[发明专利]一种叠片式自适应滴灌灌水器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于节水灌溉领域的滴灌灌水器及其使用方法，特别是关于一种叠片式自适应滴灌管(带)灌水器及其使用方法。

背景技术

滴灌因其精量、可控的特点而被认为是现代灌溉方式中最安全、可靠的灌溉方式，然而自然水体中含有大量的颗粒物、营养盐分、有机物、微生物等物质，使得灌水器堵塞问题变得更为复杂。灌水器是滴灌系统最关键的部件，其作用是使有压水流通过其内部的狭长流道或微孔充分消能后，以均匀、稳定的小流量滴入土壤。但也正是由于灌水器消能的需要，流道尺寸一般只有0.5～1.2mm左右，水中的悬浮物、溶解盐、化学沉淀、微生物等杂质都极易引起灌水器的堵塞，灌水器堵塞问题已成为制约滴灌技术应用、推广的主要障碍，它解决的好坏直接决定着工程的使用寿命和应用效益。

灌水器堵塞也是引起整个系统灌水不均匀的主要原因，即使有限的几个灌水器堵塞也可大大降低灌水器的均匀度。自1971年第一届国际滴灌会议在以色列召开以来，大量的科学研究者试图从合理配置过滤设备、周期性酸和氯的处理等多方面来解决系统堵塞的问题，取得了一些较有意义的成果。我国学者也从灌水器结构设计角度解决灌水器堵塞问题进行了一些探索：如西北农林科技大学范兴科等(公开号CN1636437A)公开了一种紊流抗堵塞灌水器流道结构设计方法，基于水力学中的扰动流和涡流理论对流道单元侧面采用具有涡流曲面特征的弧形曲面避免了细小颗粒的沉淀，但是对于生物堵塞的防止效果并不显著。杨培岭等(公开号CN1454459)公开了一种滴灌灌水器，采用分形流道的形式增强了消能效果，但抗堵塞性能较差。也有部分学者发明了抗堵塞滴灌灌水器，例如戴伯欣等(公开号：CN101244407A)公开了一种抗堵塞滴头，通过压力嘴可实现压力补偿功能，但由于没有消能结构单元，消能效果较弱。

总体而言，目前有关的研究还主要集中在灌水器抗堵塞设计方法方面，开发的抗堵塞灌水器产品功能单一，也未实现真正意义的抗堵塞，依靠灌水器本身的自适应能力提升灌水器抗堵塞性能的产品还未见报道。因此，依靠灌水器的自适应能力，开发一种水力与抗堵塞性能良好而多功能的滴灌灌水器新产品，已成为现代农业生产发展的当务之急。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种水力与抗堵塞性能良好，集多种功能于一体的叠片式自适应滴灌灌水器及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种叠片式自适应滴灌灌水器，其特征在于：它包括空心的灌水器壳体，所述灌水器壳体的两端分别设置有一对接头，所述灌水器壳体的外壁上对称设置有两组曲折迂回的弧齿型消能流道，两组所述弧齿型消能流道之间设置有结构区和缓流区，两组所述弧齿型消能流道靠近所述结构区的位置均设置有连通所述灌水器壳体内部的壁面进水口，两组所述弧齿型消能流道靠近所述缓冲区的位置均设置有连通所述缓冲区的出口；所述灌水器壳体外壁的两端部分别设置有一圈连通所述缓冲区的汇水流道；所述灌水器壳体的外部外包有毛管，所述毛管上位于所述汇水流道的一端或者两端设置有出水口；所述灌水器壳体的内部靠近两端所述对接头的位置分别设置有一进出水口叠片，两个所述进出水口叠片之间间隔设置有两个消能叠片，两个所述消能叠片之间设置有一移动式弹性膜片，所述灌水器壳体外壁上设置的所述壁面进水口位于所述两个消能叠片之间。

所述消能叠片包括空心的消能叠片腔体，所述消能叠片腔体的两端分别设置有一连通所述消能叠片腔体内的水孔，所述消能叠片腔体内依次间隔设置有两层消能流道；两层所述消能流道结构相同，均包括一中心进出水口，所述中心进出水口上下对称连接一分支流道，两条所述分支流道的另一端均设置有一汇流区，两个所述汇流区对称，两个所述汇流区均向两侧分别连接一条曲折的分流道，两个所述汇流区上连接的两条所述分流道对称设置，且两个所述汇流区同一侧的两个所述分流道连通，且在连通的两条所述分流道的对称中心处设置有一流层通道。

所述灌水器壳体的外壁上对称设置的两组曲折迂回的所述弧齿型消能流道结构相同，均为上下左右对称式结构；所述弧齿型消能流道包括径向对称的两个曲折的环形流道，两个所述环形流道在径向对称中心处连通，其中靠近所述结构区的所述环形流道上设置所述壁面进水口，靠近所述缓流区的所述环形流道上设置连通所述缓流区的出口；每个所述环形流道自身轴向对称，从所述壁面进水口或连通所述缓流区的出口处向两侧依次设置有小弧优先区流道、大弧优化区宽流道，迂回曲折后连通所述径向对称中心。