槽管，进入畦田或沟田，供给灌溉使用;牵引绳是具有一定强度、挠性但不能被拉伸的拉绳，其主要作用是用于牵引塞阀在渠槽管中移动，它与固定在地面上的滑轮组成牵引系统；在牵引绳的牵引作用下，可以在渠槽管内移动，但塞阀不能跑出渠槽管;牵引绳在动力输出轴输出的旋转机械能的带动下，绕着四个滑轮运移，从而控制与牵引绳连接的塞阀按一定的速度在渠槽管内移动;通过调节闸阀开度调节进水管中水流量大小，从而控制涡轮的旋转速度，以控制牵引绳的运移速度，实现对塞阀运移速度的控制，由于供水管中水流是等量恒压供水的，所以，塞阀的移动速度可以实现等速移动，因此，能均匀、准确地控制各点的灌溉水量，实现自动、准确灌溉。并满足灌溉用水量的要求。
[0013]药肥罐是在灌溉过程中，自动进行施肥、施药的装置;药液或肥液随着灌溉水流一起流入到渠槽管内，可保证塞阀在移动过程中，使药液或肥液随着灌溉水注入田间，即随着灌溉可完成施肥、放药任务，大量地节省劳动力，同时，提高施肥、施药的均匀性。如果采用开敞式药肥装置不能自流到渠槽管内，则可采用注入栗方法注入药肥液。
[0014]本发明的创新点是：
[0015]①利用输水管道中的水流作为能源，省去了其它外加动力，实现了灌溉的自动化。
[0016]②利用闸阀调节供水管中流量大小，可控制牵引绳的运移速度，实现了大田作物的准确定量灌溉，减免了人为的干扰，提高了各处灌水的均匀性和准确性。
[0017]③利用药肥系统，实现了灌溉、施肥(药）的一体化运作，提高了施肥(药）的均匀度、准确性，更有利于作物的生长，提高作物的产量和品质。