一种智能灌溉球阀及灌溉系统技术方案

本发明专利技术所述的智能灌溉球阀及灌溉系统，通过阀门驱动器驱动阀芯球旋转，进而连通进水管和出水管，其中，阀芯球通过内径比之稍大的进水螺纹管从下至上安装于阀体进而与所述阀门驱动器的输出轴通过联轴器或异形孔相对接，而后经穿过第一出水螺纹管和第二出水螺纹管的第一出水短管和第二出水短管相对卡接于所述阀体中心，结构简单，安装方便，且只需一个球阀和一个阀门驱动器便可实现左右轮灌控制。

An intelligent irrigation ball valve and irrigation system

【技术实现步骤摘要】
一种智能灌溉球阀及灌溉系统
本专利技术涉及农田智能灌溉
，特别是一种智能灌溉球阀及灌溉系统。
技术介绍
水资源紧缺已经成为全球性的问题，节约用水并实现高效用水是人类生存与发展的需求，也是全球经济社会的需求。水资源很可能为继石油资源后人类面临的又一紧缺资源，这是我们不能回避的现实。我国作为贫水国家之一，加之人口众多，又正值经济建设发展时期，对水资源的需求日益增多。由于农业用水占据了我国总用水量中的70％，且农业灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在，缺水与灌溉面积增加之间的矛盾日益激化。为了缓解水资源紧缺，实现作物高产稳产，需要在自动灌溉系统中合理地推广自动化智能控制。目前，我国农田灌溉大多还停留在传统的以人工手动控制为主的灌溉模式，特别是在轮灌制中，每隔一段时间，比如玉米田灌溉时每隔3-6小时就要走到田间地头，手动关闭已灌溉区域阀门并手动打开待灌溉区域的阀门，当灌溉面积较大时，阀门众多，人力投入大、耗时长、阀门启闭不及时，这不仅造成了人力资源和水资源的浪费，还不便于精准控制灌溉量，对作物的生长极为不利。为了解决上述问题，现有的自动化农业灌溉机械，特别是灌溉阀门的自动控制采用了电磁阀控制，但是电磁阀需要存在一定的憋压才能启动，且为开关量控制，仅能实现阀体的开闭，灌溉时，特别是滴灌作业时，对管道压力的控制依赖人为经验，随意性大，在整个灌溉过程没有科学的数据支撑，若灌溉区域存在坡度，则不同坡度处的出水桩出水压力不同，极易出现管道破裂或爆管的现象，将会导致灌溉用水、施肥随意，水肥利用率低，资源严重浪费(水肥利用率只有40％左右)，而长久随意的管控，更滋生了土壤结构破坏、环境污染等农业种植问题。且目前的智能灌溉系统中，为了方便轮灌制的施行，一般地表出水桩上设置包含一个进水口多个出水口的转换头如三通管或五通管，三通管或五通管的出水口位置各设置一个电磁阀，故而一个地表出水桩需要布置多个电磁阀。且轮灌时，需要同时对多个电磁阀进行控制，稍有不慎就会造成管内水压波动，进而产生水锤现象，灌溉软管或毛管极易脱管或爆管，极大地缩短了智能灌溉系统的使用寿命。在田间地头进行软管与阀体管道对接时，为了防止漏水，安装人员一般会使用塑料薄膜和止水带等在接头处进行缠绕，灌溉后这些塑料薄膜和止水带便被直接丢弃，成为极难被降解的农田塑料垃圾，对自然环境和农田的可持续发展产生很大的影响。此外，现有的电磁阀控制系统，需要在田间地头建立用于安置发射基站的机房，且一个发射基站仅能控制方圆1-10公里范围内的电磁阀，一旦超过该范围，电磁阀便不再受控，故而当农田面积较大时，需建立多个发射基站及机房，成本十分高昂，不能大面积推广应用。电磁阀工作时，需要持续供电维持其开启状态，因此耗电量大，蓄能模块体积笨重、成本高昂，这对建立区块链农业管理系统极为不利，进而严重影响了智能农业的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种智能灌溉球阀及灌溉系统，解决现有智能控制灌溉系统在一个出水桩使用多个电磁阀造成的阀门控制复杂及成本高昂的问题。本专利技术技术方案如下：一种智能灌溉球阀，包括阀门驱动器、阀体、阀芯球和出水短管，所述阀门驱动器固定于所述阀体的上方并驱动所述阀芯球旋转，所述阀体的底部下延伸有进水螺纹管，所述进水螺纹管的内径大于所述阀芯球的外径，所述阀体的侧面向外对称延伸设有第一出水螺纹管和第二出水螺纹管，所述第一出水螺纹管和第二出水螺纹管通过出水短管外接灌溉软管；所述阀芯球通过分别套接于所述第一出水螺纹管的第一出水短管和套接于所述第二出水螺纹管内部的第二出水短管相对卡接于所述阀体中心。作为优选，所述出水短管均通过密封圈与所述阀芯球的外侧面相对接，所述出水短管接近所述阀芯球一端的外径等于所述出水螺纹管的内径，所述出水短管外侧面中间位置与所述出水螺纹管的端面相齐平均设有定位轴肩，在所述定位轴肩处所述出水短管通过螺纹管接头套接固定于所述出水螺纹管；所述出水短管根据位于所述螺纹管接头外侧部分的管径大小设计为出水短管系列。作为优选，所述出水短管远离所述阀芯球一端的外表面依次设有套管锥面、第一凹槽、防漏凸起和第二凹槽，所述套管锥面的小径端面在所述出水短管的管口位置，所述套管锥面的大径端面稍大于所述出水短管的外径。作为优选，所述智能灌溉球阀还包括进水短管，所述进水短管上端通过密封圈与所述阀芯球的底面相对接，所述进水短管上端外径等于所述进水螺纹管的内径，所述进水短管外侧面中间位置与所述进水螺纹管的端面相齐平设有阀体安装轴肩，在所述阀体安装轴肩处，所述进水短管通过螺纹管接头套接于所述进水螺纹管的内部；所述进水短管从下至上包括第一进水孔和第二进水孔，所述第二进水孔的孔径小于所述第一进水孔的孔径形成出水桩套接端面，所述第二进水孔的孔径大于或等于所述阀芯球的进水孔孔径。作为优选，所述阀芯球向上延伸有台阶轴状阀杆，所述台阶轴状阀杆的末端轴为异形轴，所述异形轴伸出所述阀体与所述阀门驱动器的输出轴相对接；所述阀体的上部内表面对应所述台阶轴状阀杆开有阶梯状通孔。作为优选，所述进水短管上端设有轴承座，所述进水短管通过轴承和设于轴承上部的密封圈与上述阀芯球相对接。作为优选，所述阀芯球开有L型孔道或T型孔道，或所述阀芯球为空心球体，所述空心球体的底部开有进水口，侧面开有一个或多个出水口。作为优选，所述阀体的侧面向外延伸设有第三出水螺纹管和第四出水螺纹管，所述第一出水螺纹管、第二出水螺纹管、第三出水螺纹管和第四出水螺纹管中心对称布置且均通过螺纹管接头套接有所述出水短管，所述出水短管位于所述螺纹管接头外侧的部分为135°弯曲的弯管，且所述第一出水螺纹管和第三出水螺纹管对接的所述出水短管的出水管口相互平行，所述第二出水螺纹管和第四出水螺纹管对接的所述出水短管的出水管口相互平行。作为优选，所述阀门驱动器包括太阳能蓄电系统和控制箱，所述控制箱包括电机箱和传动箱，所述传动箱为上下两层结构，上层箱体用于固定控制器，下层箱体用于放置垂直传动机构；所述控制器包括相互电连接的控制主板、阀门开度反馈板继电器板和太阳能控制板，所述控制主板包括与所述进水短管处的流量压力传感器相连的数据采集模块和与控制终端进行数据传送的无线通讯模块；所述电机箱的电机主轴与所述垂直传动机构的输入轴同轴心水平连接，所述垂直传动机构输出轴的上端同轴心竖直连接有可编程磁钢；所述垂直传动机构输出轴的下端与所述阀芯球的阀杆同轴心竖直连接；所述阀芯球在控制终端的反馈控制下，通过电机驱动垂直传动机构进而驱动所述阀芯球旋转到合适压力值对应的开度。所述输入轴的轴心位置开有异形通孔，且在用于固定所述输入轴的下层箱体位置，对应所述异形通孔位置开有手动孔；所述电机的主轴与所述输入轴之间通过与之同轴心的套筒相连，所述套筒与所述主轴连接端设有弹性装置，使得所述套筒可在穿过所述异形通孔的外力的作用下向所述主轴所在方向移动并脱离所述输入轴，所述异形通孔的截面为与六角棒状扳手相对应的正六边形。一种智能灌溉系统，包括灌溉管网、无线通讯系统和控制终端，将权利要求8所述的智能灌溉球阀设于所述灌溉管网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能灌溉球阀，其特征在于，包括阀门驱动器、阀体、阀芯球和出水短管，所述阀门驱动器固定于所述阀体的上方并驱动所述阀芯球旋转，所述阀体的底部下延伸有进水螺纹管，所述进水螺纹管的内径大于所述阀芯球的外径，所述阀体的侧面向外对称延伸设有第一出水螺纹管和第二出水螺纹管，所述第一出水螺纹管和第二出水螺纹管通过出水短管外接灌溉软管；所述阀芯球通过分别套接于所述第一出水螺纹管的第一出水短管和套接于所述第二出水螺纹管内部的第二出水短管相对卡接于所述阀体中心。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能灌溉球阀，其特征在于，包括阀门驱动器、阀体、阀芯球和出水短管，所述阀门驱动器固定于所述阀体的上方并驱动所述阀芯球旋转，所述阀体的底部下延伸有进水螺纹管，所述进水螺纹管的内径大于所述阀芯球的外径，所述阀体的侧面向外对称延伸设有第一出水螺纹管和第二出水螺纹管，所述第一出水螺纹管和第二出水螺纹管通过出水短管外接灌溉软管；所述阀芯球通过分别套接于所述第一出水螺纹管的第一出水短管和套接于所述第二出水螺纹管内部的第二出水短管相对卡接于所述阀体中心。


2.根据权利要求1所述的智能灌溉球阀，其特征在于，所述出水短管均通过密封圈与所述阀芯球的外侧面相对接，所述出水短管接近所述阀芯球一端的外径等于所述出水螺纹管的内径，所述出水短管外侧面中间位置与所述出水螺纹管的端面相齐平均设有定位轴肩，在所述定位轴肩处所述出水短管通过螺纹管接头套接固定于所述出水螺纹管；所述出水短管根据位于所述螺纹管接头外侧部分的管径大小设计为出水短管系列。


3.根据权利要求1或2所述的智能灌溉球阀，其特征在于，所述出水短管远离所述阀芯球一端的外表面依次设有套管锥面、第一凹槽、防漏凸起和第二凹槽，所述套管锥面的小径端面在所述出水短管的管口位置，所述套管锥面的大径端面稍大于所述出水短管的外径。


4.根据权利要求1所述的智能灌溉球阀，其特征在于，还包括进水短管，所述进水短管上端通过密封圈与所述阀芯球的底面相对接，所述进水短管上端外径等于所述进水螺纹管的内径，所述进水短管外侧面中间位置与所述进水螺纹管的端面相齐平设有阀体安装轴肩，在所述阀体安装轴肩处，所述进水短管通过螺纹管接头套接于所述进水螺纹管的内部；所述进水短管从下至上包括第一进水孔和第二进水孔，所述第二进水孔的孔径小于所述第一进水孔的孔径形成出水桩套接端面，所述第二进水孔的孔径大于或等于所述阀芯球的进水孔孔径。


5.根据权利要求1所述的智能灌溉球阀，其特征在于，所述阀芯球向上延伸有台阶轴状阀杆，所述台阶轴状阀杆的末端轴为异形轴，所述异形轴伸出所述阀体与所述阀门驱动器的输出轴相对接；所述阀体的上部内表面对应所述台阶轴状阀杆开有阶梯状通孔。


6.根据权利要求4所述的智能灌溉球阀，其特征在于，所述进水短管上端设有轴承座，所述进水短管通过轴承和设于轴承上部的密...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华，
申请(专利权)人：陈华，
类型：发明
国别省市：新疆;65