本发明涉及农业生产技术领域,具体涉及一种地埋式灌溉装置。
背景技术:
随着自动化农业的大力发展,作物的灌溉方式也越来越多,例如微灌、喷灌和滴灌等。为了进一步提升作物根系的深扎能力,提升作物的抗旱能力,可以采用埋入式灌溉装置。但是在借助埋入式灌溉装置浇灌作物的过程中,因送入灌溉装置的水、肥料等液体内可能会存在一定量的气体,在灌溉过程中,气体随液体流出,会出现冲蚀灌溉装置周围土壤的问题,随着时间的增长,会造成灌溉装置周围的土壤与灌溉装置分离,破坏土壤结构,降低灌溉效果。
技术实现要素:
(一)本发明要解决的技术问题是:目前的灌溉装置在工作过程中,因随液体排出的还有一定量的气体,气体会冲蚀土壤,破坏土壤结构,降低灌溉效率。
(二)技术方案
为了实现上述技术问题,本发明提供了一种地埋式灌溉装置,其包括:容纳件,所述容纳件具有进液口、容纳腔、排液口和排气口,所述进液口、所述排液口和所述排气口三者均与所述容纳腔连通,沿重力方向,所述排气口位于所述进液口和所述排液口二者上方;
封堵阀,所述封堵阀安装在所述排气口处,所述封堵阀用于在所述容纳腔内的液面高于预设位置时封堵所述排气口。
可选地,沿重力方向,所述进液口位于所述排气口与所述排液口之间。
可选地,所述封堵阀位于所述容纳腔内。
可选地,所述封堵阀包括阀芯和阀壳,所述阀壳具有活动腔,所述阀壳连接在所述容纳件的内侧,且所述排气口通过所述活动腔与所述容纳腔连通;
所述阀芯内填充有气体,所述阀芯位于所述活动腔内,且与所述阀壳活动连接,所述阀芯设置成在所述容纳腔内的液面高于预设位置时封堵所述排气口。
可选地,所述阀壳的底部具有阀芯安装口,所述封堵阀还包括连接部,所述阀芯通过所述连接部与所述阀壳活动连接;
所述阀壳远离所述排气口的端部到所述连接部与所述阀壳的连接点之间的间距为a,所述连接部位于所述阀壳与所述阀芯之间的部分的最大长度为l,l<a。
可选地,所述排气口为圆形结构,所述阀芯为球形结构,所述阀芯的半径大于所述排气口的半径。
可选地,所述阀壳为圆筒状结构,且所述阀壳的半径大于所述阀芯的半径。
可选地,所述容纳件包括主体和顶盖,所述顶盖和所述主体可拆卸连接,且二者围成所述容纳腔。
可选地,所述排气口设置于所述顶盖。
可选地,所述主体包括侧部和底部,所述顶盖连接在所述侧部的一端,所述底部连接在所述侧部远离所述顶盖的一端,且所述底部的外表面为尖头状结构。
可选地,本发明所提供的灌溉装置还包括防堵部,所述防堵部连接在所述排液口外,所述防堵部具有过渡腔和出液孔,所述出液孔通过所述过渡腔与所述排液口连通,且所述过渡腔内所述出液孔处设有滤料。
可选地,沿重力方向,所述排液口位于所述出液孔的上方。
可选地,所述出液孔埋设于所述滤料中。
可选地,沿重力方向,所述滤料位于所述排液口的下边缘以下。
可选地,本发明所提供的灌溉装置还包括滤网,所述滤网设置于所述出液孔的内侧与所述滤料之间。
可选地,所述出液孔的流量小于所述排液口的流量。
可选地,所述出液孔设置有多个,多个所述出液孔沿水平方向间隔设置。
可选地,所述容纳件沿自身轴向设置有多个排液层,任一所述排液层包括至少一个所述排液口,各所述排液口均配设有所述防堵部。
可选地,还包括套筒,所述套筒位于所述容纳腔内,且所述套筒与所述容纳件沿所述容纳件的轴向活动连接,所述套筒用于封堵所述排液层。
可选地,本发明所提供的灌溉装置还包括喷洒部,所述喷洒部与所述容纳腔连通,且所述喷洒部的至少一部分位于土壤外,所述喷洒部用于增大所述容纳件外的湿度。
可选地,所述喷洒部为雾化器。
可选地,沿重力方向,所述喷洒部位于各所述排液口的上方。
可选地,沿重力方向,所述喷洒部位于所述容纳件的顶部。
可选地,所述喷洒部具有环状出液口。
可选地,所述喷洒部包括多个出液口,多个所述出液口沿所述喷洒部的周向间隔设置。
可选地,所述容纳件通过所述进液口与进液管连通,所述喷洒部安装于所述进液管,且与所述进液管连通。
可选地,沿水平方向,所述喷洒部与所述容纳件转动连接。
(三)有益效果
本发明所提供的地埋式灌溉装置需埋入土壤使用,通过在土壤深处提供水和/或肥等,可以在一定程度上提升作物根系向土壤深处生长的能力和趋势,最终达到提升作物抗旱能力的目的。该灌溉装置中,进液口和排液口均与容纳腔连通,从而使外界液体可以通过进液口进入容纳腔,并从排液口流出,完成灌溉工作,且容纳腔还可以起到容纳、暂存的作用。同时,容纳件上还设置有排气口,排气口位于进液口和排液口的上方,在水和/或肥料等液体进入容纳腔之后,混杂于液体中的气体在浮力等的作用下能浮出液面,位于液体上方,并借助排气口,使前述气体被排出,从而防止气体随液体一同自排液口排出,而出现气体冲蚀土壤的问题。
同时,排气口处设置有封堵阀,在该灌溉装置的工作过程中,一旦容纳腔内的液面高于预设位置时,封堵阀即可封堵排气口,从而防止容纳腔内的液体自排气口流出;当封堵阀与排气口处于封堵状态时,随着外界液体不断自进液口进入容纳腔,使得容纳腔内具有一定的压力,容纳腔内的液体在前述压力的作用下,可以更快更稳定地自排液口流出,进行灌溉工作。
另外,当完成灌溉工作时,停止自进液口向容纳腔内供液,此时,随着容纳腔内液体的继续流出,容纳腔内的液面下降而产生短暂的负压,这会破坏封堵阀与排气口之间的封堵状态,使排气口被打开,以连通容纳腔的内侧和外侧,防止在前述负压作用下可能出现水土倒吸的现象,污染灌溉装置;与此同时,在借助排气口与容纳腔外部连通的同时,外部的空气还可以进入至容纳腔内部,氧气溶解至液体内,还可以改善土壤环境,提升作物的生产能力。
附图说明
本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明实施例所提供的地埋式灌溉装置一种结构示意图;
图2是本发明实施例所提供的地埋式灌溉装置的一种截面图;
图3是本发明实施例所提供的地埋式灌溉装置中封堵阀的装配示意图;
图4是本发明实施例所提供的地埋式灌溉装置中防堵部的装配示意图;
图5是本发明实施例所提供的地埋式灌溉装置中部分结构的示意图;
图6是本发明实施例所提供的地埋式灌溉装置中部分结构在另一方向上的示意图;
图7是本发明实施例所提供的地埋式灌溉装置的另一种结构示意图;
图8是本发明实施例所提供的地埋式灌溉装置中套筒的装配示意图;
图9是本发明实施例所提供的地埋式灌溉装置中喷洒部的一种结构示意图。
附图标记
1-容纳件;
11-进液口;
12-容纳腔;
13-排液口;
14-排气口;
15-顶盖;
16-侧部;
17-底部;
2-封堵阀;
21-阀芯;
22-阀壳;
23-连接部;
3-防堵部;
31-过渡腔;
32-出液孔;
4-滤料;
5-喷洒部;
51-流道;
52-出液口;
6-进液管;
7-套筒。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1-图8所示,本发明提供一种地埋式灌溉装置,下简称“灌溉装置”。在安装过程中,可以将该灌溉装置埋在地下,以提升水肥的利用率,并且,通过在一定深度提供水源和肥料等,还可以在一定程度上促进作物根系向土壤深处生长,进而提升作物的抗旱能力。
如图1-图4所示,该灌溉装置包括容纳件1和封堵阀2,其中,容纳件1具有进液口11、容纳腔12、排液口13和排气口14,显然地,进液口11、排液口13和排气口14均为贯穿孔,前述三者均可以连通容纳腔12的内侧和外侧,进而在该灌溉装置的工作过程中,水或肥料等外界液体可以通过进液口11被送入至容纳件1的容纳腔12内,且容纳腔12内的液体也可以通过排液口13被排出至灌溉装置外的土壤内,完成灌溉土壤或者施肥的过程。在设计及生产该灌溉装置的过程中,通过使排气口14沿重力方向位于进液口11和排液口13的上方,使得液体自进液口11进入容纳腔12之后,液体所携带的气体和随液体一同进入容纳腔12的气体均可以在自身浮力等作用力的作用下上升,并位于液面以上,最终从排气口14排出,这基本可以保证自排液口13流出的液体内不含有气体,从而在灌溉过程中,防止因灌溉装置所排出的液体内含有气体而冲蚀土壤,造成灌溉装置与土壤分离,破坏土壤结构,降低灌溉效果。
另外,在使用该灌溉装置之前,可以先在预设位置处挖掘好安装坑,然后将该灌溉装置放入安装坑内,最后再在灌溉装置周围回填部分土壤,从而可以将该灌溉装置埋入地下。需要说明的是,在安装该灌溉装置的过程中,可以使整个容纳件1均被埋在地表以下,从而保证所有的排液口13的外部均为土壤;或者,也可以仅使容纳件1的一部分被埋在地下,从而防止后续深耕等农业生产过程破坏无法确定安装位置的灌溉装置;相应地,也可以根据实际需求,确定排气口14是否裸露在地表以上,此处不作限定。
同时,在容纳腔12内的气体基本排净之后,为了防止容纳腔12内的液体从排气口14处被排出,本发明实施例所提供的灌溉装置还包括封堵阀2,封堵阀2安装在排气口14处;并且,封堵阀2可以在容纳腔12内的液面高于预设位置时封堵排气口14,从而防止气体(和/或液体)从排气口14被排出。并且,在封堵阀2与排气口14形成封堵配合关系之后,随着液体继续从进液口11被送入至容纳腔12内,可以使容纳腔12内的流体产生一定的压力,在前述压力的作用下,容纳腔12内的液体可以更快且更稳定地被排出。
该灌溉装置的具体工作过程变化如下:通过进液口11将液体灌入容纳腔12内,部分液体可以直接从排液口13被排出至土壤内,因进液速度通常大于排液速度,自进液口11进入的另一部分液体可以被储存在容纳腔12内,随着容纳腔12内液面的升高,容纳腔12内气体自排气口14排出,当容纳腔12内的液面高度到达预设位置处时,封堵阀2与排气口14封堵配合,在进液速率与排液速率相等的情况下,容纳腔12内形成恒压环境,容纳腔12内的液体在一定的压力作用下被排出;当停止向该灌溉装置送入液体后,如果仍有部分液体从容纳腔12内被排出,则容纳腔12内的压力下降,且容纳腔12内的液面也随之下降,封堵阀2被打开,使容纳腔12与外界大气连通,从而防止因容纳腔12内出现负压,而造成灌溉装置外的水或水土混合物被吸入至容纳腔12内,堵塞排液口13,污染灌溉装置。
具体地,容纳件1可以采用金属、塑料等硬度相对较高的材料制成,以防止在安装过程中、耕种过程或翻土过程中,该灌溉装置因受到碰撞等而损坏,丧失灌溉能力;优选地,在选择制作容纳件1的材料时,还可以选择耐腐蚀性相对较好的材料,进而防止因容纳件1长期处于潮湿条件下而较快被腐蚀,使用寿命较短。例如,容纳件1可以采用不锈钢或pvc(pvc(polyvinylchloride,聚氯乙烯)等材料制成,容纳件1的形状、尺寸和容积等参数均可以根据实际情况确定,此处不作限定。例如,容纳件1可以为块状、杆状或柱状结构,其尺寸可以根据不同作物的根系分布情况选定;相应地,容纳件1上的排液口13的数量和分布情况也可以根据作物的用水量等用水情况灵活确定;可选地,容纳件1上可以仅设置一个进液口11,通过该进液口11可以实现向容纳腔12输送水、肥等液体的目的,且可以在一定程度上降低加工难度,提升加工效率;排气口14也可以仅设置有一个,一方面降低成本,另一方面也可以降低加工难度;排气口14可以设置在容纳件1的一侧,也可以设置在容纳件1的顶部,仅需保证排气口14的位置高于进液口11和排液口13即可,防止容纳腔12内的液体先于气体自排气口14排出;排液口13的数量可以根据实际需求确定,如图2所示,排液口13可以设置有三个,当然,在其他情况下,排液口13的数量还可以为其他数值。进液口11、排液口13和排气口14三者的形状和尺寸等参数,以及容纳腔12的容积等,均可以根据作物种类等实际情况确定,此处不作限定。
封堵阀2安装在排气口14处,封堵阀2为截止阀,以防止气体和/或液体能够从排气口14被排出。具体地,封堵阀2可以为电磁阀,在该封堵阀2的工作过程中,可以借助液位检测部件检测容纳腔12内的实时液位,从而在容纳腔12内的液位到达预设位置时,控制电磁阀(即封堵阀2)关闭,从而封堵排气口14,防止气体和/或液体继续从排气口14被排出;液位检测部件和电磁阀二者可以共用一个电源等供能部件,且还可以配设有能够判断和控制作用的部件,从而实现控制电磁阀启闭的目的,本领域技术人员可以根据实际情况灵活配设相应部件。当然,封堵阀2还可以为其他种类的阀门,考虑文本简洁,此处不再一一列举。
需要说明的是,前述预设位置可以根据实际情况灵活选定,例如,可以将液体基本充满容纳腔12时的液面位置作为前述预设位置;或者,沿重力方向,容纳件1上设置有多个排液口13的情况下,容纳腔12内液体浸没部分排液口13时的液面位置也可以作为前述预设位置;再比如,还可以将容纳腔12内液体浸没全部排液口13的液面位置作为前述预设位置。因此。本领域技术人员可以根据实际情况选定预设位置的实际参数,此处不作限定。
为了进一步防止在该灌溉装置的工作过程中出现气体随液体一同被排出,而冲蚀土壤的问题,优选地,如图1所示,沿重力方向,可以使进液口11位于排气口14和排液口13之间,在这种情况下,液体经进液口11进入容纳腔12之后,在自身重力的作用下会向下运动,反之,随液体一同落入容纳腔12内的气体则会在自身浮力的作用下而浮出液面,并最终从排气口14排出,经过上述过程,液体在从位于进液口11下方的排液口13被排出时,其内部基本不会含有气体,进而可以防止气体自排液口13被排出而冲蚀土壤。
考虑到本发明实施例所提供的地埋式灌溉装置在使用过程中,土壤重力、人类活动或农业生产过程可能会破坏封堵阀2,优选地,可以使封堵阀2位于容纳腔12内,从而借助硬度和结构强度均相对较高的容纳件1对封堵阀2产生一定的防护效果,可以降低封堵阀2被破坏的概率,保证整个灌溉装置能够正常工作,提升整个灌溉装置的使用寿命。
具体地,封堵阀2可以连接在容纳件1的内壁上,在二者均采用金属材料制成的情况下,可以通过焊接的方式固定连接封堵阀2和容纳件1;或者,还可以借助螺纹连接件将封堵阀2连接在容纳件1上,且使封堵阀2与排气口14相互配合,保证封堵阀2在满足预设条件时能够封堵排气口14。
优选地,如图3所示,封堵阀2可以包括阀芯21和阀壳22,阀壳22具有活动腔,且阀壳22连接在容纳件1的内侧,排气口14可以通过活动腔与容纳腔12连通,进而保证容纳腔12可以实现与外部连通的目的;阀芯21安装在活动腔内,且在灌溉装置的工作过程中,阀芯21可以相对阀壳22活动,本发明实施例通过在阀芯21内填充气体的方式,灵活应用浮力原理,使阀芯21能够随液面上升而一同上升,进而在容纳腔12内的液面高于预设位置时封堵排气口14,关闭容纳腔12与外界之间的连接通道,使容纳腔12内形成封闭环境。
封堵阀2在采用上述结构时,整体结构相对简单,组装难度和成本均较低;并且,容纳腔12内液面位置变动的过程中即可使封堵阀2完成相应工作过程,无需为封堵阀2再配设其他部件,也无需为封堵阀2的动作过程配合供能部件。
具体地,阀芯21的尺寸、形状和结构等均可以根据排气口14的结构和尺寸,以及预设位置的实际选定值等情况灵活确定。例如,排气口14为方形结构时,则阀芯21朝向排气口14的一侧表面则可以为平面结构,在这种情况下,阀芯21可以为立方体结构,且可以使阀芯21朝向排气口14的表面尺寸大于排气口14的尺寸,从而保证阀芯21能与排气口14形成紧密配合关系;同时,还可以根据前述预设位置的实际选定值,改变阀芯21在重力方向上的尺寸,进而使阀芯21在容纳腔12内的液面上升至预设位置时即可与排气口14形成封堵配合关系。
相应地,阀壳22的形状和尺寸等参数则可以根据阀芯21的对应参数确定。例如,阀芯21为立方体结构时,则阀壳22可以为方形管状结构或者圆形管状结构,通过设计阀壳22的尺寸等方式,可以保证阀芯21能够随液面上升而在阀壳22内移动。阀壳22的底部17可以设置有开口,从而保证容纳腔12内、活动腔外的液体可以自前述开口进入容纳腔12,进而保证内部填充有气体的阀芯21可以在浮力作用下随液面的上升而上升,并在液面上升至预设位置时可以使阀芯21封堵排气口14。
另外,为了防止当液面下降到较低位置处时,阀芯21自阀壳22的活动腔内脱出,在设计及生产灌溉装置的过程中,沿重力方向,可以使阀壳22延伸至容纳腔12的底部17,这可以防止在液面高度较低时,阀芯21自阀壳22内脱出;或者,也可以使阀壳22的底部开口的最大尺寸小于阀芯21的最小尺寸,从而在前述开口具备连通活动腔和容纳腔12的功能的情况下,还可以防止阀芯21从活动腔内脱出。再比如,阀壳22的底部也可以不设置有开口,而是仅在阀壳22的侧壁上增加开孔,从而在该灌溉装置的工作过程中,通过阀壳22上的前述开孔,也可以实现连通活动腔和容纳腔12的目的。
优选地,如图3所示,阀壳22的底部可以设置有阀芯安装口,从而便于将阀芯21安装至阀壳22内,并且,借助位于阀壳22底部的阀芯安装口,可以使活动腔和容纳腔12二者之间的连通器效果更容易实现,且效果更好,从而使活动腔内的液面高度基本可以与容纳腔12内的液面高度持平,且由于实现连通容纳腔12和活动腔目的的阀芯安装口所在的位置相对靠下,因而前述两个液面高度达到持平的时间相对更短,从而使整个灌溉装置的灵敏度相对更高,也即,当容纳腔12内的液面高度达到预设位置时,位于活动腔内的阀芯21也可以较快地到达前述预设位置处,从而保证阀芯21能较为迅速地实现封堵排气口14的目的。同时,如图3所示,为了防止阀芯21在液面较低的情况下从安装口处脱离阀壳22,本发明所提供的灌溉装置还包括连接部23,阀芯21借助连接部23能够与阀壳22形成连接关系,从而借助连接部23限制阀芯21的活动范围,防止阀芯21在液面较低的情况下在自身重力的作用下脱离阀壳22。进一步地,阀壳22远离排气口14的端部到连接部23与阀壳22的连接点之间的间距为a,连接部23位于阀壳22与阀芯21之间的部分的最大长度为l,通过使l<a,也即通过限制连接部23的长度等因素,可以保证阀芯21不会从阀壳22内脱离。
具体地,连接部23可以为软绳、铁链或塑料带等结构,连接部23的一端可以系在阀芯21上,另一端可以系在容纳件1或阀壳22上,优选地,连接部23可以整体设置在活动腔内,从而进一步保证阀芯21不会从阀壳22内脱出。
进一步地,本发明实施例所提供的灌溉装置中的排气口14可以设置成圆形结构,相应地,如图3所示,封堵阀2的阀芯21可以设计成球形结构,且使阀芯21的半径大于排气口14的半径,从而保证阀芯21在随液面上升到一定位置后能够封堵排气口14,且不会自排气口14脱离活动腔;并且,球形的阀芯21在封堵圆形的排气口14的过程中,无论阀芯21的初始位置如何,也基本可以保证对排气口14产生可靠的封堵效果;另外,随液面的上升,阀芯21受浮力作用,可以增大与排气口14之间的相互作用力,这可以进一步提升阀芯21与排气口14之间的封堵效果,防止容纳腔12内的液面上升到预定位置后出现气体和/或液体仍可以自排气口14被排出的情况。具体地,排气口14和阀芯21二者的尺寸可以根据实际情况确定,此处不作限定。
在阀芯21为球形结构的情况下,为了防止阀芯21相对阀壳22活动的过程中因与阀壳22产生相互干涉而停滞,优选地,阀壳22可以为圆筒状结构;并且,可以使阀壳22的半径大于阀芯21的半径,从而保证阀芯21可以随活动腔内液面的上升而相对阀壳22移动,并最终与排气口14封堵配合。另外,阀壳22的尺寸可以根据阀芯21的尺寸对应设计,此处不作具体限定。
进一步地,如图1所示,容纳件1可以包括主体和顶盖15,顶盖15和主体二者围成容纳腔12,且组装顶盖15和主体的过程中,可以通过可拆卸连接方式将顶盖15连接在主体上,一方面便于封堵阀2的安装过程的进行,另一方面,随时间的增长,容纳腔12内不可避免地会存留有一定量的杂物、土壤等,在该灌溉装置工作过一端时间之后,也可以通过取下顶盖15,打开容纳件1的方式对容纳件1内的土壤和垃圾等废物进行清理。
具体地,主体和顶盖15可以采用同种材料制成,当然,二者也可以采用不同的材料制成,主体和顶盖15之间可以通过螺纹连接的方式形成可拆卸连接关系。可选地,顶盖15上可以设置有外螺纹,相应地,主体的内壁可以形成有与前述外螺纹相适配的内螺纹,进而可以通过螺纹连接的方式将顶盖15固定连接在主体上;或者,还可以借助额外的螺纹连接件完成主体和顶盖15的连接工作。为了提升顶盖15和主体之间的密封性能,优选地,顶盖15和主体之间可以设置有密封圈(图中未示出),密封圈可以采用橡胶或泡棉等柔性且耐腐蚀较高的材料制成,从而进一步提升顶盖15和主体之间的密封性能,防止气体或液体从顶盖15和主体之间的缝隙泄出,也可以防止外界的土壤等杂物进入容纳件1内。
优选地,排气口14可以设置在顶盖15上,从而在该灌溉装置的工作过程中,可以保证尽可能多地气体能自排气口14被排出,并且,通过将排气口14设置在顶盖15上,还可以使气体在被排出的过程流动得更顺畅。并且,封堵阀2也可以连接在顶盖15上,在组装该灌溉装置的过程中,可以预先将阀壳22连接在顶盖15的内侧,且通过连接部23将阀芯21安装在阀壳22的活动腔内,然后再将前述整体连接在主体上,这可以在一定程度上提升组装效率。具体地,顶盖15和阀壳22均可以采用金属材料制成,二者可以采用压铸等一体成型的方式形成;或者,也可以单独形成顶盖15和阀壳22,然后再通过焊接等方式将二者连接为一体。连接部23可以为线绳,其一端可以连接在顶盖15上,或者也可以连接在顶盖15与阀壳22二者之间的连接处,连接部23的另一端则可以连接在阀芯21上,连接部23的长度可以根据阀壳22的具体尺寸对应确定。
进一步地,如图1所示,容纳件1的主体包括侧部16和底部17,顶盖15连接在侧部16的一端,底部17连接在侧部16远离顶盖15的一端,三者形成整个容纳件1,且围成容纳腔12。为了降低该灌溉装置的使用、安装难度,优选地,底部17的外表面可以设置成尖头状结构,进而在安装该灌溉装置的过程中,即便不预先形成安装坑,也可以直接借助尖头状的底部17将整个容纳件1插入至土壤内,从而降低该灌溉装置的安装基础条件。另外,为了防止在通过插入方式安装该灌溉装置的过程中,土壤会受反作用力而通过排液口13进入容纳腔12内,优选地,可以使排液口13仅设置在容纳件1的侧部16上,这基本可以避免在安装过程中,土壤受力经排液口13进入容纳腔12内。
为了进一步防止该灌溉装置在安装及工作过程中出现水或水土混合物通过排液口13出现倒吸的情况,如图1所示,本发明实施例所提供灌溉装置还包括防堵部3,防堵部3连接在排液口13外。如图4和图5所示,防堵部3具有过渡腔31和出液孔32,出液孔32通过过渡腔31与排液口13连通,使容纳腔12内的液体自排液口13流出,经过渡腔31最终自出液孔32排出至土壤内,为了防止容纳腔12外,尤其是出液孔32外的水等液体或水土混合物回流至容纳腔12内,如图4所示,本发明实施例所提供的灌溉装置中,过渡腔31内出液孔32处设置有滤料4,在滤料4的作用下,基本可以防止出液孔32外的液体或水土混合物出现回流现象;并且,即便出现轻微的回流现象,在滤料4的过滤作用下,也仅可能有部分水回流至过渡腔31,而土壤颗粒等则会被阻挡在滤料4外,进而也不会发生土壤堵塞出液孔32和排液口13,以及土壤污染容纳腔12的问题。
具体地,防堵部3可以采用与容纳件1相同的材料形成,从而提升二者之间的连接强度;可选地,在防堵部3和容纳件1二者均采用金属材料制成的情况下,可以通过焊接的方式将防堵部3固定连接在容纳件1上,当然,防堵部3和容纳件1之间的连接方式还有多种,此处不再一一介绍。防堵部3的形状可以根据实际需求确定,其可以为立方体或球形等规则形状,也可以为其他不规则形状的结构,其内部的过渡腔31的容积,以及出液孔32的形状和流量等参数也均可以根据实际需求灵活选定,此处不作限定。
滤料4可以包括透水海绵、砾石、石英砂、鹅卵石、锰砂、泡沫滤珠、瓷砂滤料、陶粒、活性氧化铝球、沸石滤料或颗粒活性炭等材料的至少一种,在该灌溉装置的组装过程中,可以在过渡腔31内填充一定量的滤料4,且使滤料4设置在出液孔32处,从而防止灌溉装置外的液体或固液混合物等经回流至容纳腔12内。更进一步地,在出液孔32和排液口13二者的具体位置不确定的情况下,可以通过基本填满整个过渡腔31的方式,保证滤料4能够设置在出液孔32处;或者,沿重力方向,可以使出液孔32位于整个防堵部3的中下方,从而通过在过渡腔31内填充部分滤料4即可实现使滤料4设在出液孔32处的目的,对此,本领域技术人员可以根据实际情况灵活选定。
另外,通过在过渡腔31内出液孔32处设置有滤料4,还可以防止通过直接插入土壤的方式安装该灌溉装置的过程中,土壤受反作用力影响而进入出液孔32,一方面可以防止土壤颗粒等堵塞出液孔32,造成该灌溉装置无法正常工作,另一方面还可以防止土壤进入过渡腔31和容纳腔12而污染该灌溉装置。
进一步地,如图5所示,沿重力方向,可以使排液口13位于出液孔32的上方,这可以进一步防止液体自出液孔32和排液口13回流至容纳腔12内。详细来说,当出液孔32位于排液口13下方时,液体需回流一定的量之后,才可以使过渡腔31内的液面高度到达排液口13所在的位置处,一方面随着土壤的渗透作用,出液孔32外基本不会存留有大量的水,另一方面,在滤料4的阻挡作用下,出液孔32外的液体也基本不会出现大量回流的现象;并且,当排液口13停止向外排液之后,滤料4内仍留存有一定量的液体,这使得过渡腔31内的水势高于出液孔32外的水势,从而基本可以避免出液孔32外的液体出现回流现象。具体地,沿重力方向,排液口13与出液孔32之间的间距可以根据实际需求确定。
进一步地,可以使出液孔32埋设于滤料4中,这可以基本防止出液孔32外的土壤颗粒等尺寸相对较大的物质经出液孔32回流至过渡腔31甚至容纳腔12内。可选地,如图5所示,出液孔32可以设置在防堵部3的中下方,在填充滤料4的过程中,可以使滤料4高于出液孔32所在的位置,这基本可以保证出液孔32埋设在滤料4中,在这种情况下,由于出液孔32的内侧均覆盖有滤料4,进而基本不会出现土壤颗粒经出液孔32进入过渡腔31内的问题。在这种情况下,滤料4还可以在自身重力的作用下保证自身位置基本不会发生变化,从而基本无需其他部件固定滤料4也可以保证滤料4可以始终覆盖整个出液孔32。
为了进一步防止出液孔32外的液体回流至容纳腔12,优选地,如图4所示,沿重力方向,可以使滤料4位于排液口13的下边缘以下,在这种情况下,即便出液孔32外的液体经过滤料4出现一定程度的回流,由于排液口13高于滤料4的上表面,且外界液体在无额外的动力的作用下基本不会升高至排液口13所在位置,从而基本可以防止外界液体回流至容纳腔12。而且,即便出液孔32外的液体的总量相对较大,从而在大量液体的压力下,部分水等液体经过出液孔32回流至过渡腔31内,由于出液孔32处设置有滤料4,且排液口13在滤料4上方,经滤料4的过滤过程,以及液体自身沉淀的双重作用,经排液口13回流至容纳腔12内的液体也基本不含有杂质,而基本均为较为干净的水,同时,随着时间的推移,出液孔32外的液体发生渗透作用,回流至容纳腔12内的水仍可以自排液口13排出,并经过过渡腔31,最终再从出液孔32排出,同时,在液体自出液孔32排出的过程中,液体还可以疏通出液孔32,以及冲洗出液孔32外周的堵塞物,从而防止外界杂质堵塞出液孔32。
为了进一步防止外界杂质随液体经出液孔32回流至容纳腔12内,优选地,本发明所提供的灌溉装置还包括滤网(图中未示出),滤网设置在出液孔32的内侧和滤料4之间,在滤网的作用下,一方面可以进一步防止土壤颗粒等外部杂质进入容纳腔12内,另一方面还可以防止尺寸相对较小的滤料4堵塞出液孔32,从而保证出液孔32能够正常工作,实现灌溉和/或施肥的目的。
具体地,滤网可以采用金属、塑料、布料或膜材料制成,其过滤孔的尺寸可以根据实际情况确定。滤网可以仅设置有一层,优选地,滤网也可以设置有多层,从而进一步提升对出液孔32外的物质的阻挡效果。更具体地,滤网可以固定连接在防堵部3的内表面,这可以防止灌溉装置工作过程中,因滤网的位置发生变化而影响阻挡效果;或者,滤网也可以直接铺设在防堵部3的内表面,借助滤料4的压覆作用下,滤网的位置也基本不会发生变化;并且,当该灌溉装置工作过一段时间之后,可以对滤网进行更换,从而防止因滤网产生一定的阻挡效果之后,对水等液体自出液孔32排出的阻挡效果加剧,而影响正常灌溉工作的进行。
进一步地,如图5所示,还可以使出液孔32的流量小于排液口13的流量,从而通过减小出液孔32的尺寸降低外部杂质进入过渡腔31的概率;并且,在出液孔32的流量小于排液口13的流量的情况下,即便停止从进液口11继续向容纳腔12内送入液体,由于出液孔32的流量小于排液口13的流量,使得出液孔32外的液体更不容易自出液孔32回流向排液口13,从而进一步降低该灌溉装置出现回流现象的概率。具体地,本领域技术人员可以根据实际情况选定出液孔32和排液口13二者的流量,此处不作具体限定。
在出液孔32的流量小于排液口13的流量的情况下,如图5所示,出液孔32可以设置有多个,且使各出液孔32的流量均小于排液口13的流量,在排液口13的流量一定的情况下,多个出液孔32共同作用使得自排液口13排出的液体均可以自出液孔32被排出至土壤内。同时,可以使多个出液孔32沿水平方向间隔设置,使得水和/或肥料等液体可以直接到达更多的土壤内,从而缩减了液体在渗透过程中的损失,提升灌溉效果。
具体地,可以根据防堵部3的具体结构和尺寸确定出液孔32的设置数量以及设置位置等。例如,如图6所示,防堵部3可以为半球型结构,其连接在容纳件1的外表面,在这种情况下,如图5所示,出液孔32可以设置在防堵部3的中下部,多个出液孔32相互间隔设置,且多个出液孔32可以设置在球型防堵部3的同一圆周线上,任意相邻的两个出液孔32之间的间距相同。在这种结构的防堵部3中,少量的滤料4即可覆盖多个出液孔32,在保证具有较高阻挡杂质效果的同时,还可以节省物料,降低成本。
优选地,如图1所示,容纳件1沿自身轴向可以设置有多个排液层,任一排液层可以包括至少一个排液口13,这可以提升整个灌溉装置的灌溉效率和灌溉效果;并且,即便因意外情况导致部分排液口13出现堵塞的情况,由于排液口13设置有多个,从而可以依旧可以保证整个灌溉装置能正常工作。相应地,为了防止多个排液口13均不会出现回流现象,如图1所示,各排液口13均可以配设有防堵部3。
具体地,排液层的数量可以根据容纳件1在重力方向上的长度灵活设计,并且,还可以根据作物的种类,根系分布情况等实际情况选定排液层的数量;优选地,如图1和图2所示,任一排液层均可以包括多个排液口13,相似地,即便同一排液层内的一个或几个排液口13因意外情况出现堵塞,也可以保证该排液层所在的土壤层仍能有液体被送达;同时,在多个排液口13的作用下,两垄作物之间可以仅设置一个灌溉装置,从而借助不同的排液口13,也可以同时对灌溉装置两侧的作物完成灌溉工作。更具体地,如图2所示,同一排液层内的多个排液口13可以沿容纳件1的周向等间距排列,这可以提升土壤被灌溉的均匀程度。
另外,在任一排液层均包括多个排液口13的情况下,为了进一步提升灌溉效果,如图1所示,任意相邻的两个排液层中,二者(即两个排液层)各自的多个排液口13可以采用交错排布的方式布置,也即沿重力方向,位于下方的排液层的任意一个排液口13卡在位于上方的排液层的两个排液口13之间,这使得不同的土壤层在多个排液层的共同作用下能产生较好的灌溉效果。
进一步地,如图8所示,本发明所提供的灌溉装置还包括套筒7,套筒7可以设置在容纳腔12内,且在容纳件1的轴向上,使套筒7与容纳件1形成活动连接关系,在该灌溉装置的工作过程中,借助套筒7可以对排液层产生封堵效果,进而在作物用水条件不同的条件下,通过套筒7可以对部分排液层进行封堵。例如,在作物生长阶段的初期,可以通过打开所处位置较深的排液层,促进作物根系向深处生长,在这种情况下,可以借助套筒7封堵灌溉装置中所处深度相对较浅的排液层,这还可以降低用水量,节省水资源。
具体地,套筒7的具体形状可以根据容纳腔12的具体结构确定,如容纳腔为圆柱状腔室结构,则套筒7则可以为圆环形筒状结构,其可以通过连接件安装在容纳腔12的内壁上,且借助动作机构实现与容纳件1之间相对运动的目的,为了进一步降低整个灌水器的整体尺寸,套筒7与容纳件1之间的相对运动形式可以为相对转动。动作部件的驱动方式可以为手动式,也可以为自动式,对此,本文不作限定;容纳件1侧壁上的开孔数量以及层数,相邻的两层之间的间距等,均可以根据实际情况确定,可选地,套筒7上的开口的与容纳件1的侧壁上的排液口13对应设置,且为了保证套筒7的存在基本不会影响整个灌水器排液工作的进行,优选地,可以使套筒7上的开口的尺寸稍大于排液口13的尺寸。通过设置套筒7,使得该灌水器可以根据实际需求,灵活选定灌水器排水的位置、深度等,从而提升水的利用率。
考虑到在夏季高温或湿度较低的条件下,因天气较炎热,叶片表面温度较高而出现叶片被灼伤的情况,造成作物无法正常生长,进一步地,如图7所示,本发明实施例所提供的灌溉装置还可以包括喷洒部5,喷洒部5与容纳腔12连通,且在安装该灌溉装置的过程中,可以使喷洒部5位于土壤外,从而借助喷洒部5增大容纳件1外的湿度,也即,喷洒部5可以增大作物周围的湿度,从而即便外界温度相对较高,在喷洒部5的作用下,可以改变田间小气候,防止作物被灼伤而无法正常生长。
具体地,喷洒部5可以为喷头,其可以连接在容纳件1上,从而在容纳腔12内有液体的情况下,使喷洒部5可以正常工作,产生一定数量的小水滴或水雾,从而增大作物周围,尤其是作物下层的空气湿度,从而防止作物在高温和/或低湿条件下被灼伤。喷头的种类可以根据实际情选择,此处不作限定。
进一步地,喷洒部5具体可以为雾化器,从而提升整个喷洒部5对水等液体的分散程度,以进一步扩大喷洒部5所喷洒的范围,防止只有灌溉装置周围的一小部分区域内的湿度较大,而其余部分区域的湿度仍然较低。另外,在作物的生长过程中,还可以借助喷洒部5对作物进行施肥施药过程,喷洒部可以覆盖自身周围较大范围内的作物,从而可以较好地完成施肥施药工作。
进一步地,结合图5和图7,沿重力方向,可以使喷洒部5位于各排液口13的上方,在这种情况下,可以使灌溉装置在具备可以进行灌溉工作的条件下再进行喷洒工作;并且,在灌溉装置的工作过程中,一旦容纳腔12内存在气体,容纳腔12也可以借助喷洒部5与外界连通,从而排出容纳腔12内的气体,防止液体在自排液口13排入至土壤内时携带有气体而冲蚀土壤。另外,通过将喷洒部5设置于各排液口13的上方,还可以使容纳件1尽量多的部分可以被埋入土壤中,进而保证灌溉装置的灌溉效果相对较好。
更优选地,如图7所示,沿重力方向,可以使喷洒部5位于容纳件1的顶部,在这种情况下,可以使容纳件1更多的部分被埋入地下;并且,借助能与容纳腔12外部连通的喷洒部5,可以基本将整个容纳件1内的气体排净,从而保证自排液口13排出的液体内基本不含有气体,以防止土壤结构被破坏。
具体地,可以通过在容纳件1的顶部设置开口,然后将喷洒部5安装在该开口处,进而在容纳腔12内基本充满有液体的情况下,可以保证喷洒部5能正常工作。另外,喷洒部5的喷洒范围除了通过改变所喷出的液体的状态,如雾状或水柱状,还可以通过改变灌溉装置内的流体压力的方式实现调节喷洒部5的喷洒范围,在容纳腔12内压力较大的情况下,喷洒部5的喷洒范围也相对较大。
进一步地,容纳件1可以通过进液口11与进液管6连通,进液管6可以为容纳腔12输送液体,喷洒部5也可以安装在进液管6上,且与进液管6连通。在这种情况下,即便容纳腔12内未充满甚至几乎没有液体,由于喷洒部5直接连接在进液管6上,也可以保证喷洒部5能够正常工作,进而在高温条件或需要进行施肥喷药的情况下,可以使喷洒部5脱离灌溉工作单独进行。具体地,进液管6上可以设置有用于安装喷洒部5的开口,从而保证喷洒部5可以脱离灌溉工作单独进行。
进一步地,如图9所示,喷洒部5可以仅设置有一个出液口52,通过使喷洒部5具备自旋转能力,保证在该灌水器的工作过程中,自喷洒部5所喷洒处的液体相对均匀;当然,喷洒部5也可以设置有多个雾化出液口52,从而使经过雾化的液体喷向不同方向,进一步提升液体喷洒的均匀性,以及雾化程度;另外,还可以通过形成环形出液口52结构的喷洒部5,使不具备旋转能力的喷洒部5也能向周围任意方向进行喷洒工作。另外,喷洒部5的流道51形式可以为螺旋形或直线形,本领域技术人员还可以根据实际需求选用具有其他结构形式流道51的喷洒部5。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连通,也可以通过中间媒介间接连通,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种地埋式灌溉装置,其特征在于,包括:
容纳件,所述容纳件具有进液口、容纳腔、排液口和排气口,所述进液口、所述排液口和所述排气口三者均与所述容纳腔连通,沿重力方向,所述排气口位于所述进液口和所述排液口二者上方;
封堵阀,所述封堵阀安装在所述排气口处,所述封堵阀设置成在所述容纳腔内的液面高于预设位置时封堵所述排气口。
2.根据权利要求1所述的地埋式灌溉装置,其特征在于,沿重力方向,所述进液口位于所述排气口与所述排液口之间。
3.根据权利要求1所述的地埋式灌溉装置,其特征在于,所述封堵阀位于所述容纳腔内。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的地埋式灌溉装置,其特征在于,所述封堵阀包括阀芯和阀壳,所述阀壳具有活动腔,所述阀壳连接在所述容纳件的内侧,且所述排气口通过所述活动腔与所述容纳腔连通;
所述阀芯内填充有气体,所述阀芯位于所述活动腔内,且与所述阀壳活动连接,所述阀芯设置成在所述容纳腔内的液面高于预设位置时封堵所述排气口。
5.根据权利要求4所述的地埋式灌溉装置,其特征在于,所述阀壳的底部具有阀芯安装口,所述封堵阀还包括连接部,所述阀芯通过所述连接部与所述阀壳活动连接;
所述阀壳远离所述排气口的端部到所述连接部与所述阀壳的连接点之间的间距为a,所述连接部位于所述阀壳与所述阀芯之间的部分的最大长度为l,l<a。
6.根据权利要求5所述的地埋式灌溉装置,其特征在于,所述排气口为圆形结构,所述阀芯为球形结构,所述阀芯的半径大于所述排气口的半径。
7.根据权利要求6所述的地埋式灌溉装置,其特征在于,所述阀壳为圆筒状结构,且所述阀壳的半径大于所述阀芯的半径。
8.根据权利要求1-3任意一项所述的地埋式灌溉装置,其特征在于,所述容纳件包括主体和顶盖,所述顶盖和所述主体可拆卸连接,且二者围成所述容纳腔。
9.根据权利要求8所述的地埋式灌溉装置,其特征在于,所述排气口设置于所述顶盖。
10.根据权利要求8所述的地埋式灌溉装置,其特征在于,所述主体包括侧部和底部,所述顶盖连接在所述侧部的一端,所述底部连接在所述侧部远离所述顶盖的一端,且所述底部的外表面为尖头状结构。
技术总结