一种水肥一体化施肥灌溉装置的制作方法

本发明属于施肥灌溉，具体是一种水肥一体化施肥灌溉装置。

背景技术：

1、水肥一体化灌溉技术是将灌溉与施肥融为一体的现代农业技术，通过压力系统将可溶性肥料配制成的肥液与灌溉水经管道系统输送至作物根系区域，实现水肥协同管理。喷头作为水肥灌溉系统的末端执行元件，其工作状态直接影响灌溉均匀性和施肥精度。

2、现有的水肥灌溉喷头通常采用固定孔径结构，即喷头的喷射通道内径在出厂后不可调节。在实际使用过程中，由于水肥液中含有未完全溶解的肥料颗粒、泥沙杂质以及长期运行产生的化学结晶物，这些异物容易在喷头喷射通道内逐渐沉积并造成堵塞。喷头一旦堵塞，轻则导致该区域灌溉量不足、作物水肥供给不均，重则完全堵死导致喷头失效，需要人工拆卸清洗或直接更换。

3、目前，针对喷头堵塞问题，现有技术主要采用以下几种解决方式：

4、一是定期人工清洗或更换喷头。这种方式需要大量人力投入，在大面积灌溉场景中效率极低，且无法及时发现堵塞情况，导致部分作物长期得不到充足的水肥供给。

5、二是在喷头前端加装过滤装置。通过提高过滤精度来减少异物进入喷头，但过滤精度过高会增加水路阻力、降低灌溉效率，且滤网本身也需要频繁清洗维护；过滤精度过低则无法有效拦截导致堵塞的微小颗粒，治标不治本。

6、现有喷头的喷射通道内径为固定结构，无法根据堵塞程度自动调节通道大小以适应异物通过；当异物卡在喷射通道内时，缺乏使通道主动扩容让异物自行排出的能力；防堵和疏通多依赖人工干预，缺少基于管道内压力变化的纯机械自适应疏通机制。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种水肥一体化施肥灌溉装置，解决了现有水肥灌溉喷头采用固定孔径结构，水肥液中的颗粒、泥沙及结晶物易沉积堵塞，导致灌溉不均，现有人工清洗效率低、过滤装置治标不治本，且喷头无法根据堵塞程度自适应扩容，缺乏纯机械自疏通机制的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水肥一体化施肥灌溉装置，包括连接管，所述连接管与水肥主管道连接，还包括：

3、喷头组件，所述喷头组件安装于所述连接管的端部，用于水肥灌溉；

4、扩张组件，所述扩张组件设置于所述喷头组件喷出端；

5、稳定组件，所述稳定组件连接于所述喷头组件喷出端的外围；

6、施压组件，所述施压组件设置于所述连接管靠近喷头组件的端部，所述施压组件与稳定组件连接，用于对喷头组件施加预紧力；

7、其中，所述喷头组件包括固装于所述连接管端部的喷头主体，所述喷头主体呈漏斗状，从靠近连接管的一端起内径逐渐递减，小内径端为喷出端；

8、所述喷头主体由金属材质制成，且管壁截面呈锯齿状，使所述喷头主体具有沿轴向伸缩的弹性变形能力；

9、所述喷头主体轴向压缩状态下，锯齿状管壁的齿部沿径向向内收拢，使所述喷头主体的喷射通道内径缩小；

10、所述喷头主体内发生堵塞时，内部水压升高并克服所述施压组件的预紧力，推动所述喷头主体沿轴向伸长，锯齿状管壁展开使所述喷射通道内径扩大；

11、所述喷头主体与连接管之间设有安装环，所述安装环分别与连接管和喷头主体密封固接；所述安装环的中部固设有顶杆，所述顶杆沿轴向伸入喷头主体内部。

12、优选地，所述锯齿状管壁的齿形为非对称结构，每个齿包括沿轴向依次连接的陡坡侧和缓坡侧，所述陡坡侧朝向喷出端，所述缓坡侧朝向连接管；

13、所述陡坡侧的壁面与轴线之间的夹角大于所述缓坡侧的壁面与轴线之间的夹角。

14、优选地，所述扩张组件包括沿周向均匀间隔开设于所述喷头主体喷出端的若干矩形通槽、嵌设于各矩形通槽内的金属u型安装架以及容置于金属u型安装架u形腔内的弹性密封垫。

15、优选地，所述弹性密封垫由橡胶材质制成；

16、所述金属u型安装架和弹性密封垫沿所述喷头主体轴向的截面形状与所述喷头主体管壁的锯齿形截面相适配。

17、优选地，所述稳定组件包括连接杆、对接件、滑动件、导向杆和稳定环；

18、所述连接杆固装于所述喷头主体喷出端的外壁上，且位于相邻两个矩形通槽之间，所述对接件安装于所述连接杆远离所述喷头主体的一端，所述滑动件通过球铰与所述对接件连接。

19、优选地，所述导向杆固装于所述喷头主体靠近连接管端上并向喷出端方向延伸，所述稳定环位于所述导向杆的端部，所述滑动件滑动套设于所述导向杆。

20、优选地，所述导向杆包括靠近连接管一侧的水平段和靠近喷出端一侧的翘起段，所述翘起段的径向高度大于所述水平段；

21、初始状态下，所述喷头主体处于收缩状态，所述滑动件位于所述水平段；

22、当所述喷头主体因堵塞而轴向伸长时，所述滑动件沿所述导向杆向喷出端方向滑动，经所述水平段与翘起段之间的过渡斜面滑入所述翘起段。

23、优选地，所述稳定组件沿周向均匀布置有多组，各所述滑动件分别套设于对应的导向杆，共同约束所述喷头主体喷出端的径向偏移。

24、优选地，所述施压组件包括传动环、螺母、滑环、弹性件、对接环和球头连杆；

25、所述传动环固装于所述连接管的外壁且靠近所述喷头主体，所述传动环的外壁设有外螺纹，所述螺母螺纹套设于所述传动环；

26、所述螺母靠近所述喷头主体的端面开设有环形槽，所述滑环活动套设于所述环形槽内且可相对所述螺母转动。

27、优选地，所述喷头主体喷出端的外壁上设有对接件，所述球头连杆的一端通过球铰与所述对接件连接，另一端通过球铰与所述对接环连接；

28、所述弹性件的一端连接于所述滑环靠近所述喷头主体的一侧，另一端连接于所述对接环；

29、初始状态下，所述弹性件处于拉伸状态并通过所述对接环、球头连杆和对接件对所述喷头主体的喷出端施加朝向连接管方向的轴向预紧力，使所述喷头主体处于压缩状态。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

31、本发明通过金属锯齿状管壁配合施压组件施加可调预紧力，堵塞时水压升高克服预紧力推动喷头主体伸长扩径，较小异物随液流排出；若异物较大，继续伸长使喷出端矩形通槽张开、弹性密封垫拉伸形成旁路通道排出异物；排出后预紧力推动自动回缩复位，构建了“堵塞→增压→扩径→旁路→排出→复位”的纯机械自适应疏通闭环，无需电子检测或人工干预即可根据堵塞程度自动调节通道大小。

32、本发明通过非对称齿形使缓坡侧先展开实现堵塞初期快速响应，陡坡侧后展开提供更大径向扩张以强化二级旁路疏通；回缩时陡坡侧先回弹带动快速复位，缓坡侧随后平稳收拢，两阶段运动与两级疏通机制匹配，兼顾响应速度与扩容能力。

33、本发明稳定组件通过水平段自由滑动、过渡斜面递增缓冲、翘起段硬性止挡实现分级限位，多组周向布置约束径向偏移；施压组件通过螺母螺纹副无级调节预紧力，滑环转动解耦使弹性件只受拉不受扭，球头连杆双球铰自适应角度偏转保持轴向受力，提高反复变形中的对中精度与结构耐久性。