申请/专利权人：中国农业科学院农田灌溉研究所

申请日：2017-09-29

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN107653851B

主分类号：E02B13/00

分类号：E02B13/00;E02B13/02;A01G25/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2018.03.02#实质审查的生效;2018.02.02#公开

摘要：本发明涉及一种渠道间歇供水装置，它包括主水渠、分支水渠、水轮、主动齿轮、被动齿轮、凸轮、从动件、闸门和连接轴；所述水轮悬设于主水渠渠底上方，水轮通过连接轴与主动齿轮连接，主动齿轮与被动齿轮啮合，被动齿轮与凸轮同心轴连接，闸门滑动配合于分支水渠侧壁的滑槽内，闸门通过从动件与凸轮联动配合；本发明与传统地面灌概相比较，它的灌水均匀度大、节水效果良好；与滴灌、喷灌等相比较，它的投资小；装置控制灌水方便，连接简单、不需占用另外的土地，省材料、操作简单。

主权项：1.一种渠道间歇供水装置，其特征在于：它包括主水渠、分支水渠、水轮、主动齿轮、被动齿轮、凸轮、从动件、闸门和连接轴；所述分支水渠开设于主水渠侧壁，所述水轮悬设于主水渠渠底上方，水轮通过连接轴与主动齿轮连接，主动齿轮与被动齿轮啮合，被动齿轮与凸轮同心轴连接，闸门滑动配合于分支水渠侧壁的滑槽内，闸门通过从动件与凸轮联动配合，所述凸轮为盘形凸轮，所述从动件为顶尖式从动件或滚子式从动件，所述顶尖式从动件为横置的“П”型结构，上部短臂前端向下弯折设有上滑动轴，上滑动轴前端设有圆锥或球面，该圆锥或球面与凸轮的侧壁滑动连接，下部短臂前端向下弯折设有下滑动轴，上滑动轴和下滑动轴分别滑动套接于矩形框架的上轴套和下轴套内，带有上轴套和下轴套的矩形框架通过支撑腿固定于分支水渠两侧的地面上，横置的“П”型结构顶尖式从动件的底部横向突设有凸部，该凸部固定于闸门的迎水面上。

全文数据：一种渠道间歇供水装置技术领域[0001]本发明涉及农业水土工程技术领域，尤其涉及一种渠道间歇供水装置。背景技术[0002]间歇灌溉主要应用在哇田灌溉或小沟灌溉。间歇灌溉技术是将灌溉水按周期间歇性地向沟畦供水，直至水流完全推进到沟（畦）尾端的一种节水型地面灌溉技术，也称涌流灌溉技术，其水流下渗土壤是依靠自身重力和土壤毛细管力;整个灌水过程由若干个供水和停水周期循环组成，间断灌水造成在前一周期灌水长度的田面土壤千湿交替出现，则表层土壤结构性状随之发生变化形成致密层，灌溉水流在沟畦土壤湿润段的入渗能力降低，同时田面糙率减小也为后续供水过程的水流运动提供了良好的边界条件，提高了灌水质量和效率;根据大量的已有试验数据研究，跟传统的连续地面灌溉相比，间歇灌溉技术的优点突出：节水（比普通的沟、哇灌节水15%〜30%、节能增产、降低劳动强度、降低农业成本、灌水均匀、推进速度快、灌水质量高，减少深层渗漏、保肥，可利用浑浊水、污水进行灌溉等优点，并且该灌水技术简单易行，便于掌握应用，管理方便，所以是一种很适合我国国情的灌水方法;为推进间歇灌溉技术的发展和应用，开发适合我国国情的波涌灌溉设备是实现大面积推广应用这一节水灌溉方法的必要条件之一;当前我国广大灌区多是采用渠道输水及现有的社会经济、技术条件和灌区运行管理水平及供水条件等因素，开发研制适合于我国大面积推广，能够在渠道上实现间歇灌溉的简易设备，是十分必要的。间歇灌溉技术以众多的优点，受到人们的重视，本身的优点，适应性是喷、滴灌不可代替的，但目前渠道间歇灌溉设备缺乏限制了这一技术的应用。[0003]中国授权公告号CN103444495B公开了“一种横轴式水力自控多向间歇灌溉装置，其特征在于由计时水箱、分水水箱及设在分水水箱内的传动轮系组成;所述的传动轮系由传动轮系轴、弹簧、主动轮、从动轮、转向轮构成;传动轮系轴依次穿过弹簧、主动轮、从动轮和转向轮安装在分水水箱内部;所述的分水水箱、计时水箱连接成一个整体，中间用隔板隔开，构成两个独立工作的水箱;虹吸管固定在计时水箱的底板上;计时水箱供水管固定在计时水箱的上部;计时水箱供水管另一端通过三通与总供水管相连;浮球阀固定在分水水箱上部;转向轴固定在计时水箱和分水水箱中间隔板上部的箱壁上;右转向轴轴承和左转向轴轴承紧邻并排分别固定在转向轴上;动力浮球固定轴固定在计时水箱上部的箱壁上，动力浮球固定轴上设有动力浮球固定轴轴承;动力浮球拉绳绕过动力浮球固定轴轴承以及右转向轴轴承将动力浮球和主动轮相连;复位浮球固定轴固定在计时水箱下部靠近底板的箱壁上，复位浮球固定轴上设有复位浮球固定轴轴承;复位浮球拉绳绕过复位浮球固定轴轴承和左转向轴轴承将复位浮球和主动轮相连;安装时，动力浮球、动力浮球拉绳以及复位浮球、复位浮球拉绳和主动轮尽量在一个竖直平面内，同时，动力浮球固定轴与复位浮球固定轴的安装位置以保证动力浮球和复位浮球可自由上下移动并且不相互影响碰撞即可;上放水孔、左放水孔、右放水孔之间呈120°夹角分布在分水水箱箱壁上的同一个同心圆上，传动轮系轴的一轴端固定在此同心圆圆心位置的分水箱箱壁上;传动轮系轴另一轴端垂直固定在另一侧分水箱箱壁上;弹簧固定销固定在远离同心圆圆心位置的分水箱箱壁的传动轮系轴轴端上，用于固定弹簧;转向轮刚性连接固定在传动轮系轴与具有同心圆圆心位置的分水水箱箱壁的连接处;转向轮上设置有一个转向轮放水孔，转向轮放水孔与上放水孔、左放水孔、右放水孔三个放水孔等径布置，即转向轮放水孔与上放水孔、左放水孔、右放水孔的直径相等，且转向轮放水孔分别与上放水孔、左放水孔、右放水孔完全吻合对正;从动轮刚性连接固定在传动轮系轴上;所述的弹簧一端固定在弹簧固定销上，另一端与主动轮相接触，用于以适当的压力将主动轮顶压在从动轮上;主动轮可在传动轮系轴上转动;三块主动轮楔形挡块固定在主动轮轮盘上，并且在主动轮上呈120°分布;三块从动轮楔形挡块固定在从动轮轮盘上，亦在从动轮上呈120°分布，主动轮楔形挡块和从动轮楔形挡块相互咬合”；该装置仅适应管道小流量供水的情况，但农田地面灌溉流量较大，要么实现不了，要么装置巨大，且该装置的结构复杂，安装和维护困难。[0004]中国专利公告号CN102174965B公开了“一种水力驱动波涌灌间歇阀，其特征在于：包括T字型三通阀体、中间进水通道、左出水通道、左阀球挡板、右出水通道、右阀球挡板、阀球、阀球阀内连杆、阀球连杆轴、左波纹管伸缩囊、左波纹管伸缩囊导杆、左导杆轴承、左波纹管伸缩囊导杆支架、左波纹管伸缩囊靶式进水口、左波纹管伸缩囊进水管、左波纹管伸缩囊进水阀、右波纹管伸缩囊、右波纹管伸缩囊导杆、右导杆轴承、右波纹管伸缩囊导杆支架、右波纹管伸缩囊靶式进水口、右波纹管伸缩囊进水管、右波纹管伸缩囊进水阀、T字型连杆支架、T字型连杆轴、T字型连杆横担、T字型连杆拨杆、弹簧、阀球阀外连杆，T字型连杆由T字型连杆轴、T字型连杆横担、T字型连杆拨杆组成，T字型连杆横担与T字型连杆拨杆垂直，T字型连杆拨杆的上端相交在位于T字型连杆横担中心的T字型连杆轴上，并固定，T字型三通阀体内有中间进水通道、左出水通道、左阀球挡板、右出水通道、右阀球挡板、阀球、阀球阀内连杆、左波纹管伸缩囊靶式进水口、右波纹管伸缩囊靶式进水口，阀球连杆轴的一部分位于T字型三通阀体内，另一部分位于T字型三通阀体外，左波纹管伸缩囊进水管和右波纹管伸缩囊进水管的一部分位于T字型三通阀体外，另一部分位于T字型三通阀体内，T字型三通阀体外左上部有左波纹管伸缩囊、左波纹管伸缩囊导杆、左导杆轴承、左波纹管伸缩囊导杆支架、左波纹管伸缩囊进水阀，T字型三通阀体外右上部有右波纹管伸缩囊、右波纹管伸缩囊导杆、右导杆轴承、右波纹管伸缩囊导杆支架、右波纹管伸缩囊进水阀，T字型三通阀体外中上部有T字型连杆支架、T字型连杆轴、T字型连杆横担、T字型连杆拨杆、弹簧、阀球阀外连杆，位于右出水通道的左波纹管伸缩囊靶式进水口通过左波纹管伸缩囊进水管、左波纹管伸缩囊进水阀与左波纹管伸缩囊的底部连接，位于左出水通道的右波纹管伸缩囊靶式进水口通过右波纹管伸缩囊进水管、右波纹管伸缩囊进水阀与右波纹管伸缩囊的底部连接，阀球外表面为弹性体，右阀球挡板和左阀球挡板的弧形过水曲面与阀球的曲面一致，左波纹管伸缩囊靶式进水口和右波纹管伸缩囊靶式进水口为“杯子形”，杯口分别对着右阀球挡板和左阀球挡板的流道中心，在左波纹管伸缩囊和右波纹管伸缩囊的上部中心，与左波纹管伸缩囊和右波纹管伸缩囊的上部平面垂直，分别固定有左波纹管伸缩囊导杆和右波纹管伸缩囊导杆，左波纹管伸缩囊导杆上部和右波纹管伸缩囊导杆上部分别穿过左波纹管伸缩囊导杆支架和右波纹管伸缩囊导杆支架的导孔，在左波纹管伸缩囊导杆的下部和右波纹管伸缩囊导杆的下部，分别设有左导杆轴承和右导杆轴承，在左波纹管伸缩囊导杆和右波纹管伸缩囊导杆上，位于左导杆轴承和右导杆轴承的上方，分别设有限位卡，T字型连杆支架固定于T字型三通阀体的上部，位于左波纹管伸缩囊和右波纹管伸缩囊的中间，在T字型连杆支架的上部左右中间，设置有T字型连杆轴的轴孔并安装轴承，T字型连杆横担的左端通过左导杆轴承与左波纹管伸缩囊导杆连接，T字型连杆横担的右端通过右导杆轴承与右波纹管伸缩囊导杆连接，T字型连杆拨杆的下端通过弹簧与阀球阀外连杆的上端连接，阀球阀外连杆的下端通过阀球连杆轴固定于阀球阀内连杆的上端，阀球固定于阀球阀内连杆的下端，阀球连杆轴的轴孔安装有耐磨、光滑、有弹性的止水材料，弹簧始终处于拉伸状态”；虽然装置设置巧妙，但也仅适用于小流量的管道供水;重要的是类似的间歇灌溉阀都忽略了有压管道输水时管道内水流压力变化带来的水锤危害，水锤是在有压力管路中，由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵机组突然停车使水的流速突然发生变化，从而引起压强急剧升高和降低的交替变化，水锤效应有极大的破坏性：由于水锤的产生，使得管道中压力急剧增大至超过正常压力的几倍甚至十几倍，其危害很大，会引起管道的破裂，影响生产和生活;压强过高，将引起管子的破裂，反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。[0005]再如，美国申请号5782578公开了“水力定时灌溉装置”，其缺点和中国专利授权公告号CN103444495B—样，仅适应管道小流量供水的情况，但农田地面灌溉流量较大，要么实现不了，要么装置巨大。[0006]再如，山东农业大学的陈军的硕士论文“渠灌波涌自动灌溉设备研宄”，2007年5月20日发表，虽然实现了渠道间歇供水，但需要在渠道的一侧建调控池，占用了农田，且装置复杂，运行易出现故障，而且调控室的水量也通过虹吸管浪费掉了。发明内容[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种渠道间歇供水装置，其真正意义上实现了渠道地面大流量灌溉的间歇放水控制；装置控制灌水方便，安装简便、不需占用另外的土地，省材料，运行简单。[0008]为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案:一种渠道间歇供水装置，它包括主水渠、分支水渠、水轮、主动齿轮、被动齿轮、凸轮、从动件、阐门和连接轴；所述分支水渠开设于主水渠侧壁，所述水轮可转动的悬设于主水渠渠底上方，水轮通过连接轴与主动齿轮连接，主动齿轮与被动齿轮啮合，被动齿轮与凸轮同心轴连接，闸门滑动配合于分支水渠侧壁的滑槽内，闸门通过从动件与凸轮联动配合，由于是开放式水渠，可实现大流量灌溉，避免了管道灌溉闸门频烦启闭产生的水锤效应，系统全部设置于开放式的水渠上，无需另外占用耕地，零部件组装简便快捷，不易出现故障，零部件一目了然，维修方便。[0009]所述凸轮为盘形凸轮。[0010]所述从动件为顶尖式从动件或滚子式从动件。[0011]所述顶尖式从动件为横置的“n”型结构，上部短臂前端向下弯折设有上滑动轴，上滑动轴前端设有圆锥或球面，该圆锥或球面与凸轮的侧壁滑动连接，下部短臂前端向下弯折设有下滑动轴，上滑动轴和下滑动轴分别滑动套接于矩形框架的上轴套和下轴套内，带有上轴套和下轴套的矩形框架通过支撑腿固定于分支水渠两侧的地面上，横置的“n”型结构顶尖式从动件的底部横向突设有凸部，该凸部固定于闸门的迎水面上，相比于现有技术，本发明结构简单，仅依靠水渠内水的流动，驱动闸门周而复始的开合，实现了间歇供水的目的，同时也节约了系统的制造成本。[0012]所述滚子式从动件为横置的“n”型结构，上部短臂前端向下弯折设有上滑动轴，上滑动轴前端设有滚子，该滚子与凸轮的侧壁滚动连接，下部短臂前端向下弯折设有下滑动轴，上滑动轴和下滑动轴分别滑动套接于矩形框架的上轴套和下轴套内，带有上轴套和下轴套的矩形框架通过支撑腿固定于分支水渠两侧的地面上，横置的“n”型结构滚子式从动件的底部横向突设有凸部，该凸部固定于闸门的迎水面上。[0013]所述闸门的材质是PVC板材、玻璃钢板、混凝土板或钢板。[0014]工作原理参见图1-6所示，当主水渠中的水流动时，带动水轮转动，通过连接水轮和主动齿轮的连接轴带动主动齿轮转动，主动齿轮和被动齿轮啮合，当主动齿轮转动时，被动齿轮也同时转动，被动齿轮和凸轮同轴连接在一起，被动齿轮与凸轮同时转动，根据凸轮的工作理，当连接闸门的从动件运动到凸轮上的A-B-A弧线区间时，闸门由分支水渠的滑槽中上升开启，水流由分支水渠通过闸门进入到田间，从动件在凸轮的A-B-A弧线区间停留的时间，即是闸门放水时长;当连接闸门的从动件运动到凸轮的A-C-A弧线区间时，阐门随同从动件的下降而关闭，水流不能从分支水渠通过闸门进入到田间，从动件在凸轮的A-C-A弧线区间停留的时间，即是停止放水时长；由于主水渠中持续流动的水的作用力，使得水轮一直在转动，周而复始，闸门也处在开启、关闭、开启的往复循环运动中，真正意义上实现了不依靠电力或人力驱动闸门的开合，从而间歇式灌溉农田的目的；改变被动轮的直径，很容易调节凸轮的运动速度，也就是调节闸门开启-闭合周期的长短;设计凸轮不同的弧线形状，也就很容易的调节闸门开启和闭合的时间，从理论上说，可以有任意种闸门开启和闭合的时间组合。[0015]本发明与传统地面灌概相比较，它的灌水均匀度大、节水效果良好；与滴灌、喷灌等相比较，它的投资小;装置控制灌水方便，连接简单、不需占用另外的土地，省材料、操作简单。附图说明[0016]图1是本发明整体结构示意图。[0017]图2是本发明俯视结构示意图。[0018]图3是本发明的凸轮的工作原理结构示意图。[0019]图4是本发明的从动件的局部放大结构示意图。[0020]图5是本发明另一实施例的整体机构示意图。[0021]图6是本发明另一实施例的从动件的局部放大结构示意图。具体实施方式[0022]实施例1参见图1-4所示，一种渠道间歇供水装置，它包括主水渠L、分支水渠2、水轮3、主动齿轮4、被动齿轮5、凸轮6、从动件7、闸门8和连接轴9;所述分支水渠2开设于主水渠1侧壁，所述水轮3可转动的悬设于主水渠1渠底上方，水轮3通过连接轴9与主动齿轮4连接，主动齿轮4与被动齿轮5啮合，被动齿轮5与凸轮6同心轴连接，闸门8滑动配合于分支水渠2侧壁的滑槽21内，闸门8通过从动件7与凸轮6联动配合。[00Z3]所述凸轮6为盘形凸轮。[0024]所述从动件7为顶尖式从动件。[0025]所述顶尖式从动件为横置的“n”型结构，上部短臂71前端向下弯折设有上滑动轴711，上滑动轴711前端设有球面，该球面与凸轮6的侧壁滑动连接，下部短臂72前端向下弯折设有下滑动轴721，上滑动轴711和下滑动轴721分别滑动套接于矩形框架73的上轴套731和下轴套732内，带有上轴套731和下轴套732的矩形框架73通过支撑腿固定于分支水渠2两侧的地面上，横置的“n”型结构顶尖式从动件的底部横向突设有凸部74,该凸部74固定于闸门8的迎水面上。[0026]所述阐门8的材质是PVC板材。[0027]实施例2参见图5-6所示，一种渠道间歇供水装置，其与实施例1不同之处在于，所述从动件61为滚子式从动件。[0028]所述滚子式从动件为横置的“n”型结构，上部短臂71前端向下弯折设有上滑动轴711，上滑动轴711前端设有滚子，该滚子与凸轮6的侧壁滚动连接，下部短臂72前端向下弯折设有下滑动轴721，上滑动轴711和下滑动轴721分别滑动套接于矩形框架73的上轴套731和下轴套732内，带有上轴套731和下轴套732的矩形框架73通过支撑腿固定于分支水渠2两侧的地面上，横置的“n”型结构滚子式从动件的底部横向突设有凸部74,该凸部74固定于闸门8的迎水面上。[0029]所述闸门8的材质是玻璃钢板。[0030]如上所述，本发明一种渠道间歇供水装置，所述的实施例及图，只是本发明较好的实施效果，并不是只局限于本发明，凡是与本发明的结构、特征等近似、雷同者，均应属于本发明保护的范围。

权利要求：1.一种渠道间歇供水装置，其特征在于：它包括主水渠、分支水渠、水轮、主动齿轮、被动齿轮、凸轮、从动件、闸门和连接轴；所述分支水渠开设于主水渠侧壁，所述水轮悬设于主水渠渠底上方，水轮通过连接轴与主动齿轮连接，主动齿轮与被动齿轮啮合，被动齿轮与凸轮同心轴连接，闸门滑动配合于分支水渠侧壁的滑槽内，闸门通过从动件与凸轮联动配合。2.根据权利要求1所述的一种渠道间歇供水装置，其特征在于:所述凸轮为盘形凸轮。3.根据权利要求1所述的一种渠道间歇供水装置，其特征在于:所述从动件为顶尖式从动件或滚子式从动件。4.根据权利要求3所述的一种渠道间歇供水装置，其特征在于:所述顶尖式从动件为横置的“n”型结构，上部短臂前端向下弯折设有上滑动轴，上滑动轴前端设有圆锥或球面，该圆锥或球面与凸轮的侧壁滑动连接，下部短臂前端向下弯折设有下滑动轴，上滑动轴和下滑动轴分别滑动套接于矩形框架的上轴套和下轴套内，带有上轴套和下轴套的矩形框架通过支撑腿固定于分支水渠两侧的地面上，横置的“n”型结构顶尖式从动件的底部横向突设有凸部，该凸部固定于闸门的迎水面上。5.根据权利要求3所述的一种渠道间歇供水装置，其特征在于:所述滚子式从动件为横置的“n”型结构，上部短臂前端向下弯折设有上滑动轴，上滑动轴前端设有滚子，该滚子与凸轮的侧壁滚动连接，下部短臂前端向下弯折设有下滑动轴，上滑动轴和下滑动轴分别滑动套接于矩形框架的上轴套和下轴套内，带有上轴套和下轴套的矩形框架通过支撑腿固定于分支水渠两侧的地面上，横置的“n”型结构滚子式从动件的底部横向突设有凸部，该凸部固定于闸门的迎水面上。6.根据权利要求1所述的一种渠道间歇供水装置，其特征在于:所述闸门的材质是PVC板材、玻璃钢板、混凝土板或钢板。

百度查询： 中国农业科学院农田灌溉研究所 一种渠道间歇供水装置

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