CN107548657A - 浮力式恒压施肥器及其应用方法 - Google Patents

Abstract

浮力式恒压施肥器及其应用方法，属于农药、液态肥料以及水厂加药设备技术领域。施肥器由密封罐体、浮板和肥袋连接构成；密闭罐体的顶板上设有进料口和排气阀门；密闭罐体的底板上设有进水管、出肥管和排水管，密闭罐体的内壁上设有若干个半圆形导杆，对称布置，浮板通过导杆可在密闭罐内上下滑动，不能转动，浮板的底面设有圆柱形凹槽，肥袋设置在浮板与密闭罐体的顶板之间，肥袋的上端通过密封法兰与进料口连接固定，肥袋的下端通过螺纹密封盖与浮板上的通孔连接固定。本发明结构新颖，工作原理清晰，由于浮力恒定，肥液是连续流动的，因此施肥均匀，零能耗，不会造成管道水头损失，对于低压滴灌施肥系统尤其适用，具有较大的实用性和社会经济效益。

Description

浮力式恒压施肥器及其应用方法

技术领域

本发明属于农药、液态肥料和水厂管道加药设备技术领域，涉及一种施肥(加药)装置及其应用方法，具体的说是涉及一种用于农业液态肥料喷滴灌系统的浮力式恒压施肥器及其应用方法。

背景技术

随着国家对农业重视度的不断增加，农业设施得到了有效的推广，农田灌溉面积日益增加，肥料、农药等的消耗量也越来越可观。施肥装置是节水灌溉配套系统中不可或缺的基本组成部分，其性能的优劣直接影响到灌溉施肥的质量和农作物产量。

传统液态肥料投加方法有两种，一是采取电动泵在总管上进行投加，另一种是利用喷滴灌系统自身水压差注入。电动泵投加有泵吸和泵注式两种方式，适合大型农业公司同一栽培品种模式，需要电力以及一套自动控制装置调节加肥比例，装置价格高，应用方式不灵活。

差压式投加方式有真空吸入法、水力驱动活塞(隔膜)泵、自压注入法、压差加药4种形式。真空吸入法利用喉部流速增大产生的真空，将肥液均匀的吸入灌溉管道与水混合，存在的问题是对运行压力要求高，水头损失较大，倒吸现象严重，吸程有限。水力驱动加药(施肥)泵依靠灌溉管道自身水动力驱动活塞运动将药剂吸入后注入灌溉管道，由于无需电力且能部分实现加药比例调节，已成为当前差压注肥的主要形式，国外产品(德、法、美、以等)占据了我国大部分市场，缺点是价格高，启动压差大(大于3m水头)。 自压注入加药(施肥)通常结合自压灌溉使用，利用肥源与田间的自然高差完成随水施肥，方法简单、成本低廉，缺点是加药浓度不稳定、对地形要求高，主要在山区等有自压条件的地方使用。压差加药(施肥)罐通过调节闸阀，在施肥罐前后形成一定压差，部分水流经加药罐，与药剂混合后进入灌溉系统进行施肥。 压差施肥罐的主要缺点是药剂浓度随时间不断衰减，加药时间难以控制。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提出一种浮力式恒压施肥器及其应用方法，采用圆柱型密闭式罐体，罐体内设置浮板，浮板与罐体顶部之间设置加肥袋，浮板在导向杆的控制下带着软管可在罐体内上下运动，施加在加肥袋向上的浮力成为挤压肥液出袋的动力，本发明可解决上述技术中出现的不足，可达到施肥均匀、零能耗、速度可控的效果。

本发明的技术方案是：浮力式恒压施肥器，包括设置在施肥器上方的加料口以及设置在施肥器下方的来水管道；其特征在于：所述施肥器由密封罐体、浮板和肥袋连接构成；所述密闭罐体的顶板上设有进料口和排气阀门；所述密闭罐体的底板上设有进水管、出肥管和排水管，所述进水管和出肥管均与所述来水管道相连，所述进水管与来水管道之间设有进水阀门，所述出肥管与来水管道之间设有出肥控制阀门，所述排水管处设有排水阀门；所述密闭罐体的内壁上设有若干个半圆形导杆，所述浮板通过导杆在密闭罐体的内部上下移动，所述浮板的底面设有圆柱形凹槽，伸缩软管可折叠在圆柱形凹槽内，浮板的中心还设有通孔，其上设置短管，用于连接肥袋；所述肥袋设置在所述浮板与密闭罐体的顶板之间，所述肥袋的上端通过密封法兰与进料口连接固定，所述加料口设置在所述密封法兰的上方，所述加料口与密封法兰之间设有肥液添加控制阀门，所述肥袋的下端通过螺纹密封盖与所述浮板上的通孔短管连接固定，所述螺纹密封盖与出肥口之间设有伸缩软管。

所述密闭罐体为空心圆柱体结构。

所述导杆为半圆形导杆，导杆焊接固定在密闭罐体的内壁上，导杆的数量不少于2根。

所述浮板为底面带有圆柱形凹槽的圆柱体结构，浮板的侧面上设有对应导杆的半圆槽，浮板的外表面与密闭罐体内壁留有间隙。

所述肥袋上端与密闭罐体的进料口之间形成密封连接，肥袋下端与通孔之间形成密封连接。

所述伸缩软管的上端通过紧固卡箍与肥袋下端形成密封连接，伸缩软管的下端与出肥口形成密封连接。

浮力式恒压施肥器的应用方法，其特征在于，应用步骤如下：

(1)打开排水阀门放空装置，放完罐内水后关闭；

(2)打开肥液添加控制阀门，由加料口开始加肥料；

(3)加肥结束后关闭肥液添加控制阀门，此时肥袋压在浮板的上方；

(4)打开进水阀门，向密闭罐体内注水，由于浮板与密闭罐体内壁之间存在间隙，因此整个密闭罐体内将充满水；

(5)密闭罐体内充满水后，肥袋在浮板上方的水中呈悬浮状态；

(6)注水的同时浮板逐渐上升，空气由排气阀门逐步排出，浮板产生向上的浮力，浮板开始对肥袋施加向上的挤压力；

(7)打开出肥控制阀门，此时肥袋内液体测压管水头大于来水管的压强水头，肥液可以排出，挤压产生的压强水头仅需要克服出肥过程中的管道局部损失，当装置结构形式一定时，出肥流量仅和浮力大小有关，由于浮力大小恒定，因此施肥均匀；

(8)浮板的进一步上升，肥袋在不断上浮作用力挤压下，肥液被挤入来水管道，与来水混合后通过管道输送到施肥点；

(9)当浮板升至密闭罐体内部的顶壁时，肥袋内的肥液被完全排出；

(10)重复上述步骤完成下次施肥作业。

本发明的有益之处：本发明提出的浮力式恒压施肥器及其应用方法，结构新颖，工作原理清晰，当罐体内充满水及施肥过程中，罐体内任意一点的测压管水头和来水管的压强水头相等，此时，施加在加肥袋向上的浮力成为挤压肥液出袋的动力，肥液挤出的体积和进水管进水体积相等，由于浮力恒定，肥液是连续流动的，因此施肥均匀，零能耗，不会造成管道水头损失，对于低压滴灌施肥系统尤其适用，具有较大的实用性和社会经济效益。

附图说明

图1 为本发明纵剖面结构示意图。

图2 为本发明浮板在密闭罐体内的俯视图。

图中：加料口1、肥液添加控制阀门2、密封法兰3、肥袋4、导杆5、密闭罐体6、浮板7、密封垫圈8、螺纹密封盖9、伸缩软管10、紧固卡箍11、进水阀门12、出肥控制阀门13、排水阀门14、来水管道15、排气阀门16。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-2所示，浮力式恒压施肥器，包括设置在施肥器上方的加料口1以及设置在施肥器下方的来水管道15；施肥器由密封罐体6、浮板7和肥袋4连接构成；密闭罐体6的顶板上设有进料口和排气阀门16；密闭罐体6的底板上设有进水管、出肥管和排水管，进水管和出肥管均与来水管道15相连，进水管与来水管道15之间设有进水阀门12，出肥管与来水管道15之间设有出肥控制阀门13，排水管处设有排水阀门14；密闭罐体6的内壁上设有若干个半圆形导杆5，浮板7通过导杆5在密闭罐体6的内部上下移动，不能转动；浮板7的底面设有圆柱形凹槽，伸缩软管10可折叠在圆柱形凹槽内，浮板7的中心还设有通孔；肥袋4设置在浮板7与密闭罐体6的顶板之间，肥袋4的上端通过密封法兰3与进料口连接固定，加料口1设置在密封法兰3的上方，加料口1与密封法兰3之间设有肥液添加控制阀门2，肥袋4的下端通过螺纹密封盖9与浮板7上的通孔连接固定，螺纹密封盖9与出肥口之间设有伸缩软管10。

如图1-2所示，浮力式恒压施肥器，密闭罐体6为空心圆柱体结构；导杆5为半圆形导杆，导杆5焊接固定在密闭罐体6的内壁上，对称布置。浮板7为底面带有圆柱形凹槽的圆柱体结构，浮板7的侧面上设有对应导杆的凹型半圆槽，浮板7的外表面与密闭罐体6的内壁留有间隙；肥袋4上端与密闭罐体6的进料口之间形成密封连接，肥袋4下端与通孔之间形成密封连接；伸缩软管10的上端通过紧固卡箍11与肥袋4下端形成密封连接，伸缩软管10的下端与出肥管形成密封连接。

如图1-2所示，浮力式恒压施肥器的应用步骤如下：

(1)打开排水阀门14放空装置，放完罐内水后关闭；

(2)打开肥液添加控制阀门2，由加料口1开始加肥料；

(3)加肥结束后关闭肥液添加控制阀门2，此时肥袋4压在浮板7的上方；

(4)打开进水阀门12，向密闭罐体6内注水，由于浮板7与密闭罐体6内壁之间存在间隙，因此整个密闭罐体6内将充满水；

(5)密闭罐体6内充满水后，肥袋4在浮板7上方的水中呈悬浮状态；

(6)注水的同时浮板7逐渐上升，空气由排气阀门16逐步排出，浮板7产生向上的浮力，浮板7开始对肥袋4施加向上的挤压力；

(7)打开出肥控制阀门13，此时肥袋4内液体测压管水头大于来水管15的压强水头，肥液可以排出，挤压产生的压强水头仅需要克服出肥过程中的管道局部损失，当装置结构形式一定时，出肥流量仅和浮力大小有关，由于浮力大小恒定，因此施肥均匀；

(8)浮板7的进一步上升，肥袋4在不断上浮作用力挤压下，肥液被挤入来水管道15，与来水混合后通过管道输送到施肥点；

(9)当浮板7升至密闭罐体内部的顶壁时，肥袋4内的肥液被完全排出；

(10)重复上述步骤完成下次施肥作业。

浮力式恒压施肥器的应用原理如下：在没有外力作用，密闭式压力罐中充满水，且肥袋内外都与来水管道相通的情况下，肥袋几乎处于悬浮状态，密闭式压力罐内任意一点的测压管水头和来水管的压强水头相等，肥液无法排出；通过设置浮板产生向上的浮力，成为挤压肥袋的动力，此时肥袋内液体测压管水头大于来水管的压强水头，肥液可以排出，挤压产生的压强水头仅需要克服出肥过程中的管道局部损失，当装置结构形式一定时，出肥流量仅和浮力大小有关，由于浮力大小恒定，因此施肥均匀。

Claims (2)

1.浮力式恒压施肥器，包括设置在施肥器上方的加料口(1)以及设置在施肥器下方的来水管道(15)；其特征在于：所述施肥器由密封罐体(6)、浮板(7)和肥袋(4)连接构成；所述密闭罐体(6)的顶板上设有进料口和排气阀门(16)；所述密闭罐体(6)的底板上设有进水管、出肥管和排水管，所述进水管和出肥管均与所述来水管道(15)相连，所述进水管与来水管道(15)之间设有进水阀门(12)，所述出肥管与来水管道(15)之间设有出肥控制阀门(13)，所述排水管处设有排水阀门(14)；所述密闭罐体(6)的内壁上设有若干个半圆形导杆(5)，所述浮板(7)通过导杆(5)在所述密闭罐体(6)的内部上下移动，所述浮板(7)的底面设有圆柱形凹槽，浮板(7)的中心还设有通孔，通孔中设有短管；所述肥袋(4)设置在所述浮板(7)与密闭罐体(6)的顶板之间，所述肥袋(4)的上端通过密封法兰(3)与进料口连接固定，所述加料口(1)设置在所述密封法兰(3)的上方，所述加料口(1)与密封法兰(3)之间设有肥液添加控制阀门(2)，所述肥袋(4)的下端通过螺纹密封盖(9)与所述浮板(7)通孔中的短管连接固定，所述螺纹密封盖(9)与出肥管之间设有伸缩软管(10)，所述伸缩软管(10)折叠设置在圆柱形凹槽内。

2.一种如权利要求1所述的浮力式恒压施肥器的应用方法，其特征在于，应用步骤如下：

(1)打开排水阀门(14)放空装置，放完罐内水后关闭；

(2)打开肥液添加控制阀门(2)，由加料口(1)开始加肥料；

(3)加肥结束后关闭肥液添加控制阀门(2)，此时肥袋(4)压在浮板(7)的上方；

(4)打开进水阀门(12)，向密闭罐体(6)内注水，由于浮板(7)与密闭罐体(6)内壁之间存在间隙，因此整个密闭罐体(6)内将充满水；

(5)密闭罐体(6)内充满水后，肥袋(4)在浮板(7)上方的水中呈悬浮状态；

(6)注水的同时浮板(7)逐渐上升，空气由排气阀门(16)逐步排出，浮板(7)产生向上的浮力，浮板(7)开始对肥袋(4)施加向上的挤压力；

(7)打开出肥控制阀门(13)，此时肥袋(4)内液体测压管水头大于来水管(15)的压强水头，肥液可以排出，挤压产生的压强水头仅需要克服出肥过程中的管道局部损失，当装置结构形式一定时，出肥流量仅和浮力大小有关，由于浮力大小恒定，因此施肥均匀；

(8)浮板(7)的进一步上升，肥袋(4)在不断上浮作用力挤压下，肥液被挤入来水管道(15)，与来水混合后通过管道输送到施肥点；

(9)当浮板(7)升至密闭罐体内部的顶壁时，肥袋(4)内的肥液被完全排出；

(10)重复上述步骤完成下次施肥作业。