一种可快速安装的微孔混凝土灌水器的制作方法

本实用新型属于灌水器技术领域，具体涉及一种可快速安装的微孔混凝土灌水器。

背景技术：

上世纪末，塑料工业的出现使得各种节水灌溉技术有了长足发展。但塑料的渗灌产品制造工艺复杂，易老化、使用寿命短，亲水性差、与土壤相容性不高，残留水难以排出、冬季易冻裂，易遭受虫钻、鼠咬而失效，流道堵塞后难以清洗，报废后无害化处理成本高。

近年来，关于微孔陶瓷灌水器和微孔混凝土灌水器的研究逐渐受到一些学者的重视。研究发现，微孔陶瓷灌水器和微孔混凝土灌水器不但水力性能优异，而且能有效避免塑料灌水器的缺陷。文献“硅藻土微孔陶瓷灌水器制备工艺优化，农业工程学报，31(2015)，No.70-76”公开了一种微孔陶瓷灌水器的制备方法。该方法以粘土、硅藻土和硫酸钙为原料，采用烧结法制备的微孔陶瓷灌水器具有较高的开口孔隙率和理想的水力性能。结果表明：采用1075℃烧结的硅藻土掺量为15％的微孔陶瓷灌水器，在1米水头的流量为1.64L/h，是一种性能优异的渗灌灌水器。

文献“粘土基微孔陶瓷渗灌灌水器制备与性能优化.农业机械学报，46(2015)，No.183-188”公开了一种粘土基微孔陶瓷灌水器的低成本制备方法。该方法以粘土、炉渣和硅溶胶为原料，采用高温烧结法制备的粘土基微孔陶瓷灌水器具有力学性能稳定、开口孔隙率高的显著优点。结果表明：当烧结温度为1075℃，炉渣掺量为10％～30％的粘土基微孔陶瓷具有9.0-11.0MPa的抗弯强度、3.8％～4.7％的线收缩率和36.8～44.8％的开口孔隙率，是制备微孔陶瓷灌水器的理想材料。在该研究的基础上，文献“微孔陶瓷灌水器流量影响因素研究，农业机械学报，47(2016)，No.73～78”进一步对微孔陶瓷灌水器的流量影响因素进行了详细研究。具体研究是将微孔陶瓷制成圆片，然后安装在塑料外壳中制成灌水器，进行详细的水力性能测试。该研究为微孔陶瓷灌水器的科学使用和推广提供了理论依据。

文献“微孔混凝土灌水器制备工艺与性能研究，农业机械学报，47(2016)，No.176-182”公开了一种微孔混凝土灌水器的制备方法。该方法以水泥、沙子和硅溶胶为原料，采用干压结合雾化加湿的方法制备了微孔混凝土灌水器。结果表明：当水泥质量分数为15％～18％时，该微孔混凝土灌水器具有适中的抗折强度、开口孔隙率和平均孔径，可兼顾灌水器的可靠性和流量要求，而且流量稳定，是一种性能优异的渗灌灌水器。在该研究的基础上，文献“微孔混凝土灌水器形状及参数对流量的影响，农业工程学报，33(2017)，No.130～136”进一步研究了微孔混凝土灌水器的形状和参数对流量的影响。该研究进一步为微孔混凝土灌水器的科学应用提供了理论依据。

对于微孔陶瓷灌水器来说，其制备原料主要为一些廉价易得的粘土、炉渣、硅藻土等，原料成本很低，但是制备微孔陶瓷灌水器必须采用高温烧结，因此制造成本较高。对于微孔混凝土灌水器来说，其制备原料为水泥和细沙，原料成本很低，而且制备微孔混凝土灌水器无需高温烧结，制造成本同样较低。

总体来说，从材料研究的角度，上述文献报道的微孔陶瓷灌水器和微孔混凝土灌水器均能满足渗灌的要求。然而，文献中给出的用于研究所采用的灌水器制备方法，无法在灌水器上直接制备出与灌溉管道相连的接口。在实际使用时，必须先在灌水器上安装具有合适形状的塑料接口，然后通过塑料接口安装于灌溉管道上，这样做会大幅度增加灌水器的使用成本。

由此看来，相比于塑料灌水器，虽然文献中所公开的微孔陶瓷灌水器和微孔混凝土灌水器具有诸多显著的优点，但较高的使用成本难以满足农业推广的要求，很难被农业生产者所接受。

技术实现要素：

针对现有技术中微孔陶瓷灌水器和微孔混凝土灌水器使用成本高，农业推广难的问题，本实用新型的目的在于，提供一种可快速安装的微孔混凝土灌水器。

为了实现上述任务，本实用新型采取以下的技术解决方案：

一种可快速安装的微孔混凝土灌水器，由连接头和盘体组成，其特征在于，所述的连接头为蘑菇钉形状的空心管体，上端为实心的蘑菇头，下端外部带有锥度，在蘑菇钉上留有和空心管体相连通的横向出水孔；

所述的盘体中间留有凹槽，连接头插入盘体中，所述蘑菇头封堵盘体上端，空心管体穿过盘体，并且连接头上的横向出水孔对准于凹槽。

本实用新型的其它特点是：

所述的蘑菇头的直径为10mm，高度为5mm。

所述的空心管体内部孔道直径为2mm；空心管体粗端长度为25mm，外径为7.8mm；空心管体细端长度为15mm，锥度的细端外径为6mm，最下端有一长度为5mm的倒钩，倒钩的最小直径为6mm，最大直径为7mm。

所述的横向出水孔的直径为2mm。

所述的连接头由粒径为0.5～1mm的细沙和水泥按照1：1的比例混合模压成型。

所述的盘体由粒径为1～2mm的细沙和水泥按照5：1的比例混合模压成型。

本实用新型的可快速安装的微孔混凝土灌水器，全部由混凝土原料制备而成，无需额外的塑料部件，可显著降低微孔混凝土灌水器的制造和使用成本。另外，本实用新型的可快速安装的微孔混凝土灌水器的空腔容积远小于文献所报道的微孔陶瓷灌水器和微孔混凝土灌水器的空腔容积，因此在具有相同渗水量的情况下，该可快速安装的微孔混凝土灌水器还具有体积小的优势。

附图说明

图1是本实用新型的可快速安装的微孔混凝土灌水器结构示意图；其中的标记分别表示：1、连接头，2、盘体，3、凹槽。

图2是连接头的形状和尺寸示意图；

图3是用于模压盘体的模具示意图；

图4是盘体的模压示意图；

图5是盘体的脱模示意图；

图6是可快速安装的微孔混凝土灌水器的组装示意图；

图7是本实用新型的可快速安装的微孔混凝土灌水器连接灌溉管道原理图，其中的箭头表示水流方向。

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

如图1所示，本实施例给出一种可快速安装的微孔混凝土灌水器，由具有输水作用的连接头1和具有渗水作用的盘体2两部分组成。

连接头1的形状和尺寸如图2所示，连接头1为蘑菇钉形状的空心管体，上端为一实心的蘑菇头，下端外部带有锥度，在蘑菇钉上留有与空心管体相连通的横向出水孔；

所述的盘体中间留有凹槽3，连接头1插入盘体2中，所述蘑菇头封堵盘体上端，空心管体穿过盘体，并且连接头1上的横向出水孔对准于凹槽3。

其中，蘑菇头的直径为10mm，高度为5mm；

空心管体内部孔道直径为2mm；空心管体粗端长度为25mm，外径为7.8mm；空心管体细端长度为15mm，锥度的细端的外径为6mm，最下端有一长度为5mm的倒钩设计，倒钩的最小直径为6mm，最大直径为7mm；

在距离蘑菇头10mm的位置有一直径为2mm的横向出水孔。

连接头1具有较高的强度，主要起到与灌溉管道连接并向盘体2输送水的作用。

连接头1的制备过程如下：将粒径为0.5～1mm的细沙和水泥按照1：1的比例混合，然后每100克混合料加入80克水搅拌均匀制成混合料，利用模具将混合料模压成型后，每天采用淋水的方式加湿养护28天。

盘体2具有很好的透水性，主要作用是将接连接头1输送过来的水向外渗透。

盘体2的制备过程如下：将粒径为1～2mm的细沙和水泥按照5:1的比例混合，然后每100克混合料加入30克水搅拌均匀制成混合料，利用模具将混合料模压成型后，每天采用喷雾的方式加湿养护28天。

图(3)是用于模压盘体2的模具示意图。该模具由阳模1、阳模2，阳模3和阴模1四部分组成，该四部分的关键尺寸为：阳模1和阳模2的外径均为50mm，内径均为8mm；阳模3的外径为7.6mm；阴模1的内径为50.4mm；阳模1的高度为10mm；阳模2的高度为60mm；阳模3的高度为100mm；阴模1的高度为50mm。上述所有模具均为钢制。

图(4)是盘体2的模压示意图。模压具体过程如下：

①将阳模1插入至阴模1的底部；

②将阳模3插入至阳模1中；

③将盘体2的混合料倒入阴模1中，振动使盘体2的混合料在阴模1中铺平后的高度为10mm；

④将一张厚度为5mm、外径为40mm、内径为7.6mm的水溶纸套入阳模3并轻压在盘体2的混合料上；

⑤继续添加盘体2的混合料，振动使阴模1中的盘体2的混合料的高度为25mm；

⑥将阳模2套入阳模3并插入阴模1中；

⑦采用5MPa的压力对阳模2向下加压，保压20s。

图(5)是盘体2的脱模示意图。脱模时的顺序为：

①由上方对阳模2加压，将阳模1和模压成型的盘体2一起向下顶出阴模1；

②向下抽出阳模1；

③将阳模3由上方抽出即可得到盘体2。

图(6)是连接头1和盘体2的组装示意图。组装的步骤是：

①将养护好的盘体2放入水槽中浸泡30分钟，使盘体2中的水溶纸完全溶解，即在盘体2内形成凹槽3；

②在连接头1的外表面涂抹水泥浆，将连接头1完全插入盘体2中，当连接头1上方的蘑菇头与盘体2靠紧后，连接头1上的横向出水孔自然就与盘体2内的凹槽3对准；

③待水泥浆完全凝固，连接头1和盘体2接触的位置被凝固的水泥浆密封，即得到可快速安装的微孔混凝土灌水器。

图(7)是采用本实施例的可快速安装的微孔混凝土灌水器与灌溉管道的连接示意图。在连接时，先在灌溉管道上打出一个直径为5mm的孔，然后稍微用力将连接头1下端的倒钩部分完全插入孔中。

由于在灌溉管道上打出的孔直径为5mm，小于连接头1上细端最细处的直径6mm，而且灌溉管道为质地柔软且具有弹性的塑料材质，因此当连接头1的倒钩部分完全插入灌溉管道的孔中时，连接头1与管道上的孔为过盈配合，二者可自然形成很好的密封。

当灌溉管道通入水后，水通过连接头1内部的孔道进入盘体2的凹槽3，然后经过盘体2的凹槽3由四壁向外渗透，即可达到渗灌的效果。