CN111837887B - 用于多功能灌溉***的回水控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于多功能灌溉***的回水控制装置，技术方案是，潜水泵进水口上的管路上装有同轴连接的进水转换器，进水转换器的侧壁上分别开有内外贯通的给水闸口和回水进水口，给水闸口上设置有闸阀，回水进水口上连接回水管路，回水管路上设置有回水阀门，泄水管路上设置有泄水阀门，本发明通过在潜水泵进水口的管路上增设一个进水转换器，形成回水循环，在这个回水的过程中，由于进水转换器伸入水井的底部，这样使其与升降柱底座产生一个较大的高差，从而为回水提供一个足够的水压差，保证升降柱各级圆形空心管在负压作用下完全回收，解决了多功能灌溉***升降柱在水位较高地区灌溉伸出后无法收回的问题。

Description

用于多功能灌溉***的回水控制装置

技术领域

本发明涉及用于多功能灌溉***的回水控制装置。

背景技术

农业是我国重要的基础产业，在农田灌溉和施肥时，传统的方法是人工进行，费时费力，效率低；利用先进的设施和技术，由“靠天吃饭”的大田生产转向大型自动化生产是我国农业发展的方向，市场上也出现了很多灌溉和施肥的设备，但是由于其结构上的问题，设备的成本高，功能少，不能够地上地下自由出没，设备布置后影响其他工序作业，使用起来十分不方便，效果不尽人意，因此，申请人在先申请的申请号为：201520209803.8的“一种用于多功能灌溉施肥***的升降柱”，其中喷洒机构的结构是由伸缩管和装在伸缩管上端部的旋转喷头构成，伸缩管是由多节直径不同的圆形空心管，上一节压缩在下一节内，每两节之间装有密封圈构成的伸缩式密封结构；使用时，水通过水泵的压力从伸缩管底部进入，在水压的作用下，各节圆形空心管向上伸出，最终水从装在最内一节圆形空心管的管体的上端部的旋转喷头喷出，实现灌溉，灌溉结束时，关闭水泵，停止往进水通道注水，水压消失，由于在升降柱上端的旋转喷头下端装有单向阀，单向阀的作用是在伸缩管回缩时，使旋转喷头与伸缩柱上端相连接处密封，使伸缩柱内的水在负压作用下到地下，这样升降柱各级圆形空心管在自身重力和负压作用下，回收到底座的上端面上，完成回收，后又申请了授权公告号为CN 106068868 B的“密封升降式的升降柱”、申请号为2020100161348的“用于升降柱的滤沙器”以及申请号为2020100161282的“具有滤沙和刮沙功能的升降柱”，其目的就是解决伸缩管伸出后因密封、进沙等原因导致无法回收的问题，但是在实际应用过程中，又出现了新的问题导致无法回收，现场灌溉的水多为井水，通常水井深度为40-60米，内径为40cm左右，而井水的液面与当地地下水分布有关，常常难以控制，当井水水面标高高于伸缩管底面标高时，导致井水与升降柱之间没有水位落差，形不成让升降柱回缩足够的负压，伸缩柱无法回收，经实际应用，在不考虑其他因素的情况下，只有当伸缩管底面标高高于井水水面标高且高差大于4m时，伸缩管才能有部分正常回收，即使底面上增加大功率水泵来辅助回水，由于水泵结构和大气压的限制，一般也只能提供5-6m高差的水压，严重影响了正常工作，并且大大增加了能耗，甚至导致出现了很多水位高地区的多功能灌溉施肥***无法实际应用，因此其改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种用于多功能灌溉***的回水控制装置，可有效解决多功能灌溉***伸缩柱各级圆形空心管回收负压力不足，无法完全收回的问题。

本发明解决的技术方案是：

一种用于多功能灌溉***的回水控制装置，包括潜水泵和扬程管，潜水泵通过扬程管被悬挂式固定在水井的水面下方，扬程管上端伸出水井上口，伸出部分的扬程管出水口与给水阀门的进水口相连，给水阀门的出水口上连接有给水管路，潜水泵进水口上的管路上装有同轴连接的进水转换器，所述进水转换器为上下开口的管状中空结构，其上下端均与潜水泵进水口上的管路密封连接，进水转换器的侧壁上分别开有内外贯通的给水闸口和回水进水口，给水闸口上设置有活动开合、用于开启或密封给水闸口的闸阀，回水进水口上连接有向上延伸且伸出水井上口的回水管路，回水管路的上端与给水管路相连，给水阀门进水侧的扬程管上连接有出水口位于水井水面正上方的泄水管路，回水管路上设置有回水阀门，泄水管路上设置有泄水阀门；

使用时，给水管路远离给水阀门的一端与各个升降柱底座上的进水通道相连，为各个升降柱伸出灌溉供水，灌溉时，开启给水阀门，同时关闭回水阀门和泄水管路，打开闸阀，使给水闸口内外贯通，启动潜水泵，水井内的水从给水闸口进入潜水泵，在潜水泵提供的水压作用下水通过给水管路为升降柱供水，各级圆形空心管向上伸出，最终水从装在最内一节圆形空心管的管体的上端部的旋转喷头喷出，实现灌溉；灌溉结束后，开启回水阀门和泄水管路，关闭给水阀门，同时关闭闸阀，使给水闸口密封，升降柱内的水依次通过给水管路和回水管路进入进水转换器，再在潜水泵提供的水压作用下从扬程管进入泄水管路最终从水井水面上方重新回到水井内，形成回水循环，升降柱各级圆形空心管在自身重力和回水管路回水形成的负压作用下，完全落回到升降柱底座内，在这个回水的过程中，由于进水转换器伸入水井的底部，这样使其与升降柱底座产生一个较大的高差，从而为回水提供一个足够的水压差，保证升降柱各级圆形空心管在负压作用下完全回收。

优选的，所述给水管路远离给水阀门的一端伸入地表后与多功能灌溉***中的各个升降柱底座上的进水通道相连，所述进水转换器的顶面标高低于升降柱底座的底面标高且二者的高差大于10m。

本发明结构新颖独特，简单合理，易生产，成本低，通过在潜水泵进水口的管路上增设一个进水转换器，并通过进水转换器将伸缩柱的回水引入潜水泵的进水口，升降柱内的水依次通过给水管路和回水管路进入进水转换器，再在潜水泵提供的水压作用下从扬程管进入泄水管路最终从水井水面上方重新回到水井内，形成回水循环，升降柱各级圆形空心管在自身重力和负压作用下，完全落回到升降柱底座内，在这个回水的过程中，由于进水转换器伸入水井的底部，这样使其与升降柱底座产生一个较大的高差，从而为回水提供一个足够的水压差，保证升降柱各级圆形空心管在负压作用下完全回收，解决了多功能灌溉***升降柱在水位较高地区灌溉伸出后无法收回的问题，保证了多功能灌溉***以及密封式升降柱在各种地势上的应用，使用方便，效果好，有良好的社会和经济效益。

附图说明

图1为本发明的结构立体示意图。

图2为本发明进水转换器的立体图（闸阀关闭）。

图3为本发明进水转换器的立体图（闸阀开启）。

图4为本发明进水转换器的剖视立体图（闸阀开启）。

图5为本发明进水转换器的剖面俯视图。

图6为本发明进水转换器的剖面侧视图（闸阀开启）。

图7为本发明使用状态的布置剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-7给出，本发明一种用于多功能灌溉***的回水控制装置，包括潜水泵3和扬程管4，潜水泵3通过扬程管4被悬挂式固定在水井1的水面下方，扬程管4上端伸出水井上口，伸出部分的扬程管出水口与给水阀门8的进水口相连，给水阀门8的出水口上连接有给水管路4a，潜水泵3进水口上的管路上装有同轴连接的进水转换器6，所述进水转换器6为上下开口的管状中空结构，其上下端均与潜水泵3进水口上的管路密封连接，进水转换器6的侧壁上分别开有内外贯通的给水闸口610和回水进水口611，给水闸口610上设置有活动开合、用于开启或密封给水闸口的闸阀63，回水进水口611上连接有向上延伸且伸出水井上口的回水管路5，回水管路5的上端与给水管路4a相连，给水阀门8进水侧的扬程管4上连接有出水口位于水井水面正上方的泄水管路7，回水管路5上设置有回水阀门9，泄水管路7上设置有泄水阀门10；

为保证使用效果，所述给水管路4a远离给水阀门的一端伸入地表19后与多功能灌溉***中的各个升降柱底座上的进水通道相连，所述进水转换器的顶面标高低于升降柱底座的底面标高且二者的高差大于10m。从而为伸缩柱各级圆形空心管回收时的回水提供一个大于10m的水压差，保证升降柱各级圆形空心管在负压作用下完全回收。

所述升降柱为现有技术，其可以为申请人在先申请的申请号为201520209803.8的用于多功能灌溉施肥***的升降柱、公告号为CN 106068868 B的密封升降式的升降柱、申请号为2019203354044的用于砂地灌溉的多节式密封升降柱、申请号为2020100161282的具有滤沙和刮沙功能的升降柱等，将本申请给水管路4a的远离给水阀门的一端与升降柱的底座上的进水通道连接在一起即可。所述升降柱上端的旋转喷头下端的壳体内装有单向阀，单向阀的作用是在伸缩管回缩时，使旋转喷头与伸缩柱上端相连接处密封，使伸缩柱内的水在负压作用下到地下，从而使升降柱在负压作用下回收，该技术均为现有技术，升降柱上端安装的旋转喷头可以采用申请人在先申请的申请号为2013208265158或申请号为2014206015345的潜地式旋转喷头。

所述给水闸口610两侧设置竖直轨道66，闸阀63为与竖直轨道66相对应的闸板，闸板两侧滑动设置在竖直轨道66内，沿其长度方向滑动，构成闸板沿给水闸口上下滑动的开合结构。

所述的闸板内侧连接有用于限制其上极限位置的限位块64，进水转换器内壁顶部设置有与限位块64相对应的限位挡板621。

所述闸板上端沿设置有用于安装拉绳的挂环65，挂环65上连接有向上延伸且伸出水井上口、用于控制闸板滑动启闭给水闸口的拉绳15。

所述水井1上口固定有定位板2，扬程管4、回水管路5和泄水管路7均竖直固定在定位板2上。

泄水管路7通过第一法兰11a固定在定位板2上；

扬程管4通过第二法兰11b固定在定位板2上；

回水管路5通过第三法兰11c固定在定位板2上；

定位板可通过其外周的第四法兰12a和水井上口外周的第五法兰12b叠装在一起，由连接螺栓13压紧固定在一起。实际施工时，也可以通过其他方式进行固定，如螺栓连接、公母头插接等，定位板也可以是其他结构形式，如、槽钢结构、方形柱状结构等，其主要目的是与水井井口固定在一起，用于支撑扬程管4、回水管路5和泄水管路7，从而将潜水泵和进水转换器悬挂式固定在水井的水面下方。

所述的定位板2上开有上下贯通的拉绳穿孔17，拉绳15上端穿过拉绳穿孔伸出水井上口，伸出的端部上连接有挂钩16，伸出水井上口部分的扬程管4、回水管路5、泄水管路7或定位板表面设置有多个与挂钩相对应的挂耳18。

挂耳用于固定拉绳，通过拉绳开启闸阀，闸板向上滑动，直到限位块64卡在限位挡板621上，无法继续上移，给水闸口开启，将拉绳的挂钩挂装在挂耳上，使闸阀的闸板保持开启状态，灌溉完成后，松开挂钩，闸板在自身重力作用下向下滑动，关闭给水闸口。实际生产时，为保证闸板顺利回落，也可在闸板与进水转换器壳体之间设置一个复位弹簧，当闸板被拉绳提拉升起打开给水闸口时，复位弹簧被拉伸蓄力，拉绳上端固定后，给水闸口保持开启状态，需要关闭给水闸口时，松开拉绳，闸板在复位弹簧的弹性恢复力和自身重力双重作用下复位，重新密封闭合给水闸口，保证其顺利回落。

实际生产时，也可通过具有远程控制功能的电磁阀替代闸阀，但是该形式会大大提高设备的成本，因此申请优选采用拉绳提拉闸板的方式开启给水闸口，已降低整体造价。

所述进水转换器6是由左半圆套管61和右左半圆套管62左右拼装在一起构成的管状中空结构，左半圆套管61和右左半圆套管62正对侧的外壁上设置有相对应的连接凸沿68，左半圆套管61和右左半圆套管62正对拼接在一起后，通过连接凸沿68上的压紧螺栓将二者固定在一起，构成管状中空结构，进水转换器与潜水泵3进水口上的管路之间通过密封圈同轴密封连接。

本发明使用时，给水管路4a远离给水阀门的一端与各个升降柱底座上的进水通道相连，为各个升降柱伸出灌溉供水，灌溉时，开启给水阀门8，同时关闭回水阀门9和泄水管路7，打开闸阀63，使给水闸口内外贯通，启动潜水泵3，水井内的水20从给水闸口进入潜水泵，在潜水泵提供的水压作用下水通过给水管路为升降柱供水，各级圆形空心管向上伸出，最终水从装在最内一节圆形空心管的管体的上端部的旋转喷头喷出，实现灌溉；灌溉结束后，开启回水阀门9和泄水管路7，关闭给水阀门8，同时关闭闸阀63，使给水闸口密封，升降柱内的水依次通过给水管路和回水管路进入进水转换器，再在潜水泵提供的水压作用下从扬程管进入泄水管路最终从水井水面上方重新回到水井内，形成回水循环，升降柱各级圆形空心管在自身重力和负压作用下，完全落回到升降柱底座内，在这个回水的过程中，由于进水转换器伸入水井的底部，这样使其与升降柱底座产生一个较大的高差，从而为回水提供一个足够的水压差，保证升降柱各级圆形空心管在负压作用下完全回收。

本发明经实际使用，达到了非常好的使用效果，具体结果如下：

对照组1、2均为200组采用公开号为CN 106068868 B的“密封升降式的升降柱”的多功能灌溉施肥***，将潜水泵固定在水井水面下方，给水管路分别与200组升降柱各个升降柱底座上的进水通道相连，通过给水管路为升降柱供水，灌溉完成后正常回水，让升降柱各级圆形空心管在自身重力和负压作用下自然回收，对照组1、2的区别在于水井液面标高不同；实验组1、2也均为200组采用公开号为CN 106068868 B的“密封升降式的升降柱”的多功能灌溉施肥***，在相同地质情况下进行，伸缩柱布置方式也相同，与对照组的区别在于采用本发明的回水控制装置，同时进水转换器的顶面标高比升降柱底座底面标高低且高差为12m，实验组1、2的区别在于水井液面标高不同，最终实验结果如下：

项目	水井液面标高与升降柱底座底面标高差	伸缩柱回收情况
			对照组1	水井液面标高高于与升降柱底座底面标高	200组均无法完全回收，且最终高度均停留在其最大伸出高度的90%以上
对照组2	水井液面标高低于与升降柱底座底面标高且高差为2.5m	200组均无法完全回收，且最终高度均停留在其最大伸出高度的30%以上
			实验组1	水井液面标高高于与升降柱底座底面标高	200组伸缩柱均完全回收
实验组2	水井液面标高低于与升降柱底座底面标高且高差为2.5m	200组伸缩柱均完全回收

上述实验中，对照组的升降柱升降灌溉100次基本保持相同状态，区别在于最终高度均停留在其最大伸出高度略有浮动（5%以内），但均呈现无法完全收回的状态，实验组的升降柱升降灌溉100次200组伸缩柱均完全回收，可见采用本发明回水控制装置，由于进水转换器伸入水井的底部这样使其与升降柱底座产生一个较大的高差，在潜水泵的辅助下，所有伸缩柱均完全回收，解决了多功能灌溉***升降柱灌溉伸出后无法收回的问题，保证了多功能灌溉***以及密封式升降柱在各种地势上的应用，使用方便，效果好，有良好的社会和经济效益。

申请人要指出的是，本申请上述指出的仅仅是一种实施例，并不是用于限制本申请的保护范围，凡是用等同或等同替代手段所做出与本申请技术方案本质上相同的技术方案均属于本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于多功能灌溉***的回水控制装置，包括潜水泵（3）和扬程管（4），其特征在于，潜水泵（3）通过扬程管（4）被悬挂式固定在水井（1）的水面下方，扬程管（4）上端伸出水井上口，伸出部分的扬程管出水口与给水阀门（8）的进水口相连，给水阀门（8）的出水口上连接有给水管路（4a），潜水泵（3）进水口上的管路上装有同轴连接的进水转换器（6），所述进水转换器（6）为上下开口的管状中空结构，其上下端均与潜水泵（3）进水口上的管路密封连接，进水转换器（6）的侧壁上分别开有内外贯通的给水闸口（610）和回水进水口（611），给水闸口（610）上设置有活动开合、用于开启或密封给水闸口的闸阀（63），回水进水口（611）上连接有向上延伸且伸出水井上口的回水管路（5），回水管路（5）的上端与给水管路（4a）相连，给水阀门（8）进水侧的扬程管（4）上连接有出水口位于水井水面正上方的泄水管路（7），回水管路（5）上设置有回水阀门（9），泄水管路（7）上设置有泄水阀门（10）；

所述给水管路（4a）远离给水阀门的一端伸入地表（19）后与多功能灌溉***中的各个升降柱底座上的进水通道相连，所述进水转换器的顶面标高低于升降柱底座的底面标高且二者的高差大于10m；

使用时，给水管路（4a）远离给水阀门的一端与各个升降柱底座上的进水通道相连，为各个升降柱伸出灌溉供水，灌溉时，开启给水阀门（8），同时关闭回水阀门（9）和泄水管路（7），打开闸阀（63），使给水闸口内外贯通，启动潜水泵（3），水井内的水（20）从给水闸口进入潜水泵，在潜水泵提供的水压作用下水通过给水管路为升降柱供水，各级圆形空心管向上伸出，最终水从装在最内一节圆形空心管的管体的上端部的旋转喷头喷出，实现灌溉；灌溉结束后，开启回水阀门（9）和泄水管路（7），关闭给水阀门（8），同时关闭闸阀（63），使给水闸口密封，升降柱内的水依次通过给水管路和回水管路进入进水转换器，再在潜水泵提供的水压作用下从扬程管进入泄水管路最终从水井水面上方重新回到水井内，形成回水循环，升降柱各级圆形空心管在自身重力和负压作用下，完全落回到升降柱底座内，在这个回水的过程中，由于进水转换器伸入水井的底部，这样使其与升降柱底座产生一个高差，从而为回水提供一个水压差，保证升降柱各级圆形空心管在负压作用下完全回收。

2.根据权利要求1所述的用于多功能灌溉***的回水控制装置，其特征在于，所述给水闸口（610）两侧设置竖直轨道（66），闸阀（63）为与竖直轨道（66）相对应的闸板，闸板两侧滑动设置在竖直轨道（66）内，沿其长度方向滑动，构成闸板沿给水闸口上下滑动的开合结构。

3.根据权利要求2所述的用于多功能灌溉***的回水控制装置，其特征在于，所述的闸板内侧连接有用于限制其上极限位置的限位块（64），进水转换器内壁顶部设置有与限位块（64）相对应的限位挡板（621）。

4.根据权利要求3所述的用于多功能灌溉***的回水控制装置，其特征在于，所述闸板上端沿设置有用于安装拉绳的挂环（65），挂环（65）上连接有向上延伸且伸出水井上口、用于控制闸板滑动启闭给水闸口的拉绳（15）。

5.根据权利要求4所述的用于多功能灌溉***的回水控制装置，其特征在于，所述水井（1）上口固定有定位板（2），扬程管（4）、回水管路（5）和泄水管路（7）均竖直固定在定位板（2）上。

6.根据权利要求5所述的用于多功能灌溉***的回水控制装置，其特征在于，所述的定位板（2）上开有上下贯通的拉绳穿孔（17），拉绳（15）上端穿过拉绳穿孔伸出水井上口，伸出的端部上连接有挂钩（16），伸出水井上口部分的扬程管（4）、回水管路（5）、泄水管路（7）或定位板表面设置有多个与挂钩相对应的挂耳（18）。

Images