滴灌灌水器和滴灌系统

技术领域

本发明属于滴灌技术领域，具体而言，涉及一种滴灌灌水器和滴灌系统。

背景技术

地下滴灌是把灌水毛管及其灌水器埋入土壤，将水或水肥的混合液缓慢渗入到作物根区土壤中，再借助毛细管作用或重力作用将水分扩散到根系层供作物吸收利用的一种灌水方法。它有显著节水、增产、减少虫害和可多年使用(通常可以达到15～20年)等诸多优点。为了不影响土壤耕作，毛管需要埋在耕作层(≥30cm)以下。由于表层土壤容重过小，毛细作用太弱，小流量灌水器的供水很难上升至地表种子埋设处，导致出苗率降低，造成减产。在种子萌芽阶段，一般要使用喷灌或地面灌溉这种流量较大的灌溉方式，这就需要2套灌溉系统，增加了投资费用。

在土壤盐渍化严重地区，比如新疆和内蒙古，利用大水漫灌进行秋浇或冬灌来淋洗土壤盐分必不可少，而常用的地下滴灌灌水器的出水流量较小，适宜作物在生育期生长所需，压盐效果不佳。目前常用的技术措施是，作物生育期用滴灌，秋浇或冬灌时采用地面灌或喷灌，但会增加工程投资。

黄河流域生态保护和高质量发展对引黄灌溉提出了新的要求，引黄滴灌可缓解沿黄地区水资源紧缺问题，但引黄滴灌带来的泥沙堵塞问题始终没有得到有效解决，严重制约了滴灌技术在引黄灌区的发展，尤其是对于地下滴灌系统，灌水器堵塞意味着灌溉系统需要拆除后重新建设。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滴灌灌水器，能够解决背景技术中提到的滴灌灌水器无法适应不同流量要求的技术问题。

本方面的发明提供一种滴灌灌水器，包括流道体和弹性体，所述弹性体安装在所述流道体的外周面，且在自发状态下与所述流道体的外周面贴合，所述流道体包括消能体，所述消能体中形成有第一过水通道，所述第一过水通道连通所述消能体的两端部，所述消能体在所述第一过水通道的两端与所述弹性体的内壁形成有径向引流通道。

本方面的发明的有益效果是：

消能体在第一过水通道的两端与弹性体的内壁形成径向引流通道，可以在第一过水通道中的水压增大时，利用径向引流通道中的水向弹性体的内壁施加压力，从而使得弹性体可以沿径向向外膨胀，从而可以在弹性体的内壁与消能体的外壁之间形成第二过水通道。在水压较小，不足以胀起弹性体时，弹性体能将消能体的周面封闭，使得水流仅仅能够通过消能体的第一过水通道，以满足正常小流量滴灌需求。

第二过水通道的形成，不但直接增加了过水通道的总截面积，而且沿第二过水通道流动的水，也不会受到消能体的阻碍作用，灌水器的出水流量可以显著增加。当水中泥沙含量较大导致第一过水通道堵塞时，第二过水通道的自动开启可以携带第一过水通道中的泥沙排出灌水器外，解决灌水器的堵塞问题。

该滴灌灌水器可以适用于需要地下滴灌系统有较大出水流量的场合，诸如表层土壤毛细作用弱且需要保障作物出苗，或者淋洗土壤盐分，或者水源泥沙含量大、灌水器易堵塞的场合。该滴灌灌水器，可以满足普通的小流量滴灌供水的场景需求，也可以应用于需要较大流量的场合，无需另行建设一套灌溉系统，节约了工程投资。

在可选的实施方式中，所述消能体的两端均设有环状凸棱，所述环状凸棱沿所述消能体的周向延伸，所述弹性体的两端分别套装在所述环状凸棱上。

在可选的实施方式中，还包括外套管，所述外套管套装在所述弹性体外。

在可选的实施方式中，所述消能体包括第一流道齿组、第二流道齿组和支撑棱，所述第一流道齿组包括多个流道齿，所述第二流道齿组包括多个流道齿，所述第一流道齿组和所述第二流道齿组的各个流道齿交错、间隔布置，所述第一流道齿组和所述第二流道齿组之间形成所述第一过水通道，所述第一流道齿组的各个流道齿均由所述支撑棱连接，所述第二流道齿组的各个流道齿均由所述支撑棱连接。

在可选的实施方式中，所述第一过水通道，自所述消能体位于两个所述支撑棱一侧的周面，延伸至所述消能体位于两个所述支撑棱另一侧的周面。

在可选的实施方式中，所述消能体包括管体部，所述管体部位于所述第一过水通道的两端，所述管体部具有径向开口，所述径向开口位于所述消能体一端的所述环状凸棱与所述消能体另一端的所述环状凸棱之间，所述径向开口形成所述径向引流通道。

在可选的实施方式中，所述消能体的出水方向的一端设有第一插接段，所述流道体还包括出水部件，所述出水部件的面向所述消能体的一端设有第二插接段，所述第一插接段插入所述第二插接段中，所述第二插接段的端面抵住所述弹性体。

在可选的实施方式中，所述流道体还包括进水部件，所述进水部件包括进水栅格和第一滴灌带胶接面，所述进水栅格朝向所述流道体的径向，所述第一滴灌带胶接面和所述进水栅格，位于所述进水部件的相对的两侧面。

在可选的实施方式中，所述流道体还包括出水部件，所述出水部件具有第二滴灌带胶接面，所述第二滴灌带胶接面与所述第一滴灌带胶接面的朝向相反。

本发明第二方面的目的在于提供一种滴灌系统，解决背景技术提供的目前市场上的滴灌灌水器无法适应不同流量要求的技术问题。

本方面的发明提供的滴灌系统，包括前述实施方式中任一项所述的滴灌灌水器。

本方面的发明的有益效果是：

由于本方面所提供的滴灌系统，包括了上述任一项的滴灌灌水器，因此具有了上述任一项的滴灌灌水器的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例一提供的滴灌灌水器的轴测图；

图2为图1中的滴灌灌水器沿图1的A-A方向的剖视轴测图；

图3为本发明实施例一中的流道体的轴测图；

图4为本发明实施例一的滴灌灌水器沿垂直于滴灌灌水器的轴向在径向引流通道处的剖视图；

图5为本发明实施例一的灌水器在灌溉系统压力≤额定工作压力时，沿图1的A-A方向的剖视图；

图6为本发明实施例一的灌水器在灌溉系统压力≤额定工作压力时，沿图1的B-B方向的剖视图；

图7为本发明实施例一的灌水器在灌溉系统压力＞额定工作压力时，沿图1的A-A方向的剖视图。

图标：100-流道体；110-进水部件；111-进水栅格；112-外锥形部；113-第一滴灌带胶接面；120-消能体；1211-第一流道齿组；1212-第二流道齿组；1213-流道齿；1221-第一支撑棱；1222-第二支撑棱；123-第一插接段；124-第一过水通道；125-径向引流通道；126-管体部；130-出水部件；131-出水孔；132-第二插接段；133-第二滴灌带胶接面；140-环状凸棱；200-弹性体；300-外套管；400-空腔；500-第二过水通道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“第一类”、“第二类”、“第三类”等仅用于区分，对于同类的部件或特征统一进行描述，意味着该部件或特征的数量可以是多个，但是并不否认该部件或特征的数量可以为一个。

此外，“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

如图1到图7所示，本实施例提供一种滴灌灌水器，包括流道体100和弹性体200，弹性体200安装在流道体100的外周面，且在自发状态下与流道体100的外周面贴合，流道体100包括消能体120，消能体120中形成有第一过水通道124，第一过水通道124连通消能体120的两端部，消能体120在第一过水通道124的两端与弹性体200的内壁形成有径向引流通道125。

消能体120在第一过水通道124的两端与弹性体200的内壁形成径向引流通道125，可以在第一过水通道124中的水压增大时，径向引流通道125中的水向弹性体200的内壁施加的压力F

第二过水通道500的形成，不但直接增加了过水通道的总截面积，而且沿第二过水通道500流动的水，也不会受到消能体120中的第一流道齿组1211和第二流道齿组1212的阻碍作用，其流量较大，所以，滴灌灌水器的出水流量可以显著增加。当水源中泥沙含量较大，第一过水通道124发生堵塞，会导致径向引流通道125水压F

该滴灌灌水器可以适用于需要地下滴灌系统有较大出水流量的场合，诸如表层土壤毛细作用弱且需要保障作物出苗，或者淋洗土壤盐分，或者水源泥沙含量大、灌水器易堵塞的场合。该滴灌灌水器，可以满足普通的小流量滴灌供水的场景需求，也可以应用于需要较大流量的场合，无需另行建设一套灌溉系统，节约了工程投资。

在可选的实施方式中，消能体120的两端均设有环状凸棱140，环状凸棱140沿消能体120的周向延伸，弹性体200的两端分别套装在环状凸棱140上。

将弹性体200的两端分别套装在消能体120两端的环状凸棱140上，可以利用环状凸棱140将弹性体200在此处胀紧，二者之间不但具有了径向力，而且还可以利用作为径向力的弹力产生摩擦力，从而实现了弹性体200相对于消能体120的轴向固定。

另外，本实施例的弹性体200为圆筒状，而环状凸棱140沿360°全周向延伸，当环状凸棱140将弹性体200的两端胀紧，还可以实现消能体120与弹性体200之间的密封，使得水流只能经过弹性体200两端之间的第一过水通道124或第一过水通道124与第二过水通道500，而不会从弹性体200的两个端部流出。

在本实施例中，在自发状态下，弹性体200的截面的内径为D3，环状凸棱140的边缘部的直径为D2，D3＜D2。具体的，弹性体200的材质可为硅胶、橡胶等。

在可选的实施方式中，环状凸棱140，自环状凸棱140的根部向环状凸棱140的边缘部，向流道体100的轴向的进水一侧倾斜。

通过将环状凸棱140设置成向流道体100的进水端倾斜，可以使得弹性体200的两端在被环状凸棱140胀起时，环状凸棱140直接施加给弹性体200的弹力就具有了向流道体100的进水方向的分量，从而提高了弹性体200对抗水流沿轴向的压力的能力，使得弹性体200在消能体120上固定得更加稳固。

在可选的实施方式中，还包括外套管300，外套管300套装在弹性体200外。

通过设置外套管300，可以给弹性体200设定一定的弹性膨胀空间，形成设定过流截面面积的第二过水通道500，弹性膨胀空间的大小由灌水器最大设计出水流量决定。另外，外套管300还可以防止弹性体200在压力过大时发生损坏或脱离。最重要的是，由于外套管300与弹性体200之间是密封的，灌溉系统中的有压水无法进入外套管300与弹性体200之间的空腔400，所以当弹性体200受到内部的水压力F

特别的，在本实施例中，弹性体200在未变形时的壁厚为d，外套管300的内径为D4，D2＜D4＜D2+d。当弹性体200的两端分别被环状凸棱140胀起时，外套管300还可以与环状凸棱140从内外分别夹紧弹性体200的两端，防止弹性体200发生轴向移动。

在可选的实施方式中，消能体120包括第一流道齿组1211、第二流道齿组1212和支撑棱，第一流道齿组1211包括多个流道齿1213，第二流道齿组1212包括多个流道齿1213，支撑棱包括第一支撑棱1221和第二支撑棱1222，第一流道齿组1211和第二流道齿组1212的各个流道齿1213交错、间隔布置，第一流道齿组1211和第二流道齿组1212之间形成第一过水通道124，第一流道齿组1211的各个流道齿1213均由第一支撑棱1221连接，第一流道齿组1211的各个流道齿1213均由第二支撑棱1222连接。

通过第一流道齿组1211和第二流道齿组1212的各个流道齿1213交错、间隔布置，形成折线形的第一过水通道124，可以有效地增加水流通过时的阻力，降低水流到达出口的压力与流量，从而实现弹性体200不被胀开时小流量滴灌工作的顺利进行。

具体的，本实施例中，在消能体120设置流道齿1213区域的垂直于轴向的截面中，流道齿1213和支撑棱形成外包络圆，该包络圆的直径为D1，D3＜D1，D2＞D1。即在未被第一过水通道124的水压胀开时，弹性体200的内壁将会贴合在消能体120的周向表面上，使得水流只能从第一过水通道124流过。

在可选的实施方式中，第一过水通道124，自消能体120位于两个支撑棱一侧的周面，延伸至消能体120位于两个支撑棱另一侧的周面。

由于第一过水通道124，能够从两个支撑棱的一侧的消能体120的表面延伸到另一侧的消能体120的表面，即，从图5和图7中消能体120的上表面延伸到下表面。在弹性体200被胀开时，可以使得第一过水通道124中的水流可以及时地进行径向地流动，流入到第二过水通道500中，即，第一过水通道124中水如果发生了径向流动，实际上第一过水通道124就起到了相当于径向引流通道125的部分作用，避免了流道齿1213中的较小的间隙和往复折叠的路径对水流的阻碍，从而实现较大的出水流量。特别是，当第一过水通道124被泥沙淤堵时，第一过水通道124和第二过水通道500连通后，可以利用第二过水通道500中的水流来冲刷第一过水通道124，将泥沙裹挟带走，从而实现第一过水通道124的清洁。

而且，当第一过水通道124上下贯通时，也可以实现利用流道齿1213之间的面积，对弹性体200的内表面施加水压，以将弹性体200胀开，使得弹性体200在相应的轴向长度上均保持胀开的状态，以利于水流在第二过水通道500内的顺利流动。

在可选的实施方式中，消能体120包括管体部126，管体部126位于第一过水通道124的两端，管体部126具有径向开口，径向开口位于消能体120一端的环状凸棱140与消能体120另一端的环状凸棱140之间，径向开口形成径向引流通道125。

通过在管体部126上形成径向开口，可以使得水流不经过流道齿1213之间的空间就可以直接流向第二过水通道500，从而避免受到流道齿1213的阻碍，提升了灌水器出水流量随灌溉系统压力增大而突然增大的反应速度。

具体的，在本实施例中，径向开口位于消能体120的设置环状凸棱140的部位与流道齿1213之间的区域，当进入到流道体100的水流从管体部126的径向开口流出之后，即可从第二过水通道500中流过。

在可选的实施方式中，消能体120的其中一端设有外锥形部112，外锥形部112的靠近消能体120的中部的一端的直径小于另一端。

通过设置外锥形部112，可以使得弹性体200从消能体120的一端套入，另一端抵在外锥形部112的外锥面上，该外锥面也对弹性体200有胀开的作用，也可以强化密封效果。

在可选的实施方式中，消能体120的出水方向的一端设有第一插接段123，流道体100还包括出水部件130，出水部件130的面向消能体120的一端设有第二插接段132，第一插接段123插入第二插接段132中，第二插接段132的端面抵住弹性体200。

通过设置第一插接段123和第二插接段132，不但可以实现先将弹性体200套在消能体120上，然后再将消能体120与出水部件130连接，降低了装配难度，提高了装配效率。而且，可以利用第二插接段132的端面抵住弹性体200的断面，对弹性体200产生挤压作用，进一步地增强了弹性体200与流道体100之间的密封作用。

在可选的实施方式中，流道体100还包括进水部件110，进水部件110包括进水栅格111和第一滴灌带胶接面113，进水栅格111朝向流道体100的径向，第一滴灌带胶接面113和进水栅格111，位于进水部件110相对的两侧面。

虽然弹性体200具有将第一过水通道124中的泥沙裹挟带走的能力，能够适应泥沙含量较高的水源，但为了防止大颗粒进入弹性体200和消能体120之间，将弹性体200持久性地顶开，导致弹性体200失效，需要设置进水栅格111来过滤大颗粒泥沙。另外，设置第一滴灌带胶接面113，也方便了滴灌带与进水部件110的连接，便于在生产线上进行批量生产。

在可选的实施方式中，流道体100还包括出水部件130，出水部件130具有出水孔131，出水孔131与进水栅格111的开口方向相反。

通过将出水孔131的方向设置成与进水栅格111相反，适应了滴灌的上下游的管道的流向，便于该滴灌灌水器的普及应用。

在可选的实施方式中，流道体100还包括出水部件130，出水部件130具有第二滴灌带胶接面133，第二滴灌带胶接面133与第一滴灌带胶接面113的朝向相反。

第一滴灌带胶接面113与第二滴灌带胶接面133的朝向相反，便于将进水部件110的一侧面和出水部件130的另一侧面分别与滴灌带的内表面粘接，从而有利于其在生产线中进行批量生产。

本实施例的装配原理如下：

弹性体200可由消能体120的第一插接段123套入，直到与外锥形部112接触，紧紧包裹着消能体120的外周面。外套管300可由消能体120的第一插接段123套入，直到外锥形部112，其与弹性体200之间形成的空腔400密不透水。弹性体200在外套管300与若干环状凸棱140的夹紧作用下，不能进行轴向移动。消能体120的第一流道齿组1211和第二流道齿组1212的流道齿1213在弹性体200包裹下形成第一过水通道124。消能体120与出水部件130通过第一插接段123和第二插接段132密封相连。

进水部件110的进水栅格111所在的平面与出水部件130的出水孔131所在的平面，即第二滴灌带胶接面133平行，但进水栅格111与出水孔131朝向相反。灌水器组装完毕后，可通过滴灌带生产线，将第一滴灌带胶接面113和第二滴灌带胶接面133分别粘结在滴灌带内壁上，滴灌带在出水部件130的出水孔131的位置处设置有贯穿的通孔。

本实施例的动作原理如下：

如图5和图6所示，初始时，灌溉系统压力≤额定工作压力(如0.1Mpa)，弹性体200在自身弹力作用下紧紧包裹着圆柱消能体120，滴灌带中的水从进水部件110的进水栅格111进入滴灌灌水器，沿着第一过水通道124运动至出水部件130的出水孔131，水流运动方向如图2和图5的黑色空心箭头所示。在圆柱消能体120中若干流道齿1213的消能作用下，水压与流速降低，水流以水滴的形式从出水孔131流出。

如图7所示，当作物出苗期或秋浇压盐期需要增大灌水器的出水流量，可以增加灌溉系统供水压力，来增大第一过水通道124的内部水压F

实施例二：

本实施例提供的滴灌系统，包括前述实施方式中任一项的滴灌灌水器。

由于本实施例所提供的滴灌系统，包括了上述任一项的滴灌灌水器，因此具有了上述任一项的滴灌灌水器的技术效果，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；例如：

实施例一中，弹性体200是在360°的整圆周范围内均套在消能体120的外侧，实际上，弹性体200可以不用整圆周套装在消能体120外，例如，可以是在一半的圆周角度上套装，或1/3的角度上套装，其余部分为不可变形材质，同样可以起到弹性体200在压力作用下扩张，形成第二过水通道500，增加过水截面的面积的作用。

实施例一中，第一流道齿组1211和第二流道齿组1212的各个流道齿1213是等间距布置的，实际上，间距大小和是否等间距布置，完全可以根据实际的流量需求情况来选择。

而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。