一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统及其使用方法转让专利
申请号 : CN202010579988.7
文献号 : CN111713380B
文献日 : 2021-11-09
发明人 : 彭松涛 , 周明涛 , 王辰元 , 申剑 , 晏国顺 , 吴少儒 , 黄平 , 田德智 , 程一书 , 朱蒙恩 , 潘炳坤 , 郑红伟 , 杜颖
申请人 : 华电西藏能源有限公司大古水电分公司 , 三峡大学 , 华电西藏能源有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统,其特征在于:所述喷灌系统由多个相对独立的单个喷灌单元(7)组合而成,每个喷灌单元(7)都包括喷头(1)、撑杆(2)和底座(3),所述撑杆(2)固定安装在底座(3)的顶部,所述撑杆(2)的顶部固定安装有对称布置的喷头(1);所述喷灌单元(7)均布设置于四个相邻框格梁所形成的田字正中央;
所述喷头(1)整体呈工字形,内部中空,形成输水管道;所述喷头(1)的腰部正中位置与撑杆(2)顶端相连通,所述喷头(1)两腿外缘沿宽度方向各均布有上喷水嘴(101)、中喷水嘴(102)和下喷水嘴(103);所述上喷水嘴(101)、中喷水嘴(102)和下喷水嘴(103)与喷头(1)的腿部之间采用万向球头铰接相连,所述上喷水嘴(101)、中喷水嘴(102)和下喷水嘴(103)出水角度由边坡坡度和框格梁单格边长现场调整确定;
所述撑杆(2)包括空心固定杆(201)、外杆(202)、梯形倾斜块(203)、圆环形磁铁(204)、无磁强力弹簧(205)、圆环形垫片(206)、倾斜卡槽(208);所述空心固定杆(201)和外杆(202)均为圆环形截面,所述空心固定杆(201)内套于外杆(202)的内部,所述空心固定杆(201)顶端与喷头(1)的腰部正中位置固定相连;所述外杆(202)与空心固定杆(201)之间采用枢接相连,两者间能够形成相对旋转动作和竖直滑动动作;所述空心固定杆(201)的外壁和外杆(202)的内壁之间设置有用于控制两者相对转动的转动导向结构;所述空心固定杆(201)的下部固定安装有圆环形磁铁(204),所述圆环形磁铁(204)与外杆(202)的内壁之间构成滑动配合,所述外杆(202)的底端内部通过圆环形垫片(206)支撑有无磁强力弹簧(205),所述无磁强力弹簧(205)的顶端与圆环形磁铁(204)的底端面相接触配合;
所述转动导向结构包括固定在空心固定杆(201)外壁上的多个梯形倾斜块(203),所述梯形倾斜块(203)沿圆周均布设置在空心固定杆(201)的外壁上;所述外杆(202)的内壁不同高度设置有两排沿圆周均匀分布的倾斜卡槽(208),倾斜卡槽(208)尺寸与空心固定杆(201)外壁布设的梯形倾斜块(203)匹配,所述倾斜卡槽(208)包括上排倾斜卡槽(208a)和下排倾斜卡槽(208b);
所述梯形倾斜块(203)、上排倾斜卡槽(208a)和下排倾斜卡槽(208b)都为12块,所述上排倾斜卡槽(208a)和下排倾斜卡槽(208b)之间沿着同一圆周方向交错均布,并使得相邻的上排倾斜卡槽(208a)和下排倾斜卡槽(208b)之间错开15°的相位角;
所述底座(3)为圆盘结构,包括输水槽(301)和电磁继电器(302);所述电磁继电器(302)位于撑杆(2)的无磁强力弹簧(205)正下方,所述输水槽(301)与撑杆(2)的外杆(202)刚性固定相连,所述电磁继电器(302)与撑杆(2)的圆环形磁铁(204)相配合,并实现撑杆(2)的升降动作。
2.根据权利要求1所述一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统,其特征在于:所述喷头(1)、撑杆(2)的空心固定杆(201)和底座(3)的输水槽(301)内部均设置有用于输送灌溉水的柔性输水管(207);灌溉水由底座(3)进入撑杆(2),而后流入喷头(1),最终由上喷水嘴(101)、中喷水嘴(102)和下喷水嘴(103)灌溉于框格梁坡面。
3.根据权利要求1所述一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统,其特征在于:所述电磁继电器(302)与供电电源相连,并通过供电电源的通断控制电磁继电器(302)的开启和关闭,以控制其电磁力。
4.权利要求1‑3任意一项所述提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统的使用方法,其特征在于:
将灌溉水从底座(3)的输水槽(301)引入到柔性输水管(207),通过柔性输水管(207)引入到喷头(1)的上喷水嘴(101)、中喷水嘴(102)和下喷水嘴(103)喷出;
喷出过程中通过控制电磁继电器(302)的通电状态控制空心固定杆(201)的升降和转动,具体过程为:当电磁继电器(302)通电时,受磁力作用,无磁强力弹簧(205)收缩,空心固定杆(201)连同圆环形磁铁(204)在外杆(202)内向下滑动,工字形喷头(1)随之亦向下移动,空心固定杆(201)外壁的梯形倾斜块(203)由上排倾斜卡槽(208a)下滑入下排倾斜卡槽(208b)中,空心固定杆(201)与工字形喷头(1)均逆时针旋转15°;当电磁继电器(302)断电时,磁力消失,无磁强力弹簧(205)伸长,空心固定杆(201)连同圆环形磁铁(204)在外杆(202)内向上滑动,工字形喷头(1)随之亦向上移动,空心固定杆(201)外壁的梯形倾斜块(203)由下排倾斜卡槽(208b)上滑入上排倾斜卡槽(208a)中,空心固定杆(201)与工字形喷头(1)均逆时针再次旋转15°;
单个喷灌单元(7)布设于四个相邻框格梁所形成的田字正中央,电磁继电器(302)通、断电1次,可完成逆时针30°的旋转灌溉,每6次通、断电,即可完成一个整圆周的灌溉工作;
电磁继电器(302)以上述通、断电的方式调节工字形喷头(1)高度,并由此改变灌溉水射流半径,从而增大灌溉覆盖区域,实现远近灌溉。
5.根据权利要求4所述一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统的使用方法,其特征在于:根据边坡坡度和框格梁(8)单格边长,现场调试设置于工字形喷头(1)腿部的上喷水嘴(101)、中喷水嘴(102)和下喷水嘴(103)出水射流角度的最佳组合方式,再联合上述远近灌溉,共同消除灌溉死角,达到框格梁坡面灌溉100%覆盖。
说明书 :
一种提高框格梁边坡灌溉覆盖率的喷灌系统及其使用方法
技术领域
背景技术
期多采用地面喷灌系统补充植物生长用水需求,其在结构布局时常将喷头安装在框格梁表
面。如此布设框格梁边坡的地面喷灌系统,虽然施工便捷,且建设成本较低,但运行时由于
框格梁的遮挡而难以实现全坡面灌溉,即在框格梁与坡面交接位置的一定范围内遗漏有灌
溉死角(见图1所示),进而导致该范围内的植物生长严重受限。
发明内容
了框格梁边坡现有喷灌系统所遗漏的灌溉死角,达到了框格梁坡面灌溉覆盖率100%的效
果。
包括喷头、撑杆和底座,所述撑杆固定安装在底座的顶部,所述撑杆的顶部固定安装有对称
布置的喷头;安装时,所述灌溉单元均布设置于四个相邻框格梁所形成的田字正中央。
述上喷水嘴、中喷水嘴和下喷水嘴与喷头的腿部之间采用万向球头铰接相连,其出水角度
由边坡坡度和框格梁单格边长现场调整确定。
部,其顶端与喷头的腰部正中位置固定相连;所述外杆与空心固定杆之间采用枢接相连,两
者间能够形成相对旋转动作和竖直滑动动作;所述空心固定杆的外壁和外外的内壁之间设
置有用于控制两者相对转动的转动导向结构;所述外杆的下部固定安装有圆环形磁铁,所
述圆环形磁铁与外杆的内壁之间构成滑动配合,所述外杆的底端内部通过圆环形垫片支撑
有无磁强力弹簧,所述无磁强力弹簧的顶端与圆环形磁铁的底端面相接触配合。
布的倾斜卡槽结构,倾斜卡槽结构尺寸与空心固定杆外壁布设的梯形倾斜块匹配,所述倾
斜卡槽结构包括上排倾斜卡槽和下排倾斜卡槽。
槽之间错开15°的相位角。
环形磁铁相配合,并实现撑杆的升降动作。
灌溉于框格梁坡面。
铁在外杆内向下滑动,工字形喷头随之亦向下移动,空心固定杆外壁的梯形倾斜块由上排
倾斜卡槽下滑入下排倾斜卡槽中,空心固定杆与工字形喷头均逆时针旋转15°;当电磁继电
器断电时,磁力消失,无磁强力弹簧伸长,空心固定杆连同圆环形磁铁在外杆内向上滑动,
工字形喷头随之亦向上移动,空心固定杆外壁的梯形倾斜块由下排倾斜卡槽上滑入上排倾
斜卡槽中,空心固定杆与工字形喷头均逆时针再次旋转15°;
电器以上述通、断电的方式调节装置高度,并由此改变灌溉水射流半径,从而增大灌溉覆盖
区域。
框格梁坡面灌溉100%覆盖。
附图说明
水管207、上排倾斜卡槽结构208a、下排倾斜卡槽结构208b、输水槽301、电磁继电器302、灌
溉水流向4、坡体5、灌溉死角6、单个灌溉单元7、框格梁8、框格内填土9、交叉灌溉区域10、灌
溉覆盖区域11。
具体实施方式
安装在底座3的顶部,所述撑杆2的顶部固定安装有对称布置的喷头1;安装时,所述灌溉单
元均布设置于四个相邻框格梁所形成的田字正中央。通过采用上述结构的喷灌系统能够用
于高框格梁边坡灌溉,其次用旋转灌溉、交叉灌溉和远近灌溉相结合的方式实现全覆盖灌
溉。
水嘴102和下喷水嘴103;所述上喷水嘴101、中喷水嘴102和下喷水嘴103与喷头1的腿部之
间采用万向球头铰接相连,其出水角度由边坡坡度和框格梁单格边长现场调整确定。通过
采用上述的工字型布置方式,实现了整个灌溉区域的全覆盖,而且通过不高高度的彭水嘴
实现了交叉覆盖。
圆环形截面,所述空心固定杆201内套于外杆202的内部,其顶端与喷头1的腰部正中位置固
定相连;所述外杆202与空心固定杆201之间采用枢接相连,两者间能够形成相对旋转动作
和竖直滑动动作;所述空心固定杆201的外壁和外外202的内壁之间设置有用于控制两者相
对转动的转动导向结构;所述外杆202的下部固定安装有圆环形磁铁204,所述圆环形磁铁
204与外杆202的内壁之间构成滑动配合,所述外杆202的底端内部通过圆环形垫片206支撑
有无磁强力弹簧205,所述无磁强力弹簧205的顶端与圆环形磁铁204的底端面相接触配合。
通过撑杆2主要是为了实现喷水嘴的升降和旋转动作。
高度设置有两排沿圆周均匀分布的倾斜卡槽结构208,倾斜卡槽结构208尺寸与空心固定杆
201外壁布设的梯形倾斜块203匹配,所述倾斜卡槽结构208包括上排倾斜卡槽208a和下排
倾斜卡槽208b。通过上述的转动导向结构能够实现实现空心固定杆201在外杆202内部升降
动作的同时,实现导向转动。
相邻的上排倾斜卡槽208a和下排倾斜卡槽208b之间错开15°的相位角。通过上述的数量,保
证了正常的转动。
相连,所述电磁继电器302与撑杆2的圆环形磁铁204相配合,并实现撑杆2的升降动作。通过
电磁继电器302能够交替的产生电磁力,进而通过电磁力与电磁继电器302之间的配合,来
实现空心固定杆201的升降控制。
水嘴101、中喷水嘴102和下喷水嘴103灌溉于框格梁坡面。通过上述的柔性输水管207使其
能够适应升降动作。
103,长60‑80mm,宽10‑20mm,长5‑10mm,宽3‑5mm。所述喷水嘴与工字形喷头1腿部球状铰接,
其出水角度由边坡坡度和框格梁单格边长现场调整确定。
均为圆环形截面,空心固定杆201内套于外杆202中,且与工字形喷头1刚接。所述外杆202与
工字形喷头1之间不固定,两者间可有相对旋转位移和竖直滑动位移。所述空心固定杆201
外壁布设有12个梯形倾斜块203,所述梯形倾斜块204沿圆周均匀分布。所述外杆202下部内
套有圆环形磁铁204,所述圆环形磁铁204刚接于空心固定杆201的底端。所述圆环形磁铁
204底部依次紧接内套于外杆202内的无磁强力弹簧205和圆环形垫片206,所述圆环形垫片
206用于固定无磁强力弹簧205,防止其下滑进入底座3。所述外杆202内壁设有两排沿圆周
均匀分布的倾斜卡槽结构208,倾斜卡槽结构208尺寸与空心固定杆201外壁布设的梯形倾
斜块203匹配,所述上排倾斜卡槽结构208a,下排倾斜卡槽结构208b间相互错位15°。
203啮合程度达到100%。
102、103灌溉于框格梁坡面。
201连同圆环形磁铁204在外杆202内向下滑动,工字形喷头1随之亦向下移动,空心固定杆
201外壁的梯形倾斜块203由上排倾斜卡槽208a下滑入下排倾斜卡槽208b中,空心固定杆
201与工字形喷头1均逆时针旋转15°;当电磁继电器302断电时,磁力消失,无磁强力弹簧
205伸长,空心固定杆201连同圆环形磁铁204在外杆202内向上滑动,工字形喷头1随之亦向
上移动,空心固定杆201外壁的梯形倾斜块203由下排倾斜卡槽208b上滑入上排倾斜卡槽
208a中,空心固定杆201与工字形喷头1均逆时针再次旋转15°;
电磁继电器302以上述通、断电的方式调节装置高度,并由此改变灌溉水射流半径,从而增
大灌溉覆盖区域。
溉死角,达到框格梁坡面灌溉100%覆盖。
形倾斜块由上排倾斜卡槽下滑入下排倾斜卡槽中,空心固定杆与工字形喷头均逆时针旋转
15°;当电磁继电器断电时,磁力消失,无磁强力弹簧伸长,空心固定杆连同圆环形磁铁在外
杆内向上滑动,工字形喷头随之亦向上移动,空心固定杆外壁的梯形倾斜块由下排倾斜卡
槽上滑入上排倾斜卡槽中,空心固定杆与工字形喷头均逆时针再次旋转15°;单个灌溉单元
布设于四个相邻框格梁所形成的“田”字正中央,电磁继电器通、断电1次,可完成逆时针30°
的旋转灌溉,每6次通、断电,即可完成一个整圆周的灌溉工作。
灌溉死角。