[發明專利]一種負壓灌溉系統及其灌溉方法

有效

• 申請號: 201811530066.6
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109496804B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 王可純;王海渝;徐俊增;李亞威;呂玉平;衛琦
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種恒定負壓灌水方法，所述灌水方法采用負壓灌溉系統，負壓灌溉系統包括灌水裝置(11)、出水管(12)、電磁控制水閥(13)、排氣管(14)、氣密性閥門(15)、水箱(21)、氣箱(22)、液位浮球開關(23)、氣壓傳感器(24)、負壓發生裝置(25)、電磁控制氣閥(26)、隔板(27)、氣體通道(28)、補水裝置(31)、進水管(32)、補水箱(41)和單片機(51)；

所述水箱(21)與氣箱(22)通過隔板(27)隔離，且隔板(27)上留有氣體通道(28)，用以平衡水箱(21)液面以上兩腔室的壓力值；

所述水箱(21)通過進水管(32)與補水裝置(31)，通過出水管(12)與灌水裝置(11)水密相連，所述氣箱(22)與負壓發生裝置(25)及電磁控制氣閥(26)氣密連通，負壓發生裝置(25)為真空泵，所述真空泵通過抽氣孔與氣箱(22)氣密性相連；在灌溉開始前通過真空泵對裝置抽負壓形成設定負壓值，灌溉過程中通過真空泵和電磁控制氣閥(26)進行抽氣和充氣，對裝置負壓值進行調整；

所述水箱(21)內設有液位浮球開關(23)，用以監測水箱內液面變化并將液面變化信號傳遞給單片機進而控制補水裝置(31)補水，同時，液位浮球開關(23)還控制水箱內液面下降范圍；

所述氣箱(22)內外均設有氣壓傳感器(24)，所述電磁控制水閥(13)、液位浮球開關(23)、負壓發生裝置(25)、電磁控制氣閥(26)、氣壓傳感器(24)、補水裝置(31)均與單片機(51)連接；

所述補水裝置(31)為蠕動泵，蠕動泵通過進水管(32)連通補水箱(41)和水箱(21)；

所述灌水方法包括初始化階段和維持運行階段，其特征在于：

(1)設置系統及負壓發生裝置壓力差范圍及結束條件；

(2)開始初始化階段，單片機(51)讀取液位浮球開關(23)狀態，開啟狀態時，蠕動泵補水，同時記錄蠕動泵運行步數；關閉狀態時，蠕動泵停止運行，氣壓傳感器(24)監測壓力值并判斷壓力差是否達到預定范圍，若未達到，真空泵抽取空氣；若達到，則電磁控制水閥(13)開啟，灌水裝置(11)灌水，系統開始持續供水，進入維持運行階段；

(3)氣壓傳感器(24)實時監測負壓灌溉系統內外的壓力差值，當壓力差值高于預設壓力范圍，啟動電磁控制氣閥(26)放氣，低于預設壓力范圍，啟動真空泵抽氣，直至壓力值達到初始預設壓力值；通過液位浮球開關(23)監測水箱(21)液面，當水位下降觸發液位浮球開關(23)狀態變化時，啟動補水裝置(31)，向水箱(21)內注水至初始設定的液面，記錄蠕動泵運行步數，并判斷蠕動泵是否達到預定運行步數，若未達到，則繼續監測壓力差值、水位狀態并維持壓力差與水位；若達到預設步數，單片機(51)發出指令，關閉電磁控制水閥(13)，停止灌水。

2.根據權利要求1所述的一種恒定負壓灌水方法，其特征在于：所述灌水裝置(11)連接出水管(12)和排氣管(14)，所述出水管(12)上布置電磁控制水閥(13)，所述電磁控制水閥(13)為控制灌水裝置(11)的開關，當系統中壓力范圍與水位在初始預設范圍內，電磁控制水閥(13)開啟，灌水裝置(11)開始供水，所述排氣管(14)上有氣密性閥門(15)。

3.根據權利要求2所述的一種恒定負壓灌水方法，其特征在于：所述灌水裝置(11)為透水不透氣的陶土灌水器或纖維灌水器。

4.根據權利要求1所述的一種恒定負壓灌水方法，其特征在于：所述進水管(32)的管口設置在水箱(21)底部。

5.根據權利要求1所述的一種恒定負壓灌水方法，其特征在于：所述蠕動泵的電源包括直流電源或交流電源提供，通過步進電機、直流電機或交流電機提供動力驅動。

6.根據權利要求1所述的一種恒定負壓灌水方法，其特征在于：所述水箱(21)與氣箱(22)中間用隔板(27)隔開，隔板(27)上部設有鋸齒狀氣體通道(28)，所述液位浮球開關(23)布置于預定液面之上，其高度根據液位浮球開關(23)的尺寸設定。

7.根據權利要求1所述的一種恒定負壓灌水方法，其特征在于：所述灌水裝置(11)的灌水量根據蠕動泵轉動的步數來計算，裝置內外的氣壓傳感器(24)實時監測、記錄裝置內外的壓力值，并進一步通過單片機(51)計算壓力差，進一步通過真空泵、電磁控制氣閥(26)使裝置負壓值維持在設定的恒定范圍內。