CN107345592A - 一种灌溉输水管流量感应调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灌溉输水管流量感应调节阀，包括阀盖、橡胶膜、弹簧、阀杆、阀片、上阀体、下阀体和感应机构，所述的上阀体包括储水腔体和阀体连接部，所述的储水腔体上设置有阀体接头，所述的阀体连接部内设置有阀杆腔，所述的下阀体内设置有与阀片相对应的阀片密封机构，所述的阀片设置在下阀体内，所述的橡胶膜、弹簧、阀杆和阀片安装在一起，所述的弹簧初始状态下，阀片将下阀体密封，所述的阀盖与上阀体安装在一起，将橡胶膜固定，所述的上阀体和下阀体安装在一起，所述的感应机构与阀体接头连接。本发明可以实现高效、精准的灌溉效果，达到节水、节能、省工和降耗等目的，有利于促进现代农业的快速、可持续发展。

Description

一种灌溉输水管流量感应调节阀

技术领域

本发明涉及一种灌溉输水管流量感应调节阀，属于节水灌溉领域。

背景技术

滴灌是农业节水工程中的最为高效用水、精准灌溉的先进技术，其***结构主要由首部、输水管路、控制阀和灌水器等组成。目前，滴灌***的工作主要是根据灌溉地块的轮灌区设计和划分，通过人工手动或编程控制器来自动操作控制管网上阀门的开度和启闭状态，以实时控制灌溉管网的输水状态、灌溉水量的多少，并有效完成各个轮灌区处于“开始灌溉/停止灌溉”状态的相互切换。授权公告号 CN 102172197B，发明名称：脉冲滴灌***，被加压的水在通过各条毛管前的脉冲阀后以压力上升的快而下降的慢的脉冲水流的方式进入各条毛管，通过各条毛管上的滴灌灌水器灌溉农作物。快速上升的压力可以对堵塞物形成强烈的冲击，而缓慢下降的压力不会使脉冲阀后毛管内的水产生 “回弹”，在灌水器的出水孔形成负压，而造成负压吸入式出水孔堵塞，抗堵塞性能优异。脉冲频率大范围可调，在同样的灌水强度下，可以放慢脉冲频率，而采用出水孔径大的滴灌灌水器组成无需过滤器的脉冲滴灌***。具有结构简单，投入成本低，市场易于接受，有利于应用推广的特点。这只是“计划被动”的输水灌溉模式，不能根据拟灌溉地块的实际旱情而“主动调节”输水管的供应流量，从而影响达到适量供水、高效用水、精准灌溉和节约运行能耗、提高自动化水平的节水灌溉效果。申请公布号CN105746310A，发明名称：根据果树对土壤含水量需求进行滴灌的控制方法及装置，该装置包括从动水路控制装置和控制其动作的土壤含水量反馈主动控制装置，所述土壤含水量反馈主动控制装置包括空心陶土头、壳管、活塞、推杆、旋冒和导向连接管，所述从动水路控制装置包括水管、阀壳、阀板和弹簧，在活塞下方的空心陶土头及壳管所形成的空间填充有高分子材料，且该高分子材料具有吸水膨胀、失水收缩的性能；应用该控制装置进行滴灌灌溉，无需人为操作控制，无需提供电力，可以确保果树对土壤含水量的要求，实现合理灌溉，减少人为经验灌溉误差对果树的影响。但是该专利采用具有吸水膨胀失水收缩的高分子材料作为推动力，具体为吸水膨胀橡胶，存在以下问题：吸水膨胀橡胶一般吸水2天以后才会膨胀，膨胀时间慢，存在灌溉延后的问题，另一方面吸水膨胀橡胶使用一段时间后性能下降，并且吸水膨胀橡胶成本高，不利于推广。

发明内容

本发明提供了一种灌溉输水管流量感应调节阀，解决了现有滴灌装置只是“计划被动”的输水灌溉模式，不能根据拟灌溉地块的实际旱情而“主动调节”输水管的供应流量，从而影响达到适量供水、高效用水、精准灌溉和节约运行能耗、提高自动化水平的节水灌溉效果的问题，以及现有自动滴罐装置采用吸水膨胀橡胶作为动力源，导致灌溉反应滞后，不能及时反应墒情，及时灌溉等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种灌溉输水管流量感应调节阀，包括阀盖、橡胶膜、弹簧、阀杆、阀片、上阀体、下阀体和感应机构，所述的上阀体包括储水腔体和阀体连接部，所述的储水腔体上设置有阀体接头，所述的阀体连接部内设置有阀杆腔，所述的下阀体内设置有与阀片相对应的阀片密封机构，所述的阀片设置在下阀体内，所述的橡胶膜、弹簧、阀杆和阀片安装在一起，所述的弹簧初始状态下，阀片将下阀体密封，所述的阀盖与上阀体安装在一起，将橡胶膜固定，所述的上阀体和下阀体安装在一起，所述的感应机构与阀体接头连接，所述的感应机构可以采集传递土壤的干旱情况。

进一步，本发明的优选方案为：所述的弹簧与橡胶膜之间设置有第一钢垫片。

进一步，本发明的优选方案为：所述的橡胶膜的边缘设置一圈向上凸起密封条，所述的阀盖上设置有与密封条对应的凹槽。

进一步，本发明的优选方案为：所述的储水腔体与弹簧相接的部位设置有弹簧限位杆。

进一步，本发明的优选方案为：所述的阀杆在阀杆腔内通过环状密封圈浮动密封。

进一步，本发明的优选方案为：所述的感应机构包括若干个感应体、支微管、主微管、感应体上部接口和快速接头，所述的感应体通过感应体上部接口与支微管相连接，所述的支微管通过快速接头与主微管连接，所述的主微管与阀体接头连接。

进一步，本发明的优选方案为：所述的感应体包括陶土头和玻璃管，陶土头与玻璃管的一端连接，玻璃管的另一端与感应体上部接口连接。

进一步，本发明的优选方案为：所述的阀体接头上设置有注水孔。

进一步，本发明的优选方案为：所述的阀片的两面分别设置第二钢垫片和第三钢垫片。

本发明的有益效果：

本发明的感应机构是用来采集和传递土壤旱情信息，以准确地感知地块的实际土壤水分含量、真实地反映维持作物正常生长的土壤缺水状况；上阀体和阀杆等控制机构是调节阀门过水断面大小的关键组件，它根据感应体采集和传递的土壤实际水分状况信号，通过其自身体积的被动缩小或增大复原，以有效控制阀门内部水流的实际过过水断面面积，达到调节过水流量的应用功能；下阀体是管路输水的过水通道，保证灌溉水流的顺利通过和输送。调节阀的初始状态处于断水模式，控制体被动变化时，调节阀将处于通水（流量大或流量小）模式，直到控制体复原，又回到初始的断水模式。如此往复循环，通水、断水模式相互切换。

本发明的灌溉输水管流量感应调节阀与灌溉管网配套应用后，当土壤含水量较低、出现旱情时，通过感应体的准确采集、有效感知其控制地块的实际土壤水分状况和作物生长所需土壤旱情信息，使灌溉***管网能够根据田间的实际需水要求而自动控制其输水状态、调整其输水能力，通过控制范围内各条末级管路的灌水器均匀配水，实现高效、精准的灌溉效果，达到节水、节能、省工和降耗等目的，有利于进一步提高科技真正服务农业生产能力、应用水平，促进现代农业的快速、可持续发展。

另外本发明采用橡胶膜、弹簧、阀杆、阀片、上阀体、下阀体和感应机构，所述的上阀体包括储水腔体和阀体连接部，所述的储水腔体上设置有阀体接头，所述的阀体连接部内设置有阀杆腔，所述的下阀体内设置有与阀片像对应的阀片密封机构，所述的阀片设置在下阀体内，所述的橡胶膜、弹簧、阀杆和阀片安装在一起，所述的弹簧初始状态下，阀片将下阀体密封，所述的阀盖与上阀体安装在一起，将橡胶膜固定，所述的上阀体和下阀体安装在一起，所述的感应机构与阀体接头连接，所述的感应机构可以采集传递土壤的干旱情况。橡胶膜、储水腔体和感应体组成密闭空间，在改密闭空间内预先充满水，然后通过陶土头感知土壤的墒情，通过负压使密闭空间压力变化，进而达到控制阀门开闭的作用。土壤墒情可以快速的传递到密闭空间进而开闭阀门。该装置反应迅速，可以在土壤发生墒情变化的同时启动阀门开闭，反应快捷，控制精确，有效的避免了滴灌的延后，可以更好的实现灌溉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中上阀体、下阀体的结构示意图；

图3为本发明中的感应机构的结构示意图；

图4为本发明中的上阀体的另一个实施例方式的结构示意图；

图5位本发明的调节阀开启状态图，其中a为全闭状态图，b为半开状态图，c为全开状态图；

图中，1为感应机构，1-1为陶土头，1-2为玻璃管，1-3为感应体上部接口，2为主微管，3为支微管，4为快速接头，5为上阀体，6为下阀体，7为阀体接头，8为阀盖，9为橡胶膜，10为凹槽，11为密封条，12为第一钢垫片，13为弹簧，14为弹簧限位杆，15为阀杆腔，16为阀片密封机构，17为阀杆，18为第二钢垫片，19为阀片，20为第三钢垫片，21为注水孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，一种灌溉输水管流量感应调节阀，包括阀盖8、橡胶膜9、弹簧13、阀杆17、阀片19、上阀体5、下阀体6和感应机构1。

上阀体5包括储水腔体和阀体连接部，储水腔体上设置有阀体接头7，阀体连接部内设置有阀杆腔15，阀片19设置在下阀体6内，下阀体6内设置有与阀片19相对应的阀片密封机构16，橡胶膜9、弹簧13、阀杆17和阀片19安装在一起，弹簧13初始状态下，阀片19将下阀体6密封。阀盖8与上阀体5安装在一起，将橡胶膜9固定，上阀体5和下阀体6采用螺纹连接方式安装在一起。

感应机构1与阀体接头7连接，感应机构1可以采集传递土壤的干旱情况。

弹簧13与橡胶膜9之间设置有第一钢垫片12，设置第一钢片有助于橡胶膜9、阀杆17和弹簧13的固定，使弹簧13始终处于密封腔体的中部。

橡胶膜9的作用储水腔体，通过阀盖8固定，可以采用任何可以密封的结构。本实施例采用的是密封橡胶膜9的边缘设置一圈向上凸起密封条11，阀盖8上设置有与密封条11对应的凹槽10。采用上述结构可以使橡胶膜9的密封性得到极大提升，有效提高储水腔体的密封性。另外也可以有效的提高调节阀的使用寿命。

储水腔体与弹簧13相接的部位设置有弹簧限位杆14，弹簧限位杆14为相对设置的倾斜圆台，可以使弹簧13的底部套和在里面。采用上述结构，可以有效的控制弹簧13的安装位置，使其始终处于储水腔体的中间，保证弹簧13的弹力变化不会反生改变，进而影响下阀体6的开度，可以有效地提高滴罐的准确定和稳定性。。

阀杆17在阀杆腔15内通过环状密封圈浮动密封。阀杆17的材料是光滑的金属材料，可以采取不锈钢，阀杆17的上下移动，依靠滑动密封，又能保证上下灵活移动，又确保下阀体6水流通道与上阀体5的相互独立，水流不会相互连通。

阀片19的两面分别设置第二钢垫片18和第三钢垫片20，设置两个钢垫片，有利于阀片19的安装固定。

感应机构1包括若干个感应体、支微管3、主微管2、感应体上部接口1-3和快速接头4，感应体通过感应体上部接口1-3与支微管3相连接，支微管3通过快速接头4与主微管2连接，主微管2与阀体接头7连接。

感应体包括陶土头1-1和玻璃管1-2，陶土头1-1与玻璃管1-2的一端连接，玻璃管1-2的另一端与感应体上部接口1-3连接。本发明中的玻璃管1-2也可以起是其他关键，只要可以起到连接密封作用即可，如橡胶管、不锈钢管等。

本实施例的灌溉输水管流量感应调节阀的使用方法：

如图1-5所示，先把灌溉管网的常规阀门更换为本实施例的调节阀，根据管网上各个调节阀的控制灌溉区域，在其区域内均匀选择3－5个具有土壤旱情代表性的典型点位，按照地块内作物主要根系深度范围，把感应体埋入适宜深度，并用支微管3、主微管2、感应体上部接口1-3将各个感应体连接在一起，然后将主微管2与阀体接头7连接，利用主微管2和阀体接头7把感应体、支微管3、微管和储水腔体形成的连通空腔注满蒸馏水，并确保腔内水流充满、密闭。

在灌溉管网正常低压供水条件下，当地块旱情、土壤含水量较低的时，在陶土头1-1周围形成负压，导致密封腔体内的水分通过陶土头1-1向外渗出，使密封腔体内形成负压，并且负压通过密封腔体内储水量的变化来传递到储水腔体，进而引起橡胶膜9变形，压缩弹簧13，带动阀杆17和阀片19向下移位，实现调节阀所在下阀体6内部水流的通水，进行滴罐。当土壤的含水量达到要求，水通过陶土头1-1进入密封腔体,进而使储水腔体的水增加，使橡胶膜9在弹簧13回弹力的作用下带动，阀杆17和阀片19向上移位，实现调节阀所在下阀体6内部水流的断水。通过上述过程从而控制区域内末级管道上灌水器的工作过程和配水效果，具有明显的节水、节能、省工和精准灌溉的优点。

当地块旱情、土壤含水量的高低通过负压表现出来，进而控制下阀体6的开度，实现根据不同墒情，控制滴灌量等问题。

本发明的结构简单，通过布设在田间的多个感应体这一关键部件，能够准确采集、有效感知控制地块的土壤水分状况和作物的旱情信息；调节阀的控制体在弹簧13的预弹力的作用下，使调节阀初始状态处于断水模式；调节阀的在弹簧13的预弹力、感应体传递土壤水吸力的共同作用下，使调节阀在通水、断水模式相互切换；调节阀的阀门体具有一定过水断面的水流控制通道，实现水流通过阀体流量大小的有效调节。另外本发明的结构可以有效的实现土壤墒情的快速反馈，实现快速及时的灌溉。

实施例2

如图4所示，本实施例中阀体接头7上设置有注水孔21。采用主微管2和阀体接头7注水，存在注水困难，并且注水并非完全注满的问题，本实施例在阀体接头7上设置注水孔21，将本发明的调节阀按照连接安装弄好以后，通过在注水孔21上连接注水管，注水满以后将注水孔21通过密封塞密封即可，可以使密封腔体内完全注满水，可以有效提高控制的准确性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种灌溉输水管流量感应调节阀，其特征在于：包括阀盖、橡胶膜、弹簧、阀杆、阀片、上阀体、下阀体和感应机构，所述的上阀体包括储水腔体和阀体连接部，所述的储水腔体上设置有阀体接头，所述的阀体连接部内设置有阀杆腔，所述的下阀体内设置有与阀片相对应的阀片密封机构，所述的阀片设置在下阀体内，所述的橡胶膜、弹簧、阀杆和阀片安装在一起，所述的弹簧初始状态下，阀片将下阀体密封，所述的阀盖与上阀体安装在一起，将橡胶膜固定，所述的上阀体和下阀体安装在一起，所述的感应机构与阀体接头连接，所述的感应机构可以采集传递土壤的干旱情况。

2.根据权利要求1所述的一种灌溉输水管流量感应调节阀，其特征在于：所述的弹簧与橡胶膜之间设置有第一钢垫片。

3.根据权利要求1所述的一种灌溉输水管流量感应调节阀，其特征在于：所述的橡胶膜的边缘设置有向上凸起密封条，所述的阀盖上设置有与密封条对应的凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种灌溉输水管流量感应调节阀，其特征在于：所述的储水腔体与弹簧相接的部位设置有弹簧限位杆。

5.根据权利要求1所述的一种灌溉输水管流量感应调节阀，其特征在于：所述的阀杆在阀杆腔内通过环状密封圈浮动密封。

6.根据权利要求1所述的一种灌溉输水管流量感应调节阀，其特征在于：所述的感应机构包括若干个感应体、支微管、主微管、感应体上部接口和快速接头，所述的感应体通过感应体上部接口与支微管相连接，所述的支微管通过快速接头与主微管连接，所述的主微管与阀体接头连接。

7.根据权利要求1所述的一种灌溉输水管流量感应调节阀，其特征在于：所述的感应体包括陶土头和玻璃管，陶土头与玻璃管的一端连接，玻璃管的另一端与感应体上部接口连接。

8.根据权利要求1所述的一种灌溉输水管流量感应调节阀，其特征在于：所述的阀体接头上设置有注水孔。

9.根据权利要求1所述的一种灌溉输水管流量感应调节阀，其特征在于：所述的阀片的两面分别设置第二钢垫片和第三钢垫片。