CN1475105A - 毛细渗灌装置 - Google Patents

Abstract

一种毛细渗灌装置，是由储水系统和富含毛细管的渗水绳构成。渗水绳是用棉、毛、丝、麻、粘胶、合成的纤维或纱线中的一种或多种束成或编织而成；玻璃丝或纤维亦可。渗水绳的一端入水中并将绳引至储水系统外，另一端在与储水系统底部持平或低于其底部的需灌溉的地方。利用毛细管的毛细作用和管虹吸作用衔接起来，使渗灌能自动、缓慢地进行。渗水绳毛细管众多而不易堵塞。投资省、易实施、省水有效，对环境无危害。渗灌装置可以是一个储容器直接用渗水绳进行渗灌，也可以是大的储水容器出水口配管，甚至配置主管和多条支管，在支管任何部位都可有出水口并配置渗水绳进行渗灌。装置可用于小到盆花，大到苗木、林地、农田的渗灌，范围十分广泛。

Description

毛细渗灌装置

所属技术领域

本发明涉及对林木、植被、田地自动浇水的技术，特别是具有贮水器而其主要部分位于生长基质周围的根部给水器。

背景技术

我国水资源十分匮乏，是世界上13个贫水国家之一，人均占有水资源仅为世界人均占有水资源量的四分之一。水是一切生命过程中不可替代的基本要素，农、林业生产中水也是必不可少的重要条件。世界各国都在重视水的合理利用技术的科研和其产品的开发。微灌是研究最早并已获得许多有效技术成果和配套产品，并且还在不断研究开发的重要课题。以色列采用微灌面积占总灌溉面积的70％，美国为4.3％，而我国仅为0.25％，且基本都是引进技术，其水平尚有一定差距。微灌分滴灌和微喷灌，滴灌又分为地表和地下。地下滴灌是最为节水的，其效果好但投资高，存在易堵塞且难以处理的重大缺陷。

近年来，渗灌技术有较大发展，最为重要的当属两类：一类是利用软质泡沫塑料(海绵)、高吸水材料吸水(俗称固体水)渗灌，另一类是毛细渗灌。CN2444885中国专利名为“植物储水器”介绍的是在储水器下方设锥形体，锥体内装海绵体以实现渗灌；CN1108465A中名为“聚储水浸出防旱装置”的中国专利所述是在浸出装置下端有吸水材料组成的浸水面，浸出的水供土壤吸收；再如申请号为02147429.X的中国专利是用吸水材料吸收供水部分的水将其渗入泥土中。申请号为93206266.0的中国专利提供的技术是盆栽植物供水；1992年申请的名为“植物自动灌溉装置”的中国专利(CN2141645)所述的也是盆栽植物用的渗灌装置，将蓄水容器挂在花盆沿，花盆与蓄水容器间有管相连，管内有棉芯，管的一端插入泥土中，另一端插入蓄水的容器中，靠棉芯的毛细管作用供水。

上述现有技术中在有限的条件下会有一定效果，但使用泡沫塑料，吸水材料吸水量都是有限的，供水量超过吸水量会产生浪费，太少了则不够用，难以控制，其投资也较大，另外埋入土壤中不易分解亦有污染环境之嫌。使用棉芯、棉棒的毛细管作用应该是很理想的渗水效果，因为可以很好的控制输水量，且投资省，然而棉芯的毛细作用较弱，吸水高度有限，棉芯的疏、紧程度亦不好控制。特别是上述技术仅实用盆栽花草供水，不易大规模使用。

发明内容

针对上述现有技术存有的缺陷，本发明的目的是提供一种投资小，能自动、有效、均匀渗灌装置，且无有害环境之虑。

本发明的原理是，将管的毛细作用和虹吸作用结合起来进行渗灌。插入水中的毛细管能自动将管内液面提升起来，管越细则吸水高度越高，而与管的形态与走向无关。如将管呈弯曲形状并延长至容器外其管口在容器内水平以下时，则又产生虹吸作用，能将容器内水通过毛细管不断输出，直到在容器内毛细管的一端露出水面为止。本发明的技术方案是将带有富含毛细管的渗水绳的一端置于储水系统内的水面下，并将渗水绳引至储水系统外，使其另一端置于与储水系统底部同一水平或低于其底部(需灌溉)的地方。实施这一方案的装置有多种，其中一种装置如附图1所示：储水系统为储水容器1中装有水2，将渗水绳3的一端置于容器内水的底部，将渗水绳从容器内引出，另一端下垂到容器外的与容器底持平或低于容器底部的位置，容器的由于毛细管作用水沿渗水绳逐渐上升，而后经过弯曲部分往绳的向下部分“走”，最终“走”到渗水绳的一端而渗出。如果渗水绳的容器外的一端悬空则绳输送的水会缓慢滴下；如果埋入土下则渗水绳端土壤逐渐润湿，会形成一个润湿的“球”形泥土。

所述的渗水绳，直径为2～20mm，是用棉、毛、丝、麻、粘胶(化学)、合成的纤维或纱线中的一种或多种，束成或编织而成。玻璃材质的纤维或丝束成或编织物也有效果。合成纤维可以是无孔或有孔的，也可以是混合的。经研究，以编织绳效果较好，尤以外皮为编织物包裹纱线束的绳更好。为了减少水的蒸发，在渗水绳外有层塑料套管，套管的一头起于渗水绳在容器的出口处，另一端止于离绳头约2～20cm处(附图1之4)，当然，使用时这一端应埋在土壤中。渗水绳的毛细管吸水高度是有限的，不仅与毛细管的管径有关，还受到绳的材料(纤维)、编或束的松紧程度、编织方式，可润混程度等因素的影响，所以渗水绳在水面以上的绝对高度是“因绳而异”的，一般来说不超过30cm，以20cm以下为宜。这一种装置的储水容器的引出渗水绳的出口可以在顶部或侧壁的任何部位，只要能将渗水绳的一端置入容器内水的底部和盛水不外漏即可。实施这一方案的另一种装置如附图2所示：在储水容器1的下部出水口处配置管道伸至需渗灌水的地方，在管的任何部位都可开出一个或多个水口并配置渗水绳，绳的一端在管内吸水，绳的另一端则埋入土内以供渗灌。从储水容器配出的管(主管)5上可配置若干支管6，支管上可有一个或多个出水口，每个出水口均配置渗水绳子4如附图3所示。这种装置适用于大面积渗灌，使用渗水绳的粗、细和渗水绳2间的距离视所灌溉植物种类来定：林木类的根粗大，使用渗水绳粗一些，渗水绳间距要大一些；草及农作物的根细小，使用渗水绳细一些，渗水绳间距要小一些，以保证这些植物成活，生长所需要水分。本发明的渗灌装置可在供水同时，适时地供给植物水溶性肥料、水溶性各种农药，以满足当时之需。

本发明的渗灌装置从筛选各渗水材料起，在实验室、庭院及现场进行大量研究和试验工作，历经数年，取得了极为满意的效果。

本发明的这种渗灌装置，与现有技术相比所具有的特点为：合理而巧妙地利用毛细管的和细作用和管的虹吸作用，并使其互相衔接起来，自动而缓慢地从储水容器中把水引出容器外去灌溉植物。特别是渗水绳，它有许多“根”毛细管，无论在绳的任何部位(绳头、中间)都可以有毛细管作用，因此不易被堵塞；不用另加动力和装置去特意进行控制；投资省、易实施；对环境不会造成危害；能做到最大限度地省水，保证植物存活、生长之需。这种渗灌装置可用于小到盆栽花卉，大到成片草坪、苗圃、植树造林、蔬菜大棚以及农田的渗灌，所利用领域十分广泛。

附图说明

图1为可视渗水装置示意图

图2为储水容器下口配管和渗水出口示意图

图3林地渗灌配管示意图

其中：1为储水容器  2为容器中的水  3为渗水绳  4为渗水绳套管  5为输水主管  6为输水支管  7为待灌树木

具体实施方式

                           实例1

渗水可视对比装置：玻璃沙土箱，长150cm，宽50cm，高100cm，内装干土，上均置三个2000ml塑料容器，其中各装入1000ml水，各置一根外径为10mm棉质编织绳，其一端在水中底部，另一端分别埋入土中30cm、50cm、70cm处。绳的外部有一软质塑料套管(两端不封闭)，其两端分别在水面上和埋入土内一端的前10cm处。

观察效果，三长度渗水绳容器内分别在20cm、40cm、60cm处，形成直径约60～80cm的球形湿土“球”。容器中的水6～12小时渗毕。

                           实例2

装置如实例1，但绳不同，分别为玻璃纤维束、尼龙绳、棉与涤轮混纺编织绳，外径均为10cm，容器为1000ml玻璃烧杯，均装500ml水，渗水绳一端在杯底，另一端埋入土中50cm处。杯中水被吸尽的时间分别为3小时、10小时、8小时。

                           实施3

10L下口玻璃瓶，下口处接一根长10m的半硬PVC管，每隔2米相对各开两个口并接长10cm短管，每个短管端部置入渗水绳，并封闭管头使其不漏水，绳在短管内10cm，在管外处用塑料容器接所渗之水。瓶内装入5L水，10小时渗完。

                           实例4

盆花渗灌装置，1L瓶内装有800ml水，一直径为6mm编织绳由水下上至瓶口悬垂下来埋入。七寸花盆沙土层内，土层低于瓶底，花盆内栽种石榴一株，两周盆土不干。

                           实例5

绿化树林渗灌装置。由砖与水泥沏成的储水容器，下口配有φ50mmPVC主管50m，每隔5m相对连接支管(φ10mm)各20米两根。支管对每株树根部有1～3个出水口，均安装渗水绳，绳的一端在出水口内，其另一端埋入树根周围，渗水绳在管外有软塑料套管，留出绳头10cm。每棵树根部有2～6根渗水绳供水。其管的布置如图3所示。

Claims (5)

1、一种毛细渗灌装置，由储水容器、管道及管道内有毛细管作用材料组成，其特征在于一种富含毛细管的渗水绳与储水系统构成；渗水绳的一端置于储水系统内水面下并将渗水绳引出至储水系统外，其另一端置于与储水系统底部同一水平或低于其底部的位置的土层中；渗水绳从储水系统出口处至距另一端5～20cm处有软塑料管套；

所述渗水绳为用棉、毛、丝、麻、粘胶、合成的纤维或纱线中的一种或多种束成或编织而成，也可以由玻璃纤维或丝束成或编织而成，直径为2～20mm；

所述储水系统为储水容器。

2、根据权利要求1所述的毛细渗灌装置，其特征在于所述的将渗水绳引出储水系统外其引出口可以在储水容器的顶部或侧壁的任何部位。

3、根据权利要求1所述的毛细管渗灌装置，其特征在于所述的储水系统为储水容器及从储水容器下部出水口配置管道，管道1个或多个部位有出水口并配置有渗水绳。

4、根据权利要求3所述的毛细渗灌装置，其特征在于所述从储水容器下部出水口配置管道为主管道及在其上有一个或多个分支管道，分支管道上可有1个或多个出水口，并配置有渗水绳。

5、根据权利要求1、2、3或4中任一项所述毛细渗灌装置，其特征在于所述的渗水绳为编织外皮包裹纱线束。

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