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内镶扁平紊流压力补偿式滴头的研制

编辑:  更新于:2008年10月25日  阅读量:

 

滴头的滴水量是恒定的,主要由3个环节来保证:① 当滴灌管内水压增大时,补偿膜片所承受的压力也增大,则补偿膜片对主进水孔所进来的水的反作用力也增大,此时由主进水孔进入高压腔的水受到阻力从而起到减压作用;② 高压腔内的水由稳压进水孔进入紊流流道,通过紊流流道内的弯曲流道起到第二次减压,而且稳流流道也是保持滴水均匀性的主要部件;③ 当水压特大时,补偿膜片的弹性不能抵抗主水孑L进水压力时,补偿膜片将被迫贴在补偿平台上,此时稳压腔内的水只能从流水槽内小量流出,迫使稳压腔升压。升压后,补偿膜片又离开补偿平台,稳压腔内的水从出水孔流出,这样就起到补偿作用,使高压时的水和低压时的水都能保持均匀的流量。

 

1.2 压力补偿滴头的水力特性

 

灌水器压力与流量的关系一般用下式表示:

Q=KHX                                                                                   (1)

式中:Q为给定压力H下灌水器的流量;H为压力;K为流量系数;x为流量指数。流量指数z表征了灌水器的压力补偿特性,当 值小于0.4时,一般认为灌水器为压力补偿灌水器;x越接近于0,灌水器的补偿性能就越强。理想的压力补偿器的流量指数等于0,其水力性能曲线为水平线。实际的压力补偿灌水器的水力性能并不完全是水平线,补偿性能要复杂得多,并随补偿原理和结构而变。通常,压力补偿灌水器以10m水头作为标称压力Hn,标称压力下的流量称为标称流量或名义流量Qn,具体补偿性能的最小压力或起始补偿压力P最小、一般为4~7m,最大补偿压力P最大般为30~40m。当压力大于P最大或小于P最小小时,灌水器不再具有补偿功能。某些压力补偿灌水器在压力小于P最小时,具有冲洗功能,其原理是当压力小于P最小时,流道增大,流量加大,这样便可将堵塞物冲洗掉。

 

1.3 内镶贴片扁平紊流压力补偿式滴头的结构设计

 

依据以上技术原理和经验,经过深入细致的研究分析,提出了以弹(柔)性复合材料替代弹性薄片材料,提高压力补偿能力;以互通双流道,提高抗堵塞能力的基本技术构思,如图1所示。

图1 内镶贴片扁平紊流压力补偿式滴头的结构设计图

 

调节区内的弹(柔)性是由聚氨酯特殊材料制成的特定形状,其具有在水压发生变化后,弹(柔)性膜片发生形变和位移的双向运动。弹(柔)性下开设的双流道进口的断面为一倾斜面,当压力低时,柔性发生的形变和位移覆盖的双流道进口短,水流通过双流道的路程短,水流紊流涡旋形成的阻力小,水头能量损失小。当压力增大时,弹(柔)性膜片发生的形变和位移覆盖的双流道进口长,水流通过双流道的路程长,水流紊流涡旋形成的阻力大,水头能量损失大。可有效实现压力一流量的补偿。弹(柔)性下开设的双流道为互通的双流道,在正常状态下两个流道均正常工作且相互具有自动冲洗功能;在一条通道发生堵塞后,正常工作的流道将对堵塞通道发生自动冲洗作用。

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