[发明专利]提高变量喷头组合喷灌系统流量稳定性的喷头安装方法

说明书

技术领域

本发明属于农业工程领域，涉及一种用于农田、园林绿地和花卉苗圃等喷头装置安装方法，特别涉及一种提高变量喷头组合喷灌系统流量稳定性的喷头安装方法。

背景技术

精确灌溉的核心技术是能够开发出根据作物或地块形状需要在不同位置灌溉不同水量的设备，除了在喷灌机上配备有全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)的设备外，主要包括变量施水灌溉喷头、控制器和变流量泵。其中最为关键的设备应属变量施水精确灌溉喷头，变量喷头可以根据作物和地块形状的需要自动调节流量和射程，实现喷洒域和喷洒量可控，避免地出现重喷、漏喷和界外喷洒等现象，以节约水资源。

变量喷头的研究和应用已有多年，相继有许多类型的变量喷头也多有报道和专利申请，如中国专利号为01265799.9、00257672.4、00215392.0、03218591、96212526.1、98232884.2、03114528.0、03218591.x，美国专利号为1637413、2582158、2780488、3952954、3261552、4198001、6079637、4277029，英国专利号为2094181A、2094181A，欧洲专利号为0395230A1等中公开的喷头可以实现喷洒域和喷洒量可控，其实现方式基本都是在原圆形喷洒域喷头结构的基础上采用一定的喷洒域和喷洒量可控的装置，实现变量喷洒。本申请的发明人在农业工程学报、农业机械学报等刊物上发表的文章“仿形喷洒变量施水精确灌溉技术研究进展”(2004年第1期)和“非圆形喷洒域变量施水精确灌溉喷头研究综述”(2004年第5期)中对国内外变量喷头的结构、工作原理和性能特点做了较为详尽的论述。

与圆形喷洒域喷头组合构成的喷灌系统不同，变量喷头组合喷灌系统中每个喷头在转动过程中其流量随转角的变化而发生周期性的变化。从喷灌系统运行的稳定性出发，要求管道流量的变化尽可能小。但在上述已公开的专利中，没有涉及对变量喷头组合喷灌系统流量稳定性的解决方法。

发明内容

针对上述变量喷头组合喷灌系统在流量稳定性方面存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种提高变量喷头组合喷灌系统流量稳定性的喷头安装方法。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术方案：

当支管上变量喷头数量为2的幂次方时，即支管上喷头数n＝2^k(其中k为自然数)时，以每两个相邻喷头为一组，安装时使其初始转角α相差相邻两组之间的喷头转角相差，此时支管流量变化幅值最小；

当支管上变量喷头数不等于2的幂次方时，按照如下步骤进行喷头初始转角的安装：

步骤一：将喷头分成若干组，分组时可以先从原喷头数中分出第一组，然后再从剩余喷头数中分出第二组，依次类推；

每组喷头数为2的幂次方，且第一组的幂为可以从原喷头数中分出来的最大的幂，第二组的幂为可以从第一组分完后剩余喷头数中分出来的最大的幂，后面各组依次类推；

步骤二：每组内喷头按照喷头数为2的幂次方的情况下喷头转角确定方法确定初始安装角，并按照初始安装角安装各组喷头；保证支管总流量变化幅度最小。

本发明的方法在每条支管上安装变量喷头时，通过合理地布置各喷头的初始转角，从而使任何时刻支管上多喷头的总流量尽可能保持一致，降低支管流量的变化幅度，从而保证喷灌系统的稳定性。

附图说明

图1为喷灌系统中干管、支管和喷头系统的布设图。图中只给出1条干管和其上的4条支管，喷头均匀分布在各条支管上(图中每条支管上仅给出了4个喷头)，每个喷头都通过竖管与支管连接。

图2是正方形喷洒域变量喷头喷洒域示意图。

图3和图4分别为本发明实施实例的正方形喷洒域变量喷头三维水量分布图和等值线图。

图5和图6为正方形喷洒域变量喷头流量随转角变化曲线及流量和叠加曲线。其中，图5中，曲线1表示喷头1流量曲线；曲线2表示喷头2流量曲线；曲线3表示喷头1和2流量和曲线。图6中，曲线1表示喷头1流量曲线；曲线2表示喷头2流量曲线；曲线5表示喷头1和2流量和曲线；曲线3表示喷头3流量曲线；曲线4表示喷头4流量曲线；曲线6表示喷头3和4流量和曲线；曲线7表示喷头1、2、3、4流量和曲线。

图6为正方形喷洒域变量喷头初始转角(即初始喷洒方向)布置方式。

下面结合附图和发明人完成的具体实例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式