[发明专利]一种插入式灌水器及使用方法

说明书

一种插入式灌水器及使用方法，属于农、林业灌溉设备，所述插入式灌水器由外壳和内芯组成，外壳套在内芯外围并连接；所述外壳为圆柱体套管，外壳一端设置锥尖，外壳另一端设有螺纹，外壳侧壁设有滴水孔；所述内芯包括芯柱、盖子，芯柱一端连接盖子，盖子设置通气孔、入水口和与外壳配套的螺纹；所述芯柱呈圆柱体，沿芯柱轴心设置通水孔，芯柱外壁设置螺旋流道，通水孔一端连接入水口，通水孔另一端连接螺旋流道的进水口，螺旋流道的出水口设置在外壳与内芯之间的空间内。本发明减少土壤冲蚀，保护土壤结构，保持灌水器和土壤的接触稳定。

技术领域

本发明属于农、林业灌溉设备，具体涉及解决土壤中深层灌溉的插入式灌水器。

背景技术

在我国干旱缺水地区，水资源短缺已经成为制约农业发展的最大因素。因此，要想打破农业发展的坚冰，实现农业种植节水高产，就必须积极发展灌溉节水技术。

目前滴灌具有较好的节水潜力，但是现有地上滴灌由于其设备置于地面，水分通过滴头湿润土体表面，因此会产生部分水分蒸发损失；此外，滴灌过程中湿润体呈半椭球状分布，靠近地表的部分湿润范围大，而根系主要分布层的湿润范围则较小，这样导致根系主要分布区域和水分富足区域两者部分不重合，要想增大根系层附近的湿润范围就需要更大的水量，容易产生无效渗漏等水分损失。虽然目前有滴灌带可以埋入地表下根系层附近，将水分直接送达根系附近，但是由于滴灌带深埋地下，维修时不得不将周围较长一段滴灌带挖出，极易扰动土壤，影响植物生长。同时，滴灌和地下滴灌在灌水时，灌水器的出流和水中的气体易冲蚀出水口周围的土壤，降低灌水效果；此外，在灌溉系统停止运行时，极易产生负压吸泥堵塞滴头，影响灌水器使用寿命，以上问题不易被发现且维修难度大。

目前，涉及插入式灌水器的相关专利有：插针式旱地果园灌水器（201220038011.5）、插杆式新型螺纹灌水器（201120340803.3）、一种插杆式灌水器（201220576324.6）等。其中，插针式旱地果园灌水器涉及园林灌溉领域，该种灌水器结构包括具有出水孔的注水管、脚踏板、手柄和储水箱，注水管设置锥头，结合踏板和手柄可将灌水器插入地下，灌溉水从储水箱通过输水管进入注水管，紧接着从出水口流出实施果树地下灌溉。上述灌水器在灌水时需要灌水人员背负储水箱并且用摇杆进行手动加压，当灌水时间较长时，使用该种灌水器灌水会增加灌溉人员的工作量，增加灌水投资。此外，插针式灌水器仅适用于果树，应用范围领域不够广泛。另外一种插入式灌水器为插杆式新型螺纹灌水器，该种灌水器包括圆柱体的螺纹流道、需水腔、卡位片和插杆几部分结构，灌溉时将插杆插入植物根系附近的土壤，直到卡位片接触土壤时停止，灌溉水通过进水道流进螺纹流道，最后通过出水道流入蓄水腔，进而从滴水孔溢出湿润土壤。该种灌水器的灌溉原理与地上滴灌相似，其出水口位于地表以上，水分从地表逐渐向下入渗至植物根系附近，因此在使用中近地表区域的水分会因蒸发而大量损失，这与节水的目的背道而驰。以上两种灌水器在灌溉过程中均可能出现土壤、根系、微生物等堵塞出水口的现象，从而影响灌水器使用寿命。有一种插杆式灌水器能够解决堵塞问题，其防堵原理主要是通过喷射水流冲洗出水口，从而达到防止堵塞的目的，但是由于水流从出口喷出时具备一定压力，进行灌水时喷射水流会扰动出水口附近的土壤与根系，不利于植物正常生长。插杆式灌水器因其能够实现根区灵活精准灌溉而具有较大的研发价值。目前，有众多关于插杆式灌水器的发明专利。但是现有插杆式灌水器由于其深入地下，出水孔直接接触土壤颗粒，极易被土粒、微生物、根系等堵塞，影响灌水器使用寿命；此外，在灌水系统启停时，由于系统与外界没有及时进行气体交换，部分插杆式灌水器会产生负压吸泥和气体冲蚀土壤的问题，这些问题既会导致灌水器堵塞又会破坏土壤环境的稳定性。还有部分插入式灌水器通过增大水流压力来解决出水孔堵塞的问题，但是增压后产生的喷射状的水流会扰动出水口附近土壤，甚至会产生冲坑，也不利于植物的生长。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型插入式灌水器，这种灌水器可以改善地上滴灌水分蒸发损失，提高水分利用率；解决地下滴灌易堵塞等维护不便的问题。还具备结构简单，组装方便，操作简单等优点，能够解决常见插杆式灌水器存在的极易堵塞、冲蚀土壤等问题。