本發(fā)明涉及灌溉領(lǐng)域，尤其涉及倒刺型迷宮流道灌水器。

背景技術(shù)：

滴灌是目前世界上最有效的一種節(jié)水灌溉方式，是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、高效、節(jié)約型農(nóng)業(yè)最佳的灌溉方式。灌水器是整個(gè)滴灌工程的最為關(guān)鍵的部件，其性能的優(yōu)劣極大地決定了整體工程效益的灌溉質(zhì)量，特別是在過濾設(shè)備不夠完善和水質(zhì)較差的情況下，流道堵塞情況更為嚴(yán)重，其堵塞主要是由水肥液中的化學(xué)物質(zhì)、微生物黏性物質(zhì)和雜質(zhì)引起的。通過增加流道斷面尺寸，提高出水的均勻系數(shù)，增強(qiáng)流道抗堵塞能力，保證灌水器在一定壓力條件下具有好的工作性能是目前滴灌專家的研究熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有良好的水能耗散效果、出水均勻、不易堵塞的倒刺型迷宮流道灌水器。

為解決上述問題，本發(fā)明所述的倒刺型迷宮流道灌水器，包括設(shè)有進(jìn)水口和出水口的迷宮流道，其特征在于：所述迷宮流道包括串聯(lián)在一起的兩列若干相同的流道單元，其中每一個(gè)流道單元均由逆水流方向設(shè)置的相對交錯(cuò)的上側(cè)倒刺和下側(cè)倒刺組成；所述下側(cè)倒刺設(shè)置在兩個(gè)所述上側(cè)倒刺之間；每個(gè)所述上側(cè)倒刺或所述下側(cè)倒刺均設(shè)有設(shè)置在迎水側(cè)的圓弧段和設(shè)置在背水側(cè)的直線段。

每一個(gè)所述流道單元總長為2.1mm。

每個(gè)所述上側(cè)倒刺或所述下側(cè)倒刺的寬度均為0.5mm，且與迎水側(cè)直線的夾角為45°~65°。

所述直線段的長度為1.63mm。

所述上側(cè)倒刺與所述下側(cè)倒刺的間距為1.56~1.92mm。

單側(cè)相鄰的兩個(gè)所述上側(cè)倒刺之間的間距或兩個(gè)所述下側(cè)倒刺之間的間距均為3.42~3.78mm。

所述圓弧段半徑為0.05~0.65mm。

所述進(jìn)水口為柵格式進(jìn)水口。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明依據(jù)植物莖稈上的倒刺現(xiàn)象設(shè)計(jì)，該灌水器流道由兩列相對的交錯(cuò)倒刺型結(jié)構(gòu)組成，每列倒刺型結(jié)構(gòu)的偏角都為逆水流方向，每個(gè)倒刺結(jié)構(gòu)都由迎水側(cè)的圓弧段、背水側(cè)的直線段組成，并且相鄰的倒刺結(jié)構(gòu)保持一定的間距，利用偏向于進(jìn)口方向的倒刺型結(jié)構(gòu)對水流的耗散作用，以及倒刺結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的繞流作用，使水流產(chǎn)生強(qiáng)烈的彎曲碰撞和渦旋效果，耗能效果明顯。

2、本發(fā)明的流道結(jié)構(gòu)的最小斷面尺寸范圍為0.55~0.65mm²，其流態(tài)指數(shù)范圍為0.474~0.508；在倒刺與迎水側(cè)直線的夾角為45°且圓弧半徑為0.65時(shí)，具有流態(tài)指數(shù)最小值，抗堵塞性能也最佳。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明倒刺型迷宮流道的單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明倒刺型迷宮流道的壓力-流量關(guān)系曲線圖。

圖4為本發(fā)明倒刺型迷宮流道實(shí)施例的水流跡線圖。

圖5為本發(fā)明倒刺型迷宮流道實(shí)施例的速度矢量圖。

圖中：1—出水口；2—進(jìn)水口；3—迷宮流道；4—下側(cè)倒刺；5—上側(cè)倒刺；6—圓弧段；7—直線段。

具體實(shí)施方式

如圖1~2所示，倒刺型迷宮流道灌水器，包括設(shè)有進(jìn)水口2和出水口1的迷宮流道3。迷宮流道3包括串聯(lián)在一起的兩列若干相同的流道單元，其中每一個(gè)流道單元均由逆水流方向設(shè)置的相對交錯(cuò)的上側(cè)倒刺5和下側(cè)倒刺4組成；下側(cè)倒刺4設(shè)置在兩個(gè)上側(cè)倒刺5之間；每個(gè)上側(cè)倒刺5或下側(cè)倒刺4均設(shè)有設(shè)置在迎水側(cè)的圓弧段6和設(shè)置在背水側(cè)的直線段7。

其中：每一個(gè)流道單元總長為2.1mm。

每個(gè)上側(cè)倒刺5或下側(cè)倒刺4的寬度均為0.5mm，且與迎水側(cè)直線的夾角為45°~65°。

直線段7的長度為1.63mm。

上側(cè)倒刺5與下側(cè)倒刺4的間距為1.56~1.92mm。

單側(cè)相鄰的兩個(gè)上側(cè)倒刺5之間的間距或兩個(gè)下側(cè)倒刺4之間的間距均為3.42~3.78mm。

圓弧段6半徑為0.05~0.65mm。

進(jìn)水口2為柵格式進(jìn)水口。

在cfd分析軟件fluent中進(jìn)行了本發(fā)明倒刺型迷宮流道灌水器的水力性能模擬（參見圖3），得到了灌水器在不同壓力下的流量，并擬合出壓力-流量關(guān)系曲線，其關(guān)系式為，流態(tài)指數(shù)為0.474，水力性能良好。壓力隨單元數(shù)增加而降低，流道單元的消能作用明顯。

觀察流道中間截面的水流跡線圖和速度矢量圖（參見圖4及圖5），利用倒刺型結(jié)構(gòu)對水流的耗散作用，以及倒刺結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的繞流作用，水流產(chǎn)生強(qiáng)烈的彎曲碰撞和渦旋效果，水流紊動耗能效果明顯。整個(gè)流道連續(xù)均勻基本無死角區(qū)，唯一的低速區(qū)為渦旋區(qū)，該渦旋區(qū)為動態(tài)區(qū)域其位置隨水流擾動不斷變化，不會產(chǎn)生沉積，故該灌水器在較長時(shí)間內(nèi)使用不易堵塞。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種倒刺型迷宮流道灌水器，包括設(shè)有進(jìn)水口和出水口的迷宮流道，其特征在于：所述迷宮流道包括串聯(lián)在一起的兩列若干相同的流道單元，其中每一個(gè)流道單元均由逆水流方向設(shè)置的相對交錯(cuò)的上側(cè)倒刺和下側(cè)倒刺組成；所述下側(cè)倒刺設(shè)置在兩個(gè)所述上側(cè)倒刺之間；每個(gè)所述上側(cè)倒刺或所述下側(cè)倒刺均設(shè)有設(shè)置在迎水側(cè)的圓弧段和設(shè)置在背水側(cè)的直線段。本發(fā)明具有良好的水能耗散效果，出水均勻、不易堵塞。

技術(shù)研發(fā)人員：王棟;薛瑞清;張國祥;魏正英;馬睿佳;馬勝利;陳雪麗;賈俊喜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大禹節(jié)水集團(tuán)股份有限公司;大禹節(jié)水（酒泉）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.01.09
技術(shù)公布日：2017.08.18