流体分配系统技术方案

本发明专利技术包括用于脉动分配灌溉液体的系统，系统包括集流管，灌溉管线中的一排发送阀依次连接到集流管上，各发送阀之间的弹性管用作脉动之间的灌溉流体储液器，脉动器响应导阀的启动将灌溉流体管道连接于集流管，与集流管相连的储液器波纹管收集剩余的灌溉流体并在脉动循环的适当时刻将其送回系统。而且导阀响应压力波动而启动和停止脉动器。还有，可调节的弹簧偏置的可变容量室和流体二极管连接于导阀，共同地决定着灌溉脉动重复率。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于流体分配系统的方法和装置，尤其是涉及一种可更适应于变化的需要且更均匀地分配灌溉流体以减少流体损耗的改进的脉动灌溉系统。确实需要一些比一般产业上所用的那些更好的灌溉系统，例如，常用的系统具有与供水源相连的总管道，每一管线通过各自的导阀与总管道相连，每一管线包括一组弹性管，每一弹性管通过组合隔膜阀和排出喷嘴依次与下一弹性管相连。当弹性管中注入灌溉水时，弹性管在水压的作用下轻微膨胀直到管线尾端的压力接近供水压力。当达到那一压力时，导阀关闭，停止注入，且使各个隔膜阀遮断通向总管道的通路同时开启通向每一隔膜阀中的排出喷嘴的通路，于是灌溉水从喷嘴中喷出，而且当存储在相通的各弹性管中的压力水充分地放空时，每一阀中的隔膜响应集流管中的压力而移位，以遮断排出喷嘴任何进一步流动，而且允许弹性管再一次注满水，以便重复循环。然而，这种闭合回路系统有许多严重的缺点，例如，这种系统的固有局限性使其不能应用于较大的装备中，例如由于注满每一回路所需的时间将能够插入一条回路中的发送器的数量限制在40或50台，所以一片十亩大的果园就需要40或50条灌溉回路，每一回路的操作还必须同步，这是一项繁重的任务。另外，增加这些回路会加剧浪费导阀排出水的问题，而且从每一喷嘴排出的流体的数量和在这些系统中的这些喷嘴处的不均匀压力分配会变化，这样就不能供应等量的灌溉水。当这种系统安装在丘陵地区时，其中静压头-->随管线的相应高度而变化，提供等量灌溉流体的问题就变得更难。由于通过喷嘴排出的肥料、除草剂等的数量不均匀，因此排出量的这种变化使得这种系统几乎不可能用于随灌溉水一起分配化学品。这些排出喷嘴也具有很小的通道和厚的柔韧性相当差的隔膜，易于被水中夹带的颗粒物塞住，即使不塞住，流动阻力也会增加。另外，在这方面，互相连接的弹性管用作流体储器是很不适当的。这些管子的弹性变形以及由此每一循环中储存的水体积被限制于某一值，该值小于破坏弹性管的每一端和这些管子的端部与之相连的阀门接头之间的接合所需的力。对管子变形的这种限制使得只能用小的储存容积，而其只需短的注入时间即可注满，这将导致不希望的排出量子的快速操作循环。这些高的循环速率在许多应用中是不可接受的且加剧导阀废水的问题。促使灌溉流体通过排出喷嘴的导阀向大气排放，结果造成阀附近的水损失。由于水在不能用于灌溉的地方排出，这种特性不仅浪费了有用的水，而且还可能产生更严重的影响，例如，导阀的废水通常扩散到地下，这种扩散需要附加的泵送功率和水;还需要下层土壤扩散系统，避免土壤饱和和积水成池;而这会使除草剂、肥料等在扩散部位施量过多。作为另一缺陷，这种系统要求每一管线回路中有均一数量的排出喷嘴和相连的隔膜阀，这种要求使这种灌溉系统只能用于大致为矩形的农场和果园，然而其面积经常是不规则形状的。还有另外一些非常实际的已经使现有技术中的装置的价值和实用性降低了的考虑。举例来说，安装在果园地面上的发送器，在某些设计中其向上凸出的塑料喷嘴经常会被园场工人们踩踏而破损，这些发送器在冷天气到来之前还必须排空水，这是一项很累人的任务，否则发送器内结成的冰将使阀破裂。还有一些提出的系统，其中，灌溉管线不是闭合回路，而是一-->系列构成一直线网路的管道和阀门，然而由于其阀门没有自清洁作用且易被灌溉流体中夹带的灰土和其他颗粒物塞住和阻塞，所以这些系统中提出的方法并不能完全令人满意。另外，在这方面，这种布置限制了可以用于特定系统中的平行管线的数量且增加了由导阀的每一次脉动排出到大气中而浪费的灌溉流体量。由于在阀门处于过渡状态时进口和出口都保持开启状态，因此在阀门从其一个位置转换到另一位置过程中还有水的附加浪费。这样，需要一种改进的灌溉方法和装置，它应能提供均匀的压力分布，从每一喷嘴排出均匀的灌溉流体量;提供更可接受的循环速率;在隔膜阀和排出喷嘴组件之间的各弹性管中具有更大的流体储存量，其中弹性选择得满足发送器流量的需要，而不是限制于保持管子固定在邻接的发送器上所需的夹紧力;提供一不浪费灌溉水的脉动阀和一灌溉管线系统，该系统不要求每一管线中有等量的喷嘴，而是在数量和长度上都可以变化，以使灌溉系统与耕种的面积的形状相配。当然，还需要能避免颗粒物塞住和避免由于在田里的不精心使用和结冰造成损坏的易损性。通过使用本专利技术可在很大程度上克服现有技术所持有的这些和其他缺陷。举例来说，将供水源连接到集流管上的脉动阀具有一进口，虽然它在脉动灌溉循环的注入阶段开始时开启，但当注入结束时它关闭且在整个排放阶段保持关闭状态。仅在进口关闭之后，出口才开启，以降低集流管的压力且使灌溉水喷出。在进口重新开启之前，该脉冲阀的出口也关闭且在随后的注入阶段出口保持关闭状态。根据本专利技术的可选用的特征，通过流入一可膨胀的储液器，在集流管降压过程中由集流管排出的流体减少至一最小值，流体储存在储液器内，直到排出阶段结束。排放完毕后，储液器内的流体流回集流管内。集流管和将灌溉水排出喷嘴的每一管线连接到集流管上的导管-->是用弹性很低、刚性相当好的材料制成的，以使降压时包含的水量为最小。除了连接于将每一分别的灌溉管线连接到集流管上的刚性管的各发送阀以外，各发送阀在其各自的进口和出口处连接于弹性管的各管段。根据本专利技术的另一特征，这些管段的弹性选择得满足发送器的流量要求且基本上与为把弹性管扎紧在发送阀的接管上所需的固有夹紧力无关，在本专利技术的一实施例中，本专利技术的这一特征由用一刚性管制成的夹箍所提供，该夹箍的内径等于夹在其内的管子的外径，夹箍套的管子和发送阀的接管上，接管有一对应的环状凸缘，此凸缘把管子的邻接部分压紧在接管和夹箍之间。一个直径很小且弹性很低（为将灌溉水的浪费量降至最小且改善压力波通过管子的传递速度）的控制管的一端以其端部连接于一组件之最长管线上的两个发送阀之间的弹性管的一段，控制管的另一端连接于导阀的隔膜室。导阀用供水压力调节脉动阀的动作、开启和关闭水源和脉动阀的一隔膜室之间的通路的控制管内的压力，以使脉动阀充满集流管或降低集流管内的压力，从而启动灌溉水排出阶段。本专利技术的这一特征使它非常易于改变灌溉循环的频率且使一特定灌溉装置中的几个灌溉组件同步的动作。为了降低脉动速率，控制管被移向更靠近管线端部的弹性管，而脉动频率的增加是通过把流体连通点移到更靠近集流管的弹性管来达到。然而，在本专利技术的另一实施例中，脉动频率不是由控制管相对于其所连接的灌溉管线的端部的位置来决定。本专利技术的这一第二实施例在导阀上有一流体二极管或称为延迟器和一由弹簧偏置的压制隔膜，它们组合在一起控制灌溉脉动频率，这样在导阀上的、控制灌溉频率的特征的这种组合避免了为调节该频率而相对于灌溉管线的端部移动控制管的一端的位置的繁重工作，但又能使农民可以通-->过简单操作用于偏置压制隔膜的弹簧来调节频率。在这方面也应注意到，灌溉管线不是带有有限数量的发送阀的回路，而是终止于弹性管的最后一个管段的各个管线，最后管段的端头是密封的。用这种方式，在一单个组件中可以操作多达一千个发送器，而且组件中每一管线的长度可以变化，以适应所灌溉的土地面积的不规则形状。而且，安装在丘陵地区不会因有静态压头差引起发送器排出量的变化。为了操作导阀，脉动器隔膜室中的一些有限量的灌溉流体排出到大气中，然而所损失的这个水量与在现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分配灌溉流体的系统，包括一集流管；至少一个与所述集流管流体相通的灌溉管线；至少一个与所述集流管和所述灌溉管线相连接的发送阀；一与所述发送阀流体相通的弹性管，所述弹性管具有一灌溉流体容器和一用于将灌溉流体通过所述发送阀排出的装置；一灌溉液体管道；一用于将所述管道选择性地连接于所述集流管的脉动器；和一与所述弹性管和所述脉动器流体相通的、以使所述脉动器响应所述弹性管内的流体建立所述集流管和所述管道之间的流体相通的导阀。

【技术特征摘要】
US 1991-9-19 07/762,3541、一种用于分配灌溉流体的系统，包括一集流管；至少一个与所述集流管流体相通的灌溉管线；至少一个与所述集流管和所述灌溉管线相连接的发送阀；一与所述发送阀流体相通的弹性管，所述弹性管具有一灌溉流体容器和一用于将灌溉流体通过所述发送阀排出的装置；一灌溉液体管道；一用于将所述管道选择性地连接于所述集流管的脉动器；和一与所述弹性管和所述脉动器流体相通的、以使所述脉动器响应所述弹性管内的流体建立所述集流管和所述管道之间的流体相通的导阀。2、如权利要求1所述的系统，还包括一用于将具有灌溉流体压力的所述弹性管连接于所述导阀的控制管。3、如权利要求1所述的系统，其特征在于所述导阀包括一用于调节所述导阀启动所述脉动器所需之时间的流体二极管。4、如权利要求3所述的系统，其特征在于所述导阀还包括一用于调节所述脉动器启动频率的容量室。5、一种灌溉系统用的脉动器，包括一其内形成一集流管室的壳体;一与所述集流管室相通的入口和一也与所述集流管室相通的出口;一阀杆，所述阀杆的一端形成有用于选择性地开启和关闭所述入口的入口塞，而另一端形成有用于选择性地开启和关闭所述出口的隔膜;一形成在所述壳体上、用于以压力启动所述阀杆隔膜的控制管，以便隔膜响应所述控制管内的压力开启和关闭所述入口和出口。6、一种灌溉系统用的导阀，包括一具有一形成在其内的导阀室的壳体;一与所述室选择性地相通的灌溉流体供应管;一与所述室选择性地相通的大气排出管和一与所述室选择性地相通的脉动器控制管;一安装在所述室内可直线移动的导阀阀杆，所述阀杆有一形成在其一端、用于建立所述流体供应管和所述室之间的所述选择性相通的供水源塞，一形成在其上、用于建立所述大气排出管和所述室之间的所述选择性相通的大气出口塞和一形成在所述阀杆上、用于直线地移动所述阀杆以便选择性地建立从所述室和所述供应管至各排出管的相通的导阀隔膜;以及一用于启动所述导阀隔膜的控制管。7、如权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉阿可莫勃托洛提，
申请(专利权)人：吉阿可莫勃托洛提，
类型：发明
国别省市：US[美国]