CN105879734B - 肥料精确定量智能搅磨循环溶混系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种肥料精确定量智能搅磨循环溶混系统，包括固体肥料精确定量上料系统、肥水循环搅磨溶混系统和精确定量智能控制系统；固体肥料精确定量上料系统包括旋转载料台、载肥仓、称重箱、电动排肥器；肥水循环搅磨溶混系统包括肥料研磨搅打溶混泵、溶肥罐、储液罐等；精确定量智能控制系统包括智能控制管理台、可编程逻辑控制器、交流接触器、肥水精确定量溶混控制处方等；本发明可直接利用可溶性较高的普通肥料进行水肥一体化管理，有效解决水肥一体化技术对专用水溶肥过度依赖的问题。

Description

肥料精确定量智能搅磨循环溶混系统

技术领域

本发明属于水肥一体化机械技术领域，特别涉及了一种能够自动精确定量上料，并将固体肥料快速研磨、搅打促进其溶解和快速掺混形成均匀肥液的智能化机械装置系统。适合与喷灌、滴灌、微喷灌等灌溉设施及基于这些灌溉方式的水肥一体化设施配套使用。

技术背景

水肥一体化是实现节水灌溉和水肥高效管理的重要技术途径，在我国干旱和半干旱缺水地区受到广泛重视，推广应用面积逐渐增大。

目前生产上进行水肥一体化管理多使用特制的水溶肥。但这种水溶肥生产成本往往较高，价格昂贵，且配方相对固定，多用于经济作物生产，难于根据配方施肥的要求在小麦、玉米等价格相对低廉的粮食作物上应用。随着喷灌、微喷带灌溉等设施灌溉技术在粮食作物生产上应用的面积不断扩大，人们对基于设施灌溉的粮食作物水肥一体化管理技术的需求日益迫切。而昂贵且配方相对固定的水溶肥成为制约该项技术在生产中推广应用的重要因素。粮食作物传统生产中使用的尿素、磷酸二铵、氯化钾等肥料不仅可根据配方施肥的要求灵活配比，而且溶解性也较好，但溶解的速度太慢。需要采取不断搅拌、震荡等辅助措施以帮助肥料溶解，不仅增加人力投入，而且难于适应大面积生产的需求，急需一种可将固体肥料快速研磨、搅拌促进其溶解，并快速形成均匀肥液的机械装置或机械装置系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷和空白，提供一种能够自动精确定量上料，并将固体肥料快速研磨、搅打促进其溶解和快速掺混形成均匀肥液的智能化机械装置系统。适合与喷灌、滴灌、微喷灌等灌溉设施及基于这些灌溉方式的水肥一体化设施配套使用。

一种肥料精确定量智能搅磨循环溶混系统，包括固体肥料精确定量上料系统、肥水循环搅磨溶混系统和精确定量智能控制系统。

所述的固体肥料精确定量上料系统，包括旋转载料台、载肥仓、输肥管、负压吸肥泵、称重箱、电动排肥器。

所述的旋转载料台，包括电机一、齿轮组、载物圆盘和仓袋支撑架。所述的齿轮组包括一个主动齿轮和一个从动齿轮。主动齿轮安装在电机一的转子上，从动齿轮安装于载物圆盘的正下方，连接在载物圆盘的中心轴上，用于带动载物圆盘旋转，主动齿轮和从动齿轮啮合连接。所述的仓袋支撑架是一个圆形框架。仓袋支撑架以载物圆盘的圆心为中心，沿载物圆盘圆周等距离均匀设置。每个仓袋支撑架由两个半圆形框架即半圆形框架一和半圆形框架二组成；半圆形框架一位于靠近载物圆盘圆心的一侧，其底部固定在载物圆盘上。半圆形框架一一侧的纵边框通过合页与半圆形框架二一侧的纵边框连接，以此将半圆形框架二可活动地固定在载物圆盘上。半圆形框架二可以通过合页绕半圆形框架一一侧的纵边框转动，两半圆形框架另一侧的纵边框，可通过插销、挂钩、锁具等实现暂时的固定和解离，从而形成可开闭的圆形仓袋支撑架。所述的仓袋支撑架用于放置圆筒形的载肥仓或肥料包装袋。在所述的仓袋支撑架顶部和底部的圆形框上均安装有均匀分布的固定夹，用于撑开和固定包装袋。

所述的负压吸肥泵包括泵头一和电机二。在所述的泵头一的径向一侧安装进肥口，另一侧安装出气口，在出气口处安装滤网。在所述的泵头一的轴向上端安装电机二，下端安装真空储料仓，真空储料仓下端安装出肥口。

所述输肥管的进肥端可活动地插置于载肥仓或肥料包装袋内；输肥管的出肥端与负压吸肥泵的进肥口连接。

所述的称重箱安装于负压吸肥泵的出肥口的正下方，用于承接由出肥口排出的肥料并称重。称重箱的底部安装电动排肥器，用于向溶肥罐中注入固体肥料。

所述的电动排肥器，包括凹槽轮、排肥盒、电机三和端盖。所述的凹槽轮安装于排肥盒内。凹槽轮的一端与电机三的转子连接，凹槽轮的另一端与端盖连接。

所述的肥水循环搅磨溶混系统，包括肥料研磨搅打溶混泵、溶肥罐、储液罐、给水管、主输水管一、混肥分支输水管、肥液输送管一、肥液输送管二、肥液输送管三、肥液输送管四、肥液输送管五、肥液输送管六、电动三通阀、肥液过滤器、给水泵和灌溉水过滤器。

所述的肥料研磨搅打溶混泵，包括泵头二和电机四。所述的泵头二包括泵壳、研磨头、叶轮和泵轴。所述的泵壳，在其轴向一侧连接一个圆筒形的进液口一；在其径向上连接一个开口向上的圆筒形的出液口一；泵壳内安装研磨头、叶轮和泵轴；所述的研磨头和叶轮从左到右依次套接在泵轴上。泵轴的右端与电机四的转子连接。所述的研磨头是一个圆柱体斜齿轮。在研磨头圆柱体的柱体表面按照相同方向均匀分布若干条斜齿，不仅有利于水肥通过，而且可以增强研磨效果。所述的叶轮为8叶片半开式叶轮，叶轮包括8个叶轮叶片和一个盖板。所述的盖板为一圆形铸铁板，8个叶轮叶片由盖板圆心向圆周方向呈辐射状排列在盖板一侧的板面上，并与盖板连为一体，起截流和导流作用。相邻两个叶轮叶片的夹角为45度。

所述的溶肥罐，其罐体为圆筒或为横截面呈圆弧形的圆筒，底部为弧形底。所述的横截面呈圆弧形的圆筒，其横截面的圆弧为四分之三圆，即圆弧的长度占同心同半径完整圆形周长的四分之三。所述的溶肥罐安装于称重箱和电动排肥器的正下方。在溶肥罐罐体上部一侧安装进液口二，在溶肥罐罐底中央安装出液口二。

所述的储液罐，其罐体为圆筒或为横截面呈圆弧形的圆筒，底部为弧形底。所述的横截面呈圆弧形的圆筒，其横截面的圆弧为四分之三圆，即圆弧的长度占同心同半径完整圆形周长的四分之三。所述的储液罐与溶肥罐并列摆放在一起。在储液罐罐体上部一侧安装进液口三，在储液罐罐底中央安装出液口三。

所述的混肥分支输水管的一端与主输水管一连接，混肥分支输水管的另一端安置于顶部开口的溶肥灌的正上方,或与溶肥罐上的进液口二连接。

所述的肥液输送管一的一端与电动三通阀连接，另一端与溶肥罐上的进液口二连接。

所述的肥液输送管二的一端与溶肥罐底部的出液口二连接，另一端与肥料研磨搅打溶混泵上的进液口一连接。

所述的肥液输送管三的一端与肥料研磨搅打溶混泵上的出液口一连接，另一端与电动三通阀连接。

所述的肥液输送管四的一端与电动三通阀连接，另一端与储液罐上的进液口三连接。

所述的肥液输送管五的一端与储液罐底部的出液口三连接，另一端与肥液过滤器的进液口四连接；

所述的肥液输送管六的一端与肥液过滤器的出液口四连接。

所述的给水泵通过给水管与灌溉水过滤器连接，所述的灌溉水过滤器与主输水管一的进水端连接。

所述的精确定量智能控制系统，包括智能控制管理台、可编程逻辑控制器、交流接触器、直流调速器、压力开关、中间继电器、电磁阀、电动三通阀、电机变频器、称重传感器、液体流量传感器、液位传感器、固体悬浮物浓度传感器、压力传感器、旋转编码器、转速传感器和肥水精确定量溶混控制处方；所述交流接触器包括交流接触器一和交流接触器二。所述的电机变频器包括电机变频器一和电机变频器二。所述的液体流量传感器包括液体流量传感器一和液体流量传感器二。所述的压力传感器包括压力传感器一和压力传感器二。所述的液位传感器包括液位传感器一和液位传感器二。

所述的可编程逻辑控制器、交流接触器、直流调速器、中间继电器均安装于智能控制管理台上；所述的可编程逻辑控制器通过信号线或无线透传模块分别与交流接触器、直流调速器、压力开关、中间继电器、电磁阀、电动三通阀、电机变频器、称重传感器、液体流量传感器、液位传感器、固体悬浮物浓度传感器、压力传感器、旋转编码器、转速传感器连接。

所述的称重传感器，安装于所述称重箱的底部，用于计量肥料的重量。

所述的液体流量传感器一安装于混肥分支输水管上，靠近混肥分支输水管的出水端，用于监测由给水泵经混肥分支输水管直接注入溶肥罐内的水量。

所述的液位传感器一和液位传感器二分别安装于溶肥罐和储液罐的底部，用于监测罐内肥液的液位。

所述的固体悬浮物浓度传感器和液体流量传感器二均安装于溶肥罐底部的出液口二处，分别用于监测固体肥料溶解的程度和肥液流量。

所述的压力传感器一安装在肥液输送管五上，位于肥液过滤器进液口四的前端；所述的压力传感器二安装在肥液输送管六上，位于肥液过滤器出液口四的后端，用于监测肥液过滤器的堵塞程度。

所述的旋转编码器安装于电机一上，用于监测电机一的转速和旋转载料台的旋转位移。

所述的转速传感器安装于电机三上，用于监测电机三的转速和电动排肥器的排肥量。

所述的交流接触器一与电机二连接，用于控制电机二的启闭，从而控制负压吸肥泵的启闭。

所述的直流调速器与电机三连接，用于控制电机三的启闭和转速，从而调节电动排肥器的排肥量。

所述交流接触器二与电机四连接，用于控制电机四的启闭，从而控制肥料研磨搅打溶混泵的启闭。

所述的压力开关安装于肥液输送管三上，靠近肥料研磨搅打溶混泵上的出液口一处；压力开关通过线路，一端与交流接触器二连接，另一端与肥料研磨搅打溶混泵的电机四连接，当溶肥罐内的肥液全部输送完毕后，压力开关自动闭合，从而使电机四关闭。

所述的电磁阀安装于混肥分支输水管上，靠近液体流量传感器一且位于液体流量传感器一的上游，并通过线路与智能控制管理台上的中间继电器连接，用于控制由给水泵经混肥分支输水管直接注入溶肥罐内的水量。

所述的电动三通阀的输水管路分别与肥液输送管一、肥液输送管三和肥液输送管四连接，所述的电动三通阀的电路与智能控制管理台连接，用于控制肥水混合液由肥料研磨搅打溶混泵上的出液口一，经肥液输送管三和肥液输送管一流入溶肥罐，或经肥液输送管三和肥液输送管四，流入储液罐。

所述的电机变频器一安装于电机一上，用于控制电机一的转速和旋转载料台的旋转位移。

所述的电机变频器二安装于给水泵上，用于控制给水泵的启闭、给水速度和给水量。

所述的肥水精确定量溶混控制处方可根据现有技术通过计算机编程后存储在可编程逻辑控制器中，肥水精确定量溶混控制处方包括以下内容：

1、根据既定的田间水肥一体化管理规程，指令负压吸肥泵上电机二的开启时间，同时根据需肥量和称重传感器监测的肥料重量，指令调节电机二的运转时间，以实现自动精确定量上料。

2、根据负压吸肥泵上电机二的启闭状态、需肥量和称重传感器监测的肥料重量，指令调节电动排肥器上电机三的启闭时间和转速，以实现自动精确定量加料。

3、根据单位时间内称重传感器监测的肥料重量的变化，判断负压吸肥泵吸肥量是否正常，从而间接判断载肥仓或肥料包装袋内剩余肥料的数量，进而指令调节旋转载料台上电机一的启闭和运转时间，从而转动载物圆盘，将空的载肥仓或肥料包装袋从输肥管的进肥端移走，再把下一个满载的载肥仓或肥料包装袋移至输肥管的进肥端。

4、根据肥料的种类和需肥量，计算溶肥所需水量；根据电动排肥器上电机三的启闭时间，指令电磁阀的开启时间，以便及时向溶肥罐内加水。同时根据液体流量传感器一监测的数据和所需水量，指令电磁阀的关闭时间。

5、根据电磁阀的启闭时间，指令电动三通阀连通肥液输送管三和肥液输送管一，同时指令肥料研磨搅打溶混泵上电机四的开启，从而实现对溶肥罐内肥水混合物的多次循环研磨搅打和溶混。

6、根据溶肥罐底部出液口二处固体悬浮物浓度传感器监测的数据，判断固体肥料被溶解混合的程度。当监测值达到设定值后，指令电动三通阀连通肥液输送管三和肥液输送管四，进而将溶混好的肥液注入到储液罐。

7、根据压力传感器一与压力传感器二监测的水压数据差值，判断肥液过滤器的堵塞程度，进而根据设定的压力差阈值发布堵塞预警信息，并提示更换过滤网。

8、人机互动，可以人为控制压力开关的启闭，从而将人工与机械自动化控制相结合控制肥料研磨搅打溶混泵的启闭。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过肥料研磨搅打溶混泵和泵—罐循环系统对肥水混合物中的未溶颗粒进行多次的研磨和搅打，明显加速固体肥料的溶解和肥水溶液的充分混合。

2、本发明将溶肥罐与储液罐分离，从而使溶肥过程(将固体肥料溶于水的过程)和注肥过程(将溶混好的肥液注入输水管，使肥液随灌溉水进入田间)分离，既能保证注肥浓度均匀一致，并精确控制单位面积施肥量，又能同时进行溶肥和注肥作业，显著提高工作效率、缩短工作时间。

3、本发明同时在负压吸肥泵吸肥环节和称重箱电动排肥器排肥环节进行肥量的控制，显著提高系统对溶肥量和施肥量控制的精确度。

4、本发明设计的旋转载料台，既可以利用载肥仓盛放散装固体肥料，又可以直接把打开口的袋装肥料直接放置在固定支架内，并通过载物圆盘的自动旋转，有顺序地为吸肥泵提供可吸肥料，操作方便、大大减轻劳动强度。而且这种设计既能够对多种种类的肥料分别定量溶解，又可以实现对多种种类肥料按比例精确定量混合溶解。

5、本发明自动化程度高、工作效率高、精确度高、性能稳定。而且可直接利用可溶性较高的普通肥料进行水肥一体化管理，有效解决水肥一体化技术对专用水溶肥过度依赖的问题。降低了水肥一体化管理的成本，大大拓展了水肥一体化技术的适用范围和领域。

附图说明

图1是本发明肥料精确定量智能搅磨循环溶混系统示意图。

图2是本发明固体肥料精确定量上料系统示意图。

图3是本发明电动排肥器示意图。

图4是本发明肥水循环搅磨溶混系统示意图。

图5是本发明肥料研磨搅打溶混泵示意图。

图6是本发明研磨头柱体表面示意图。

图7是本发明研磨头横截面示意图。

图8是本发明叶轮示意图。

图9是本发明精确定量智能控制系统示意图。

图中：1为电机一，2为主动齿轮，3为载物圆盘，4为仓袋支撑架，5为输肥管，6为称重箱，7为从动齿轮，8为电动三通阀，9为给水泵，10为灌溉水过滤器，11为负压吸肥泵，12为主输水管，13为肥液过滤器，14为储液罐，15为溶肥罐，16为肥料研磨搅打溶混泵，17为进肥口，18为泵头一，19为出气口，20为真空储料仓，21为称重传感器，22为电动排肥器，23为排肥盒，24为端盖，25为凹槽轮，26为电机三，27为给水管，28为混肥分支输水管，29为肥液输送管四，30为肥液输送管六，31为肥液输送管五，32为肥液输送管二，33为肥液输送管一，34为肥液输送管三，35为进液口一，36为泵壳，37为研磨头，38为泵轴，39为出液口一，40为电机四，41为叶轮，42为斜齿，43为叶轮叶片，44为盖板

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后，可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例参见附图1、2、3、4、5、6、7、8和9，肥料精确定量智能搅磨循环溶混系统，包括固体肥料精确定量上料系统、肥水循环搅磨溶混系统和精确定量智能控制系统。

所述的固体肥料精确定量上料系统，包括旋转载料台、载肥仓、输肥管、负压吸肥泵、称重箱、电动排肥器。

所述的旋转载料台，包括电机一1、齿轮组、载物圆盘3、仓袋支撑架4。所述的齿轮组包括一个主动齿轮2和一个从动齿轮7。主动齿轮2安装在电机一1的转子上，从动齿轮7安装于载物圆盘3的正下方，与载物圆盘3的中心轴连接在一起，用于带动载物圆盘3旋转。所述的仓袋支撑架4是一个圆形框架。若干个仓袋支撑架4围绕载物圆盘3的圆心，沿其圆周内侧均匀分布。每个仓袋支撑架4由两个半圆形框架组成，即半圆形框架一和半圆形框架二。半圆形框架一位于靠近载物圆盘3圆心的一侧，其底部固定在载物圆盘3上。半圆形框架一一侧的纵边框通过若干个合页与半圆形框架二一侧的纵边框连接，以此将半圆形框架二可活动地固定在载物圆盘3上。半圆形框架二可以通过合页绕半圆形框架一一侧的纵边框旋转，两半圆形框架另一侧的纵边框，可通过插销、挂钩、锁具等实现暂时的固定和解离，从而形成可开闭的圆形仓袋支撑架4。所述的仓袋支撑架4内可放置圆筒形载肥仓或肥料包装袋。在所述的仓袋支撑架4顶部和底部的圆形框上均安装有若干个均匀分布的固定夹，用于撑开和固定包装袋。

所述的负压吸肥泵11包括泵头一18和电机二。在所述的泵头一18径向一侧安装进肥口17，另一侧安装出气口19，在出气口19处安装滤网。在所述的泵头一18的轴向上端安装电机二，下端安装真空储料仓20，在所述的真空储料仓20下端安装出肥口。

所述的输肥管5的进肥端可活动地插置于载肥仓或肥料包装袋内。输肥管5的出肥端与负压吸肥泵11的进肥口17连接。

所述的称重箱6安装于负压吸肥泵11的出肥口的正下方，用于承接由出肥口排出的肥料并称重。称重箱6的底部安装电动排肥器22，用于向溶肥罐15中注入固体肥料。

所述的电动排肥器22，包括凹槽轮25、排肥盒23、电机三26和端盖24。所述的凹槽轮25安装于排肥盒23内。凹槽轮25的一端与电机三26的转子连接，另一端与端盖24连接。

所述的肥水循环搅磨溶混系统，包括肥料研磨搅打溶混泵16、溶肥罐15、储液罐14、给水管27、主输水管12、混肥分支输水管28、肥液输送管一33、肥液输送管二32、肥液输送管三34、肥液输送管四29、肥液输送管五31、肥液输送管六30、电动三通阀8、肥液过滤器13、给水泵9、灌溉水过滤器10。

所述的肥料研磨搅打溶混泵16，包括泵头二和电机四40。所述的泵头二包括泵壳36、研磨头37、叶轮41和泵轴38。所述的泵壳36，在其轴向一侧连接一个圆筒形的进液口一35；在其径向上连接一个开口向上的圆筒形的出液口一39；泵壳内安装研磨头37、叶轮41和泵轴38；所述的研磨头37和叶轮41从左到右依次套接在泵轴38上。泵轴38的右端与电机四40的转子连接。所述的研磨头37是一个圆柱体斜齿轮。在研磨头圆柱体的柱体表面按照相同方向均匀分布若干条斜齿42，不仅有利于水肥通过，而且可以增强研磨效果。所述的叶轮41为8叶片半开式叶轮，叶轮包括8个叶轮叶片42和一个盖板44。所述的盖板44为一圆形铸铁板，8个叶轮叶片42由盖板44圆心向圆周方向呈辐射状排列在盖板44一侧的板面上，并与盖板44连为一体，起截流和导流作用。相邻两个叶轮叶片42的夹角为45度。

所述的溶肥罐15，其罐体为圆筒或为横截面呈圆弧形的圆筒，底部为弧形底。所述的横截面呈圆弧形的圆筒，其横截面的圆弧为四分之三圆，即圆弧的长度占同心同半径完整圆形周长的四分之三。所述的溶肥罐安装于称重箱6和电动排肥器22的正下方。在溶肥罐15罐体上部一侧安装进液口二，在溶肥罐15罐底中央安装出液口二。

所述的储液罐14，其罐体为圆筒或为横截面呈圆弧形的圆筒，底部为弧形底。所述的横截面呈圆弧形的圆筒，其横截面的圆弧为四分之三圆，即圆弧的长度占同心同半径完整圆形周长的四分之三。所述的储液罐14与溶肥罐15并列摆放在一起。在储液罐14罐体上部一侧安装进液口三，在储液罐罐底中央安装出液口三。

所述的混肥分支输水管28的一端与主输水管12连接，混肥分支输水管28的另一端安置于顶部开口的溶肥灌15的正上方,或与溶肥罐15上的进液口二连接。

所述的肥液输送管一33的一端与电动三通阀8连接，另一端与溶肥罐15上的进液口二连接。

所述的肥液输送管二32的一端与溶肥罐15底部的出液口二连接，另一端与肥料研磨搅打溶混泵16上的进液口一35连接。

所述的肥液输送管三34的一端与肥料研磨搅打溶混泵16上的出液口一39连接，另一端与电动三通阀8连接。

所述的肥液输送管四29的一端与电动三通阀8连接，另一端与储液罐14上的进液口三连接。

所述的肥液输送管五31的一端与储液罐14底部的出液口三连接，另一端与肥液过滤器13的进液口四连接。

所述的肥液输送管六30的一端与肥液过滤器13的出液口四连接。

所述的给水泵9通过给水管27与灌溉水过滤器10连接，所述的灌溉水过滤器10与主输水管12的进水端连接。

所述的精确定量智能控制系统，包括智能控制管理台、可编程逻辑控制器、交流接触器、直流调速器、压力开关、中间继电器、电磁阀、电动三通阀8、电机变频器、称重传感器、液体流量传感器、液位传感器、固体悬浮物浓度传感器、压力传感器、旋转编码器、转速传感器和肥水精确定量溶混控制处方；所述交流接触器包括交流接触器一和交流接触器二。所述的电机变频器包括电机变频器一和电机变频器二。所述的液体流量传感器包括液体流量传感器一和液体流量传感器二。所述的压力传感器包括压力传感器一和压力传感器二。所述的液位传感器包括液位传感器一和液位传感器二。

所述的可编程逻辑控制器、交流接触器、直流调速器、中间继电器均安装于智能控制管理台上；所述的可编程逻辑控制器通过信号线或无线透传模块分别与交流接触器、直流调速器、压力开关、中间继电器、电磁阀、电动三通阀8、电机变频器、称重传感器、液体流量传感器、液位传感器、固体悬浮物浓度传感器、压力传感器、旋转编码器、转速传感器连接。

所述的称重传感器21，安装于所述称重箱6的底部，用于计量肥料的重量。

所述的液体流量传感器一安装于混肥分支输水管28上，靠近混肥分支输水管28的出水端，用于监测由给水泵9经混肥分支输水管28直接注入溶肥罐15内的水量。

所述的液位传感器一和液位传感器二分别安装于溶肥罐15和储液罐14的底部，用于监测罐内肥液的液位。

所述的固体悬浮物浓度传感器和液体流量传感器二均安装于溶肥罐15底部的出液口二处，分别用于监测固体肥料溶解的程度和肥液流量。

所述的压力传感器一安装在肥液输送管五31上，位于肥液过滤器13进液口四的前端，所述的压力传感器二安装在肥液输送管六30上，位于肥液过滤器13出液口四的后端，用于监测肥液过滤器13的堵塞程度。

所述的旋转编码器安装于电机一1上，用于监测电机一1的转速和旋转载料台的旋转位移。

所述的转速传感器安装于电机三26上，用于监测电机三26的转速和电动排肥器22的排肥量。

所述的交流接触器一与电机二连接，用于控制电机二的启闭，从而控制负压吸肥泵11的启闭。

所述的直流调速器与电机三26连接，用于控制电机三26的启闭和转速，从而调节电动排肥器22的排肥量。

所述交流接触器二与电机四40连接，用于控制电机四40的启闭，从而控制肥料研磨搅打溶混泵16的启闭。

所述的压力开关安装于肥液输送管三34上，靠近肥料研磨搅打溶混泵16上的出液口一39处；压力开关通过线路，一端与交流接触器二连接，另一端与肥料研磨搅打溶混泵16的电机四40连接，当溶肥罐15内的肥液全部输送完毕后，压力开关自动闭合，从而使电机四40关闭。

所述的电磁阀安装于混肥分支输水管28上，靠近液体流量传感器一且位于液体流量传感器一的上游，并通过线路与智能控制管理台上的中间继电器连接，用于控制由给水泵9经混肥分支输水管28直接注入溶肥罐15内的水量。

所述的电动三通阀8的输水管路分别与肥液输送管一33、肥液输送管三34和肥液输送管四29连接，所述的电动三通阀8的电路与智能控制管理台连接，用于控制肥水混合液由肥料研磨搅打溶混泵16上的出液口一39，经肥液输送管三34和肥液输送管一33流入溶肥罐15，或经肥液输送管三34和肥液输送管四29，流入储液罐14。

所述的电机变频器一安装于电机一1上，用于控制电机一1的转速和旋转载料台的旋转位移。

所述的电机变频器二安装于给水泵9上，用于控制给水泵9的启闭、给水速度和给水量。

所述的肥水精确定量溶混控制处方可根据现有技术通过计算机编程后存储在可编程逻辑控制器中，肥水精确定量溶混控制处方包括以下内容：

1、根据既定的田间水肥一体化管理规程，指令负压吸肥泵11上电机二的开启时间，同时根据需肥量和称重传感器21监测的肥料重量，指令调节电机二的运转时间，以实现自动精确定量上料。

2、根据负压吸肥泵上11电机二的启闭状态、需肥量和称重传感器21监测的肥料重量，指令调节电动排肥器22上电机三26的启闭时间和转速，以实现自动精确定量加料。

3、根据单位时间内称重传感器21监测的肥料重量的变化，判断负压吸肥泵11吸肥量是否正常，从而间接判断载肥仓或肥料包装袋内剩余肥料的数量，进而指令调节旋转载料台上电机一1的启闭和运转时间，从而转动载物圆盘3，将空的载肥仓或肥料包装袋从输肥管5的进肥端移走，再把下一个满载的载肥仓或肥料包装袋移至输肥管5的进肥端。

4、根据肥料的种类和需肥量，计算溶肥所需水量；根据电动排肥器22上电机三26的启闭时间，指令电磁阀的开启时间，以便及时向溶肥罐15内加水。同时根据液体流量传感器一监测的数据和所需水量，指令电磁阀的关闭时间。

5、根据电磁阀的启闭时间，指令电动三通阀8连通肥液输送管三34和肥液输送管一33，同时指令肥料研磨搅打溶混泵16上电机四40的开启，从而实现对溶肥罐15内肥水混合物的多次循环研磨搅打和溶混。

6、根据溶肥罐15底部出液口二处固体悬浮物浓度传感器监测的数据，判断固体肥料被溶解混合的程度。当监测值达到设定值后，指令电动三通阀8连通肥液输送管三34和肥液输送管四29，进而将溶混好的肥液注入到储液罐14。

7、根据压力传感器一与压力传感器二监测的水压数据差值，判断肥液过滤器13的堵塞程度，进而根据设定的压力差阈值发布堵塞预警信息，并提示更换过滤网。

8、人机互动，可以人为控制压力开关的启闭，从而将人工与机械自动化控制相结合控制肥料研磨搅打溶混泵16的启闭。

所述的可编程逻辑控制器可采用韩国LG集团生产的LG PLC，交流接触器可采用施耐德Lc1d09，直流调速器可采用深圳杰美康AQMD3610S，变频器可采用台湾台达VFD022M23B，中间继电器可采用施耐德RXM2LB2P7，电磁阀可采用伯尔梅特210-2w-ncm，电动三通阀可采用美通DQFB-315，压力开关可采用丹佛斯SH-SNS-103。

所述的称重传感器可采用烟台五峰KH816A，压力传感器可采用西门子7MF1567-3CG00-1AA1，液体流量传感器一可采用深圳中江电机四肥料YF-403，液体流量传感器二可采用深圳美控LDG-MK，液位传感器可采用安徽华控HK_211，旋转编码器可采用欧姆龙E6C2-CWZ5B 360P/R，转速传感器可采用欧姆龙SN04-N，固体悬浮物浓度传感器可采用上海沃德Ms8000se。

所述的电机一(旋转载物台电机)可采用东力减速电机YSJ750-4p，电机二(负压吸肥电机)可采用伊顿2GH-810，电机三(电动排肥器电机)可采用东方电机ASLOG-JGB37-520，电机四(肥料溶混搅磨泵电机)可采用东力YSJ750-4p，给水泵可采用上海凯泉KQH-100-11。所述的灌溉水过滤器、肥液过滤器等均可采用当前市售的普通型号产品。本发明中所使用部件如无特殊说明结构构成，均可市购得到。

Claims (1)

1.一种肥料精确定量智能搅磨循环溶混系统，其特征在于包括固体肥料精确定量上料系统、肥水循环搅磨溶混系统和精确定量智能控制系统；

所述的固体肥料精确定量上料系统，包括旋转载料台、载肥仓、输肥管、负压吸肥泵、称重箱、电动排肥器；

所述的旋转载料台，包括电机一、齿轮组、载物圆盘和仓袋支撑架；所述的齿轮组包括一个主动齿轮和一个从动齿轮；主动齿轮安装在电机一的转子上，从动齿轮安装于载物圆盘的正下方，连接在载物圆盘的中心轴上，用于带动载物圆盘旋转，主动齿轮和从动齿轮啮合连接；所述的仓袋支撑架是一个圆形框架；仓袋支撑架以载物圆盘的圆心为中心，沿载物圆盘圆周等距离均匀设置；每个仓袋支撑架由两个半圆形框架即半圆形框架一和半圆形框架二组成；半圆形框架一位于靠近载物圆盘圆心的一侧，其底部固定在载物圆盘上；半圆形框架一一侧的纵边框通过合页与半圆形框架二一侧的纵边框连接，以此将半圆形框架二可活动地固定在载物圆盘上；半圆形框架二能通过合页绕半圆形框架一一侧的纵边框转动，两半圆形框架另一侧的纵边框，通过插销、挂钩或锁具实现暂时的固定和解离，从而形成可开闭的圆形仓袋支撑架；所述的仓袋支撑架用于放置圆筒形的载肥仓或肥料包装袋；在所述的仓袋支撑架顶部和底部的圆形框上均安装有均匀分布的固定夹，用于撑开和固定包装袋；

所述的负压吸肥泵包括泵头一和电机二；在所述的泵头一的径向一侧安装进肥口，另一侧安装出气口，在出气口处安装滤网；在所述的泵头一的轴向上端安装电机二，下端安装真空储料仓，真空储料仓下端安装出肥口；

所述输肥管的进肥端可活动地插置于载肥仓或肥料包装袋内；输肥管的出肥端与负压吸肥泵的进肥口连接；

所述的称重箱安装于负压吸肥泵的出肥口的正下方，用于承接由出肥口排出的肥料并称重；称重箱的底部安装电动排肥器，用于向溶肥罐中注入固体肥料；

所述的电动排肥器，包括凹槽轮、排肥盒、电机三和端盖；所述的凹槽轮安装于排肥盒内；凹槽轮的一端与电机三的转子连接，凹槽轮的另一端与端盖连接；

所述的肥水循环搅磨溶混系统，包括肥料研磨搅打溶混泵、溶肥罐、储液罐、给水管、主输水管一、混肥分支输水管、肥液输送管一、肥液输送管二、肥液输送管三、肥液输送管四、肥液输送管五、肥液输送管六、电动三通阀、肥液过滤器、给水泵和灌溉水过滤器；

所述的肥料研磨搅打溶混泵，包括泵头二和电机四；所述的泵头二包括泵壳、研磨头、叶轮和泵轴；所述的泵壳，在其轴向一侧连接一个圆筒形的进液口一；在其径向上连接一个开口向上的圆筒形的出液口一；泵壳内安装研磨头、叶轮和泵轴；所述的研磨头和叶轮从左到右依次套接在泵轴上；泵轴的右端与电机四的转子连接；所述的研磨头是一个圆柱体斜齿轮；在研磨头圆柱体的柱体表面按照相同方向均匀分布若干条斜齿，既利于水肥通过，又能增强研磨效果；所述的叶轮为8叶片半开式叶轮，叶轮包括8个叶轮叶片和一个盖板；所述的盖板为一圆形铸铁板，8个叶轮叶片由盖板圆心向圆周方向呈辐射状排列在盖板一侧的板面上，并与盖板连为一体，起截流和导流作用；相邻两个叶轮叶片的夹角为45度；

所述的溶肥罐，其罐体为圆筒或为横截面呈圆弧形的圆筒，底部为弧形底；所述的横截面呈圆弧形的圆筒，其横截面的圆弧为四分之三圆，即圆弧的长度占同心同半径完整圆形周长的四分之三；所述的溶肥罐安装于称重箱和电动排肥器的正下方；在溶肥罐罐体上部一侧安装进液口二，在溶肥罐罐底中央安装出液口二；

所述的储液罐，其罐体为圆筒或为横截面呈圆弧形的圆筒，底部为弧形底；所述的横截面呈圆弧形的圆筒，其横截面的圆弧为四分之三圆，即圆弧的长度占同心同半径完整圆形周长的四分之三；所述的储液罐与溶肥罐并列摆放在一起；在储液罐罐体上部一侧安装进液口三，在储液罐罐底中央安装出液口三；

所述的混肥分支输水管的一端与主输水管一连接，混肥分支输水管的另一端安置于顶部开口的溶肥灌的正上方,或与溶肥罐上的进液口二连接；

所述的肥液输送管一的一端与电动三通阀连接，另一端与溶肥罐上的进液口二连接；

所述的肥液输送管二的一端与溶肥罐底部的出液口二连接，另一端与肥料研磨搅打溶混泵上的进液口一连接；

所述的肥液输送管三的一端与肥料研磨搅打溶混泵上的出液口一连接，另一端与电动三通阀连接；

所述的肥液输送管四的一端与电动三通阀连接，另一端与储液罐上的进液口三连接；

所述的肥液输送管五的一端与储液罐底部的出液口三连接，另一端与肥液过滤器的进液口四连接；

所述的肥液输送管六的一端与肥液过滤器的出液口四连接；

所述的给水泵通过给水管与灌溉水过滤器连接，所述的灌溉水过滤器与主输水管一的进水端连接；

所述的精确定量智能控制系统，包括智能控制管理台、可编程逻辑控制器、交流接触器、直流调速器、压力开关、中间继电器、电磁阀、电动三通阀、电机变频器、称重传感器、液体流量传感器、液位传感器、固体悬浮物浓度传感器、压力传感器、旋转编码器、转速传感器和肥水精确定量溶混控制处方；所述交流接触器包括交流接触器一和交流接触器二；所述的电机变频器包括电机变频器一和电机变频器二；所述的液体流量传感器包括液体流量传感器一和液体流量传感器二；所述的压力传感器包括压力传感器一和压力传感器二；所述的液位传感器包括液位传感器一和液位传感器二；

所述的可编程逻辑控制器、交流接触器、直流调速器、中间继电器均安装于智能控制管理台上；所述的可编程逻辑控制器通过信号线或无线透传模块分别与交流接触器、直流调速器、压力开关、中间继电器、电磁阀、电动三通阀、电机变频器、称重传感器、液体流量传感器、液位传感器、固体悬浮物浓度传感器、压力传感器、旋转编码器、转速传感器连接；

所述的称重传感器，安装于所述称重箱的底部，用于计量肥料的重量；

所述的液体流量传感器一安装于混肥分支输水管上，靠近混肥分支输水管的出水端，用于监测由给水泵经混肥分支输水管直接注入溶肥罐内的水量；

所述的液位传感器一和液位传感器二分别安装于溶肥罐和储液罐的底部，用于监测罐内肥液的液位；

所述的固体悬浮物浓度传感器和液体流量传感器二均安装于溶肥罐底部的出液口二处，分别用于监测固体肥料溶解的程度和肥液流量；

所述的压力传感器一安装在肥液输送管五上，位于肥液过滤器进液口四的前端；所述的压力传感器二安装在肥液输送管六上，位于肥液过滤器出液口四的后端，用于监测肥液过滤器的堵塞程度；

所述的旋转编码器安装于电机一上，用于监测电机一的转速和旋转载料台的旋转位移；

所述的转速传感器安装于电机三上，用于监测电机三的转速和电动排肥器的排肥量；

所述的交流接触器一与电机二连接，用于控制电机二的启闭，从而控制负压吸肥泵的启闭；

所述的直流调速器与电机三连接，用于控制电机三的启闭和转速，从而调节电动排肥器的排肥量；

所述交流接触器二与电机四连接，用于控制电机四的启闭，从而控制肥料研磨搅打溶混泵的启闭；

所述的压力开关安装于肥液输送管三上，靠近肥料研磨搅打溶混泵上的出液口一处；压力开关通过线路，一端与交流接触器二连接，另一端与肥料研磨搅打溶混泵的电机四连接，当溶肥罐内的肥液全部输送完毕后，压力开关自动闭合，从而使电机四关闭；

所述的电磁阀安装于混肥分支输水管上，靠近液体流量传感器一且位于液体流量传感器一的上游，并通过线路与智能控制管理台上的中间继电器连接，用于控制由给水泵经混肥分支输水管直接注入溶肥罐内的水量；

所述的电动三通阀的输水管路分别与肥液输送管一、肥液输送管三和肥液输送管四连接，所述的电动三通阀的电路与智能控制管理台连接，用于控制肥水混合液由肥料研磨搅打溶混泵上的出液口一，经肥液输送管三和肥液输送管一流入溶肥罐，或经肥液输送管三和肥液输送管四，流入储液罐；

所述的电机变频器一安装于电机一上，用于控制电机一的转速和旋转载料台的旋转位移；

所述的电机变频器二安装于给水泵上，用于控制给水泵的启闭、给水速度和给水量；

所述的肥水精确定量溶混控制处方存储在可编程逻辑控制器中，肥水精确定量溶混控制处方包括以下内容：

1)根据既定的田间水肥一体化管理规程，指令负压吸肥泵上电机二的开启时间，同时根据需肥量和称重传感器监测的肥料重量，指令调节电机二的运转时间，以实现自动精确定量上料；

2)根据负压吸肥泵上电机二的启闭状态、需肥量和称重传感器监测的肥料重量，指令调节电动排肥器上电机三的启闭时间和转速，以实现自动精确定量加料；

3)根据单位时间内称重传感器监测的肥料重量的变化，判断负压吸肥泵吸肥量是否正常，从而间接判断载肥仓或肥料包装袋内剩余肥料的数量，进而指令调节旋转载料台上电机一的启闭和运转时间，从而转动载物圆盘，将空的载肥仓或肥料包装袋从输肥管的进肥端移走，再把下一个满载的载肥仓或肥料包装袋移至输肥管的进肥端；

4)根据肥料的种类和需肥量，计算溶肥所需水量；根据电动排肥器上电机三的启闭时间，指令电磁阀的开启时间，以便及时向溶肥罐内加水；同时根据液体流量传感器一监测的数据和所需水量，指令电磁阀的关闭时间；

5)根据电磁阀的启闭时间，指令电动三通阀连通肥液输送管三和肥液输送管一，同时指令肥料研磨搅打溶混泵上电机四的开启，从而实现对溶肥罐内肥水混合物的多次循环研磨搅打和溶混；

6)根据溶肥罐底部出液口二处固体悬浮物浓度传感器监测的数据，判断固体肥料被溶解混合的程度；当监测值达到设定值后，指令电动三通阀连通肥液输送管三和肥液输送管四，进而将溶混好的肥液注入到储液罐；

7)根据压力传感器一与压力传感器二监测的水压数据差值，判断肥液过滤器的堵塞程度，进而根据设定的压力差阈值发布堵塞预警信息，并提示更换过滤网；

8)人机互动，能人为控制压力开关的启闭，从而将人工与机械自动化控制相结合控制肥料研磨搅打溶混泵的启闭。