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专利名称：用于沙地灌溉的升降柱

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210258277.9

专利申请（专利权）人：河南及时雨节水灌溉设备有限公司
权利人地址：河南省周口市鹿邑县产业集聚区亚华大道55号

专利发明（设计）人：发明人:杨旗,杨高鑫,杨豪兵

专利摘要：本发明涉及用于沙地灌溉的升降柱，技术方案是，通过在上、下滑动密封圈之间的圆形空心管上设置排沙泄水孔，在各级圆形空心管在水压作用下伸出的过程中，水从各级圆形空心管上的排沙泄水孔进入泄水腔，再通过上滑动密封圈与位于外侧的圆形空心管内壁之间的间隙进入滑动行程腔，在水压作用下，将沉淀在各级滑动行程腔内的沙粒从调压孔排出，圆形空心管伸出的过程即使调压孔排沙的过程，形成了一个只出不进的泄水排沙通道，每次伸缩柱主体伸出和回缩的过程都进行了同步的水压排沙，有效避免了沙粒在滑动行程腔的沉积，从而保证了升降柱在沙地的正常灌溉，避免沙粒进入的同时又解决的伸缩过程中的换气调压的问题。

主权利要求：
1.一种用于沙地灌溉的升降柱，包括底座和装在底座上的伸缩柱主体，伸缩柱主体是由多节直径不同的圆形空心管（1），上一节压缩在下一节内，构成的长度可调的升降柱结构，各个圆形空心管（1）均为上下贯通的管状中空结构，相邻的两节圆形空心管之间，位于内侧的圆形空心管滑动穿装在位于外侧的圆形空心管顶部中心，且位于内侧的圆形空心管下部伸入位于外侧的圆形空心管的内腔，伸入一端的下部外壁上设置有滑动底座（10），其特征在于，滑动底座（10）的顶部设置有向外凸起的导向座（9），导向座（9）外壁与位于外侧的圆形空心管内壁之间存在间隙，导向座（9）下方的滑动底座外壁上自上而下依次设置有相间布置的上滑动密封圈（3a）和下滑动密封圈（3b），上滑动密封圈（3a）和下滑动密封圈（3b）之间空间构成泄水腔（5），泄水腔（5）范围内、位于内侧的圆形空心管上至少开有一个内外贯通的排沙泄水孔（6），导向座（9）上端与位于外侧的圆形空心管顶部内壁下端之间的空间构成位于内侧圆形空心管的滑动行程腔（4），滑动行程腔（4）上方、位于外侧的圆形空心管顶壁上开有至少一个内外贯通的调压孔（8）；
使用时，升降柱设置在砂地内，最外一节圆形空心管的管体下端为进水端与水泵的出水口相连，最内一节圆形空心管的管体上端为出水端旋装有旋转喷头；
水通过水泵加压后从最外一节圆形空心管的管体下端进入伸缩柱主体，在水压的作用下，各级圆形空心管向上伸出，滑动底座向上滑动压缩各级滑动行程腔，下滑动密封圈（3b）的唇口朝下，其唇边在水压作用下张开，紧贴于位于外侧的圆形空心管内壁上，形成密封结构，保证圆形空心管在上升过程中不从下滑动密封圈处漏水，该上升过程中上滑动密封圈不受压可过水；滑动行程腔内的气体通过调压孔排出，完成调压，保证各级圆形空心管完全伸出，水最终从旋转喷头喷出，完成灌溉；
在各级圆形空心管在水压作用下伸出的过程中，水从各级圆形空心管上的排沙泄水孔（6）进入泄水腔（5），再通过上滑动密封圈（3a）与位于外侧的圆形空心管内壁之间的间隙进入滑动行程腔，在水压作用下，将沉淀在各级滑动行程腔内的沙粒从调压孔排出，圆形空心管伸出的过程即调压孔排沙的过程；
灌溉完成后，失去水压，外界的气体在负压作用下通过调压孔进入各级滑动行程腔，滑动底座沿滑动行程腔向下滑动，上滑动密封圈（3a）的唇口朝上，其唇边在气压作用下张开，紧贴于位于外侧的圆形空心管内壁上，形成密封结构，在负压的作用下，各级圆形空心管迅速回缩，此回缩过程中，由于上滑动密封圈密封，滑动行程腔内残留的水与沙粒都无法进入泄水腔，上滑动密封圈不仅起到了调压的作用，还形成了一个只出不进的泄水通道，每次伸缩柱主体伸出的过程都进行了同步的水压排沙，有效避免了沙粒在滑动行程腔的沉积，从而保证了升降柱在沙地的正常灌溉。
2.根据权利要求1所述的用于沙地灌溉的升降柱，其特征在于，所述导向座（9）顶面设置有泄水极限位置密封圈（7），当升降柱各级圆形空心管完全伸出时，泄水极限位置密封圈（7）与位于外侧的圆形空心管顶部内壁下端面紧贴，停止泄水排沙。
3.根据权利要求1所述的用于沙地灌溉的升降柱，其特征在于，最外一节圆形空心管的底部设置有进水口（11），最内一节的圆形空心管的上端设置有用于与旋转喷头旋装的接头（2）。
4.根据权利要求1所述的用于沙地灌溉的升降柱，其特征在于，所述上滑动密封圈（3a）下方的圆形空心管外壁设置有向外凸起的上导流板（12a），下滑动密封圈（3b）上方的圆形空心管外壁设置有向外凸起的下导流板（12b），排沙泄水孔（6）位于上导流板（12a）与下导流板（12b）之间。
5.根据权利要求1所述的用于沙地灌溉的升降柱，其特征在于，所述调压孔（8）位于上滑动密封圈（3a）外侧密封面的正上方。 说明书 : 用于沙地灌溉的升降柱技术领域[0001] 本发明涉及与多功能灌溉施肥系统配合使用的、用于沙地灌溉的升降柱。背景技术[0002] 农业是我国重要的基础产业，在农田灌溉和施肥时，传统的方法是人工进行，费时费力，效率低；利用先进的设施和技术，由“靠天吃饭”的大田生产转向大型自动化生产是我国农业发展的的方向，市场上也出现了很多灌溉和施肥的设备，但是由于其结构上的问题，设备的成本高，功能少，不能够地上地下自由出没，设备布置后影响其他工序作业，使用起来十分不方便，效果不尽人意，因此，申请人日前申请了申请号为“201320400678.X”的“多功能灌溉施肥系统”，其中喷洒机构的结构是由伸缩管和装在伸缩管上端部的旋转喷头构成，伸缩管是由多节直径不同的圆形空心管，上一节压缩在下一节内，每两节之间装有密封圈构成的伸缩式密封结构；使用时，伸缩管从地底伸出，水从伸缩管内输送到旋转喷头，从旋转喷头喷出，达到灌溉的目的，申请人在线申请的申请号为：201520209803.8的“一种用于多功能灌溉施肥系统的升降柱”，后又申请了授权公告号为CN106068868B的“密封升降式的升降柱”，但是在使用过程中，尤其是在沙地中使用时，如北京大兴县，土地多为纯沙地，升降柱伸出后，沙土会附着在各个圆形空心管的表面，收回后，通过两节圆形空心管之间的间隙进入各级滑动行程腔，同时粒度较小的沙：褪芬不岽拥餮共劢敫骷痘谐糖，沉淀后无法重新从调压槽排出，随着使用次数的增加，细沙沉淀越来越多，始终无法排除，导致升降柱升降过程中出现卡涩，导致无法正常升降，在沙地环境下，升降超过3次以后，80%以上的升降柱都无法完全收回，并且也无法完全伸出，升降超过10次以后，几乎所有升降柱完全伸出后高度甚至都达不到最大伸出高度的50%，也无法完全收回，严重影响了正常工作。[0003] 申请人于2019?2020分别申请了申请号为2020100161348的用于升降柱的滤沙器以及申请号为2020200296478的一种具有滤沙和刮沙功能的升降柱，其技术方案都是在各级圆形空心管的顶部增加密封帽或过滤筒、滤网等进行滤沙，以防止沙粒进入滑动行程腔，经实际应用，在使用初期，确实也取得了良好的技术效果，基本各个升降柱都能完全回缩，并且无沙土沉积，但是由于橡胶的老化，在使用1年左右后，滤沙或刮沙效果明显下降，密封帽或过滤筒需要进行更换，现场升降柱众多，每个升降柱的没节圆形空心管都需要更换，更换难度大，成本高，费时费力，导致这种密封帽使用成本大大提高，因此，研制一种使用寿命长、排沙效果好的、用于沙地灌溉的升降柱迫在眉睫。发明内容[0004] 针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种用于沙地灌溉的升降柱，可有效解决升降柱沙地长时间、低成本使用的问题。[0005] 本发明解决的技术方案是：[0006] 一种用于沙地灌溉的升降柱，包括底座和装在底座上的伸缩柱主体，伸缩柱主体是由多节直径不同的圆形空心管，上一节压缩在下一节内，构成的长度可调的升降柱结构，各个圆形空心管均为上下贯通的管状中空结构，相邻的两节圆形空心管之间，位于内侧的圆形空心管滑动穿装在位于外侧的圆形空心管顶部中心，且位于内侧的圆形空心管下部伸入位于外侧的圆形空心管的内腔，伸入一端的下部外壁上设置有滑动底座，滑动底座的顶部设置有向外凸起的导向座，导向座外壁与位于外侧的圆形空心管内壁之间存在间隙，导向座下方的滑动底座外壁上自上而下依次设置有相间布置的上滑动密封圈和下滑动密封圈，上滑动密封圈和下滑动密封圈之间空间构成泄水腔，泄水腔范围内、位于内侧的圆形空心管上至少开有一个内外贯通的排沙泄水孔，导向座上端与位于外侧的圆形空心管顶部内壁下端之间的空间构成位于内侧圆形空心管的滑动行程腔，滑动行程腔上方、位于外侧的圆形空心管顶壁上开有至少一个内外贯通的调压孔；[0007] 优选的，所述导向座顶面设置有泄水极限位置密封圈，当升降柱各级圆形空心管完全伸出时，泄水极限位置密封圈与位于外侧的圆形空心管顶部内壁下端面紧贴，停止泄水排沙。[0008] 本发明结构新颖独特，简单合理，易生产，成本低，通过在上、下滑动密封圈之间的圆形空心管上设置排沙泄水孔，在各级圆形空心管在水压作用下伸出的过程中，水从各级圆形空心管上的排沙泄水孔进入泄水腔，再通过上滑动密封圈与位于外侧的圆形空心管内壁之间的间隙进入滑动行程腔，在水压作用下，将沉淀在各级滑动行程腔内的沙粒从调压孔排出，圆形空心管伸出的过程即使调压孔排沙的过程；升降柱回缩时，由于上滑动密封圈密封，滑动行程腔内残留的水与沙粒都无法进入泄水腔，上滑动密封圈不仅起到了调压的作用，还形成了一个只出不进的泄水排沙通道，每次伸缩柱主体伸出和回缩的过程都进行了同步的水压排沙，有效避免了沙粒在滑动行程腔的沉积，从而保证了升降柱在沙地的正常灌溉，避免沙粒进入的同时又解决的伸缩过程中的换气调压的问题，并且由于其未增加橡胶制品的密封帽或过滤筒，仅仅只是在原升降柱的基础上增加一个排沙泄水孔，因此其结构简单，生产方便，使用过程无需更换，使用寿命长，排沙泄水孔与原有的上、下滑动密封圈以及水压、气压形成协同作用，进行水压排沙，保证了密封式升降柱在沙地上的应用，使用方便，效果好，有良好的社会和经济效益。附图说明[0009] 图1为本发明的剖视图（完全收回状态）。[0010] 图2为本发明的剖视图（完成伸出状态）[0011] 图3?4均为本发明使用状态的剖视图，其中图3为伸出过程中，图4为完全伸出状态。[0012] 图5为本发明完全伸出状态的剖视图、立体图对照图。[0013] 图6为本发明回缩过程的剖视图。具体实施方式[0014] 以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。[0015] 由图1?6给出，本发明一种用于沙地灌溉的升降柱，包括底座和装在底座上的伸缩柱主体，伸缩柱主体是由多节直径不同的圆形空心管1，上一节压缩在下一节内，构成的长度可调的升降柱结构，各个圆形空心管1均为上下贯通的管状中空结构，相邻的两节圆形空心管之间，位于内侧的圆形空心管滑动穿装在位于外侧的圆形空心管顶部中心，且位于内侧的圆形空心管下部伸入位于外侧的圆形空心管的内腔，伸入一端的下部外壁上设置有滑动底座10，滑动底座10的顶部设置有向外凸起的导向座9，导向座9外壁与位于外侧的圆形空心管内壁之间存在间隙，导向座9下方的滑动底座外壁上自上而下依次设置有相间布置的上滑动密封圈3a和下滑动密封圈3b，上滑动密封圈3a和下滑动密封圈3b之间空间构成泄水腔5，泄水腔5范围内、位于内侧的圆形空心管上至少开有一个内外贯通的排沙泄水孔6，导向座9上端与位于外侧的圆形空心管顶部内壁下端之间的空间构成位于内侧圆形空心管的滑动行程腔4，滑动行程腔4上方、位于外侧的圆形空心管顶壁上开有至少一个内外贯通的调压孔8。[0016] 为保证使用效果，所述导向座9顶面设置有泄水极限位置密封圈7（O型圈），当升降柱各级圆形空心管完全伸出时，泄水极限位置密封圈7与位于外侧的圆形空心管顶部内壁下端面紧贴，停止泄水排沙，防止漏水（如图4箭头所示）。[0017] 最外一节圆形空心管的底部设置有进水口11，最内一节的圆形空心管的上端设置有用于与旋转喷头旋装的接头2；所述的旋转喷头为申请人在先申请的申请号为“201320826515.8”的“潜地式旋转喷头”或申请号为“201420601534.5”的“潜地式旋转喷头”，可通过最内一节圆形空心管的管体的上端部的接头螺纹连接，使用时，最外一节圆形空心管的管体下部旋装在底座上，底座上设置有进水通道，进水通道的出水口与最内一节圆形空心管下端的进水口相连通，旋转喷头通过接头2旋装在最内一节圆形空心管的管体的上端部，构成升降灌溉结构。[0018] 所述上滑动密封圈3a下方的圆形空心管外壁设置有向外凸起的上导流板12a，下滑动密封圈3b上方的圆形空心管外壁设置有向外凸起的下导流板12b，排沙泄水孔6位于上导流板12a与下导流板12b之间，上、下导流板12b的作用是对排沙泄水孔排出的水进行一个限位导流，防止排沙泄水孔排出的水直接作用于滑动密封圈，可以将水直接向上引到上滑动密封圈与位于外侧的圆形空心管内壁之间的间隙，排到滑动行程腔，从而将沉淀在各级滑动行程腔内的细沙通过水压从调压孔排出，上、下导流板同时还可兼顾用于上、下滑动密封圈的安装支撑。[0019] 所述调压孔8位于上滑动密封圈3a外侧密封面的正上方，是泄水方向与调压孔正对，方便顺畅沙粒排出。[0020] 使用时，升降柱设置在砂地内，最外一节圆形空心管的管体下端为进水端与水泵的出水口相连，最内一节圆形空心管的管体上端为出水端旋装有旋转喷头；[0021] 水通过水泵加压后从最外一节圆形空心管的管体下端进入伸缩柱主体（如图3?4箭头d所示），在水压的作用下，各级圆形空心管向上伸出，滑动底座向上滑动压缩各级滑动行程腔，下滑动密封圈3b的唇口朝下，其唇边在水压作用下张开，紧贴于位于外侧的圆形空心管内壁上，形成密封结构，保证圆形空心管在上升过程中不从下滑动密封圈处漏水，该上升过程中上滑动密封圈不受压可过水；滑动行程腔内的气体通过调压孔排出，完成调压，保证各级圆形空心管完全伸出，水最终从旋转喷头喷出，完成灌溉；[0022] 在各级圆形空心管在水压作用下伸出的过程中，水从各级圆形空心管上的排沙泄水孔6进入泄水腔5（如图3箭头d、箭头c所示），再通过上滑动密封圈3a与位于外侧的圆形空心管内壁之间的间隙进入滑动行程腔，在水压作用下，将沉淀在各级滑动行程腔内的沙粒、杂质从调压孔排出，圆形空心管伸出的过程即调压孔排沙的过程（如图2、3、4、5所示）；[0023] 灌溉完成后，失去水压，水通过升降柱内腔回流（如图6箭头b所示），外界的气体在负压作用下通过调压孔进入各级滑动行程腔，滑动底座沿滑动行程腔向下滑动，上滑动密封圈3a的唇口朝上，其唇边在气压作用下张开，紧贴于位于外侧的圆形空心管内壁上，形成密封结构，在负压的作用下，各级圆形空心管迅速回缩（如图1、6所示），此回缩过程中，由于上滑动密封圈密封，滑动行程腔内残留的水与沙粒都无法进入泄水腔（如图6箭头a所示），上滑动密封圈不仅起到了调压的作用，还形成了一个只出不进的泄水排沙通道，每次伸缩柱主体伸出的过程都进行了同步的水压排沙，有效避免了沙粒在滑动行程腔的沉积，从而保证了升降柱在沙地的正常灌溉。[0024] 申请人对300组采用本发明结构的升降柱在100亩沙地进行了使用应用，实验地点为北京大兴县的田地，其土地主要有细沙构成，最终升降柱升降灌溉40次后均能完全伸出和正常回收，并随机拆解了10组升降柱，滑动行程腔内均无沙土沉积，很明显，本申请通过在上、下滑动密封圈之间的圆形空心管上设置排沙泄水孔，在各级圆形空心管在水压作用下伸出的过程中，水从各级圆形空心管上的排沙泄水孔进入泄水腔，再通过上滑动密封圈与位于外侧的圆形空心管内壁之间的间隙进入滑动行程腔，在水压作用下，将沉淀在各级滑动行程腔内的沙粒从调压孔排出，圆形空心管伸出的过程即调压孔排沙的过程；升降柱回缩时，由于上滑动密封圈密封，滑动行程腔内残留的水与沙粒都无法进入泄水腔，上滑动密封圈不仅起到了调压的作用，还形成了一个只出不进的泄水排沙通道，每次伸缩柱主体伸出的过程都进行了同步的水压排沙，有效避免了沙粒在滑动行程腔的沉积，从而保证了升降柱在沙地的正常灌溉，避免沙粒进入的同时又解决的伸缩过程中的换气调压的问题，并且由于其未增加橡胶制品的密封帽或过滤筒，仅仅只是在原升降柱的基础上增加一个排沙泄水孔，因此其结构简单，生产方便，使用过程无需更换，使用寿命长，排沙泄水孔与原有的上、下滑动密封圈以及水压、气压形成协同作用，进行水压排沙，保证了密封式升降柱在沙地上的应用，使用方便，效果好，有良好的社会和经济效益。[0025] 申请人要指出的是，本申请上述指出的仅仅是一种实施例，并不是用于限制本申请的保护范围，凡是用等同或等同替代手段所做出与本申请技术方案本质上相同的技术方案均属于本申请的保护范围。

专利地区：河南

专利申请日期：2022-03-16

专利公开日期：2024-10-15

专利公告号：CN114532191B