[发明专利]流体分配系统

说明书

本发明涉及用于流体分配系统的方法和装置，尤其是涉及一种可更适应于变化的需要且更均匀地分配灌溉流体以减少流体损耗的改进的脉动灌溉系统。

确实需要一些比一般产业上所用的那些更好的灌溉系统，例如，常用的系统具有与供水源相连的总管道，每一管线通过各自的的导阀与总管道相连，每一管线包括一组弹性管，每一弹性管通过组合隔膜阀和排出喷嘴依次与下一弹性管相连。当弹性管中注入灌溉水时，弹性管在水压的作用下轻微膨胀直到管线尾端的压力接近供水压力。当达到那一压力时，导阀关闭，停止注入，且使各个隔膜阀遮断通向总管道的通路同时开启通向每一隔膜阀中的排出喷嘴的通路，于是灌溉水从喷嘴中喷出，而且当存储在相通的各弹性管中的压力水充分地放空时，每一阀中的隔膜响应集流管中的压力而移位，以遮断排出喷嘴任何进一步流动，而且允许弹性管再一次注满水，以便重复循环。

然而，这种闭合回路系统有许多严重的缺点，例如，这种系统的固有局限性使其不能应用于较大的装备中，例如由于注满每一回路所需的时间将能够插入一条回路中的发送器的数量限制在40或50台，所以一片十亩大的果园就需要40或50条灌溉回路，每一回路的操作还必须同步，这是一项繁重的任务。另外，增加这些回路会加剧浪费导阀排出水的问题，而且从每一喷嘴排出的流体的数量和在这些系统中的这些喷嘴处的不均匀压力分配会变化，这样就不能供应等量的灌溉水。当这种系统安装在丘陵地区时，其中静压头随管线的相应高度而变化，提供等量灌溉流体的问题就变得更难。由于通过喷嘴排出的肥料、除草剂等的数量不均匀，因此排出量的这种变化使得这种系统几乎不可能用于随灌溉水一起分配化学品。这些排出喷嘴也具有很小的通道和厚的柔韧性相当差的隔膜，易于被水中夹带的颗粒物塞住，即使不塞住，流动阻力也会增加。

另外，在这方面，互相连接的弹性管用作流体储器是很不适当的。这些管子的弹性变形以及由此每一循环中储存的水体积被限制于某一值，该值小于破坏弹性管的每一端和这些管子的端部与之相连的阀门接头之间的接合所需的力。对管子变形的这种限制使得只能用小的储存容积，而其只需短的注入时间即可注满，这将导致不希望的排出量小的快速操作循环。这些高的循环速率在许多应用中是不可接受的且加剧导阀废水的问题。

促使灌溉流体通过排出喷嘴的导阀向大气排放，结果造成阀附近的水损失。由于水在不能用于灌溉的地方排出，这种特性不仅浪费了有用的水，而且还可能产生更严重的影响，例如，导阀的废水通常扩散到地下，这种扩散需要附加的泵送功率和水；还需要下层土壤扩散系统，避免土壤饱和和积水成池；而这会使除草剂、肥料等在扩散部位施量过多。

作为另一缺陷，这种系统要求每一管线回路中有均一数量的排出喷嘴和相连的隔膜阀，这种要求使这种灌溉系统只能用于大致为矩形的农场和果园，然而其面积经常是不规则形状的。还有另外一些非常实际的已经使现有技术中的装置的价值和实用性降低了的考虑。举例来说，安装在果园地面上的发送器，在某些设计中其向上凸出的塑料喷嘴经常会被园场工人们踩踏而破损，这些发送器在冷天气到来之前还必须排空水，这是一项很累人的任务，否则发送器内结成的冰将使阀破裂。

还有一些提出的系统，其中，灌溉管线不是闭合回路，而是一系列构成一直线网路的管道和阀门，然而由于其阀门没有自清洁作用且易被灌溉流体中夹带的灰土和其他颗粒物塞住和阻塞，所以这些系统中提出的方法并不能完全令人满意。另外，在这方面，这种布置限制了可以用于特定系统中的平行管线的数量且增加了由导阀的每一次脉动排出到大气中而浪费的灌溉流体量。由于在阀门处于过渡状态时进口和出口都保持开启状态，因此在阀门从其一个位置转换到另一位置过程中还有水的附加浪费。

这样，需要一种改进的灌溉方法和装置，它应能提供均匀的压力分布，从每一喷嘴排出均匀的灌溉流体量；提供更可接受的循环速率；在隔膜阀和排出喷嘴组件之间的各弹性管中具有更大的流体储存量，其中弹性选择得满足发送器流量的需要，而不是限制于保持管子固定在邻接的发送器上所需的夹紧力；提供一不浪费灌溉水的脉动阀和一灌溉管线系统，该系统不要求每一管线中有等量的喷嘴，而是在数量和长度上都可以变化，以使灌溉系统与耕种的面积的形状相配。当然，还需要能避免颗粒物塞住和避免由于在田里的不精心使用和结冰造成损坏的易损性。