利用位差压强与液体表面张力控制流速的灌水器制造技术

一种利用位差压强与液体表面张力控制流速的灌水器，利用水体在两平板形成的渐宽狭缝内所受到的粘滞力与表面张力产生的附加压强，对位差压强进行消能减压，实现均匀灌溉，同时可以利用改变位差压强大小的方式，调节灌水器流道滴速，在向目标植物进行灌溉时能实现滴灌，小流量灌溉，及灌水器流道冲洗功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种灌水器，具体是一种利用位差压强与液体表面张力控制流速的灌水器，在向目标植物进行灌溉时能实现滴灌，小流量灌溉，及灌水器流道冲洗功能。
技术介绍
人类社会为了生产生活的需要，专利技术了各种水利灌溉工程，但由于水资源日益紧缺，迫使人们采用更节约的灌溉方式，以色列人斯迈哈.博拉斯父子更是专利技术了滴灌技术，为人类社会的节水灌溉作出了重大贡献。滴灌是利用一套专门的设备，把有压力水（可由水泵加压或利用地形落差所产生的压力），经过过滤后，通过各级输水管网到滴头，水自滴头以点滴方式，一滴一滴直接缓慢地滴入作物根际耕作层土壤，水滴滴入土后，借助重力入渗，在滴头下方形成很小的饱和区．并向四周逐渐扩散至作物根系发达区的灌水方法称为滴灌，因滴灌是用少量的水，而且是湿润作物根部活动层的土壤，所以，滴灌又称为局部灌水。滴灌具有省水、灌溉均匀、节能、土壤和地形的适应性强、增产、省工、方便田间作业等优点。但滴灌也有它的局限性，具体表现为：1.滴头堵塞使用过程中极易引起滴头的堵塞，主要是由悬浮物（砂和淤泥）、不溶解盐（主要是碳酸盐）、铁锈、其他氧化物和有机物引起，滴头堵塞主要影响灌水的均匀性，严重时可能使整个系统报废。2.盐分积累　在干旱地区采用含盐量较高的水灌溉时，盐分会在滴头湿润区域周边产生积累，这些盐分易于被淋洗到作物根系区域，当种子在高浓度盐分区域发芽时，会带来不良后果。3.影响根物的根系分布　对于多年生果树来说，滴头位置附近根系密度增加，而非湿润区根系因得不到充足的水分供应其生长会受到影响，尤其是在干旱半干旱地区，根系的分布与滴头位置有很大关系，少灌勤灌的灌水方式会导致树木根系分布变浅，在风力较大的地区可能产生拔根危害。4．投资成本高，管理技术要求高，要有动力能源要求，水压力的衰减效应使得有效工作面积小，同时滴灌孔容易堵塞的难题至今未能攻克，使得滴灌设备寿命缩短，运行与维护成本剧涨，众多原因令传统滴灌的大面积推广受到极大限制。参考文献《经济型喷微灌》奕永庆著出版社：中国水利水电出版社ＩＳＢＮ：9787508469683出版时间：2009-11-01最接近的技术方案专利技术人谭朝晖于2013年12月10日向中华人民共和国国家知识产权局申请了一项《具有渐宽狭缝输水装置可调滴速的分子能滴灌器》专利技术，专利号：ZL201310658336.2,授权公告号CN103609395B，授权公告日2015.06.10,记载并公开了一种具有渐宽狭缝输水装置可调滴速的分子能滴灌器，其特征在于，把厚度在0.01mm~2mm范围内的支撑物8夹在一块拱形平板状材料7与另一块拱形平板材料9之间，使两块拱形平板材料之间形成一侧紧贴，另一侧间距稍大的渐宽狭缝，以弹性材料夹紧或以粘合物固定，构成输水装置17，使输水装置17跨骑于容器14边沿，并使狭缝较窄的一侧置于容器内，狭缝较宽大的一侧置于容器外对应的集水装置12内。在实际生产运用过程中，也遇到了一些不理想的问题，具体表现为：根据权利要求1制成的分子能滴灌器，由于其工作原理是将容器内的水利用狭缝的毛细作用提升0-3cm，再通过水在渐宽狭缝的一系列分子力层递作用于完成水从容器内向容器外运行的滴灌效果，其滴速由毛细水头控制，这样，要对滴灌滴速要求统一的场合，在安装时要求分子能滴灌器安装在同一水平线上，正负误差只允许0-3cm，过高会造成毛细上升高度不足引起断流，过低则水从容器满溢浪费，而在实际工程中，要想达到这一要求是很困难的，所以会出现同一分子能滴灌系统内，各个滴灌器会出现滴速不均匀的现象，各个调整又费工费时，此外，由于分子能滴灌长期处于极低流速工作状态，每个滴头供水量从285ml/天到3800ml/天，没有办法实现整体冲洗功能，由于水中细菌等微生物滋生，其生物膜与各种杂质结合，在狭缝两壁形成黏附，由于各个滴灌器吸附杂质的程度不一，引发的滴速变慢，各滴灌器灌溉均匀度下降，不利于作物品质及生产效益提升，这时，就必须人工遂一对滴灌器进行拆洗，工作量大，清洗效率低下，再有，分子能滴灌滴速调节范围较窄，在施肥时，可能会由于肥液稀释不充分不及时，引发作物烧根事故，影响作物生长。参考文件《中国农村水利水电》2009年第四期《滴头堵塞诱发过程及其可控方法的研究进展》作者：闰大壮，刘杰，杨培玲，文章编号：1007-2284（2009）04003903。
技术实现思路
为解决传统滴滴容易堵塞，能源消耗较大，分子能滴灌清洗效率低，滴速调节范围窄的技术问题，本专利技术设计一种利用位差压强与液体表面张力控制流速的灌水器，其特征在于：一块带转角形状的硬质平板材料1，至少具有相互平行的直线边2与直线边3，另一侧具有斜边4；将两块相同形状的硬质平板材料1叠合，并使两平板的直线边2对齐，在两平板间的直线边3位置加入厚度为0.01-0.2mm的薄片支撑物5，使两平板间形成具有一侧紧贴，另一侧较宽的渐宽狭缝6；将紧贴狭缝一侧插入弹性管体7，利用过盈配合使叠合平板与管体紧密结合，构成灌水器8。图1是带转角形状的硬质平板材料的示意图,图2是玻璃叠合结构的分解示意图,图3是玻璃叠合结构的轴测图,图4是管体的轴测图,图5是灌水器的结构轴测图,图6是灌水器的剖视图。分析灌水器的工作原理，图7是一个基本灌水器单元的原理示意图，水从水源9沿管道经总阀10，浮球阀11进入控压水箱12，经滴灌阀13流入灌水器，由于此时冲洗阀14处于关闭状态，只有控压水箱12的位差压强在驱动水从控压水箱向倾斜一定角度安装的灌水器运行，式中，p:位差压强，ρ：液体密度，g：重力加速度，h位差高度，图8是灌水器8在刚启动时渐宽狭缝内水动力分析图，在管体狭缝区域的水会受到较窄狭缝的粘滞力15作用，方向与驱动水流的位差压强16相反，起到一个削减位差压强的作用，然后水继续向上运行，由于水，气界面的表面张力作用，会在狭缝外沿形成凸起液面，此液面的表面张力会产生一个附加压强，方向指向狭缝水体内部，，也会产生削减位差压强的作用，同时使水不会从狭缝流出，至狭缝转角处，由于狭缝渐宽，水在受削减后的剩余位差压强17，水体自身重力18的作用下，形成向下的推动合力19，使得原本受狭缝表面张力作用的固，液，气界面的下部，形成一个凸出点，在狭缝两壁分子吸引力，水分子表面张力，推动合力的作用下，沿狭缝下沿往较宽狭缝处运行，将水体横向推往更宽的狭缝，在这一过程中，狭缝内水体与气体接触界面面积同时增加，其表面张力又再产生一个附加压强，对位差压强再进一步削弱，图9是滴灌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用位差压强与液体表面张力控制流速的灌水器，其特征在于：一块带转角形状的硬质平板材料（1），至少具有相互平行的直线边（2）与直线边（3），另一侧具有斜边（4）；将两块相同形状的硬质平板材料（1）叠合，并使两平板的直线边（20对齐，在两平板间的直线边（3）位置加入厚度为0.01‑0.2mm的薄片支撑物（5），使两平板间形成具有一侧紧贴，另一侧较宽的渐宽狭缝（6）；将紧贴狭缝一侧插入弹性管体（7），利用过盈配合使叠合平板与管体紧密结合，构成灌水器（8）。

【技术特征摘要】
1.一种利用位差压强与液体表面张力控制流速的灌水器，其特征在于：一块带转角形
状的硬质平板材料（1），至少具有相互平行的直线边（2）与直线边（3），另一侧具有斜边（4）；
将两块相同形状的硬质平板材料（1）叠合，并使两平板的直线边（20对齐，在两平板间的直
线边（3）位置加入厚度为0.01-0.2mm的薄片支撑物（5），使两平板间形成具有一侧紧贴，另
一侧较宽的渐宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭朝晖，
申请(专利权)人：谭朝晖，
类型：发明
国别省市：广东;44