[发明专利]一种基于文丘里原理的灌水器

说明书

技术领域

本发明涉及一种节水灌溉装置，具体涉及一种基于文丘里原理的灌水器。

背景技术

滴灌是一种先进的灌溉技术，灌水器是滴灌系统的核心技术和关键设备。灌水器的主要功能是消耗输水管内的压力，并使水滴均匀地出流。根据灌水器的消能原理灌水器可分为孔口式滴头、长流道滴头、迷宫紊流式滴头、压力补偿式滴头等几种形式。这几种滴头的消能方式分别是：利用小的出水孔造成的局部水头损失来消能；利用水流在微管中流动摩擦消能；利用管壁磨阻、尖角弯道、流道的收缩与扩大消能；利用水流压力对滴头内的弹性体的作用，使流道(或孔口)形状或过水断面面积变化来消能。以上几种灌水器利用的消能原理造成的水头损失较大，增加了能耗和成本；灌水器流道复杂、过水断面尺寸较小，在0.7-1.2mm之间，容易堵塞。由于灌水器的设计工作压力、流量和质量好坏直接关系着滴灌系统的设计、投资成本、灌水的均匀度、系统使用的寿命、灌水质量以及作物的增产效果，所以新的高性能、低成本灌水器的自主开发将是滴灌研究的重点和难点。

发明内容

针对目前现有灌水器存在抗堵性能差、成本高的问题，本发明的目的在于提供一种基于文丘里原理的灌水器，该灌水器具有结构简单，抗堵性能好、水力性能良好、经济实用的特点。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种基于文丘里原理的灌水器，其特征在于，由承插式进水口、文丘里管、回水管和出水口构成一体，文丘里管由相互连通的前管、收缩段、喉部、扩散段和后管组成，回水管将喉部和后管相连通，出水口从扩散段引出，承插式进水口与前管连通。

上述承插式进水口的长度为10mm，内径为4mm，出水口的内径为3mm。

上述文丘里管的长度为62.6mm，前管的内径为8mm，收缩段的锥度为1.57，喉部的内径为2mm，扩散段的角度为15°，后管的内径为11mm。

上述回水管是一段内径为6mm的弯管，由平行段、锥形段和连接段组成；其中，锥形段和连接段跨接在文丘里管的喉部和后管之间，其中，锥形段与喉部连通处的内径为2mm，平行段的长度为37.3mm，平行段的中心线距文丘里管的后管的外壁的垂直距离为10mm。

本发明的基于文丘里原理的灌水器，是利用由文丘里管造成的差压式的原理而设计的，文丘里管喉部流速增大、压力下降，在喉部形成负压，后部过水断面尺寸变大，流速水头变小，压力增大，因而在喉部和后管存在压力差，水从回水管由后管流入喉部，回水的水流循环使出水口流量减小并稳定，达到灌水器均匀出水的目的，抗堵性能好，运行可靠，结构简单，造价低。

附图说明

图1是基于文丘里原理的灌水器的剖面图。图中的标号为：1、承插式进水口，2、出水口，3、回水管，4、前管，5、收缩段，6、喉部，7、扩散段，8、后管。

图2是灌水器压力流量关系曲线图。

以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

参见图1，本实施例给出一种基于文丘里原理的灌水器，由承插式进水口1、文丘里管、回水管3和出水口2构成一体，其中文丘里管由相互连通的前管4、收缩段5、喉部6、扩散段7和后管8组成；回水管3将文丘里管的喉部6和后管8相连通，出水口2从文丘里管的扩散段7引出，承插式进水口1与文丘里管的前管4连通。

承插式进水口1的内径为4mm，长度为10mm。文丘里管的长度为62.6mm，文丘里管的前管4的内径为8mm，收缩段5的锥度为1.57，喉部6的内径为2mm，扩散段7的角度为15°，后管8的内径为11mm。

回水管3是一段内径为6mm的弯管，由平行段、锥形段和连接段组成；其中，锥形段和连接段跨接在文丘里管的喉部6和后管8之间，其中，锥形段与喉部6连通处的内径为2mm，平行段的长度为37.3mm，平行段的中心线距文丘里管的后管8的外壁的垂直距离为10mm。

出水口2的内径为3mm。

参见图2，申请人用ProE画图，激光快速成型做件，对制作的基于文丘里原理的灌水器进行了水力性能试验，拟合出压力流量关系曲线，灌水器压力流量关系为：q=16.101H^0.377（R²=0.9722），该灌水器的流态指数仅为0.377，说明该灌水器相对于迷宫流道灌水器压力调节性能较好，因为迷宫流道灌水器流态指数约为0.5。