專利名稱：地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及農田灌溉技術領域，尤其涉及一種地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置。
技術背景通過對植物根區(qū)補充空氣來解決氧氣不足的問題，一直是生產者和研究者所關注的問題。人們很早就在理論和實驗層面上認識到土壤通氣的好處，但由于缺乏適宜的空氣注射設備導致大田應用很難實施。利用地下滴灌系統(tǒng)把摻氣水輸送到植物根區(qū)，能有效改善植物根圍的水、肥、氣、 熱環(huán)境，達到提高水肥利用效率、增加產量和改善收獲物品質的目的。如何把空氣以微小氣泡的形式均勻地摻入到地下滴灌管道系統(tǒng)的水中，是事關該方法成敗的關鍵問題。如果摻入的空氣沒有與水均勻混合，或者形成大的氣泡，都有可能在管道運輸當中出現水氣分層的現象，影響空氣進入到土壤中的均勻度，或者出現空氣難于進入土壤的情形。目前國外多采用Mazzei hjector公司生產的Mazzei文丘里注射器來完成空氣的摻入。Mazzei文丘里注射器是一種專利產品，與普通文丘里注射器不同之處在于它的空氣入口處有一個微型的翼輪，當空氣通過時引起翼輪轉動導致空氣破碎化，而使進入水中的空氣形成微氣泡均勻分布在管道的水中，不會出現水氣分層的情形或產生大氣泡。Mazzei文丘里注射器的價格高昂，同時，空氣入口處的微型翼輪設計，因增加了進氣阻力，而直接降低了摻氣比率 (管道內的氣水體積比)。申請?zhí)枮?00910019537. 1的中國發(fā)明專利“一種曝氣地下滴灌系統(tǒng)”(現已授權)，提出了在輸水干管上串聯增壓泵、并聯曝氣室，空氣壓縮機通過儲氣瓶、 單向閥、通氣軟管與曝氣室相連通的技術方案。該技術方案雖然可以打破國外設備的壟斷， 但存在設備多、結構復雜、投入運行費用高的明顯不足
實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、注氣效果好、投入低、相對國外產品具有市場競爭優(yōu)勢的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置。本實用新型的目的是這樣實現的一種地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，包括空氣濾清器、進氣間閥、逆止閥、進氣管、注氣腔、射流噴嘴、一級振蕩腔、二級振蕩腔、漸變流道，空氣濾清器的出氣端通過進氣閘閥、逆止閥、進氣管與注氣腔上部的進氣端連接，射流噴嘴過流斷面大的一端與通向地下滴灌系統(tǒng)首部的干管連接，射流噴嘴過流斷面小的一端即噴射口，水平深入到注氣腔的內部，注氣腔的水平出流端通過直徑為dl的圓形喉道與一級振蕩腔的水平進流端連接，射流噴嘴的噴射口正對著直徑為dl的圓形喉道過流斷面中心，一級振蕩腔的水平出流端通過直徑為 d2的圓形喉道與二級振蕩腔的水平進流端連接，二級振蕩腔的水平出流端通過直徑為d3 的圓形喉道與漸變流道的水平進流端連接，漸變流道的水平出流端與通向地下滴灌系統(tǒng)支管的干管連接，射流噴嘴、直徑為dl的圓形喉道、直徑為d2的圓形喉道、直徑為d3的圓形喉道、漸變流道的過流斷面中心在一條直線上，射流噴嘴、一級振蕩腔、二級振蕩腔、漸變流道與該條直線的垂直截面均為圓形。所述的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，一級振蕩腔的出流端直徑d2與一級振蕩腔的進流端直徑dl的比例為d2/dl = 1. 2 ；二級振蕩腔的出流端直徑d3與二級振蕩腔的進流端直徑d2的比例為:d3/d2 =1.2。所述的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，一級振蕩腔的進流端到出流端的距離為Li，與一級振蕩腔的進流端直徑dl的比例為Ll/dl = 2.4 ；二級振蕩腔的進流端到出流端的距離為L2，與二級振蕩腔的進流端直徑d2的比例為L2/d2 = 2. 4。所述的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，振蕩腔的級數可適當增減，附圖所示的為帶兩級振蕩腔的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置。地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置的工作過程與原理如下本實用新型所謂的振蕩腔為亥姆霍茲式射流自激振蕩腔，在工業(yè)上被用于顆粒物料的濕法超細粉碎和工業(yè)、生活污水的曝氣處理。是本實用新型將其引入了地下滴灌系統(tǒng)的注氣裝置。啟動地下滴灌系統(tǒng)，打開進氣閘閥，來自于地下滴灌系統(tǒng)首部的有壓水從射流噴嘴的噴射口高速噴出，于注氣腔內形成負壓，在這個負壓的作用下，空氣通過空氣濾清器、 進氣閘閥、逆止閥、進氣管進入到注氣腔內，并隨射流噴嘴噴出的高速水流，通過直徑為dl 的圓形喉道一同進入一級振蕩腔內，進行一級渦旋振蕩攪拌“摻氣”，而后通過直徑為d2的圓形喉道進入二級振蕩腔內，進行二級渦旋振蕩攪拌“摻氣”，最后通過直徑為d3的圓形喉道和漸變流道進入地下滴灌系統(tǒng)，完成了地下滴灌系統(tǒng)的注氣過程。因振蕩腔的自激振蕩頻率遠高于“水錘”振蕩頻率，故不會引起灌溉系統(tǒng)管路發(fā)生 “水錘”而破壞管道。相反，振蕩的摻有空氣的水流，對流道有很好的清洗效果，摻有空氣的水流在地下滴灌灌水器的出水口減壓釋放水中的空氣時，對地下滴灌灌水器的出水口也有很好的沖刷效果，特別有助于提高地下滴灌系統(tǒng)的抗堵塞性能。本實用新型具有如下積極效果1、本實用新型的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，注氣效果好，自激振蕩使氣液混合體受到反復的剪切作用，氣泡尺寸被剪切得更小。需氧水體在振蕩循環(huán)過程中發(fā)生劇烈的紊動和剪切，提高了水體的對流擴散能力，促進了水體中氧的均勻化分布，氣液之間得到充分的混合。進氣阻力較空氣入口裝有一個微型翼輪的Mazzei文丘里注射器明顯減小，摻氣比率高于Mazzei文丘里注射器；2、本實用新型的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，無需空氣壓縮機等另外的加壓驅動裝置，結構簡單。本注氣裝置的振蕩腔也被稱為“諧振腔”，工作在“諧振”狀態(tài)，維持其振蕩需消耗的能量極少，本注氣裝置的能耗較低；3、本實用新型的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，沒有機械活動部件和運動密封，結構簡單，無機械故障，無堵塞、滲漏現象，可經久耐用，投入、運行費用低；4、本實用新型的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，產生的振蕩的摻有空氣的水流，對流道有很好的清洗效果，摻有空氣的水流在地下滴灌灌水器的出水口減壓釋放水中的空氣時， 對地下滴灌灌水器的出水口也有很好的沖刷效果，特別有助于提高地下滴灌系統(tǒng)的抗堵塞性能。


附圖為地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置的示意圖。
具體實施方式
一種地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，如附圖所示，包括空氣濾清器1、進氣閘閥2、逆止閥3、進氣管4、注氣腔5、射流噴嘴6、一級振蕩腔7-1、二級振蕩腔7-2、漸變流道8，空氣濾清器1的出氣端通過進氣閘閥2、逆止閥3、進氣管4與注氣腔5上部的進氣端連接，射流噴嘴6過流斷面大的一端與通向地下滴灌系統(tǒng)首部的干管連接，射流噴嘴6過流斷面小的一端即噴射口，水平深入到注氣腔5的內部，注氣腔5的水平出流端通過直徑為dl的圓形喉道與一級振蕩腔7-1的水平進流端連接，射流噴嘴6的噴射口正對著直徑為dl的圓形喉道過流斷面中心，一級振蕩腔7-1的水平出流端通過直徑為d2的圓形喉道與二級振蕩腔7-2 的水平進流端連接，二級振蕩腔7-2的水平出流端通過直徑為d3的圓形喉道與漸變流道8 的水平進流端連接，漸變流道8的水平出流端與通向地下滴灌系統(tǒng)支管的干管連接，射流噴嘴6、直徑為dl的圓形喉道、直徑為d2的圓形喉道、直徑為d3的圓形喉道、漸變流道8的過流斷面中心在一條直線上，射流噴嘴6、一級振蕩腔7-1、二級振蕩腔7-2、漸變流道8與該條直線的垂直截面均為圓形。所述的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，一級振蕩腔7-1的出流端直徑d2與一級振蕩腔 7-1的進流端直徑dl的比例為d2/dl = 1. 2 ；二級振蕩腔7-2的出流端直徑d3與二級振蕩腔7-2的進流端直徑d2的比例為:d3/d2 = 1. 2。所述的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，一級振蕩腔7-1的進流端到出流端的距離為Li， 與一級振蕩腔7-1的進流端直徑dl的比例為Ll/dl = 2.4 ；二級振蕩腔7-2的進流端到出流端的距離為L2，與二級振蕩腔7-2的進流端直徑d2的比例為L2/d2 = 2. 4。所述的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，振蕩腔的級數可適當增減，附圖所示的為帶兩級振蕩腔的地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置。地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置的工作過程與原理如下本實用新型所謂的振蕩腔為亥姆霍茲式射流自激振蕩腔，在工業(yè)上被用于顆粒物料的濕法超細粉碎和工業(yè)、生活污水的曝氣處理。是本實用新型將其引入了地下滴灌系統(tǒng)的注氣裝置。啟動地下滴灌系統(tǒng)，打開進氣閘閥2，來自于地下滴灌系統(tǒng)首部的有壓水從射流噴嘴6的噴射口高速噴出，于注氣腔5內形成負壓，在這個負壓的作用下，空氣通過空氣濾清器1、進氣閘閥2、逆止閥3、進氣管4進入到注氣腔5內，并隨射流噴嘴6噴出的高速水流， 通過直徑為dl的圓形喉道一同進入一級振蕩腔7-1內，進行一級渦旋振蕩攪拌“摻氣”，而后通過直徑為d2的圓形喉道進入二級振蕩腔7-2內，進行二級渦旋振蕩攪拌“摻氣”，最后通過直徑為d3的圓形喉道和漸變流道8進入地下滴灌系統(tǒng)，完成了地下滴灌系統(tǒng)的注氣過程。因振蕩腔的自激振蕩頻率遠高于“水錘”振蕩頻率，故不會引起灌溉系統(tǒng)管路發(fā)生 “水錘”而破壞管道。相反，振蕩的摻有空氣的水流，對流道有很好的清洗效果，摻有空氣的水流在地下滴灌灌水器的出水口減壓釋放水中的空氣時，對地下滴灌灌水器的出水口也有很好的沖刷效果，特別有助于提高地下滴灌系統(tǒng)的抗堵塞性能。
權利要求1.一種地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，其特征在于包括空氣濾清器(1)、進氣閘閥O)、逆止閥(3)、進氣管(4)、注氣腔(5)、射流噴嘴(6)、一級振蕩腔(7-1)、二級振蕩腔(7-2)、漸變流道(8)，空氣濾清器(1)的出氣端通過進氣閘閥O)、逆止閥(3)、進氣管(4)與注氣腔(5)上部的進氣端連接，射流噴嘴(6)過流斷面大的一端與通向地下滴灌系統(tǒng)首部的干管連接，射流噴嘴(6)過流斷面小的一端即噴射口，水平深入到注氣腔( 的內部，注氣腔(5) 的水平出流端通過直徑為dl的圓形喉道與一級振蕩腔(7-1)的水平進流端連接，射流噴嘴(6)的噴射口正對著直徑為dl的圓形喉道過流斷面中心，一級振蕩腔(7-1)的水平出流端通過直徑為d2的圓形喉道與二級振蕩腔(7- 的水平進流端連接，二級振蕩腔(7- 的水平出流端通過直徑為d3的圓形喉道與漸變流道( 的水平進流端連接，漸變流道( 的水平出流端與通向地下滴灌系統(tǒng)支管的干管連接，射流噴嘴(6)、直徑為dl的圓形喉道、直徑為d2的圓形喉道、直徑為d3的圓形喉道、漸變流道(8)的過流斷面中心在一條直線上，射流噴嘴(6)、一級振蕩腔(7-1)、二級振蕩腔(7-2)、漸變流道(8)與該條直線的垂直截面均為圓形。
2.根據權利要求1所述的一種地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，其特征在于一級振蕩腔(7-1) 的出流端直徑d2與一級振蕩腔(7-1)的進流端直徑dl的比例為d2/dl = 1. 2 ；二級振蕩腔(7-2)的出流端直徑d3與二級振蕩腔(7-2)的進流端直徑d2的比例為d3/d2 = 1. 2。
3.根據權利要求1所述的一種地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，其特征在于一級振蕩腔(7-1) 的進流端到出流端的距離為Li，與一級振蕩腔(7-1)的進流端直徑dl的比例為Ll/dl = 2.4 ；二級振蕩腔(7-2)的進流端到出流端的距離為L2，與二級振蕩腔(7-2)的進流端直徑 d2 的比例為:L2/d2 = 2.4。
4.根據權利要求1所述的一種地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，其特征在于振蕩腔的級數可適當增減。
專利摘要本實用新型涉及一種地下滴灌系統(tǒng)注氣裝置，啟動地下滴灌系統(tǒng)，打開進氣閘閥，來自于地下滴灌系統(tǒng)首部的有壓水從射流噴嘴的噴射口高速噴出，于注氣腔內形成負壓，在這個負壓的作用下，空氣通過空氣濾清器、進氣閘閥、逆止閥、進氣管進入到注氣腔內，并隨射流噴嘴噴出的高速水流，通過直徑為d1的圓形喉道一同進入一級振蕩腔內，進行一級渦旋振蕩攪拌“摻氣”，而后通過直徑為d2的圓形喉道進入二級振蕩腔內，進行二級渦旋振蕩攪拌“摻氣”，最后通過直徑為d3的圓形喉道和漸變流道進入地下滴灌系統(tǒng)。注氣效果好，摻氣比率高，無需另外的加壓驅動裝置，簡單耐用，投入、運行費用低。且特別有助于提高地下滴灌系統(tǒng)的抗堵塞性能。
文檔編號A01G25/06GK202127684SQ201120240718
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權日2011年7月11日
發(fā)明者馮俊杰, 李輝, 高勝國, 黃修橋 申請人:中國農業(yè)科學院農田灌溉研究所