農業節水脈動式智能滴灌罐微灌系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及農業灌溉技術，尤其是一種農業節水脈動式智能滴灌罐微灌系統。
【背景技術】
[0002] 目前現代農業灌溉中有一個重要的分支就是微灌技術系統，其中一個重要組成就 是滴灌技術，它是二十世紀60年代發展起來的，以一種滴頭為核心的灌溉系統，它將過濾 的有壓水，通過管道系統輸送到滴頭，經過細小的流道或者孔眼，變成水滴或微細流，適時、 適量地向作物根系供應水分和養分，在幾十年來的使用過程中發現已有的滴灌系統存在以 下問題：（1)使用環境要求高，滴頭容易堵塞；（2)耗電量大，運行成本高；（3)滴頭間流水 量不均勻，誤差達30%以上；(4)關鍵部件滴頭的制作要求精度高，工藝復雜；(5)使用壽命 短；（6)對農作物灌溉調整反應遲鈍；（7)不宜用于地下滴灌。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的就是要解決傳統滴灌系統存在的上述七方面問題，提供一種農業節 水脈動式智能滴灌罐微灌系統。
[0004] 本發明的具體方案是：一種農業節水脈動式智能滴灌罐微灌系統，包括有供水栗 連接水源，供水栗后接止回閥A和旋流水沙分離器，在旋流水沙分離器之后并接有1#、2#兩 條供水管，其中1#供水管上串裝有截止閥A和止回閥B，2#供水管上依次串裝有截止閥B、 Y型過濾器、施肥器、止回閥C，兩條供水管尾端匯集連接供水主管，供水主管路中安裝有疊 片過濾器、流量計、壓力計，供水主管之后并接有若干根輸水干管，每根輸水干管中裝有干 管止通閥，設有回水管返回水源，所有輸水干管均通過分支管與回水管叉接，每根分支管上 裝有回水止通閥；在每根輸水干管的末端并接有1 一3條輸水支管，每根輸水支管末端裝有 排氣閥，且在每條輸水支管上叉接有多個滴灌罐，每個滴灌罐上裝有滴水分配器，滴水分配 器上裝若干輸水毛管，每根輸水毛管的末端設有滴水鐘置于一棵農作物的旁邊地上或地下 根部為農作物補水加肥；配置有PLC控制裝置，控制連接系統中的供水栗，施肥器以及截止 閥A、截止閥B和所有干管止通閥、回水止通閥、PLC控制裝置還與壓力計A、流量計A建立 通信連接。
[0005] 本發明中在每根輸水干管上安裝有流量計、壓力計、流速計，均與PLC控制裝置建 立通信連接。
[0006] 本發明中設有田間天氣、土壤溫度濕度檢測以及日照、降雨量、風向、風速檢測裝 置均與PLC控制裝置建立通信連接。
[0007] 本發明中在水源中設有水位計、水溫計與PLC控制裝置建立通信連接。
[0008] 本發明中所述每條輸水干管之后并接有兩條輸水支管，每條輸水支管上叉接有 60一80只滴灌罐。
[0009] 本發明中所述滴灌罐，具有罐體，罐體的頂部設有排氣孔，罐體的底部開有進水口 和出水口，安裝有進出水組合閥，其特征是：所述進出水組合閥具有閥體，閥體內開設有軸 向水平依次布置的進水腔、活塞腔、過渡水腔，三腔相互連通，過渡水腔尾端封閉，在進水腔 與活塞腔結合處裝有密封隔膜隔離兩腔，在進水腔中裝有壓緊螺母對密封隔膜進行壓緊定 位，且在壓緊螺母中開有貫通的軸向進水道，外接進水管，在活塞腔中裝有止通閥芯，在過 渡水腔中裝有壓縮彈簧復位止通閥芯；在閥體上還開有徑向進水道、徑向出水道A和徑向 出水道B，其中徑向進水道一端與螺母中的軸向進水道連通，另一端與罐體的進水口連通， 徑向出水道A-端與過渡水腔連通，另一端與罐體的出水口連通，徑向出水道B-端與活塞 腔連通，另一端外接滴水分配器，活塞腔中的止通閥芯前進時關閉出水道B，后退復位時打 開出水道B ;在罐體內裝有一注水管，注水管下端裝有單向進水閥與進出水組合閥的進水 道對接，注水管上端延伸至罐體頂部，注水管頂部設有頂板，頂板上開有中心進水孔，中心 進水孔中安裝有關閉浮子，關閉浮子頂面與罐體頂面有間距，保持關閉浮子有足夠的上浮 空間。
[0010] 本發明中在罐體頂部設置有吊環，并在排氣孔上裝有透氣防塵蓋；所述罐體由上 部罐身和下罐蓋對扣組成，罐身和下罐蓋對接處均設有對接耳，配有螺栓連接。
[0011] 本發明中在每根輸水毛管上安裝有流量調節閥。
[0012] 本發明中所述關閉浮子包括有一蓋帽和止水封頭，蓋帽位于注水管的外部，止水 封頭位于注水管內，止水封頭上設有連接筋穿過注水管頂部的進水孔與蓋帽構成連接。
[0013] 本發明中所述進出水組合閥中進水腔內徑 > 活塞腔內徑 > 過渡水腔內徑。
[0014] 本發明中罐體頂部的排氣孔配有透氣蓋。
[0015] 本發明具有以下優點：
[0016] 1、適時性：
[0017] 由于在滴灌周期內，引入了時間裕度的概念（而且這個時間裕度可以很方便的通 過水栗電機控制系統PLC調控），因此對灌期的時間掌控有了很好的調整空間。它可以用如 下公式來闡述：
[0019] 式中：H :總的時間要求（小時）
[0020] h :滴灌周期（小時）
[0021] η:周期數
[0022] 由此可見，可在設定的時間區間內充分完成指標。
[0023] 2、適量性：
[0024] 由于滴灌罐在滴灌周期內的灌水量是是以罐體可裝入水最大的量來度量的。因此 可以很好的、很方便的對灌期總的灌水量進行精確控制，只要求全系統的罐體容量尺寸都 一致。它可以用如下公式來闡述：
[0026] 式中：Q :總的灌水量（立升）
[0027] Q :罐體的最大載水量（立升）
[0028] η :周期數
[0029] 3、防堵塞性：
[0030] 通過對滴頭的工作原理和防堵性能分析可以對滴灌罐的抗堵塞性能做一個充分 的理解，農作物的灌溉制度對滴灌方式提出的要求是：
[0031] 水要以水滴形式適時適量地向作物的根系供應水分和養分，以下為水滴水力學公 式（摘自張志新先生著《滴灌工作規劃設計原理與應用》）
[0034] 式中：q :滴頭流量L/H d :微管內徑mm
[0035] H :壓力水頭mL :微管長度m
[0036] 本公式說明"通常通過滴頭的流量是由滴頭工作壓力h、滴頭流道形狀、斷面尺寸 及流徑長短來控制"。
[0037] 防堵塞性一個根本性的措施就是在保證滴頭流量達標的前提下（2-12升/小時） 盡量擴大微管內徑，現行滴頭微管內徑為d = 0. 85mm，才能達到Q的理想范圍，而滴灌罐的 d值可以達到d= 1.8mm，內徑擴大一倍以上。所以大大的改善了系統的抗堵塞性。
[0038] 4、可以將滴灌罐理解為一個密閉的空間，滴頭的水由罐體內流出的流量，不光由 重力影響，還受大氣壓的影響。反之可以這樣理解，使用①氣控水量調節閥調控大氣向罐內 的進氣量就可以控制滴頭流量。當然，這個氣控水量調節閥要求做的很精密，由于空氣從閥 體流道內流動，不存在固體的物質堵塞流道。這是一種很好的流量調控方式。
[0039] 5、對水質要求：由于微管孔徑達、流道短、防堵性好，因此對水源的泥沙、雜質、藻 類及化學沉淀物的要求也就降低，同時對過濾設備的要求和投資也就降低，大大地擴大了 水源的使用范圍，提高了使用壽命。
[0040] 6、降低能耗：
[0041] 從滴頭的水力學原理來分析，滴頭是一個降壓、消能裝置，將毛管上的有壓水流， 經過滴頭消能后以滴的水流給作物根區供水，在灌溉期間水栗電機要一直開動。
[0042] 而滴灌罐是通過水栗電機將水通過管道送入滴灌罐，灌水充滿后就停水栗電機， 然后水通過重力（能）向作物根區供水，沒有也不存在降壓消能的過程。因此大大的節省 了能耗。
[0043] 7、可無人操作、自動化程度高，（除水栗電機及PLC控制裝置外）系統可無電工作。 智能接口程度高，可使用互聯網技術對控制系統升級。
[0044] 8、成本降低：
[0045] 由于減少了和簡化了水質處理設備，投資成本降低。由于減少了電耗，運行成本降 低。由于水栗運行完全可通過使用CNC控制無人化，降低了人工成本。
[0046] 9、滴頭出水均勻穩定：由于不受地形、地貌和管網水頭損失的影響，只依靠重力調 整，罐體與地表面高差確定后，出不的均勻度大小就可以確定了。
[0047] 10、制作要求低：可在工廠內將罐體全部組裝完成，檢測性能，方法簡單、快捷，方 便工廠化、機器生產及流水線裝配。
[0048] 11、組件制作簡單，技術成熟，可靠性高，制作成本低。
[0049] 12、對農作物不同灌溉制度，可以用調節水栗電機的啟動開栗周期方便的調節 (比如夜晚作物的光合作用減弱，可以延長灌溉周期，這在PLC控制的電機系統很容易做 到，也可以調節裝置①進氣閥調節每周期滴灌時間來控制）。
[0050] 13、一個滴灌罐可以供多個滴頭同時使用（一般設計為1-6個）可以使作物根區 吸收水分均勻。
[0051] 14、與滴頭使用一年（或一次）相比，滴灌罐的使用壽命長達10年以上。
[0052] 15、回收性好，回收處理方便，滴灌期完全可以將其拆卸到倉庫內存放，可等到下 一次使用。
[0053] 16、可以達到精準節水、節肥、節電、節工的灌溉效果。
[0054] 17、本發明中的滴灌罐具有原節水閥控滴灌罐的全部19條優點（見 ZL201410291659. 7號發明專利說明書）。特別是由于本發明采用了密封隔膜結構，完全杜 絕進出水道的串水問題，密封性能好，工作更穩定可靠，使用壽命大大延長；同時由于采用 了注水管及關閉浮子的加水滿罐關閉結構以及罐體頂部的排氣孔始終保持與大氣相通，因 此罐體不會承受供水系統壓力，只需普通厚度板材制成罐體，制造成本降低。
【附圖說明】
[0055] 圖1是本發明系統結構示意圖；
[0056] 圖2是本發明中的滴灌罐主剖視圖；
[0057] 圖3是本發明的滴灌罐使用狀態示意圖。
[0058] 圖中：101-水源，102-供水栗，103-止回閥A，104-旋流水沙分離器，105-截 止閥A，106 - 1#供水管，107-止回閥B，108-截止閥B，109-Y型過濾器，110 - 2#供水 道，111 一施肥器，112-止回閥C，113-置片過濾器，114一流量計A，115-壓力計A，116- 供水主管，