CN203289884U

CN203289884U - 一种文丘里施肥器

Info

Publication number: CN203289884U
Application number: CN2013203539698U
Authority: CN
Inventors: 严海军; 陈燕
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2023-06-19

Abstract

本实用新型公开了一种文丘里施肥器，属于农业灌溉设备领域。该文丘里施肥器的收缩段分为收缩段Ⅰ和收缩段Ⅱ两段，收缩段Ⅰ的长度小于收缩段Ⅱ的长度，收缩段Ⅰ的收缩角度小于收缩段Ⅱ的收缩角度；扩散段分为扩散段Ⅰ和扩散段Ⅱ，扩散段Ⅰ的长度小于扩散段Ⅱ的长度，扩散段Ⅰ的扩散角度小于扩散段Ⅱ的扩散角度。进口直管段和出口直管段的直径相等，喉部长度与肥液吸入口直径相等。扩散段Ⅰ长度、喉部直径比和肥液吸入口直径三个结构尺寸对吸肥性能影响最大。这种文丘里施肥器比国内外同类结构产品的吸肥流量提高30%～60%，吸肥流量与出口流量的比值提高35%～62%，可明显提高喷微灌***的灌溉施肥均匀性和施肥效率。

Description

一种文丘里施肥器

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉设备领域，适用于灌溉施肥一体化应用的喷微灌***。

背景技术

灌溉施肥一体化技术具有节水、节肥、节地、高产、优质、高效、生态等诸多优点，它通过加压灌溉***将水肥供应通过灌溉结合起来，精确控制灌水量、施肥量和灌溉及施肥时间，既可实现水肥资源的集约利用、作物产量的最大化和品质最优化，还可实现对环境的污染最小化。自2000年推广以来，目前已涉及全国20多个省市自治区，推广面积超过153万hm²。

灌溉施肥技术要将肥料注入有压灌溉管网，必须要依靠专用的施肥设备，因此灌溉施肥设备的类型与性能在很大程度上决定了灌溉施肥均匀性和施肥效率。目前，喷微灌***中常用的灌溉施肥设备有压差式施肥罐、文丘里施肥器、水力驱动比例施肥泵、电动注肥泵等。按照控制方式的不同，灌溉施肥可分为比例供肥和定量供肥。比例供肥的肥液注入流量与灌溉水流量成比例，水肥混合液中养分比例保持恒定，容易实现精确施肥。其中文丘里施肥器以结构简单、价格便宜、操作简便、无需外动力，而且可以实现精确施肥等优点，在各类温室中应用非常广泛。目前国内文丘里施肥器的品种较少，规格单一，缺乏适合大、中型喷微灌***的规格产品；国内产品尺寸大多仿制国外产品，正常吸肥时进出口压降较大，吸肥流量较小，水力性能与吸肥性能不理想；厂家提供的性能参数又不完善，选型设计不科学。总体上说，国内的文丘里施肥器缺乏科学设计，工作性能不理想，需要进一步开发完善。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种与灌溉管道连接尺寸为管螺纹2″的文丘里施肥器，它具有优良的吸肥性能，可明显提高喷微灌***的灌溉施肥均匀性和施肥效率。

为达到上述目的，提供一种文丘里施肥器，其结构为：沿着水流方向包括进口直管段、收缩段、喉部、扩散段和出口直管段，肥液由肥液吸入口吸入，其特征在于，收缩段分为收缩段Ⅰ和收缩段Ⅱ两段，收缩段Ⅰ的长度小于收缩段Ⅱ的长度，收缩段Ⅰ的收缩角度小于收缩段Ⅱ的收缩角度；扩散段分为扩散段Ⅰ和扩散段Ⅱ，扩散段Ⅰ的长度小于扩散段Ⅱ的长度，扩散段Ⅰ的扩散角度小于扩散段Ⅱ的扩散角度。

上述的文丘里施肥器中，优选的方案为其内部流道结构的三个重要的尺寸范围为：扩散段Ⅰ长度L₂=35～45mm，喉部直径比λ=1.2～1.4，肥液吸入口直径d₃=15～17mm，所述的喉部直径比λ指的是扩散段最小直径d_t2与喉部进口直径d_t1之比。进口直管段和出口直管段的直径相等，喉部长度与肥液吸入口直径相等。

上述的文丘里施肥器中，扩散段Ⅰ扩散角度β=6°～8°，收缩段Ⅰ收缩角度α=6°～8°，喉部进口直径d_t1=15～17mm，收缩段Ⅰ长度L₁=30～40mm。

上述的文丘里施肥器中，其内部流道结构的七个关键尺寸的最优值为：喉部进口直径d_t1=16mm、肥液吸入口直径d₃=16mm、喉部直径比λ=1.25、收缩段Ⅰ长度L₁=35mm、收缩段Ⅰ收缩角度α=7°、扩散段Ⅰ长度L₂=40mm、扩散段Ⅰ扩散角度β=7°。

本实用新型比国内外同类结构产品的吸肥流量提高30%～60%，吸肥流量与出口流量的比值提高35%～62%。

附图说明

图1是本实用新型总体结构示意图；

图2是本实用新型涉及的7个关键尺寸结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型涉及的文丘里施肥器内部流道结构沿着水流方向包括：进口直管段1、收缩段Ⅱ2、收缩段Ⅰ3、喉部4、扩散段Ⅰ5、扩散段Ⅱ6和出口直管段7，肥液由肥液吸入口8吸入。进口直管段和出口直管段与灌溉管道通过2″管螺纹连接，肥液吸入口处设有防倒流结构，与吸肥塑料管连接，吸肥塑料管另一端与过滤阀连接。其工作原理是具有一定压力的工作水经直管段进入文丘里施肥器，随着收缩段直径的逐渐变小，工作水速度逐渐增加，至喉部进口处流速达到最大，高速的工作水将喉部附近的空气带走，在喉部形成负压，当负压达到一定值后，已配制的肥液就通过吸肥塑料管进入喉部，工作水和肥液在喉部位置混合后共同进入扩散段，最后经文丘里施肥器的出口进入灌溉管道。

其中，收缩段分为收缩段Ⅰ和收缩段Ⅱ两段，收缩段Ⅰ的长度小于收缩段Ⅱ的长度，收缩段Ⅰ的收缩角度小于收缩段Ⅱ的收缩角度。扩散段分为扩散段Ⅰ和扩散段Ⅱ，扩散段Ⅰ的长度小于扩散段Ⅱ的长度，扩散段Ⅰ的扩散角度小于扩散段Ⅱ的扩散角度。工作水进口、混合液体出口直管段的直径相等，喉部长度与肥液吸入口直径相等。收缩段Ⅰ3、喉部4、扩散段Ⅰ5的结构尺寸对吸肥性能影响最为显著，本实用新型涉及的7个关键结构尺寸均为这几个部分的尺寸。

如图2所示，本实用新型选取收缩段Ⅰ3、喉部4、扩散段Ⅰ5和肥液吸入口部分的7个关键尺寸，每个尺寸确定不同水平值，采用正交试验设计构造不同试验方案，利用CFD技术预测各试验方案的吸肥性能，确定扩散段Ⅰ长度L₂，喉部直径比λ（喉部直径比指的是扩散段最小直径d_t2与喉部进口直径d_t1之比），肥液吸入口直径d₃三个尺寸对吸肥性能影响最大，其最优取值范围为：扩散段Ⅰ长度L₂=35～45mm，喉部直径比λ=1.2～1.4，肥液吸入口直径d₃=15～17mm。吸肥性能最优的7个关键尺寸的取值范围为：扩散段Ⅰ长度L₂=35～45mm，喉部直径比λ=1.2～1.4，肥液吸入口直径d₃=15～17mm，扩散段Ⅰ扩散角度β=6°～8°，收缩段Ⅰ收缩角度α=6°～8°，喉部进口直径d_t1=15～17mm，收缩段Ⅰ长度L₁=30～40mm。吸肥性能最优的7个关键尺寸的最优值为：喉部进口直径d_t1=16mm、肥液吸入口直径d₃=16mm、喉部直径比λ=1.25、收缩段Ⅰ长度L₁=35mm、收缩段Ⅰ收缩角度α=7°、扩散段Ⅰ长度L₂=40mm、扩散段Ⅰ扩散角度β=7°。用七个尺寸的最优值加工的样品比国内外同类结构产品的最大吸肥流量提高30%～60%，吸肥流量与出口流量的比值提高35%～62%。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种文丘里施肥器，其结构为：沿着水流方向包括进口直管段，收缩段，喉部，扩散段和出口直管段，肥液由肥液吸入口吸入，其特征在于，所述收缩段分为收缩段Ⅰ和收缩段Ⅱ两段，收缩段Ⅰ的长度小于收缩段Ⅱ的长度，收缩段Ⅰ的收缩角度小于收缩段Ⅱ的收缩角度；所述扩散段分为扩散段Ⅰ和扩散段Ⅱ，扩散段Ⅰ的长度小于扩散段Ⅱ的长度，扩散段Ⅰ的扩散角度小于扩散段Ⅱ的扩散角度。

2.如权利要求1所述的文丘里施肥器，其特征在于，扩散段Ⅰ长度L₂=35～45mm，喉部直径比λ=1.2～1.4，肥液吸入口直径d₃=15～17mm，所述的喉部直径比λ指的是扩散段最小直径d_t2与喉部进口直径d_t1之比。

3.如权利要求2所述的文丘里施肥器，其特征在于：扩散段Ⅰ扩散角度β=6°～8°，收缩段Ⅰ收缩角度α=6°～8°，喉部进口直径d_t1=15～17mm，收缩段Ⅰ长度L₁=30～40mm。

4.如权利要求1或2或3所述的文丘里施肥器，其特征在于：喉部进口直径d_t1=16mm、肥液吸入口直径d₃=16mm、喉部直径比λ=1.25、收缩段Ⅰ长度L₁=35mm、收缩段Ⅰ收缩角度α=7°、扩散段Ⅰ长度L₂=40mm、扩散段Ⅰ扩散角度β=7°，所述的喉部直径比λ指的是扩散段最小直径d_t2与喉部进口直径d_t1之比。