一种片式绕流灌水器 【技术领域】
本发明涉及一种节水滴灌装置，具体涉及一种片式绕流抗堵塞灌水器。
背景技术
节水灌溉是世界各国发展现代农业所采取的主要措施，微灌作为节水灌溉中一种先进的高标准灌溉技术，已被世界上100多个国家采用。其中滴灌最具节水、增产、高效等显著优势，可广泛应用于果树、蔬菜、花卉、药材等经济作物种植中。
滴头是滴灌系统最为关键的部件之一，滴头的结构及其水利性能的优劣对滴灌系统的均匀性、抗堵塞能力、系统寿命影响很大。滴头的水利性能由流道的形式、尺寸、材料等因素共同决定，水头损失的90％都发生在流道的齿形结构处。我国于20世纪70年代从墨西哥引进滴灌技术以来，在90年代自主开发了一些产品，但是在抗堵塞性能和水利性能以及制造工艺等方面都存在着不足之处。90年代以后，在引进滴头地基础上开发了一些滴头，但滴头结构形式、规格尺寸基本都是仿造国外产品，而且狭小迂回的流道极易被堵塞，严重影响了灌水器的使用寿命。
【发明内容】
本发明的主要目的在于克服现有灌水器易堵塞的缺点，提供一种片式绕流灌水器。该灌水器具有更高的出水均匀度和更强的抗堵塞性能。
本发明提供一种片式绕流灌水器，包括进水槽、出水槽和流道部分，进水槽与流道部分的进水口相通，出水槽与流道部分的出水口相通，其特征在于：进水槽的底部设有滤网，流道部分中设置有呈线性、均匀分布的凸台、流道部分的两侧设置有呈线性、均匀分布的齿状结构；齿状结构与凸台的位置相交错，使灌水管的流道呈回形迷宫式。
本发明中，灌水器流道部分创造性地采用了多通道回形迷宫式的流道结构，水流具有了绕流的性质。进水端面(即滤网)是规则排列的网状结构，对水流进行了过滤，提高了灌水器的抗堵塞性能。灌水器的流道部分平面呈迷宫式回形绕流流道，连续的齿形结构和水流之间的相互冲刷的作用，使得该流道的局部消能更加的突出，保证了灌水器具有更为高效的消能效果。本发明可广泛应用于用于棉花、甘蔗及蔬菜，如西红柿、草莓等的灌溉。
【附图说明】
图1为灌水器的主视图。
图2为灌水器的后视图。
图3为双排灌水器的主视图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实例对本发明的具体工作方式作进一步详细的阐述：
本发明要求灌水器在一定的工作水头(压力)范围内，得到稳定的出水流量。如图1、2所示，本发明的灌水器包括五个主要部分：网状滤网1、进水槽2、凸台3、流道部分4、齿状结构5和出水槽6。进水槽2与流道部分4的进水口相通，出水槽6与流道部分4的出水口相通。网状滤网1位于进水槽2的底部，凸台3呈线性、均匀分布在流道部分4的中，齿状结构5呈线性、均匀分布在流道部分4的两侧，并且与凸台3的位置相交错，使得灌水管的流道呈现回形迷宫式流道。这种回形迷宫式流道，使得流水不仅在局部有漩流，而且在凸台3的外围有了绕流的性质。
下面以实例为本发明作进一步详细说明。
一种实例，滤网1为矩形网状，进水槽2和出水槽6为矩形槽，凸台3的形状为菱形，其内角为30度，凸台3的个数为8个，对于流道部分外缘的齿状结构5为等腰三角形，齿间夹角为30度，与凸台3相互交错。
水流以一定的工作水头从网状滤网1流入，过滤后进入进水槽2中，进水槽2是个截面(相对于流道的截面积)较大的矩形槽，所以水流在进水槽2中会变得较为缓慢，不易形成湍急的漩涡。接着水流进入流道部分4，当水流通过一个菱形凸台，水流分成两条，在齿状结构处汇合成一条水流，然后通过下一个菱形凸台和齿状结构，如此循环，使得水流呈现为回形绕流迷宫式的水流，最后进入出水槽6，出水槽6和进水槽2相同，也是个截面较大的矩形槽。至此，灌水器完成了从进水到出水的整个过程。
除此实例外，滤网1的具体形式是可以改变的，除了常用的矩形状，还可以是小孔阵列等。凸台3具体形状、尺寸、个数都是可以改变的。例如凸台可以是三角形、矩形、椭圆等，我们还可以通过改变凸台的尺寸来达到改变流道的大小，凸台的个数也是可以改变的。对于菱形凸台，我们可以改变其夹角的大小，10度～30度亦可。齿状结构5和凸台是相交错对应的，其形式与凸台是相对应的。对于菱形凸台时，齿状结构的夹角和菱形凸台的夹角是一样大的。
如图3所示，流道部分4可设置双排凸台3。
具体实施时，将灌水器与薄壁管一体化成型(即主视图所示表面镶嵌于薄壁管内)，制成滴灌带。当水流以一定的水头(工作压力)通入薄壁管内是，水流通过网状滤网1后进入进水槽2，通过流道部分4和凸台3，最后进入了出水槽6，在对应出水槽6的薄壁管上有一小孔，用于最后出水，供给农作物。
以上阐述了灌水器的结构特点和工作过程，下面主要说明灌水器的工作原理。该灌水器的主要特点是引入了回形绕流流道结构，作为该发明的一种实例这里分别采用了凸台以及锯齿结构的平面迷宫流道。水流首先通过网状滤网，大的固体颗粒和一些浮游植物、微生物被过滤了，有效的保护了整个流道不被堵塞，从整体上提高了灌水器的抗堵塞性能。当水流流入进水槽中，水流的速度会相对减慢，避免了形成湍急漩涡的可能性，水流以相对平稳的速度流入流道部分。水流在经过齿尖夹角不大于30度的锯齿形结构的迷宫流道时，一方面克服摩擦阻力的作用；另一方面，由于流道的转角急、多且连续，容易形成局部涡流，这些涡流也具有消能的作用；此外，水流通过灌水器中央的凸台时，分成两条分流，并且在齿状结构处汇聚成一条流道时，两条分流之间的相互冲刷具有更加高效的消能效果。在上述三方面的共同作用下，使得水流的能量能在较短的距离内得到较大的消耗，实现了灌水器的消能和压力的调节。在该流道中的水流流态为全紊流，其流态指数为0.5左右，不超过0.57。而迷宫式环形绕流流道的齿状结构和凸台的尺寸决定了灌水器的出水流量。
综上所述，该灌水器创造性地引入了迷宫式环形绕流流道，在有效地解决灌水器易堵塞难题的同时提供了更为高效的消能效果；另外，灌水器还采用了和管道在线一体化成型，降低了成本，体积小用料省，易于田间布置和收取，真正做到了低投入、高收益。