CN106942028B - 一种植物培育浇灌控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物培育浇灌控制方法，其特征在于，将喷头对应区域内的植物按照需水量从大到小的规律从内到远围绕喷头环形布置，在喷头上设置从下到上的多层喷水孔，并控制各层喷水孔按照从下到上的时间间隔依次出水实现对喷头周围植物的灌溉。本发明具有能够方便实现定时定点的植物浇灌，同时具有实施简单，成本低廉，方便不同需水量植物区别灌溉且便于管理控制，自动化程度高，浇水质量好等优点。

Description

一种植物培育浇灌控制方法

技术领域

本发明涉及农业植物培育领域，尤其涉及一种植物培育浇灌控制方法。

背景技术

在现在园林工程，花卉种植以及农业研究等领域中，均会涉及植物培育应用的过程。植物培育时，常常需要采用温室大棚进行保温调节，采用浇灌系统定时浇灌以及施药等培育手段。其中灌溉工作关系到培育植物的培育效果，在充分灌溉的前提下还应当做好节水措施。同时，植物培育的过程中，不同种类的植物，对水的需求量完全不同。比如植物园中用于观赏的热带植物、温带植物以及寒带植物对浇水的需求量就差别非常大，但限于条件，又常常需要在一个温室大棚中进行集中浇灌；如何更好地调节分配对不同需水量植物的浇灌处理，成为有待考虑解决的问题。

专利号CN205658104U的中国发明专利公开了一种农业温室用移动软管喷灌装置，运行台车安装在运行导轨上，运行导轨上一端设置有台车牵引装置，运行台车底部通过连接点与软管连接，连接管道一端与溶药装置连接，连接管道另一端与软管连接，软管与喷灌支管连接，喷头安装在喷灌支管上。该发明不仅可以减少软管道和微喷头的数量，降低设备成本，更重要的是能够通台车牵引移动，改变所处区域位置，这样可以将不同需水量的植物分区域布置，通过控制台车在各区域停留时间，控制各区域的浇灌水量。但现有的浇灌系统为了节省成本，方便管理以及更好地保证实现定时定点浇水，一般均是将浇灌系统固定设置。该发明需要设置移动设备，存在成本较高，且管理不便，不利于实现定时定点浇灌的缺陷。

另外，还存在将不同需水量的植物布置在不同区域，各区域的浇灌喷头安装一个电磁开关阀，通过控制开关阀开启时间来控制浇水时间的方式，但这种方式需要多个电磁开关阀，仍然存在成本较高，管理不便，不利于控制水压恒定以保证浇水质量等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：怎样提供一种实施简单，成本低廉，方便不同需水量植物区别灌溉且便于管理控制，自动化程度高，浇水质量好的植物培育浇灌控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案。

一种植物培育浇灌控制方法，其特征在于，将喷头对应区域内的植物按照需水量从大到小的规律从内到远围绕喷头环形布置，在喷头上设置从下到上的多层喷水孔，并控制各层喷水孔按照从下到上的时间间隔依次出水实现对喷头周围植物的灌溉。

这样方便实现对不同需水量植物区别灌溉控制。

进一步地，可以先将植物按照需水量差异范围较大的规则，划分到不同区域中（例如先按照植物气候带不同划分布置到不同区域，然后各区域内又单独按照植物品种的不同或者生长阶段的不同距离喷头远近布置），每个区域中再设置一个喷头进行浇水，并将该区域内植物再次按照需水量从大到小的规律从内到远围绕喷头环形布置，每个区域对应的喷头单独安装在一个支路水管上，各支路水管并联到一个和水源相连的主路水管上，主路水管内设置活塞块，浇灌启动时通过控制主路水管内进水推动活塞块向前滑动的方式，控制各支路水管按照时间顺序依次连通出水，使得各区域对应的支路水管按照该区域植物需水量情况由大到小的顺序依次先后接通，进行浇灌。

这样，各区域的整体浇水量可以控制不同，同时各区域内又可以按照距离喷头远近控制浇水量的不同。更好地实现对需水量差别较细的各植物的对应浇水量控制，更好地提高浇水效果。在各区域控制时，采用靠水流推动活塞块滑动的方式实现对各支路水管的依次接通，依靠对水流推力的调控，即可实现对各支路水管出水时间的有效控制，进而使得各区域植物，获得对照自身需水量匹配的浇水时间。实施简单，成本低廉，提高浇水质量。进一步地，浇灌结束时，依靠弹簧推动活塞块复位并使得各支路水管按照接通的反向顺序依次先后断开通水。更好地实现不同区域浇水时间的区别控制。

作为优化，本发明方法采用以下的浇灌系统实现，所述浇灌系统包括储水容器、喷头、水泵和水管系统，水管系统进水端位于储水容器内，水管系统出水端设置喷头，水泵设置于水管系统中；所述喷头包括一个竖直向上设置的筒体，筒体上端封闭设置，筒体下端为和水管系统连通的入口，筒体上沿高度方向间隔设置有环形分布的多层喷水孔，筒体内部可竖向滑动地配合设置有喷头活塞，还设置有活塞复位弹簧，活塞复位弹簧处于自然状态时位于最下层喷水孔下方，喷头活塞受力向上运动可以改变活塞复位弹簧状态并使得喷头活塞运动至最上层喷水孔上方；

水管系统包括主路水管和与主路水管依次连通设置的多支支路水管，各支路水管末端设置喷头并分布于不同区域内；主路水管一端为位于储水容器内的进水端，水泵安装于主路水管上靠近进水端位置，主路水管上还设置有用于控制水流依次流入各支路水管的支路水管出水控制机构。

这样，采用该浇灌系统方便管理控制且成本较低。其中，更靠近主路水管起始端位置的支路管道连接到需水量更大的区域，逐渐远离主路水管起始端位置的支路管道连接到需水量逐渐降低的区域。浇灌时依靠支路水管出水控制机构控制各支路依次出水，即可使得需水量较大的区域浇灌时间更久，使得各支路水管所对应区域植物获得对应的浇灌水量。同时浇灌时水泵泵水提供水压，使得各支路水管水流到达喷头后，将喷头活塞向上推动，控制喷水孔由下到上逐渐出水，这样使得最靠近喷头的内次的植物浇水最多，最远的植物浇水最少，使得浇水量能够更好地和植物需水情况匹配。故方便了不同需水植物的浇水灌溉管理，提高浇水质量。

作为优化，各层喷水孔外端口直径由下到上逐渐缩小。这样，喷头活塞向上运动使得喷水口从下到上逐层打开后，上方的喷水孔外端口直径变小，可以提高出水流速，使得上端的喷水孔喷射出水的范围更远，更利于浇灌到远处的植物。

作为优化，位于上方层次的喷水孔为内端口直径较大的喇叭形。这样，可以更好地依靠结构自身提高上方层次喷水孔出水流速，提高其浇灌范围。

进一步地，各层喇叭形喷水孔的母线的倾斜度从下到上逐渐增大。这样，能够更好地提高喷射出水从近到远逐渐外扩的均匀性，利于植物布置，提高浇水效果。

作为优化，活塞复位弹簧为伸缩弹簧且固定连接在喷头活塞和筒体内腔上端之间。这样，可以避免弹簧长期浸泡于水中遭受侵蚀损坏，延长装置使用寿命。

作为优化，筒体内侧壁上端还设置有向外连通的泄气孔。这样，可以更好地利于喷头活塞向上运动到筒体内腔最上方。

进一步地，泄气孔下表面为外侧向下倾斜设置。这样可以更好地避免雨水灰尘等进入泄气孔，更好地保证泄气孔畅通。

作为优化，支路水管出水控制机构包括位于主路水管上的一段直管状的控制段，支路水管起始端间隔设置在主路水管的控制段上，控制段内腔起始位置设置有活塞块，控制段内还设置有伸缩弹簧，伸缩弹簧一端固定于控制段末端，另一端和活塞块相连。

这样，水泵启动泵水后，水流进入控制段，依靠推动活塞块向前移动，使得各支路水管依次接通，实现了对各支路水管依次出水的自动化控制，具有结构简单，成本低廉的优点。实施时，还可以进一步通过对水泵功率的控制，使得水泵功率依次增大，以调节活塞块在控制段中的推动速度，使得各支路水管获得特定时长的浇水时间，更好地实现对各区域所需水量的控制，提高浇水质量；伸缩弹簧实现浇灌完毕后活塞块的自动复位。同时，所述水泵还可以进一步安装有能够控制水泵功率逐渐变大的控制器。以更加方便实现对水泵功率自动增大的调节控制。

作为优化，主路水管上水泵一侧还连通设置有旁通管道，旁通管道内径小于主路水管内径。 这样，由于旁通管道内径小于主路水管内径，使得水泵泵水时不会造成过大影响，当泵水浇灌完毕在水泵关闭或者降低功率的过程中，活塞块能够依靠伸缩弹簧的弹力逐渐复位，进而依靠活塞块推动控制段内水流从旁通管道回流至储水容器，并使得各支路水管按照对应区域植物需水量从小到大顺序依次断水，更好地实现浇灌控制；也避免水泵和回流之间相互干涉影响。

作为优化，各支路水管上靠近控制段位置还安装有支路止回阀。这样，在活塞块复位过程中，当经过对应的支路水管后，该支路水管水压断绝，可以靠支路止回阀控制避免支路水管中的水回流，避免回流水对活塞块运动控制造成影响，同时也使得支路水管中保持处于充满水的状态，下次浇灌时一旦支路水管接通后即可使得支路水管末端喷头立即出水实现浇灌，更好地实现对浇灌的精确控制。

作为优化，所述控制段末端还连通设置有回水管道，回水管道连接回控制段起始端，回水管道内径小于控制段内径，回水管道上设置有用于控制水流往控制段起始端方向单向回流的回流单向阀；回流单向阀面向控制段末端一侧的回水管道上还连通设置有和大气连通的进气管道，进气管道上设置有用于控制单向进气的进气单向阀。

这样，在活塞块往前推动的过程中，活塞块前方的水气能够依靠回水管道回流，不影响活塞块的运动；活塞块后退复位的过程中，能够依靠进气管道进气补充活塞复位后的空腔，使得活塞复位不受压力变化的影响；即可使得对活塞的控制过程更加精确，提高浇水控制精确性。实施时，回流单向阀和进气管道均设置于回水管道靠近控制段末端位置，这样可以最大程度减少活塞块复位时进气管道的进气量，避免进气管道进气量过大带来的不利影响。

作为优化，水泵还安装有定时器。这样，方便实现定时浇灌。

作为优化，所述储水容器为储水箱，储水箱内还设置有加药箱，加药箱上端设置有加药口，加药箱底部设置有滤网段。

这样，方便通过加药箱加药并过滤，促进植物生长。

作为优化，加药箱上端设置有挂钩并靠挂钩挂接在储水箱上端开口上。可以方便加药箱取放。

综上所述，本发明具有能够方便实现定时定点的植物浇灌，同时实施控制简单，成本低廉，方便不同需水量植物区别灌溉且便于管理控制，自动化程度高，浇水质量好等优点。

附图说明

图1为本发明采用的浇灌系统的结构示意简图。

图2为图1中单独喷头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例：

一种植物培育浇灌控制方法，其特点在于，将喷头对应区域内的植物按照需水量从大到小的规律从内到远围绕喷头环形布置，在喷头上设置从下到上的多层喷水孔，并控制各层喷水孔按照从下到上的时间间隔依次出水实现对喷头周围植物的灌溉。这样方便实现对不同需水量植物区别灌溉控制。

具体地说本方法中，是先将植物按照需水量差异范围较大的规则，划分到不同区域中（例如先按照植物气候带不同划分布置到不同区域，然后各区域内又单独按照植物品种的不同或者生长阶段的不同距离喷头远近布置），每个区域中再设置一个喷头进行浇水，并将该区域内植物再次按照需水量从大到小的规律从内到远围绕喷头环形布置，每个区域对应的喷头单独安装在一个支路水管上，各支路水管并联到一个和水源相连的主路水管上，主路水管内设置活塞块，浇灌启动时通过控制主路水管内进水推动活塞块向前滑动的方式，控制各支路水管按照时间顺序依次连通出水，使得各区域对应的支路水管按照该区域植物需水量情况由大到小的顺序依次先后接通，进行浇灌。

这样，各区域的整体浇水量可以控制不同，同时各区域内又可以按照距离喷头远近控制浇水量的不同。更好地实现对需水量差别较细的各植物的对应浇水量控制，更好地提高浇水效果。在各区域控制时，采用靠水流推动活塞块滑动的方式实现对各支路水管的依次接通，依靠对水流推力的调控，即可实现对各支路水管出水时间的有效控制，进而使得各区域植物，获得对照自身需水量匹配的浇水时间。实施简单，成本低廉，提高浇水质量。进一步地，浇灌结束时，依靠弹簧推动活塞块复位并使得各支路水管按照接通的反向顺序依次先后断开通水。更好地实现不同区域浇水时间的区别控制。

本方法在本实施例中具体采用如图1-2所示浇灌系统实现，该浇灌系统，包括储水容器1、喷头2、水泵3和水管系统，水管系统进水端位于储水容器1内，水管系统出水端设置喷头，水泵3设置于水管系统中；其中所述喷头2包括一个竖直向上设置的筒体21，筒体21上端封闭设置，筒体21下端为和水管系统连通的入口，筒体21上沿高度方向间隔设置有环形分布的多层喷水孔22，筒体21内部可竖向滑动地配合设置有喷头活塞23，还设置有活塞复位弹簧24，活塞复位弹簧24处于自然状态时位于最下层喷水孔下方，喷头活塞23受力向上运动可以改变活塞复位弹簧状态并使得喷头活塞运动至最上层喷水孔上方。

这样，上述装置使用时固定安装使用，方便管理控制且成本较低。其中喷头安装于植物所在区域内，并将区域内植物按照浇灌需水量从大到小的规律从内到远围绕喷头环形布置。这样浇灌时水泵泵水提供水压，使得水流到达喷头后，将喷头活塞向上推动，控制喷水孔由下到上逐渐出水，这样使得最靠近喷头的内次的植物浇水最多，最远的植物浇水最少，使得浇水量能够更好地和植物需水情况匹配。故方便了不同需水植物的浇水灌溉管理，提高浇水质量。

其中，各层喷水孔22外端口直径由下到上逐渐缩小。这样，喷头活塞向上运动使得喷水口从下到上逐层打开后，上方的喷水孔外端口直径变小，可以提高出水流速，使得上端的喷水孔喷射出水的范围更远，更利于浇灌到远处的植物。

其中，位于上方层次的喷水孔22为内端口直径较大的喇叭形。这样，可以更好地依靠结构自身提高上方层次喷水孔出水流速，提高其浇灌范围。

其中，各层喇叭形喷水孔22的母线的倾斜度从下到上逐渐增大。这样，能够更好地提高喷射出水从近到远逐渐外扩的均匀性，利于植物布置，提高浇水效果。

其中，活塞复位弹簧24为伸缩弹簧且固定连接在喷头活塞和筒体内腔上端之间。这样，可以避免弹簧长期浸泡于水中遭受侵蚀损坏，延长装置使用寿命。

其中，筒体内侧壁上端还设置有向外连通的泄气孔25。这样，可以更好地利于喷头活塞向上运动到筒体内腔最上方。

其中，泄气孔25下表面为外侧向下倾斜设置。这样可以更好地避免雨水灰尘等进入泄气孔，更好地保证泄气孔畅通。

其中，水管系统包括主路水管4和与主路水管4依次连通设置的多支支路水管5，各支路水管5末端设置所述喷头2并分布于不同区域内；主路水管4一端为位于储水容器内的进水端，水泵3安装于主路水管4上靠近进水端位置，主路水管4上还设置有用于控制水流依次流入各支路水管5的支路水管出水控制机构。

本实施方式中，先将植物按照需水量差异范围较大规则，划分到不同区域中（例如先按照植物气候带不同划分布置到不同区域，然后各区域内又单独按照植物品种的不同或者生长阶段的不同距离喷头远近布置），更靠近主路水管起始端位置的支路管道连接到需水量更大的区域，逐渐远离主路水管起始端位置的支路管道连接到需水量逐渐降低的区域。浇灌时依靠支路水管出水控制机构控制各支路依次出水，即可使得需水量较大的区域浇灌时间更久，使得各支路水管所对应区域植物获得对应的浇灌水量。

其中，支路水管出水控制机构包括位于主路水管上的一段直管状的控制段6，支路水管5起始端间隔设置在主路水管的控制段6上，控制段内腔起始位置设置有活塞块7，控制段内还设置有伸缩弹簧8，伸缩弹簧8一端固定于控制段末端，另一端和活塞块7相连。

这样，水泵启动泵水后，水流进入控制段，依靠推动活塞块向前移动，使得各支路水管依次接通，实现了对各支路水管依次出水的自动化控制，具有结构简单，成本低廉的优点。实施时，还可以进一步通过对水泵功率的控制，使得水泵功率依次增大，以调节活塞块在控制段中的推动速度，使得各支路水管获得特定时长的浇水时间，更好地实现对各区域所需水量的控制，提高浇水质量；伸缩弹簧实现浇灌完毕后活塞块的自动复位。同时，所述水泵还可以进一步安装有能够控制水泵功率逐渐变大的控制器。以更加方便实现对水泵功率自动增大的调节控制。

其中，主路水管4上水泵一侧还连通设置有旁通管道9，旁通管道9内径小于主路水管4内径。 这样，由于旁通管道内径小于主路水管内径，使得水泵泵水时不会造成过大影响，当泵水浇灌完毕在水泵关闭或者降低功率的过程中，活塞块能够依靠伸缩弹簧的弹力逐渐复位，进而依靠活塞块推动控制段内水流从旁通管道回流至储水容器，并使得各支路水管按照对应区域植物需水量从小到大顺序依次断水，更好地实现浇灌控制；也避免水泵和回流之间相互干涉影响。

其中，各支路水管5上靠近控制段位置还安装有支路止回阀10。这样，在活塞块复位过程中，当经过对应的支路水管后，该支路水管水压断绝，可以靠支路止回阀控制避免支路水管中的水回流，避免回流水对活塞块运动控制造成影响，同时也使得支路水管中保持处于充满水的状态，下次浇灌时一旦支路水管接通后即可使得支路水管末端喷头立即出水实现浇灌，更好地实现对浇灌的精确控制。

其中，所述控制段末端还连通设置有回水管道11，回水管道11连接回控制段起始端，回水管道内径小于控制段内径，回水管道上设置有用于控制水流往控制段起始端方向单向回流的回流单向阀12；回流单向阀12面向控制段末端一侧的回水管道上还连通设置有和大气连通的进气管道13，进气管道13上设置有用于控制单向进气的进气单向阀14。

这样，在活塞块往前推动的过程中，活塞块前方的水气能够依靠回水管道回流，不影响活塞块的运动；活塞块后退复位的过程中，能够依靠进气管道进气补充活塞复位后的空腔，使得活塞复位不受压力变化的影响；即可使得对活塞的控制过程更加精确，提高浇水控制精确性。实施时，回流单向阀和进气管道均设置于回水管道靠近控制段末端位置，这样可以最大程度减少活塞块复位时进气管道的进气量，避免进气管道进气量过大带来的不利影响。

其中，水泵还安装有定时器15。这样，方便实现定时浇灌。

其中，所述储水容器1为储水箱，储水箱内还设置有加药箱16，加药箱16上端设置有加药口，加药箱底部设置有滤网段。

这样，方便通过加药箱加药并过滤，促进植物生长。

其中，加药箱16上端设置有挂钩并靠挂钩挂接在储水箱1上端开口上。可以方便加药箱取放。

Claims (7)

1.一种植物培育浇灌控制方法，其特征在于，将喷头对应区域内的植物按照需水量从大到小的规律从内到远围绕喷头环形布置，在喷头上设置从下到上的多层喷水孔，并控制各层喷水孔按照从下到上的时间间隔依次出水实现对喷头周围植物的灌溉；具体浇灌控制方法为：先将植物按照需水量差异范围较大的规则，划分到不同区域中，每个区域中再设置一个喷头进行浇水，并将该区域内植物再次按照需水量从大到小的规律从内到远围绕喷头环形布置，每个区域对应的喷头单独安装在一个支路水管上，各支路水管并联到一个和水源相连的主路水管上，主路水管内设置活塞块，浇灌启动时通过控制主路水管内进水推动活塞块向前滑动的方式，控制各支路水管按照时间顺序依次连通出水，使得各区域对应的支路水管按照该区域植物需水量情况由大到小的顺序依次先后接通，进行浇灌；

以上浇灌控制方法采用以下的浇灌系统实现，所述浇灌系统包括储水容器、喷头、水泵和水管系统，水管系统进水端位于储水容器内，水管系统出水端设置喷头，水泵设置于水管系统中；所述喷头包括一个竖直向上设置的筒体，筒体上端封闭设置，筒体下端为和水管系统连通的入口，筒体上沿高度方向间隔设置有环形分布的多层喷水孔，筒体内部可竖向滑动地配合设置有喷头活塞，还设置有活塞复位弹簧，活塞复位弹簧处于自然状态时位于最下层喷水孔下方，喷头活塞受力向上运动可以改变活塞复位弹簧状态并使得喷头活塞运动至最上层喷水孔上方；

水管系统包括主路水管和与主路水管依次连通设置的多支支路水管，各支路水管末端设置喷头并分布于不同区域内；主路水管一端为位于储水容器内的进水端，水泵安装于主路水管上靠近进水端位置，主路水管上还设置有用于控制水流依次流入各支路水管的支路水管出水控制机构；

支路水管出水控制机构包括位于主路水管上的一段直管状的控制段，支路水管起始端间隔设置在主路水管的控制段上，控制段内腔起始位置设置有活塞块，控制段内还设置有伸缩弹簧，伸缩弹簧一端固定于控制段末端，另一端和活塞块相连。

2.如权利要求1所述的植物培育浇灌控制方法，其特征在于，主路水管上水泵一侧还连通设置有旁通管道，旁通管道内径小于主路水管内径。

3.如权利要求1所述的植物培育浇灌控制方法，其特征在于，各支路水管上靠近控制段位置还安装有支路止回阀。

4.如权利要求2所述的植物培育浇灌控制方法，其特征在于，所述控制段末端还连通设置有回水管道，回水管道连接回控制段起始端，回水管道内径小于控制段内径，回水管道上设置有用于控制水流往控制段起始端方向单向回流的回流单向阀；单向阀面向控制段末端一侧的回水管道上还连通设置有和大气连通的进气管道，进气管道上设置有用于控制单向进气的进气单向阀。

5.如权利要求1所述的植物培育浇灌控制方法，其特征在于，水泵还安装有定时器。

6.如权利要求1所述的植物培育浇灌控制方法，其特征在于，所述储水容器为储水箱，储水箱内还设置有加药箱，加药箱上端设置有加药口，加药箱底部设置有滤网段。

7.如权利要求6所述的植物培育浇灌控制方法，其特征在于，加药箱上端设置有挂钩并靠挂钩挂接在储水箱上端开口上。

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