CN107006196B - 一种农用磁化水肥灌溉装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于农业植保领域，具体的说是一种农用磁化水肥灌溉装置，包括供液泵、外冷却水箱、循环水箱、循环泵、加热区、磁化区、混合箱和内冷却水箱，供液泵将灌溉水从水源抽至外冷却水箱中，灌溉水从外冷却水箱中流出并依次经过循环水箱、循环泵、加热区、磁化区、混合箱中和内冷却水箱，灌溉水在混合箱内与化肥混合形成水肥液，内冷却水箱位于外冷却水箱内部，外冷却水箱中的灌溉水对水肥液进行降温，降温后的水肥液通过出水口流出到农田中；混合箱的顶部设有用于研磨化肥的研磨器。本发明通过对化肥进行研磨，增大化肥与灌溉水的接触面积，从而提高化肥在水中的溶解速度，进而提高灌溉效率。

Description

一种农用磁化水肥灌溉装置
技术领域
本发明属于农业植保领域，具体的说是一种农用磁化水肥灌溉装置。
背景技术
随着社会生产力的不断提高，现代农业的灌溉施肥技术在我国得到快速发展，灌溉施肥已成为我国现代农业的重要组成部分。随着现代灌溉施肥技术在我国研究和应用的不断增加，对这些技术的特点、优势和适用条件的认识日益深化，形成了较为完善的技术体系，同时对这些技术在水肥高效利用等方面提出了更高要求，也提出了一些需要进一步解决的问题，底部铺设管道田间开口喷灌或者滴灌的技术，虽然有其技术进步，但很多地区因为投资成本较高、灌溉不彻底等原因，依然采用地表铺设水龙的方式进行灌溉。
而在对农作物施肥方面，传统的施肥方式是通过大型农机或人力畜力在田间播撒，其施肥的均匀程度依然不足，而且需要在田间来回运动，这种施肥方式消耗了大量的人力、物力。
针对上述施肥困难的问题，现有技术中的灌溉水肥机在灌溉的同时便可对农作物进行施肥，将农作物的灌溉与施肥很好的结合在了一起，解放了大量的劳动力以及降低了生产成本，使得灌溉水肥机深受人们的喜爱。
现有技术中申请号为2013201136175的一项中国专利公开了一种磁化水肥灌溉机，其特征在于：混合腔底部设置粉碎装置，内部设置加热管，所述加热管连接温控报警装置，所述混合腔底部设置驱动电机和旋转叶片，冷却塔与混合腔之间设置滤网，冷却塔底部设置水泵，所述水泵控制混合液进入冷凝管，所述冷凝管活动设置花洒喷头，所述冷却塔设置出水口，其底部设置磁石。该技术方案可以实现对农田的均匀灌溉施肥，但该技术方案在粉碎化肥时噪音大，且只能将大块的化肥粉碎，不能够对化肥进行进一步的研磨，使得化肥的溶解速度任然较低，不利于快速灌溉。
鉴于此，本发明提供的一种农用磁化水肥灌溉装置，相对于现有技术能够提高化肥在水中的溶解速度，从而提高灌溉效率；在将普通的灌溉水转化成磁化水肥液时，本发明可向磁化水肥液中自动添加营养液或者液体农药，避免了单独添加营养液或者喷洒农药的麻烦；同时，本发明通过对灌溉水的循环加热，使灌溉水受热均匀，加热更加合理，具有一定的节能效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：本发明提出了一种农用磁化水肥灌溉装置，相对于现有技术能够提高化肥在水中的溶解速度，从而提高灌溉效率；在将普通的灌溉水转化成磁化水肥液时，本发明可向磁化水肥液中自动添加营养液或者液体农药，避免了单独添加营养液或者喷洒农药的麻烦；同时，本发明通过对灌溉水的循环加热，使灌溉水受热均匀，加热更加合理，具有一定的节能效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种农用磁化水肥灌溉装置，包括供液泵、外冷却水箱、循环水箱、循环泵、加热区、磁化区、混合箱和内冷却水箱，所述供液泵将灌溉水从水源抽至外冷却水箱中，灌溉水通过管道从外冷却水箱流入循环水箱中，所述循环泵将循环水箱中的灌溉水抽出，灌溉水在循环泵的加压下依次流过加热区和磁化区并到达混合箱中，灌溉水分别在加热区和磁化区进行加热和磁化，经过加热和磁化后的灌溉水在混合箱中与化肥混合形成水肥液，水肥液经管道流入内冷却水箱中，内冷却水箱位于外冷却水箱内部，外冷却水箱中的灌溉水对水肥液进行降温，实现了热量的充分利用，降温后的水肥液通过出水口流出到农田中；其中，所述加热区是通过电磁加热的方式对灌溉水进行加热的；所述磁化区是通过电生磁的方式对灌溉水进行磁化的；所述混合箱的顶部设有用于研磨化肥的研磨器，将化肥进行研磨，可增大化肥与灌溉水之间的接触面积，从而提高了化肥的溶解速度，同时由于研磨后的化肥粒度较小，无需等到化肥充分溶解后才向外界排出，可显著提高灌溉效率；根据化肥在水中溶解速度的不同，可将化肥研磨成不同大小规格，能够降低研磨器的磨损及能耗。
优选的，所述混合箱的底部设有微泡发生器，微泡发生器用于增加水肥液中的含氧量，由于加热会降低灌溉水中的含氧量，因此本技术方案通过微泡发生器来增加水肥液中的含氧量，有利于植物的生长。
优选的，所述加热区与磁化区之间连接有流量控制阀、溢流阀、温度传感器和控制器，所述溢流阀位于流量控制阀的上游，溢流阀通过管道与循环水箱相连接；温度传感器用于检查灌溉水的温度，流量控制阀用于控制流向下游的灌溉水的水量，溢流阀用于将未达到设定温度的灌溉水导入到循环水箱中进行循环加热。当灌溉水的温度未达到预定温度时，流量控制阀减小流向下游的灌溉水的流量，使得流量控制阀上游的压力增大，当流量控制阀上游的压力大于溢流阀的压力时，灌溉水从溢流阀流到循环水箱中并通过循环泵和加热区进行循环加热，当灌溉水温度达到预定值时，流量控制阀增大灌溉水的流量。本技术方案将流量控制阀、溢流阀和温度传感器设置在加热区与磁化区之间可避免磁化后的灌溉水被消磁。本技术方案通过循环加热的方式，提高了灌溉水的流动性，从而使得灌溉水受热更加均匀，在一定程度上降低了能耗。
优选的，所述磁化区与混合箱之间连接有添加模块，添加模块用于向灌溉水中添加营养液或者液体农药，添加模块包括自动添加机构、流量计和控制器，所述流量计位于自动添加机构的上游，自动添加机构通过流量计检测的灌溉水的流速向灌溉水中变量的添加营养液或者液体农药。本技术方案在进行灌溉的同时可向灌溉水中自动添加营养液或者液体农药，避免了单独添加营养液或者喷洒农药的麻烦。所述流量计检测灌溉水的流速，控制器根据管道的直径以及流速计算出单位时间内灌溉水流过的水量，并根据该水量换算所需营养液或者液体农药的量，然后自动添加机构根据单位时间内流过的水量向灌溉水中添加对应体积的营养液或者液体农药，从而实现营养液或者液体农药的自动添加。
优选的，所述自动添加机构包括阀体、活塞、出液单向阀、进液单向阀、阀盖、丝杠、丝杠螺母、轴承和驱动装置，所述阀体为左右两端导通的圆柱管，灌溉水从圆柱管内流过，阀体的上部设有圆柱形凸台，凸台的中心设置有盲孔；所述活塞位于盲孔内并与凸台之间形成密封的储液室，所述储液室的底部设有与阀体连通的出液口，出液口上安装有出液单向阀，储液室的侧壁设置加液口，加液口上安装有进液单向阀，进液单向阀通过管道伸入到存有营养液或者液体农药的箱体中；所述阀盖通过螺纹旋合在凸台的上端；所述丝杠下端与活塞固连，丝杠的上端向上竖直穿过阀盖；所述丝杠螺母通过轴承安装在阀盖的上表面，丝杠螺母与丝杠配合工作；所述驱动装置用于驱动丝杠螺母转动。驱动装置包括一号带轮、二号带轮、皮带和电机，所述一号带轮安装在丝杠螺母上，所述二号带轮安装在电机上，所述皮带安装在一号带轮和二号带轮上，所述电机固定在阀盖上，电机为伺服电机。工作时，电机驱动丝杠螺母转动，丝杠螺母与丝杠向配合并使得丝杠向上或向下运动，丝杠带动活塞运动，从而实现营养液或者液体农药的添加或者排出，当活塞向上运动时，出液单向阀关闭，进液单向阀打开，此时营养液或者液体农药在压强的作用下进入储液室中，当活塞向上运动时，进液单向阀关闭，出液单向阀打开，此时，储液室中的营养液或者液体农药进入灌溉水中，从而实现了营养液或者液体农药的自动添加。本技术方案通过丝杠螺母驱动丝杠转动，有利于简化本技术方案的结构，降低实施本技方案的生产成本。进一步的，所述盲孔为非圆形孔，由于活塞与丝杠是固连的，非圆孔可防止丝杠以及活塞转动，从而保证营养液或者液体农药添加的精度以及活塞与凸块之间的密封性。进一步的，所述丝杠螺母的上表面固连有海绵，海绵上设有润滑油，海绵包覆丝杠用于清理丝杠上的灰尘以及对丝杠和丝杠螺母进行润滑。
本发明的有益效果是：本发明所述的一种农用磁化水肥灌溉装置，相对于现有技术能够提高化肥在水中的溶解速度，从而提高灌溉效率；在将普通的灌溉水转化成磁化水肥液时，本发明可向磁化水肥液中自动添加营养液或者液体农药，避免了单独添加营养液或者喷洒农药的麻烦；同时，本发明通过对灌溉水的循环加热，使灌溉水受热均匀，加热更加合理，具有一定的节能效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的自动添加机构的剖视图；
图3是图2中A-A断面图；
图中：供液泵1、外冷却水箱2、循环水箱3、循环泵4、加热区5、磁化区6、混合箱7、研磨器71、微泡发生器72、内冷却水箱8、出水口81、流量控制阀91、溢流阀92、温度传感器93、添加模块10、自动添加机构11、流量计12、阀体111、活塞112、出液单向阀113、进液单向阀114、阀盖115、丝杠116、丝杠螺母117、轴承118、驱动装置119、凸台120、储液室121、海绵122、一号带轮123、二号带轮124、皮带125、电机126。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明所述的一种农用磁化水肥灌溉装置，包括供液泵1、外冷却水箱2、循环水箱3、循环泵4、加热区5、磁化区6、混合箱7和内冷却水箱8，所述供液泵1将灌溉水从水源抽至外冷却水箱2中，灌溉水通过管道从外冷却水箱2流入循环水箱3中，所述循环泵4将循环水箱3中的灌溉水抽出，灌溉水在循环泵4的加压下依次流过加热区5和磁化区6并到达混合箱7中，灌溉水分别在加热区5和磁化区6进行加热和磁化，经过加热和磁化后的灌溉水在混合箱7中与化肥混合形成水肥液，水肥液经管道流入内冷却水箱8中，内冷却水箱8位于外冷却水箱2内部，外冷却水箱2中的灌溉水对水肥液进行降温，实现了热量的充分利用，降温后的水肥液通过出水口81流出到农田中；其中，所述加热区5是通过电磁加热的方式对灌溉水进行加热的；所述磁化区6是通过电生磁的方式对灌溉水进行磁化的；所述混合箱7的顶部设有用于研磨化肥的研磨器71，将化肥进行研磨，可增大化肥与灌溉水之间的接触面积，从而提高了化肥的溶解速度，同时由于研磨后的化肥粒度较小，无需等到化肥充分溶解后才向外界排出，可显著提高灌溉效率；根据化肥在水中溶解速度的不同，可将化肥研磨成不同大小规格，能够降低研磨器71的磨损及能耗。
作为本发明的一种实施方式，所述混合箱7的底部设有微泡发生器72，微泡发生器72用于增加水肥液中的含氧量，由于加热会降低灌溉水中的含氧量，因此本技术方案通过微泡发生器72来增加水肥液中的含氧量，有利于植物的生长。
作为本发明的一种实施方式，所述加热区5与磁化区6之间连接有流量控制阀91、溢流阀92、温度传感器93和控制器，所述溢流阀92位于流量控制阀91的上游，溢流阀92通过管道与循环水箱3相连接；温度传感器93用于检查灌溉水的温度，流量控制阀91用于控制流向下游的灌溉水的水量，溢流阀92用于将未达到设定温度的灌溉水导入到循环水箱3中进行循环加热。当灌溉水的温度未达到预定温度时，流量控制阀91减小流向下游的灌溉水的流量，使得流量控制阀91上游的压力增大，当流量控制阀91上游的压力大于溢流阀92的压力时，灌溉水从溢流阀92流到循环水箱3中并通过循环泵4和加热区5进行循环加热，当灌溉水温度达到预定值时，流量控制阀91增大灌溉水的流量。本技术方案将流量控制阀91、溢流阀92和温度传感器93设置在加热区5与磁化区6之间可避免磁化后的灌溉水被消磁。本技术方案通过循环加热的方式，提高了灌溉水的流动性，从而使得灌溉水受热更加均匀，在一定程度上降低了能耗。
作为本发明的一种实施方式，所述磁化区6与混合箱7之间连接有添加模块10，添加模块10用于向灌溉水中添加营养液或者液体农药，添加模块10包括自动添加机构11、流量计12和控制器，所述流量计12位于自动添加机构11的上游，自动添加机构11通过流量计12检测的灌溉水的流速向灌溉水中变量的添加营养液或者液体农药。本技术方案在进行灌溉的同时可向灌溉水中自动添加营养液或者液体农药，避免了单独添加营养液或者喷洒农药的麻烦。所述流量计12检测灌溉水的流速，控制器根据管道的直径以及流速计算出单位时间内灌溉水流过的水量，并根据该水量换算所需营养液或者液体农药的量，然后自动添加机构11根据单位时间内流过的水量向灌溉水中添加对应体积的营养液或者液体农药，从而实现营养液或者液体农药的自动添加。
如图2和图3所示，作为本发明的一种实施方式，所述自动添加机构11包括阀体111、活塞112、出液单向阀113、进液单向阀114、阀盖115、丝杠116、丝杠螺母117、轴承118和驱动装置119，所述阀体111为左右两端导通的圆柱管，灌溉水从圆柱管内流过，阀体111的上部设有圆柱形凸台120，凸台120的中心设置有盲孔；所述活塞112位于盲孔内并与凸台120之间形成密封的储液室121，所述储液室121的底部设有与阀体111连通的出液口，出液口上安装有出液单向阀113，储液室121的侧壁设置加液口，加液口上安装有进液单向阀114，进液单向阀114通过管道伸入到存有营养液或者液体农药的箱体中；所述阀盖115通过螺纹旋合在凸台120的上端；所述丝杠116下端与活塞112固连，丝杠116的上端向上竖直穿过阀盖115；所述丝杠螺母117通过轴承118安装在阀盖115的上表面，丝杠螺母117与丝杠116配合工作；所述驱动装置119用于驱动丝杠螺母117转动。驱动装置119包括一号带轮123、二号带轮124、皮带125和电机126，所述一号带轮123安装在丝杠螺母117上，所述二号带轮124安装在电机126上，所述皮带125安装在一号带轮123和二号带轮124上，所述电机126固定在阀盖115上，电机126为伺服电机126。工作时，电机126驱动丝杠螺母117转动，丝杠螺母117与丝杠116向配合并使得丝杠116向上或向下运动，丝杠116带动活塞112运动，从而实现营养液或者液体农药的添加或者排出，当活塞112向上运动时，出液单向阀113关闭，进液单向阀114打开，此时营养液或者液体农药在压强的作用下进入储液室121中，当活塞112向上运动时，进液单向阀114关闭，出液单向阀113打开，此时，储液室121中的营养液或者液体农药进入灌溉水中，从而实现了营养液或者液体农药的自动添加。本技术方案通过丝杠螺母117驱动丝杠116转动，有利于简化本技术方案的结构，降低实施本技方案的生产成本。进一步的，所述盲孔为非圆形孔，由于活塞112与丝杠116是固连的，非圆孔可防止丝杠116以及活塞112转动，从而保证营养液或者液体农药添加的精度以及活塞112与凸块之间的密封性。进一步的，所述丝杠螺母117的上表面固连有海绵122，海绵122上设有润滑油，海绵122包覆丝杠116用于清理丝杠116上的灰尘以及对丝杠116和丝杠螺母117进行润滑。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种农用磁化水肥灌溉装置，其特征在于：包括供液泵(1)、外冷却水箱(2)、循环水箱(3)、循环泵(4)、加热区(5)、磁化区(6)、混合箱(7)和内冷却水箱(8)，所述供液泵(1)将灌溉水从水源抽至外冷却水箱(2)中，灌溉水通过管道从外冷却水箱(2)流入循环水箱(3)中，所述循环泵(4)将循环水箱(3)中的灌溉水抽出，灌溉水在循环泵(4)的加压下依次流过加热区(5)和磁化区(6)并到达混合箱(7)中,灌溉水分别在加热区(5)和磁化区(6)进行加热和磁化，经过加热和磁化后的灌溉水在混合箱(7)中与化肥混合形成水肥液，水肥液经管道流入内冷却水箱(8)中，内冷却水箱(8)位于外冷却水箱(2)内部，外冷却水箱(2)中的灌溉水对水肥液进行降温，降温后的水肥液通过出水口(81)流出到农田中；其中，所述加热区(5)是通过电磁加热的方式对灌溉水进行加热的；所述磁化区(6)是通过电生磁的方式对灌溉水进行磁化的；所述混合箱(7)的顶部设有用于研磨化肥的研磨器(71)；
所述混合箱(7)的底部设有微泡发生器(72)，微泡发生器(72)用于增加水肥液中的含氧量；
所述加热区(5)与磁化区(6)之间连接有流量控制阀(91)、溢流阀(92)、温度传感器(93)和控制器，所述溢流阀(92)位于流量控制阀(91)的上游，溢流阀(92)通过管道与循环水箱(3)相连接；温度传感器(93)用于检查灌溉水的温度，流量控制阀(91)用于控制流向下游的灌溉水的水量，溢流阀(92)用于将未达到设定温度的灌溉水导入到循环水箱(3)中进行循环加热；
所述磁化区(6)与混合箱(7)之间连接有添加模块(10)，添加模块(10)用于向灌溉水中添加营养液或者液体农药，添加模块(10)包括自动添加机构(11)、流量计(12)和控制器，所述流量计(12)位于自动添加机构(11)的上游，自动添加机构(11)通过流量计(12)检测的灌溉水的流速向灌溉水中变量的添加营养液或者液体农药；
所述自动添加机构(11)包括阀体(111)、活塞(112)、出液单向阀(113)、进液单向阀(114)、阀盖(115)、丝杠(116)、丝杠螺母(117)、轴承(118)和驱动装置(119)，所述阀体(111)为左右两端导通的圆柱管，灌溉水从圆柱管内流过，阀体(111)的上部设有圆柱形凸台(120)，凸台(120)的中心设置有盲孔；所述活塞(112)位于盲孔内并与凸台(120)之间形成密封的储液室(121)，所述储液室(121)的底部设有与阀体(111)连通的出液口，出液口上安装有出液单向阀(113)，储液室(121)的侧壁设置加液口，加液口上安装有进液单向阀(114)，进液单向阀(114)通过管道伸入到存有营养液或者液体农药的箱体中；所述阀盖(115)通过螺纹旋合在凸台(120)的上端；所述丝杠(116)下端与活塞(112)固连，丝杠(116)的上端向上竖直穿过阀盖(115)；所述丝杠螺母(117)通过轴承(118)安装在阀盖(115)的上表面，丝杠螺母(117)与丝杠(116)配合工作；所述驱动装置(119)用于驱动丝杠螺母(117)转动。
2.根据权利要求1所述的一种农用磁化水肥灌溉装置，其特征在于：所述盲孔为非圆形孔。
3.根据权利要求1所述的一种农用磁化水肥灌溉装置，其特征在于：所述丝杠螺母(117)的上表面固连有海绵(122)，海绵(122)上设有润滑油，海绵(122)包覆丝杠(116)用于清理丝杠(116)上的灰尘以及对丝杠(116)和丝杠螺母(117)进行润滑。
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