CN107889606A - 射流注入式液体肥施肥装置、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射流注入式液体肥施肥装置、系统及方法，所述装置包括施肥器主体、连接杆、输肥管和水射流喷嘴，施肥器主体内设有混肥腔、喷肥口和液体肥入口，水射流喷嘴置于施肥器主体内，且一端插入连接杆，另一端连接混肥腔，输肥管通过液体肥入口与混肥腔相连通，喷肥口与混肥腔相连通；所述系统包括水箱、过滤器、高压水泵、单向阀、蓄能器、溢流阀、液体肥箱、肥料调节阀以及上述的射流注入式液体肥施肥装置。本发明装置结构简单，无需开沟，通过肥料本身具有的打击力就能实现水稻田的液体肥深施作业，能够有效地提高肥料利用率，减少农业面源污染，可以解决现有水田肥料深施机械需要机械开沟且结构复杂、易堵塞等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种施肥装置、系统及方法，尤其是一种射流注入式液体肥施肥装置、系统及方法，属于农业机械领域。
背景技术
化肥是重要的农业生产资料，施肥是田间管理的重要环节，在水稻生产中，合理有效的施用肥料是提高水稻单产、增加稻作收益、减少环境污染的重要措施。目前在我国水稻生产中，施肥方式仍以人工撒施为主，肥料均匀性差、养分利用率低。肥料深施可以减少肥料施用量并提高其利用率。现有的水田侧深施固体肥机具，一般采用机械开沟、气流输送排肥技术。但由于国产的固体化肥易潮解造成肥箱及排肥馆堵塞，作业连续性差。液态肥相对于固态肥具有养分利于作物吸收、施用方便等特点，且不存在潮解堵塞的问题。现有液体肥施用技术的研究多集中在滴灌施肥和叶面喷肥方面，液体肥深施主要利用锄铲开沟注入，或扎穴注入的方式，且多应用于旱田。
发明内容
本发明的第一个目的是为了解决现有水田肥料深施机械需要机械开沟且结构复杂、易堵塞等问题，提供了一种射流注入式液体肥施肥装置，该装置结构简单，无需开沟，通过肥料本身具有的打击力就能实现水稻田的液体肥深施作业，能够有效地提高肥料利用率，减少农业面源污染。
本发明的第二个目的在于提供一种射流注入式液体肥施肥系统。
本发明的第三个目的在于提供一种基于上述系统的射流注入式液体肥施肥方法。
本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：
射流注入式液体肥施肥装置，包括施肥器主体、连接杆、输肥管和水射流喷嘴，所述施肥器主体内设有混肥腔、喷肥口和液体肥入口，所述水射流喷嘴置于施肥器主体内，且一端插入连接杆，另一端连接混肥腔，所述输肥管通过液体肥入口与混肥腔相连通，所述喷肥口与混肥腔相连通。
进一步的，所述连接杆的一端通过螺纹与施肥器主体连接，另一端具有与高压管路连接的螺纹。
进一步的，所述施肥器主体内还设有第一卡槽，所述水射流喷嘴通过连接杆与施肥器主体之间的螺纹连接挤压固定在第一卡槽内。
进一步的，所述水射流喷嘴和第一卡槽的锥角相同。
进一步的，所述输肥管的一端通过螺纹与施肥器主体连接，另一端具有与肥料管路连接的圆管。
进一步的，所述圆管具有锥度。
进一步的，所述施肥器主体内还设有第二卡槽，所述输肥管在连接施肥器主体的一端具有凸台，所述凸台与第二卡槽相配合。
进一步的，所述水射流喷嘴、混肥腔和喷肥口同轴。
进一步的，所述液体肥入口设置在混肥腔的侧壁，且液体肥入口的轴线与混肥腔的轴线正交。
进一步的，所述水射流喷嘴与混肥腔之间形成具有三个通孔的圆柱形空间。
本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：
射流注入式液体肥施肥系统，包括水箱、过滤器、高压水泵、单向阀、蓄能器、溢流阀、液体肥箱、肥料调节阀以及上述的射流注入式液体肥施肥装置，所述水箱通过过滤器接入高压水泵，所述高压水泵、单向阀、蓄能器、溢流阀和连接杆通过高压管路依次连接，所述液体肥箱、肥料调节阀和输肥管通过肥料管路依次连接。
进一步的，所述溢流阀和连接杆之间接入压力表，所述肥料调节阀和输肥管之间接入流量表。
本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到：
基于上述系统的射流注入式液体肥施肥方法，所述方法包括：水箱内的水经过过滤器过滤和高压水泵增压后，依次通过单向阀、蓄能器、溢流阀和连接杆进入水射流喷嘴，由水射流喷嘴将水射入混肥腔，形成高速、高能的水流束，在混肥腔内形成负压，卷吸液体肥箱的液体肥料经液体肥入口进入混肥腔，高速、高能的水流束与液体肥料在混肥腔内混合形成肥水射流，并由喷肥口射出，将水稻田的土壤切开，同时将肥料注入到水稻根层土壤中，实现水稻田的液体肥料深施作业。
本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
1、本发明根据伯努利原理，利用连接杆将高压水引入水射流喷嘴，由水射流喷嘴射入施肥器主体内的混肥腔，形成高速、高能的水流束，在混肥腔内形成负压，卷吸液体肥料经液体肥入口进入混肥腔，液体肥料在混肥腔与高速、高能的水流束完成稀释和充能，并由喷肥口射出，将水稻田的土壤切开，同时将肥料注入到水稻根层土壤中，实现水稻田的液体肥料深施作业；此外，以液体肥料代替传统的固体肥料、有效地解决了固体肥料潮解堵塞机具的问题。
2、本发明的连接杆一端通过螺纹与施肥器主体连接，使得连接杆可以固定在施肥器主体上，同时连接杆的另一端具有与高压管路连接的螺纹，在接入高压管路后，高压管路的水可以进入连接杆，并且由于连接杆固定在施肥器主体，可以保证高压管路的水能够通过连接杆顺利进入水射流喷嘴。
3、本发明的施肥器主体内设有与水射流喷嘴匹配的卡槽，水射流喷嘴通过连接杆与施肥器主体之间的螺纹连接挤压固定在该卡槽内，使水射流喷嘴固定在施肥器主体内，从而使水射流喷嘴能够稳定工作。
4、本发明的输肥管一端通过螺纹与施肥器主体连接，使得输肥管可以固定在施肥器主体上，另一端具有与肥料管路连接的圆管，在通过过盈配合的方式接入肥料管路后，肥料管路的液体肥料能够通过输肥管，然后经液体肥入口进入混肥腔。
5、本发明的输肥管具有卡槽，施肥器主体内也设有卡槽，通过将输肥管的卡槽与施肥器主体内的卡槽配合，可以使输肥管密封地安装在施肥器主体上，保证了输肥管的密封性。
6、本发明以肥料本身具有的动能，将水稻田的土壤切开，完成液体肥料的注入，无需开沟作业，能够减小机具作业阻力，降低能耗，同时避免了触土部件挂杂草、秸秆从而产生的伤苗。
7、本发明由于无需开沟，无触土部件，对水稻田土壤几乎不存在扰动，因此肥料释放位置能够更贴近水稻幼苗，从而减少营养供给时间，提高肥料的利用效率。
附图说明
图1是本发明实施例1的射流注入式液体肥施肥装置立体结构示意图。
图2是本发明实施例1的射流注入式液体肥施肥装置平面结构示意图。
图3是本发明实施例1的射流注入式液体肥施肥装置沿对称面的剖视图。
图4是本发明实施例1的施肥器主体的沿对称面的剖视图。
图5为本发明实施例1的水射流喷嘴结构图。
图6是本发明实施例2的射流注入式液体肥施肥系统示意图。
其中，1-施肥器主体，101-混肥腔，102-喷肥口，103-液体肥入口，104-第一卡槽，105-第二卡槽，2-连接杆，3-输肥管，4-水射流喷嘴，5-水箱，6-过滤器，7-高压水泵，8-单向阀，9-蓄能器，10-溢流阀，11-液体肥箱，12-肥料调节阀，13-压力表，14-流量表。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1～图3所示，本实施例提供了一种射流注入式液体肥施肥装置，该装置包括施肥器主体1、连接杆2、输肥管3和水射流喷嘴4。
如图1～图5所示，所述施肥器主体1内设有混肥腔101、喷肥口102和液体肥入口103，水射流喷嘴4置于施肥器主体1内，且一端插入连接杆2，另一端连接混肥腔101，高压管路的水通过连接杆2进入水射流喷嘴4，由水射流喷嘴4射入混肥腔101，形成高速、高能的水流束，输肥管3通过液体肥入口103与混肥腔101相连通，高速、高能的水流束在混肥腔内形成负压，卷吸液体肥料经液体肥入口进入混肥腔101，所述喷肥口102与混肥腔101相连通，高速、高能的水流束与液体肥在混肥腔101内混合形成肥水射流，并由喷肥口102射出。
本实施例中，连接杆2的一端通过螺纹与施肥器主体1连接，使得连接杆2可以固定在施肥器主体1上，同时连接杆2的另一端具有与高压管路连接的螺纹，在接入高压管路后，高压管路的水可以进入连接杆2，并且由于连接杆1固定在施肥器主体1，可以保证高压管路的水能够通过连接杆2顺利进入水射流喷嘴4；连接杆2两端的螺纹优选采用密封管螺纹，能够保证高压水在经过连接杆2与高压管路连接处，以及连接杆2与施肥器主体1的连接处时不会溢出。
进一步地，所述施肥器主体1内还设有第一卡槽104，水射流喷嘴4和第一卡槽104的锥角相同，水射流喷嘴4通过连接杆2与施肥器主体1之间的螺纹连接挤压固定在第一卡槽104内，使水射流喷嘴4固定在施肥器主体1内，从而使水射流喷嘴4能够稳定工作。
更进一步地，在水射流喷嘴4与第一卡槽104配合后，水射流喷嘴4、混肥腔101和喷肥口102同轴，并从上到下依次设置，液体肥入口103设置在混肥腔101的侧壁，且液体肥入口103的轴线与混肥腔101的轴线正交；水射流喷嘴4与混肥腔101连接的一端为出射端，出射端的端面与混肥腔101紧密配合，形成具有三个通孔的圆柱形空间，三个通孔均为细孔，水射流喷嘴4射入的水在圆柱形空间形成高速、高能的水流束，高速、高能的水流束在圆柱形空间内形成负压，卷吸液体肥料经液体肥入口进入混肥腔101；由于喷肥口102的位置，施肥器主体1的底部开口，使喷肥口102能够将混肥腔101内混合形成的肥水射流喷出。
本实施例中，所述输肥管3的一端通过螺纹与施肥器主体1连接，使得输肥管3可以固定在施肥器主体1上，另一端具有与肥料管路连接的圆管，该圆管具有锥度，在通过过盈配合的方式接入肥料管路后，肥料管路的液体肥料能够通过输肥管3，然后经液体肥入口进入混肥腔101。
为了保证输肥管3的密封性，施肥器主体1内还设有第二卡槽105，并且输肥管3在连接施肥器主体1的一端具有凸台，凸台与第二卡槽105相配合，使输肥管3可以密封地安装在施肥器主体1上。
实施例2：
本实施例将上述实施例1中的射流注入式液体肥施肥装置应用到射流注入式液体肥施肥系统中，如图6所示，所述系统包括水箱5、过滤器6、高压水泵7、单向阀8、蓄能器9、溢流阀10、液体肥箱11、肥料调节阀12以及上述的射流注入式液体肥施肥装置。
结合图1～图5，所述水箱5通过过滤器6接入高压水泵7，所述高压水泵7、单向阀8、蓄能器9、溢流阀10和连接杆11通过高压管路依次连接，过滤器6能够对水箱5进行过滤；高压水泵7能够对过滤器6过滤后的水进行增压；单向阀8能够在停机后，截止高压管路中的高压水反冲回高压水泵7，避免损坏高压水泵7；蓄能器9能滤除高压水泵7作业时的波动；溢流阀10能够对水压进行调节，溢流阀10和连接杆11之间还可以接入压力表13，通过压力表13可以水压进行观测。
结合图1～图5，液体肥箱11、肥料调节阀12和输肥管3通过肥料管路依次连接，其中肥料管路是从液体肥箱11伸出的软管，肥料调节阀12可以对肥量进行调节，肥料调节阀12和输肥管3之间还可以接入流量表14，通过流量表14可以对肥量进行观测。
如图1～图6所示，本实施例的射流注入式液体肥施肥系统的工作原理如下：
水箱5内的水经过过滤器6过滤和高压水泵7增压后，依次通过单向阀8、蓄能器9、溢流阀10和连接杆11进入水射流喷嘴4，由水射流喷嘴4将水射入混肥腔101，形成高速、高能的水流束，在混肥腔101内形成负压，卷吸液体肥箱11的液体肥料经液体肥入口103进入混肥腔101，高速、高能的水流束与液体肥料在混肥腔101内混合形成肥水射流，并由喷肥口102射出，射出的肥水射流将水稻田的土壤切开，同时将肥料注入到水稻根层土壤中，实现水稻田的液体肥料深施作业。
综上所述，本发明根据伯努利原理，利用连接杆将高压水引入水射流喷嘴，由水射流喷嘴射入施肥器主体内的混肥腔，形成高速、高能的水流束，在混肥腔内形成负压，卷吸液体肥料经液体肥入口进入混肥腔，液体肥料在混肥腔与高速、高能的水流束完成稀释和充能，并由喷肥口射出，将水稻田的土壤切开，同时将肥料注入到水稻根层土壤中，实现水稻田的液体肥料深施作业；此外，以液体肥料代替传统的固体肥料、有效地解决了固体肥料潮解堵塞机具的问题。
以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。
Claims (10)
1.射流注入式液体肥施肥装置，其特征在于：包括施肥器主体、连接杆、输肥管和水射流喷嘴，所述施肥器主体内设有混肥腔、喷肥口和液体肥入口，所述水射流喷嘴置于施肥器主体内，且一端插入连接杆，另一端连接混肥腔，所述输肥管通过液体肥入口与混肥腔相连通，所述喷肥口与混肥腔相连通。
2.根据权利要求1所述的射流注入式液体肥施肥装置，其特征在于：所述连接杆的一端通过螺纹与施肥器主体连接，另一端具有与高压管路连接的螺纹。
3.根据权利要求2所述的射流注入式液体肥施肥装置，其特征在于：所述施肥器主体内还设有第一卡槽，所述水射流喷嘴通过连接杆与施肥器主体之间的螺纹连接挤压固定在第一卡槽内。
4.根据权利要求1所述的射流注入式液体肥施肥装置，其特征在于：所述输肥管的一端通过螺纹与施肥器主体连接，另一端具有与肥料管路连接的圆管。
5.根据权利要求4所述的射流注入式液体肥施肥装置，其特征在于：所述施肥器主体内还设有第二卡槽，所述输肥管在连接施肥器主体的一端具有凸台，所述凸台与第二卡槽相配合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的射流注入式液体肥施肥装置，其特征在于：所述水射流喷嘴、混肥腔和喷肥口同轴。
7.根据权利要求1-5任一项所述的射流注入式液体肥施肥装置，其特征在于：所述液体肥入口设置在混肥腔的侧壁，且液体肥入口的轴线与混肥腔的轴线正交。
8.根据权利要求1-5任一项所述的射流注入式液体肥施肥装置，其特征在于：所述水射流喷嘴与混肥腔之间形成具有三个通孔的圆柱形空间。
9.射流注入式液体肥施肥系统，其特征在于：包括水箱、过滤器、高压水泵、单向阀、蓄能器、溢流阀、液体肥箱、肥料调节阀以及权利要求1-8任一项所述的射流注入式液体肥施肥装置，所述水箱通过过滤器接入高压水泵，所述高压水泵、单向阀、蓄能器、溢流阀和连接杆通过高压管路依次连接，所述液体肥箱、肥料调节阀和输肥管通过肥料管路依次连接。
10.基于权利要求9所述系统的射流注入式液体肥施肥方法，其特征在于：所述方法包括：水箱内的水经过过滤器过滤和高压水泵增压后，依次通过单向阀、蓄能器、溢流阀和连接杆进入水射流喷嘴，由水射流喷嘴将水射入混肥腔，形成高速、高能的水流束，在混肥腔内形成负压，卷吸液体肥箱的液体肥料经液体肥入口进入混肥腔，高速、高能的水流束与液体肥料在混肥腔内混合形成肥水射流，并由喷肥口射出，将水稻田的土壤切开，同时将肥料注入到水稻根层土壤中，实现水稻田的液体肥料深施作业。
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