灌溉系統的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本發明涉及灌溉系統，更具體地說，涉及包括分流管線和滴灌管線的灌溉系統。
[0002]當前的滴灌系統經常配備壓力補償滴頭(emitter)，這些滴頭能夠基于滴頭的制造特征向附近區域輸送特定的水量。一般而言，這些滴頭具有每小時輸送0.5、1或2加侖的灌水率。滴水量在制造過程中設定，或者能夠在現場手動地設定。但是這將產生問題，因為行業頻繁地要求滴灌系統能夠基于遮蓬吸收/蒸發的水量以及來自土壤的水分蒸發或土壤保水特性的實時信息(衛星圖像、現場部署的土壤水分傳感器、熱影像)來動態地調整被輸送到特定位置的水量。
[0003]對于在需要動態調整的滴灌系統中使用具有預定灌水率的滴頭的問題而言，當前的方法依賴于在每個位置上輸送相同的水量，其中水量被定義為需水最多的點所需的上限量。基于這種統一的水量輸送，土壤性質和作物特征的內在差別能夠因此導致許多位置的灌水量過多。可能地，可以在不同的位置安裝具有不同灌水率的滴頭，但是灌溉計劃的瞬時變化不允許隨時間進行動態調整。
【發明內容】
[0004]根據本發明的一個實施例，提供了一種包括分流管線的灌溉系統。所述系統包括:滴灌管線；T型接頭，其交錯在相鄰滴灌管線之間，每個T型接頭包括三通管線，其與所述分流管線相連；止回閥，其在操作上可被設置在所述三通管線與所述滴灌管線中的上游滴灌管線的下游端之間，以僅允許正向方向上的流體流動；以及可控閥，其在操作上可被設置在所述三通管線與所述滴灌管線中的下游滴灌管線的上游端之間。所述可控閥可操作以僅允許所述正向方向上的流體流動，以及阻止所述流體流動。
[0005]根據另一實施例，提供了一種包括分流管線的滴灌系統。所述系統包括:多個滴灌管線，其被布置在所述分流管線的旁邊；多個T型接頭，其交錯在所述多個滴灌管線中的相鄰滴灌管線之間，每個T型接頭包括:三通管線，其具有第一支管，其在流體上與所述分流管線相連；第二支管，其被配置為與所述多個滴灌管線中的上游滴灌管線的下游端相連；以及第三支管，其被配置為與所述多個滴灌管線中的下游滴灌管線的上游端相連；止回閥，其在操作上可被設置在所述第二支管與所述多個滴灌管線中的所述上游滴灌管線的所述下游端之間，以僅允許正向方向上的流體流動；以及可控閥，其在操作上可被設置在所述第三支管與所述多個滴灌管線中的所述下游滴灌管線的所述上游端之間。所述可控閥可在第一模式下操作，借此所述可控閥僅允許所述正向方向上的流體流動，以及可在第二模式下操作，借此所述可控閥阻止所述流體流動。
[0006]根據又一實施例，提供了一種操作滴灌系統的方法。所述方法包括:在分流管線的旁邊提供滴灌管線，并且T型接頭交錯在所述滴灌管線中的相鄰滴灌管線之間，每個T型接頭包括:三通管線，其與所述分流管線相連；止回閥，其在操作上可被設置在所述三通管線與所述滴灌管線中的上游滴灌管線的下游端之間，以僅允許正向方向上的流體流動；以及可控閥，其在操作上可被設置在所述三通管線與所述滴灌管線中的下游滴灌管線的上游端之間；以及打開和關閉所述可控閥中的每一個。
[0007]通過本發明的技術實現其他特征和優點。本發明的其他實施例和方面在此被詳細描述并且被視為所要求保護的發明的一部分。為了更好地理解本發明的優點和特征，請參閱說明書和附圖。
【附圖說明】
[0008]在說明書結尾處的權利要求中具體指出并明確要求保護了被視為本發明的主題。從下面結合附圖的詳細說明，本發明的上述和其他特性和優點是顯而易見的，這些附圖是:
[0009]圖1是滴灌系統的示意圖；
[0010]圖2A是根據實施例的具有螺管線圈和磁塞的可控滴頭的側視圖；
[0011]圖2B是根據實施例的具有螺管線圈和磁塞的可控滴頭的側視圖；
[0012]圖3是根據備選實施例的磁塞的透視圖；
[0013]圖4是根據另一備選實施例的磁塞的示意圖；
[0014]圖5是根據備選實施例的具有螺管線圈和磁塞的可控滴頭的側視圖；
[0015]圖6是根據備選實施例的滴灌系統的示意性側視圖；
[0016]圖7是圖6中的滴灌系統的T型接頭的放大側視圖；
[0017]圖8A是根據另一備選實施例的滴灌系統的示意性側視圖；
[0018]圖8B是滴灌系統的頂視圖；
[0019]圖9A是根據備選實施例的滴灌系統的示意圖；以及
[0020]圖9B是根據實施例的滴灌系統控制的層次結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]提供了一種可控滴頭。所述可控滴頭例如可被部署在滴灌系統中，且允許在一段時間內將可變的水量輸送到滴灌系統的特定位置。所述可控滴頭包括在滴水的管狀元件上滑動的螺管線圈。管狀元件的上部在正常情況下被球體或圓錐體形狀的磁塞所阻塞。當電流被施加到螺管線圈時，螺管線圈產生磁場，所述磁場迫使磁塞移出阻塞位置，從而允許水流過水管。被施加到螺管線圈的電流可以是直流電(DC)，以便磁塞可持續地移位，也可以是交流電(AC)，以便磁塞可定期地移位。螺管線圈可被電連接到電子電路，所述電子電路包含可從外部設備接收命令的微控制器，以及包含上面存儲磁塞移動的計劃和計時信息的存儲單元。給定滴灌系統的每個可控滴頭能夠被個體地定址，并且特定的計劃可通過無線的方式或通過無線網絡上傳到存儲單元，以便每個滴頭能夠具有獨立的計劃。通過將磁塞保持在水可以流過管狀元件的位置并對允許水流過的時間段進行定時以及結合測量水流的反饋機構，微控制器能夠確定輸送的水量。因此，通過上傳個體灌水計劃，所述系統將可變的水量輸送到屬于滴灌系統的任何位置。
[0022]還提供了用于使用滴灌系統將可變的水量或肥料量施加到諸如耕地之類的區域的系統和方法。所述系統和方法包括沿著分流管線安裝滴灌管線，以便使用T型接頭允許或限制用于灌溉的水通過側向滴灌管線。所述T型接頭具有電磁閥和止回閥。可以以變長分段組裝側向滴灌管線，并且可使用T型接頭和分流管線來控制使用水注滿滴灌管線。通過控制電磁閥，借助調整打開電磁閥的時間并知曉對應的滴頭數量和它們各自的滴灌速率，能夠控制被輸送到關聯區域的流體量、肥料量或化學物質量。
[0023]此外，提供了一種控制閥門以便將可變的水量或肥料量施加到擴大的耕地的自動化方法，并且所述方法使用對現有滴灌管線系統的最小化修正。此方法利用這樣的概念:即，通過使用具有較高滴灌速率(每小時加侖數)并要求較短灌水時間的滴頭/噴嘴，或延長具有較低滴灌速率的滴頭/噴嘴的灌水時間，能夠從中心管線輸送相同的水量。此方法提出沿著滴灌管線安裝開關式電磁閥以控制水流，并且沿著管線使用具有不同滴灌速率的滴頭。較高滴灌速率的滴頭/噴嘴被放置在距離主輸水線較遠的位置，而較低滴灌速率的滴頭/噴嘴更接近主輸水線。滴頭被插入，以便它們的滴灌速率沿著管線從低到高增加，并且低滴灌速率的滴頭被放置在距主輸水線較近的位置。這樣，通過針對不同的時間段控制電磁閥開關位置，能夠增加或減少被輸送到特定位置的水量。
[0024]在上述所有實施例中，電力可源自電力線或來自太陽能板。計時的某些方面可能受到此類電力的可用性和成本的影響，并且由此類電力的可用性和成本決定。
[0025]現在參考圖1，提供了示例性滴灌系統10。滴灌系統10可被部署在相對較大的區域，例如需要