CN107372431A - 水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统，包括进气端、空气泵、混合动力泵、进水单向阀、空气泡水体生成装置、药箱、药剂调制混合装置、净化灌溉水供给系统、加压室、分流器和滴灌毛细管路系统；本发明提供结构简单，能够促进植物根系的快速生长，特别能够适用于待净化水体的水灌溉运用，使得灌溉用水符合灌溉要求。

Description

水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统及方法

技术领域

本发明属于农作物灌溉技术领域。

背景技术

随着国内工业发展，河道内的灌溉用水也受到了污染，同时大部分受污染大河道水为富营养水体不能直接用来灌溉工作，现有的灌溉水净化往往结构庞大复杂，净化效率低，过滤过程中容易被堵塞等现象。

经过水净化的灌溉水尤其适用于滴灌系统进行高精度灌溉。滴灌是迄今为止农田灌溉最节水的灌溉技术之一。但因滴灌技术价格较高，一度被称作“昂贵技术”，滴灌技术仅用于高附加值的经济作物中。近年来，随着滴灌带的广泛应用，“昂贵技术”不再昂贵，完全可以在普通大田作物上应用，未来长期来看，随着水资源的逐步稀缺，滴灌技术将会进一步的普及。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统及方法，结构简单，能够促进植物根系的快速生长，特别能够适用于待净化水体的水灌溉运用，使得灌溉用水符合灌溉要求。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统，包括进气端、空气泵、混合动力泵、进水单向阀、空气泡水体生成装置、药箱、药剂调制混合装置、净化灌溉水供给系统、加压室、分流器和滴灌毛细管路系统；所述净化灌溉水供给系统包括源水池、预沉淀池、待净化蓄水池、AFF过滤器、灌溉净水池、第一水泵、第二水泵、第三水泵和虹吸装置；所述源水池的出水端通过第一水泵与预沉淀池的入水端连接；所述预沉淀池的出水端通过虹吸装置与待净化蓄水池的入水端连通连接；所述待净化蓄水池的出水端通过第二水泵与AFF过滤器的入水端连接；所述AFF过滤器的出水端通过第三水泵与灌溉净水池的入水端连接；所述进气端的出气端与空气泵的进气端连接，所述空气泵的出气端与混合动力泵的进气端连接；所述进水单向阀的进水端与抽水水管的出水端连接，所述抽水水管的进水端设置在净化灌溉水供给系统中，所述进水单向阀的出水端与混合动力泵的进水端连接；所述混合动力泵的气液混合出口端与空气泡水体生成装置的进口连接，所述空气泡水体生成装置的第一出口端通过压力阀与外界连通，所述空气泡水体生成装置的第二出口端与药剂调制混合装置的进水端连接，所述药剂调制装置的进药端与药箱的出药端连接；所述药剂调制装置的出水端与加压室的进水端连接，所述加压室的出水端通过分流器与滴灌毛细管路系统连接。

进一步的，所述预沉淀池的沉淀池池底为锥形漏斗状，所述沉淀池池底通过连通管与下方的沉淀物临时储存池连通，所述连通管上设置有第一水阀。

进一步的，所述虹吸装置包括虹吸管支撑台、虹吸硬水管、浮子、第一软水管和第二软水管；所述虹吸管支撑台水平架设在预沉淀池和待净化蓄水池上方，所述虹吸硬水管水平设置在虹吸管支撑台，所述虹吸硬水管的两端分别位于预沉淀池和待净化蓄水池正上方，且所述虹吸硬水管的两端分别联通连接第一软水管和第二软水管的一端；所述浮子圆盘状浮子结构，所述浮子漂浮在预沉淀池液面，所述第一软水管的另一端连接在所述浮子上，且第一软水管的虹吸取水口位于浮子底部；所述第二软水管的虹吸出水口置于待净化蓄水池液面下侧。

进一步的，还包括铜质沉球，所述铜质沉球为球状联通结构，所述铜质沉球下沉至待净化蓄水池池底，所述铜质沉球入水接头连接第二软水管的虹吸出水口，所述铜质沉球的球面设置若干出水孔。

进一步的，还包括三通接头、第二水阀和提升水泵；所述虹吸硬水管的中部连接有三通接头，所述三通接头分别连通预沉淀池、待净化蓄水池和所述提升水泵；所述提升水泵和三通接头之间的连通管上设置有第二水阀。

进一步的，所述空气泡水体生成装置内部由嵌设薄板分隔成导通的两部分，所述嵌设薄板下端与空气泡水体生成装置底部内壁连接为一体，所述嵌设薄板的上端高于空气泡水体生成装置的进水端，分别构成左侧进水部分和右侧出水部分，且左侧进水部分的空间小于或等于右侧出水部分的空间；水先进入左侧进水部分直至没过嵌设薄板上端溢入右侧出水部分，再由空气泡水体生成装置底部的出水管连接排出。

进一步的，所述加压室包括水箱、活塞、伸缩柔性皮管和空气流电磁阀，所述活塞上、下滑动设置于水箱上，所述活塞通过伸缩柔性皮管连通药剂调制装置和混合搅拌装置，所述空气流电磁阀设置于活塞运动轨迹最下端的水箱的侧壁上，所述空气流电磁阀连通水箱与外界；活塞向下加压位移时，空气流电磁阀密封，所述活塞向上抽拉位移时，空气流电磁阀打开连通外界。

灌溉水源自净化功能用于农作物灌溉的滴灌系统的工作方法：

滴灌的方法：

所述净化灌溉水供给系统内的水经过进水单向阀由混合动力泵抽进空气泡水体生成装置中；

外界空气依次由进气端、空气泵抽进混合动力泵中，气液初步混合后进入空气泡水体生成装置中；

空气和水在空气泡水体生成装置中充分加压混合后，形成微小空气气泡的气液混合体，该气液混合体的微小气泡的含量可以通过与空气泡水体生成装置连通的压力阀调节；

微小空气气泡的气液混合体进入到药剂调制装置中，与药箱中流出的药液进行混合调制，调制完成的药液进入加压室，在加压室的一定频率的加压调节下，分配加压至各种对应的滴灌毛细管路系统。

有益效果：本发明的滴灌装置实现微小空气气泡的气液混合体与药液混合成滴灌液体，从而达到滴灌液体中含有药剂和空气微小气泡(氧气)，有助于植物的根系呼吸，促进植物的发育生长。2)净化灌溉水供给系统过滤精度高，对水中悬浮物的去除率可达95％以上，对大分子有机物、病毒、细菌杂质有一定的去除作用，有利于植物生长，保障滴灌系统的长久使用。

附图说明

附图1为本发明的结构原理总示意图；

附图2为净化灌溉水供给系统整体结构第一示意图；

附图3为净化灌溉水供给系统整体结构第二示意图；

附图4为净化灌溉水供给系统的虹吸装置第一局部结构示意图；

附图5为净化灌溉水供给系统的虹吸装置第二局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1-5，水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统，包括进气端1、空气泵3、混合动力泵4、进水单向阀5、空气泡水体生成装置6、药箱8、药剂调制混合装置9、净化灌溉水供给系统g、加压室12、分流器3和滴灌毛细管路系统14；所述净化灌溉水供给系统g包括源水池g1、预沉淀池g3、待净化蓄水池g9、AFF过滤器g6、灌溉净水池g10、第一水泵g8、第二水泵g5、第三水泵g7和虹吸装置g4；所述源水池g1的出水端通过第一水泵g8与预沉淀池g3的入水端连接；所述预沉淀池g3的出水端通过虹吸装置g4与待净化蓄水池g9的入水端连通连接；所述待净化蓄水池g9的出水端通过第二水泵g5与AFF过滤器g6的入水端连接；所述AFF过滤器g6的出水端通过第三水泵g7与灌溉净水池g10的入水端连接；所述进气端1的出气端与空气泵3的进气端连接，所述空气泵3的出气端与混合动力泵4的进气端连接；所述进水单向阀5的进水端与抽水水管的出水端连接，所述抽水水管的进水端设置在净化灌溉水供给系统g中，所述进水单向阀5的出水端与混合动力泵4的进水端连接；所述混合动力泵4的气液混合出口端与空气泡水体生成装置6的进口连接，所述空气泡水体生成装置6的第一出口端通过压力阀7与外界连通，所述空气泡水体生成装置6的第二出口端与药剂调制混合装置9的进水端连接，所述药剂调制装置9的进药端与药箱8的出药端连接；所述药剂调制装置9的出水端与加压室12的进水端连接，所述加压室12的出水端通过分流器(3)与滴灌毛细管路系统14连接。

其中AFF过滤器g6为不对称纤维过滤器，其滤料为不对称纤维，在纤维束滤料基础上，增加了一个核，使其兼有纤维滤料和颗粒滤料的优点，由于滤料特殊的结构，使滤床孔隙率很快形成上大下小的梯度密度，使过滤器滤速快、截污量大、易反冲洗，通过特殊的设计，使加药、混合、絮凝、过滤等过程在一个反应器内进行，使设备能有效除去水体中悬浮有机物，降低水体COD、氨氮、亚硝酸盐等，特别适合于灌溉用水的净化处理。

所述预沉淀池g3的沉淀池池底g31为锥形漏斗状，所述沉淀池池底g31通过连通管g32与下方的沉淀物临时储存池g21连通，所述连通管g32上设置有第一水阀g20，当沉淀池池底g31的沉淀物到达一定量时，打开第一水阀g20，沉淀物在水压的作用下压入至沉淀物临时储存池g21中，沉淀物下料结束后关闭第一水阀g20。

所述虹吸装置g4包括虹吸管支撑台g24、虹吸硬水管g13、浮子g11、第一软水管g12和第二软水管g16；所述虹吸管支撑台g24水平架设在预沉淀池g3和待净化蓄水池g9上方，所述虹吸硬水管g13水平设置在虹吸管支撑台g24，所述虹吸硬水管g13的两端分别位于预沉淀池g3和待净化蓄水池g9正上方，且所述虹吸硬水管g13的两端分别联通连接第一软水管g12和第二软水管g16的一端；所述浮子11圆盘状浮子结构，所述浮子g11漂浮在预沉淀池g3液面，所述第一软水管g12的另一端连接在所述浮子g11上，且第一软水管g12的虹吸取水口位于浮子g11底部，使第一软水管g12的虹吸取水口始终吸取液面下部的水，防止吸入漂浮物，由于浮子g11为漂浮状态，也防止了第一软水管g12的虹吸取水口吸到池底的沉淀物，保证了待净化蓄水池g9中没有大件固体沉浮物，有效防止AFF过滤器g6堵塞现象发生；所述第二软水管g16的虹吸出水口置于待净化蓄水池g9液面下侧。

还包括铜质沉球g18，所述铜质沉球g18为球状联通结构，所述铜质沉球g18下沉至待净化蓄水池g9池底，所述铜质沉球g18入水接头连接第二软水管g16的虹吸出水口，所述铜质沉球g18的球面设置若干出水孔g19。

还包括三通接头g17、第二水阀g14和提升水泵g15；所述虹吸硬水管g13的中部连接有三通接头g17，所述三通接头g17分别连通预沉淀池g3、待净化蓄水池g9和所述提升水泵g15；所述提升水泵g15和三通接头g17之间的连通管上设置有第二水阀g14，提升水泵g15可同时吸取预沉淀池g3和待净化蓄水池g9中的水，使虹吸硬水管g13、第一软水管g12和第二软水管g16中的水充盈，提升水泵g15用于为虹吸装置g4初使注水，提升水泵g15为虹吸装置(g4)注水结束后，关闭第二水阀g14和提升水泵g15，使预沉淀池g3和待净化蓄水池g9之间产生虹吸连接。

所述空气泡水体生成装置6内部由嵌设薄板61分隔成导通的两部分，所述嵌设薄板61下端与空气泡水体生成装置6底部内壁连接为一体，所述嵌设薄板61的上端高于空气泡水体生成装置6的进水端，分别构成左侧进水部分和右侧出水部分，且左侧进水部分的空间小于或等于右侧出水部分的空间；水先进入左侧进水部分直至没过嵌设薄板61上端溢入右侧出水部分，再由空气泡水体生成装置6底部的出水管连接排出。

所述加压室12包括水箱120、活塞121、伸缩柔性皮管122和空气流电磁阀123，所述活塞121上、下滑动设置于水箱120上，所述活塞121通过伸缩柔性皮管122连通药剂调制装置9和混合搅拌装置10，所述空气流电磁阀123设置于活塞121运动轨迹最下端的水箱120的侧壁上，所述空气流电磁阀123连通水箱(120)与外界；活塞121向下加压位移时，空气流电磁阀123密封，所述活塞121向上抽拉位移时，空气流电磁阀123打开连通外界。

灌溉水源自净化功能用于农作物灌溉的滴灌系统的工作方法：

滴灌的方法：

所述净化灌溉水供给系统g内的水经过进水单向阀5由混合动力泵4抽进空气泡水体生成装置6中；

外界空气依次由进气端1、空气泵3抽进混合动力泵4中，气液初步混合后进入空气泡水体生成装置6中；

空气和水在空气泡水体生成装置6中充分加压混合后，形成微小空气气泡的气液混合体，该气液混合体的微小气泡的含量可以通过与空气泡水体生成装置6连通的压力阀7调节；

微小空气气泡的气液混合体进入到药剂调制装置9中，与药箱8中流出的药液进行混合调制，调制完成的药液进入加压室12，在加压室12的一定频率的加压调节下，分配加压至各种对应的滴灌毛细管路系统14。

Claims (8)

1.水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统，其特征在于：包括进气端(1)、空气泵(3)、混合动力泵(4)、进水单向阀(5)、空气泡水体生成装置(6)、药箱(8)、药剂调制混合装置(9)、净化灌溉水供给系统(g)、加压室(12)、分流器(3)和滴灌毛细管路系统(14)；

所述净化灌溉水供给系统(g)包括源水池(g1)、预沉淀池(g3)、待净化蓄水池(g9)、AFF过滤器(g6)、灌溉净水池(g10)、第一水泵(g8)、第二水泵(g5)、第三水泵(g7)和虹吸装置(g4)；所述源水池(g1)的出水端通过第一水泵(g8)与预沉淀池(g3)的入水端连接；所述预沉淀池(g3)的出水端通过虹吸装置(g4)与待净化蓄水池(g9)的入水端连通连接；所述待净化蓄水池(g9)的出水端通过第二水泵(g5)与AFF过滤器(g6)的入水端连接；所述AFF过滤器(g6)的出水端通过第三水泵(g7)与灌溉净水池(g10)的入水端连接；

所述进气端(1)的出气端与空气泵(3)的进气端连接，所述空气泵(3)的出气端与混合动力泵(4)的进气端连接；所述进水单向阀(5)的进水端与抽水水管的出水端连接，所述抽水水管的进水端设置在净化灌溉水供给系统(g)中，所述进水单向阀(5)的出水端与混合动力泵(4)的进水端连接；

所述混合动力泵(4)的气液混合出口端与空气泡水体生成装置(6)的进口连接，所述空气泡水体生成装置(6)的第一出口端通过压力阀(7)与外界连通，所述空气泡水体生成装置(6)的第二出口端与药剂调制混合装置(9)的进水端连接，所述药剂调制装置(9)的进药端与药箱(8)的出药端连接；

所述药剂调制装置(9)的出水端与加压室(12)的进水端连接，所述加压室(12)的出水端通过分流器(3)与滴灌毛细管路系统(14)连接。

2.根据权利要求1所述的水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统，其特征在于：所述预沉淀池(g3)的沉淀池池底(g31)为锥形漏斗状，所述沉淀池池底(g31)通过连通管(g32)与下方的沉淀物临时储存池(g21)连通，所述连通管(g32)上设置有第一水阀(g20)。

3.根据权利要求1所述的水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统，其特征在于：所述虹吸装置(g4)包括虹吸管支撑台(g24)、虹吸硬水管(g13)、浮子(g11)、第一软水管(g12)和第二软水管(g16)；所述虹吸管支撑台(g24)水平架设在预沉淀池(g3)和待净化蓄水池(g9)上方，所述虹吸硬水管(g13)水平设置在虹吸管支撑台(g24)，所述虹吸硬水管(g13)的两端分别位于预沉淀池(g3)和待净化蓄水池(g9)正上方，且所述虹吸硬水管(g13)的两端分别联通连接第一软水管(g12)和第二软水管(g16)的一端；所述浮子(g11)圆盘状浮子结构，所述浮子(g11)漂浮在预沉淀池(g3)液面，所述第一软水管(g12)的另一端连接在所述浮子(g11)上，且第一软水管(g12)的虹吸取水口位于浮子底部；所述第二软水管(g16)的虹吸出水口置于待净化蓄水池(g9)液面下侧。

4.根据权利要求3所述的水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统，其特征在于：还包括铜质沉球(g18)，所述铜质沉球(g18)为球状联通结构，所述铜质沉球(g18)下沉至待净化蓄水池(g9)池底，所述铜质沉球(g18)入水接头连接第二软水管(g16)的虹吸出水口，所述铜质沉球(g18)的球面设置若干出水孔(g19)。

5.根据权利要求3所述的水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统，其特征在于：还包括三通接头(g17)、第二水阀(g14)和提升水泵(g15)；所述虹吸硬水管(g13)的中部连接有三通接头(g17)，所述三通接头(g17)分别连通预沉淀池(g3)、待净化蓄水池(g9)和所述提升水泵(g15)；所述提升水泵(g15)和三通接头(g17)之间的连通管上设置有第二水阀(g14)。

6.根据权利要求1所述的水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统，其特征在于：所述空气泡水体生成装置(6)内部由嵌设薄板(61)分隔成导通的两部分，所述嵌设薄板(61)下端与空气泡水体生成装置(6)底部内壁连接为一体，所述嵌设薄板(61)的上端高于空气泡水体生成装置(6)的进水端，分别构成左侧进水部分和右侧出水部分，且左侧进水部分的空间小于或等于右侧出水部分的空间；水先进入左侧进水部分直至没过嵌设薄板(61)上端溢入右侧出水部分，再由空气泡水体生成装置(6)底部的出水管连接排出。

7.根据权利要求1所述的水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统，其特征在于：所述加压室(12)包括水箱(120)、活塞(121)、伸缩柔性皮管(122)和空气流电磁阀(123)，所述活塞(121)上、下滑动设置于水箱(120)上，所述活塞(121)通过伸缩柔性皮管(122)连通药剂调制装置(9)和混合搅拌装置(10)，所述空气流电磁阀(123)设置于活塞(121)运动轨迹最下端的水箱(120)的侧壁上，所述空气流电磁阀(123)连通水箱(120)与外界；活塞(121)向下加压位移时，空气流电磁阀(123)密封，所述活塞(121)向上抽拉位移时，空气流电磁阀(123)打开连通外界。

8.水源自净化用于农作物灌溉的滴灌系统的工作方法，其特征在于：

滴灌的方法：

所述净化灌溉水供给系统(g)内的水经过进水单向阀(5)由混合动力泵(4)抽进空气泡水体生成装置(6)中；

外界空气依次由进气端(1)、空气泵(3)抽进混合动力泵(4)中，气液初步混合后进入空气泡水体生成装置(6)中；

空气和水在空气泡水体生成装置(6)中充分加压混合后，形成微小空气气泡的气液混合体，该气液混合体的微小气泡的含量可以通过与空气泡水体生成装置(6)连通的压力阀(7)调节；

微小空气气泡的气液混合体进入到药剂调制装置(9)中，与药箱(8)中流出的药液进行混合调制，调制完成的药液进入加压室(12)，在加压室(12)的一定频率的加压调节下，分配加压至各种对应的滴灌毛细管路系统(14)。