CN104982136B - 一种比例精准可调的活塞式吸肥加药装置及吸肥加药方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种比例精准可调的活塞式吸肥加药装置及吸肥加药方法，包括壳体、以及与壳体内部连通的进水口和出水口，壳体内具有与进水口连通的水进入腔体，在壳体内部，具有用于肥料和水混合的肥料混合腔体，肥料混合腔体与出水口相通，在所述肥料混合腔体下侧，设置有向肥料混合腔体注入肥料的肥料施加系统，且肥料注入量可调节；在所述肥料混合腔体的上侧，设置有用于控制水从进水口进入肥料混合腔体的活塞总成。将本发明的吸肥加药装置安装在水管中，管路中的水流驱动其工作，无需提供电源驱动。加入肥料的比例可根据实际情况调节，且无论管路中的水压及水量如何变化，吸入的药剂量始终同进其设备的水的体积成正比，确保混合液的比例恒定。
Description
技术领域
本发明涉及工业、食品、园艺及农业灌溉技术领域，尤其是一种比例精准可调的活塞式吸肥加药装置及吸肥加药方法。
背景技术
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术，而施肥中目前采用的大多数设备为施肥池、文丘里、压差施肥罐、施肥机等设备，施肥池、文丘里、压差施肥罐等装备都存在施肥比例不准确、压力损失大、添加比例很难调节等问题；施肥机是一个很复杂的设备，涉及到电气、控制、肥料元素监测等多方面的技术，且造价昂贵。
另外其它行业对于向一种液体内添加其它液体或者用来稀释液体时也都存在添加比例精准的、可调节、压力损失大、需要电源驱动等等问题。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种结构设计合理，使用方便的比例精准可调的活塞式吸肥加药装置。
为了达到本发明的目的，技术方案如下：
一种比例精准可调的活塞式吸肥加药装置，包括壳体、以及与壳体内部连通的进水口和出水口，壳体内具有与进水口连通的水进入腔体，其特征在于：在壳体内部，具有用于肥料和水混合的肥料混合腔体，肥料混合腔体与出水口相通，在所述肥料混合腔体下侧，设置有向肥料混合腔体注入肥料的肥料施加系统，且肥料注入量可调节；在所述肥料混合腔体的上侧，设置有用于控制水从进水口进入肥料混合腔体的活塞总成。
优选地：所述肥料施加系统包括吸肥腔体和活塞吸肥头，所述吸肥腔体与所述肥料混合腔体连通，靠近吸肥腔体下端的内壁上设置有限位块，所述限位块的上侧设置有肥料开关，在外力作用下，肥料开关与限位块可互相贴合或者脱离，
活塞吸肥头靠近吸肥腔体的上端，活塞吸肥头上端与活塞总成之间通过连接杆连接，在连接杆的带动下，活塞吸肥头在吸肥腔体和肥料混合腔体内来回移动。
优选地：所述活塞吸肥头上连接一根中间圆柱，所述中间圆柱具有穿透上下表面的穿孔，所述活塞吸肥头下端面与中间圆柱的上表面之间具有间距，在所述间距内，套设有密封垫片，所述密封垫片的厚度小于所述间距的高度。
优选地：活塞总成包括活塞上本体和活塞下本体，在活塞总成内设置有换向本体、以及带动所述换向本体上下运动的换向部件，所述换向部件的上方设置有向换向部件施加作用力并且使其转动的换向拨动部件。
优选地：还包括与所述换向本体连接的上活动密封杆和下活动密封杆，所述上活动密封杆控制水进入腔体和活塞总成内部的连通，所述下活动密封杆控制活塞总成内部和肥料混合腔体的连通。
优选地：所述水进入腔体和活塞总成内部之间的连通状态、与活塞总成内部和肥料混合腔体之间的连通状态相反。
优选地：所述肥料施加系统具有吸肥腔本体，所述吸肥腔本体外表面具有螺纹且标有刻度，所述吸肥腔本体的外侧螺纹连接有比例调节器，所述比例调节器外侧设置有将比例调节器紧固在吸肥腔本体上的锁紧开关。
优选地：在壳体顶部还设置有排气装置，排气装置的中心设置有排气杆，排气杆的底端置于壳体内部，排气杆的底部套设有弹簧，弹簧的下端与排气杆底部连接，弹簧的上侧连接有密封元件，密封元件与壳体内部的顶端抵接，弹簧对密封元件施加有使密封元件与壳体贴合的作用力。
本发明还公开了一种利用上述装置的吸肥加药方法，其特征在于：包括以下步骤：a、将水从水管经进水口抽入到肥料混合腔体内；b、将肥料从肥料施加系统加入到肥料混合腔体内；c、水和肥料在肥料混合腔体混合后，从出水口流入到水管中。
优选地：水先从进水口先进入活塞总成的内部，再从活塞总成内部进入肥料混合腔体与肥料混合。
本发明具有的有益效果：
将本发明的吸肥加药装置安装在水管中，管路中的水流驱动其工作，无需提供电源驱动。按照设定比例定量将较高浓度的药或者肥液，与主管道的水充分混合后被输送到下游，加入肥料的比例可根据实际情况调节。且无论管路中的水压及水量如何变化，吸入的药剂量始终同进其设备的水的体积成正比，确保混合液的比例恒定。活塞总成动作的频率与进入装置内的水压有直接关系，对驱动水压要求小，且在经过本装置后的水压(能量)损失很小。
附图说明
图1为本发明比例精准可调的活塞式吸肥加药装置的结构示意图；
图2为图1的内部结构示意图；
图3为图2中活塞总成的结构示意图；
图4为图3的俯视结构示意图；
图5为图4的E-E向剖视结构示意图；
图6为图4的D-D向剖视结构示意图；
图7为活塞总成移动到位置A时的结构示意图；
图8为吸肥腔体上端部分的放大结构示意图；
图9为图8中中间圆柱的结构示意图；
图10为吸肥腔体下端部分的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅仅局限于实施例。
如图1-图7所示，一种比例精准可调的活塞式吸肥加药装置，包括壳体3、以及与壳体3内部连通的进水口1和出水口2，该加药装置安装在水管中，管路中的水流驱动其工作。管路中的水从进水口1进入，在壳体3内部与加入的肥料混合后，从出水口2流出，继续流入水管内，完成了加药。
在壳体3内部，具有用于将肥料和水混合的肥料混合腔体22，肥料混合腔体22与出水口2相通。在肥料混合腔体22下侧，设置有向肥料混合腔体22注入肥料的肥料施加系统，且肥料注入量可调节，在肥料混合腔体22的上侧，设置有用于控制水管中的水进入肥料混合腔体22的活塞总成5。
壳体3内具有与进水口1连通的水进入腔体23。活塞总成5包括活塞上本体6和活塞下本体7，活塞上本体6和活塞下本体7通过连接螺丝19连接。在活塞上本体6和活塞下本体7的周边，分别设置有密封部位17和密封部位18，与壳体3内部接触，起到密封作用，且密封部位17和密封部位18为耐磨且具有弹性的材质制成。在活塞总成5内设置有换向本体12、以及带动所述换向本体12上下运动的换向部件9，换向部件9通过轴10和轴承11与换向本体12相连，换向本体12可上下移动，与换向部件9相连形成联动。换向部件9的上方设置有向换向部件9施加作用力并且使其转动的换向拨动部件8。
另外，还包括与换向本体12连接的上活动密封杆21和下活动密封杆13，上活动密封杆21控制水进入腔体23和活塞总成5内部的连通，下活动密封杆13控制活塞总成5内部和肥料混合腔体22的连通。并且水进入腔体23和活塞总成5内部之间的连通状态、与活塞总成5内部和肥料混合腔体22之间的连通状态相反。换向部件9与换向本体12轴及轴承相连，形成连杆作用,使得换向本体12、下活动密封杆13、上活动密封杆21上下移动。
在活塞上本体6上，具有穿透其上下侧面的第一进水孔211，水也是通过第一进水孔211从水进入腔体23进入到活塞上本体6、即活塞总成5内部。上活动密封杆21套在第一进水孔211内并在其内部上下活动，上活动密封杆21的直径小于第一进水孔211的孔径，在上活动密封杆21的一端，具有直径更大的密封部件，且密封部件的直径也大于第一进水孔211的孔径，因此当上活动密封杆21运动到一定位置时，密封部件与第一进水孔211贴合密封，使得上活动密封杆21与活塞上本体6密封。因此，上活动密封杆21是一个截面为类似T字形的结构。同理，在活塞下本体7上，具有穿透其上下侧面的第二进水孔131，水也是通过第二进水孔131从活塞总成5内部进入到肥料混合腔体22内。下活动密封杆13和第二进水孔131之间的配合原理、与上活动密封杆21和第一进水孔211之间的配合原理是一样的，只是下活动密封杆13是一个截面为类似倒T字形的结构。因此，下活动密封杆13和第二进水孔131之间密封的时间点、与上活动密封杆21和第一进水孔211之间的密封时间点是相反的。
在不通水的情况下，换向拨动部件8、下活动密封杆13由于活塞总成弹簧14、活动密封杆弹簧15的作用，上活动密封杆21与活塞上本体6密封，水进入腔体23腔体与活塞总成5内部不连通，下活动密封杆13与活塞下本体7连通，肥料混合腔体22与活塞总成5内部连通。
当有压水进入后，推动活塞总成5总体往上移动，让移动到位置B时，换向拨动部件8的顶部与壳体3的内顶部接触，促使换向拨动部件8相对活塞总成5往相反的方向移动，并克服活塞总成弹簧14、活动密封杆弹簧15的作用；此时上活动密封杆21也跟随换向拨动部件8往下移动，使得上活动密封杆21与活塞上本体6之间不再密封，水进入腔体23与活塞总成5内部连通；同时由于换向部件9正好与换向拨动部件8移动时的向下导向部位相切，使得换向部件9、换向本体12的连杆发生作用，配合弹簧的作用，让上活动密封杆21不密封的同时，将换向本体12带动往下移动，将下活动密封杆13马上与肥料混合腔体22密封，继而推动活塞总成5往下移动；当活塞总成5移动到位置A时，A位置也是活塞总成5的原始位置20，此时换向部件9、换向本体12的连杆作用由使得下活动密封杆13与肥料混合腔体22连通，相反的是，在下活动密封杆13与肥料混合腔体22连通的同时上活动密封杆21与水进入腔体23密闭；如此反复的驱动活塞总成5上下移动。实现水进入肥料混合腔体、然后与肥料混合。
肥料施加系统包括储料桶38、吸料管37、吸肥腔本体39、和活塞吸肥头25。储料桶38位于最下端，用于储存肥料，吸料管37用于从储料桶38中吸取肥料，然后注入吸肥腔本体39内。吸肥腔本体39是内部中空的结构，其中心具有吸肥腔体28。吸肥腔体28与肥料混合腔体22连通，活塞吸肥头25靠近吸肥腔体28的上端，活塞吸肥头25在吸肥腔体28和肥料混合腔体23内来回移动，活塞吸肥头25的移动，提供了吸肥的动力。
结合图8-图10所示，靠近吸肥腔体28下端的内壁上设置有限位块34，限位块34是一个中间具有通孔的圆环形结构。限位块34的上侧设置有肥料开关29，在外力作用下，肥料开关29与限位块34可互相贴合或者脱离。肥料开关29是一个类似倒立的圆锥形结构，当肥料开关29向下移动时，刚好卡入限位块34中间的通孔内与限位块34贴合，堵住了通孔，肥料不能通过该通孔往上输送；肥料开关29与限位块34脱离后，通孔打开，可以输送肥料。
活塞吸肥头25上端与活塞总成5之间通过连接杆24连接，在连接杆24的带动下，活塞吸肥头25可上下移动，起到吸肥作用。
活塞吸肥头25下端连接一根中间圆柱27，中间圆柱27具有穿透上下表面的穿孔，活塞吸肥头25下端与中间圆柱27是上表面之间具有间距，在所述间距内套设有密封垫片26，所述密封垫片26的厚度小于间距的高度，因此密封垫片26在所述间距内可上下活动。密封垫片26配合活塞吸肥头25对吸肥腔体28形成真空。
在限位块34的上方，还设置有限位平台36，限位平台36固定在吸肥腔体28的内壁上，限位平台26中间也有通孔，所述通孔内装有供肥料通过的肥料通道35，肥料也只能通过肥料通道35从限位平台36下侧的吸肥腔体28流入都上侧的吸肥腔体28内。限位块34与限位平台36互相连接，是一体的结构。肥料开关29与肥料通道35的下端连接，肥料开关29的上侧还设置有密封元件31，在肥料通道35外侧还套设有弹簧30。弹簧30的上端与限位平台26下表面连接，下端与密封元件31上表面连接。在正常状态下，弹簧30是被压缩的，因此具有向下的作用力，使肥料开关29与限位块34贴合，形成平面密封，肥料不会通过。
活塞总成5上下移动时，连接杆24、活塞吸肥头25、密封垫片26都随之在吸肥腔体28内移动。当活塞总成5带动连杆24及活塞吸肥头25往上移动时，密封垫片26处在位置F，与中间圆柱27的顶面接触，堵住了中间圆柱27内的穿孔，平面接触起到密封作用。由于密封垫片26的作用，吸肥腔体28是与肥料混合腔体22之间是密封不连通的。活塞吸肥头25持续往上移动，类似将吸肥腔体28内抽真空，使得肥料开关29克服弹簧30的作用，往上移动，使得储料桶38内的肥液经过吸料管37进入吸肥腔体28，与水混合，达到吸肥的作用。
当活塞总成5带动连接杆24及活塞吸肥头25往下移动时，密封垫片26处在位置E，与活塞吸肥头25的底面接触而不再堵住中间圆柱体27内的穿孔，由于密封垫片26与具有穿孔的中间圆柱27的作用，吸肥腔体28与肥料混合腔体22实际上是连通的，活塞吸肥头25就可以持续往下移动，这时肥料开关29克服弹簧30的作用，到达限位块34，与限位块34贴合，堵住限位块34的通孔，使得储料桶38内的肥液与吸肥腔体28断开。如此通过活塞总成5的带动，实现吸肥的功能，并且如此结构的运动只会有很小的压力损失，特别的节能环保。
吸肥腔本体39外表面具有螺纹且标有刻度，例如1：20、1:30等。吸肥腔本体39的外侧螺纹连接有比例调节器40，比例调节器40外侧设置有将比例调节器40紧固在吸肥腔本体39上的锁紧开关41。比例调节器40内部为内螺纹设计，与吸肥腔本体39外部螺纹匹配。吸肥腔本体39的外部还螺纹连接有辅助部件42，辅助部件42的一部分位于锁紧开关41和吸肥腔本体39之间，锁紧开关41与辅助部件42螺纹相连，锁紧开关41连接后就可使比例调节器40无法拧动。
本设备吸肥比例的调节，是靠调节吸肥腔体28的体积来实现的，当吸肥腔体28体积大时，每次吸肥量就大，反之相反，来达到比例调整后的恒定功能。当要调节比例时，将锁紧开关41松开，此时比例调节器40就可进行活动了，由于锁紧开关41相对位置不动的，调节锁紧开关41时能实现吸肥腔本体39跟随螺纹的配合上下移动。由于连接杆24的长度是恒定的，当吸肥腔本体39往上移动时，活塞吸肥头25在吸肥腔体28内相对于吸肥腔体28往下滑动，达到吸肥腔体28体积的改变。因此，无论进入的水量及水压如何改变，吸肥的肥液体积与水的体质的比例恒定不变。
在壳体3顶部，还设置有排气装置43，排气装置43的中心设置有排气杆，排气杆的底端置于壳体3内部，排气杆的底部部分套设有弹簧44，弹簧44的下端与排气杆底部连接，上侧连接有密封元件45，密封元件45与壳体3内部的顶端抵接，在正常状态下，弹簧44对密封元件45施加向上的作用力，使密封元件45与壳体3抵接密封，不通气。而设备开始工作时，可能内部存在空气，容易产生水锤损坏设备，此时将排气装置43往下压，排气杆也下压，压缩弹簧44，使密封元件45与壳体3脱离，将内部空气排气，排完气体之后，松手即可，在弹簧44的作用下，密封元件45继续与壳体3抵接密封。
在排气装置43的上侧，还设置有可转动的手柄46，手柄46的下侧设置有一根曲柄杆子47，曲柄杆子47向下穿过整个排气装置43中央，并且底部也置于壳体3内部。当设备不需要施肥或者加药而只要灌水时，只要将手柄46搬动180度到另一侧，则曲柄杆子47往下移动一定的位置，并与换向拨动部件8相接触，限制了换向拨动部件8往上移动的距离，使得上活动密封杆21、下活动密封杆13都与活塞总成5内腔体导通，活塞不运动，不能吸肥，只有通水的功能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (8)
1.一种比例精准可调的活塞式吸肥加药装置，包括壳体、以及与壳体内部连通的进水口和出水口，壳体内具有与进水口连通的水进入腔体(23)，其特征在于：在壳体内部，具有用于肥料和水混合的肥料混合腔体(22)，肥料混合腔体(22)与出水口相通，在所述肥料混合腔体(22)下侧，设置有向肥料混合腔体(22)注入肥料的肥料施加系统，且肥料注入量可调节；在所述肥料混合腔体(22)的上侧，设置有用于控制水从进水口进入肥料混合腔体(22)的活塞总成(5)，
所述肥料施加系统包括吸肥腔体(28)和活塞吸肥头(25)，所述吸肥腔体与所述肥料混合腔体连通，靠近吸肥腔体下端的内壁上设置有限位块(34)，所述限位块的上侧设置有肥料开关(29)，在外力作用下，肥料开关与限位块可互相贴合或者脱离，
活塞吸肥头靠近吸肥腔体的上端，活塞吸肥头上端与活塞总成之间通过连接杆(24)连接，在连接杆的带动下，活塞吸肥头在吸肥腔体和肥料混合腔体内来回移动，
所述活塞吸肥头(25)上连接一根中间圆柱(27)，所述中间圆柱(27)具有穿透上下表面的穿孔，所述活塞吸肥头(25)下端面与中间圆柱(27)的上表面之间具有间距，在所述间距内，套设有密封垫片(26)，所述密封垫片的厚度小于所述间距的高度。
2.根据权利要求1所述的比例精准可调的活塞式吸肥加药装置，其特征在于：活塞总成包括活塞上本体和活塞下本体，在活塞总成内设置有换向本体(12)、以及带动所述换向本体(12)上下运动的换向部件(9)，所述换向部件的上方设置有向换向部件施加作用力并且使其转动的换向拨动部件(8)。
3.根据权利要求2所述的比例精准可调的活塞式吸肥加药装置，其特征在于：还包括与所述换向本体(12)连接的上活动密封杆(21)和下活动密封杆(13)，所述上活动密封杆(21)控制水进入腔体(23)和活塞总成内部的连通，所述下活动密封杆(13)控制活塞总成内部和肥料混合腔体(22)的连通。
4.根据权利要求3所述的比例精准可调的活塞式吸肥加药装置，其特征在于：所述水进入腔体(23)和活塞总成内部之间的连通状态、与活塞总成内部和肥料混合腔体(22)之间的连通状态相反。
5.根据权利要求1所述的比例精准可调的活塞式吸肥加药装置，其特征在于：所述肥料施加系统具有吸肥腔本体(39)，所述吸肥腔本体(39)外表面具有螺纹且标有刻度，所述吸肥腔本体(39)的外侧螺纹连接有比例调节器(40)，所述比例调节器(40)外侧设置有将比例调节器(40)紧固在吸肥腔本体(39)上的锁紧开关(41)。
6.根据权利要求5所述的比例精准可调的活塞式吸肥加药装置，其特征在于：在壳体顶部还设置有排气装置(43)，排气装置的中心设置有排气杆，排气杆的底端置于壳体内部，排气杆的底部套设有弹簧(44)，弹簧的下端与排气杆底部连接，弹簧的上侧连接有密封元件(45)，密封元件与壳体内部的顶端抵接，弹簧对密封元件施加有使密封元件与壳体贴合的作用力。
7.根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的活塞式吸肥加药装置的加药方法，其特征在于：包括以下步骤：a、将水从水管经进水口抽入到肥料混合腔体(22)内；b、将肥料从肥料施加系统加入到肥料混合腔体(22)内；c、水和肥料在肥料混合腔体(22)混合后，从出水口流入到水管中。
8.根据权利要求7所述的吸肥加药方法，其特征在于：水先从进水口先进入活塞总成的内部，再从活塞总成内部进入肥料混合腔体(22)与肥料混合。
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