一種新型文丘里吸肥器制造技術

本發明專利技術公開了一種新型文丘里吸肥器，包括文丘里管，該文丘里管具有相同直徑的進水段和出流段，在進水段之后有偏心的收縮段，該收縮段從進水段末端延伸至喉部，在喉部之后有偏心的擴大段，該擴大段延伸至出流段，在擴大段的起始端之后設置有吸肥口，在吸肥口連接有吸肥管和吸肥量控制閥。可以有效的避免會流水流入吸肥管，提高文丘里吸肥器的吸肥效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于農業節水灌溉
，涉及滴灌技術及裝備行業為滴灌系統配套的小型吸肥器，特別涉及一種新型文丘里吸肥器。
技術介紹
滴灌是一種通過輸水管道將灌溉水輸送到田間作物根區附近，采用專門的小流量灌水器，一滴一滴對作物的生長區域進行局部灌溉的方法，可以實現灌溉時間和灌溉水量的準確控制，從而大幅度減少了灌溉水的無效損耗，提高了灌溉水的利用效率，所以滴灌屬于一種先進的現代節水灌溉技術。由于滴灌是將水直接輸送到了作物的根區附近，減少了輸水過程中的蒸發滲漏損失，所以使得施肥可以與灌溉能夠得到很好的結合。一個完整的滴灌系統通常由首部樞紐、輸配水管網和田間灌水設備組成。首部樞紐包括抽水和加壓設 備、動力設備、監測控制設備、施肥器和水質過濾設備。灌溉與施肥同步實施是滴灌技術的一個重要特點，與其它灌水技術相比，滴灌技術不僅適用面廣、灌水均勻、節水效果顯著，而且可以實現隨水施肥，提高水肥的利用效率，達到節省勞力，增產增收的目的，因此在社會經濟快速發展，水資源面臨嚴重供需不足，勞動力成本大幅度提高的情況下，滴灌技術具有十分廣闊的應用發展前景。滴灌過程中的施肥是通過在滴灌系統的輸水管道上外加一個施肥器(罐)，利用系統本身的動力或外動力將液體肥料(如果是固體顆粒肥料必須先加水溶解)加注到輸水管道中，為了避免未溶解的肥料顆粒進入系統，施肥器的位置一般設置在過濾器的前面。目前主要的幾種施肥器有壓差式施肥器、文丘里施肥器、比例施肥器(利用輸水動力)和外帶動力泵的施肥器(泵)四種。這幾種施肥器各有利弊，外帶動力泵的施肥器(泵)由于需要獨立配置動力泵，成本相對較高，且不便于系統的運行與管理，近年來很少有用。壓差式施肥器是利用配套的閥門(或施肥閥)，在閥門前后形成壓力差，閥門前后兩端分別與肥料罐的兩個接口相連，通過壓力差將肥料罐中的肥料液體壓入。由于原理簡單，運行相對可靠，是目前滴灌系統中最常用的施肥裝置，但施肥均勻度較差，施肥比例不易控制。比例施肥器是近年來研發的一種精準施肥裝置，運行主要是利用水流動力驅動，可以按照需求和設計按比例供給肥力，但是目前由于設備成本較高，制約了其廣泛應用，在我國還未大量使用。丘里施肥器是一種利用文丘里管的原理開發的一種施肥器，對于有壓恒定流管道，當斷面收縮后流速會增大，在慣性作用下流場斷面變小，特別是斷面的漸變段不連續，出現突變(先收縮，后放大)，在緊隨突變斷面的附近極小的范圍內會產生負壓區，負壓值的大小和區域大小主要決定于文丘里管喉段的前后壓差和喉段的結構設計。利用喉部的負壓將液體肥料吸入管道中，這種吸肥器(也可叫施肥器)結構簡單，設備成本低廉。利用管道斷面和水流流速的變化所產生的負壓一般較小，其吸肥能力和吸肥量十分有限，為了控制施肥濃度，文丘里施肥器主要用于較小管徑，適用于蔬菜大棚和日光溫室等設施農業所配套的小型滴灌系統的施肥。但是如果系統設計不合理，則文丘里施肥器的喉部很難產生負壓吸肥，有時出現倒流，水從吸肥管中流出的現象。目前所用的文丘里施肥器普遍是根據文丘里量水器的結構開發而得，喉部收縮段均為四周向中心對稱收縮，這種結構設計的結果是水流通過喉部時，水流從四周向中心擠壓過來，在慣性力的作用下，流場斷面會有一定收縮，在最小斷面周圍出現一定的負壓區，而后，在反作用力和壓力的作用，水流會迅速向四周擴散，釋放壓力，管內流體壓力重新分布，達到基本均勻平很。由于負壓區在喉部的后面沿管周均勻分布，所以每個部位處的負壓區就很小，不利于吸肥口的布設和吸肥，如果喉部水流流速較小，慣性力就小，水流通過喉部后自然擴散，在喉部最小斷面后面很難形成負壓區，從而也就達不到吸肥的目的。因此，對文丘里吸肥器改進是申請人所關注的。
技術實現思路
針對目前小型滴灌系統所配套的文丘里施肥器使用條件嚴格，吸肥口負壓區間小，吸肥效果不理想等問題，本專利技術的目的在于，提出一種新型的文丘里吸肥器結構，以提高吸肥器的吸肥性能與可靠性。為了實現上述任務，本專利技術采取如下的技術解決方案 —種新型文丘里吸肥器，包括文丘里管，該文丘里管具有相同直徑的進水段和出流段，其特征在于，在進水段之后有偏心的收縮段，該收縮段從進水段末端延伸至喉部，在喉部之后有偏心的擴大段，該擴大段延伸至出流段，在擴大段的起始端后下方設置有吸肥口，在吸肥口連接有吸肥管和吸肥量控制閥。本專利技術的新型文丘里吸肥器，與現有技術相比，帶來以下技術效果I、結構簡單僅改變常規文丘里管的斷面收縮和放大段的布局結構形式，無其他附加構造和配件。2、改進吸肥環境根據水力學原理，對文丘里管的斷面收縮段和擴大段采用偏心向上收縮和放大，改變了常規文丘里管在工作條件下的水流狀態，使得文丘里管喉部后面的真空區和負壓區集中分布，在同樣的真空度或負壓條件下，具有較大的真空區和負壓區，有利于吸肥管的設置。3、提高吸肥效果由于在同樣的真空度或負壓條件下，具有較大的真空區和負壓區，所以不僅可有效地避免回流水對吸肥量和吸肥濃度的影響，而且可避免文丘里管中的水流入肥料罐。附圖說明圖I是本專利技術的新型文丘里吸肥器結構示意圖(主視圖)；圖2為圖I中的I —I向視圖(仰視圖)；圖3為圖I中的縱向中心(即(II 一 II))剖面流線示意圖(說明準確的流線圖應該是光滑曲線)；圖4吸肥器喉部斷面(III一III)處壓力分布區域示意圖。圖中的標記分別表示1、進水口，2、出流口，3、收縮段，4、喉部，5、擴大段，6、文丘里吸肥口，7、吸肥管，8、吸肥控制閥，9、孔斷面處的真空區，10、孔斷面處的壓力區。以下結合附圖和原理以及實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。具體實施例方式申請人:根據文丘里管的原理和相關流體學原理，對于恒定流，流體的流速與過流斷面的面積成反比，當流道斷面發生變化時，流體的流速會發生相應的變化。當斷面面積變小，流速增大；斷面變大，流速減小。對于文丘里管，流體的流速理論上在喉部(斷面面積最小)位置速度達到最大，但當流體為壓力流且流速較大時，由于壓力和流速慣性(具有射流的特點)的共同作用，流體的流速最大值出現在文丘里管喉部的后面，且在喉部(文丘里管的喉部為中心對稱)后面管壁四周出現真空，相對于壓力流體和大氣壓而言就為負壓，利用管內的負壓就可以不用再增加外動力向管內輸送流體，這就是文丘里吸肥器的原理。當通過管道的流體流量、管道的管徑和管內的壓力相同時，在文丘里管喉部后面流體的斷面收縮和流速基本相同，而且產生的負壓大小及空間體積也基本相同，為了擴大文丘里施肥器吸肥口處的負壓空間，避免周圍回流影響，提高以文丘里吸肥器的吸肥性能與可靠性，本專利技術的設計思路是將文丘里管的收縮段采取非完全對稱結構布局，即文丘里管道的收縮段最上部采取平直過渡，與管道收縮前和放大后在一個水平線上，下部及周邊向上向里收縮，使文丘里管的喉部位置上移到一側。采用這種結構，其性能特征在于當水流進入文丘里管后，頂部處的水流的流線除過流速大小會沿流程發生變化外，其余基本保持原來的特點不變，沿直線方向向前流動，通過喉部后不產生向下運動的分速度，所以不會向下傳遞壓力，壓制水流迅速向下擴散。而頂部以下至底部及兩側的水流流線受斷面收縮的影響，不僅流速大小發生變化，而且流線方向也順著管道的漸變段發生較大的變化，特別是中下部處的水流在通過喉部后，受過流斷面收縮的影響，水流的流線會向喉部集本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種新型文丘里吸肥器，包括文丘里管，該文丘里管具有相同直徑的進水段(I)和出流段(2)，其特征在于，在進水段(I)之后有偏心的收縮段(3)，該收縮段(3)從進水段(I)末端延伸至...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范興科，孔令陽，孫艷琦，吳普特，牛文全，
申請(專利權)人：西北農林科技大學，中國科學院水利部水土保持研究所，國家節水灌溉楊凌工程技術研究中心，
類型：發明
國別省市：