CN108633436B - 一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，所述化肥溶解罐上设置有所述化肥储存装置，所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐及所述清水罐有水管通往所述水肥气混合罐，所述水肥气混合罐处于比温室地面高1米以上的位置，所述微纳米气泡发生装置与所述水肥气混合罐相连，所述水肥气混合罐底部有水管与所述滴灌管网连接，所述滴灌管网为地下滴灌管网，所述滴灌管网的主管为环状管，以保证所述滴灌管网各个支管的水压平衡，保证每个滴灌头出水量一致。本发明通连续不断的对温室农作物进行整个生长期间内的各种营养元素的充足及时供应。

Description

一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统

技术领域

本发明涉及农业灌溉技术领域，尤其是涉及一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统。

背景技术

水、肥、气、热是农作物在生长发育过程中不可缺少的因素，它们各自对植物生育起着特定的作用，是同等重要、不可替代的。它们之间又并非孤立，而是相互联系，相互制约的。农作物根区土壤适宜的气体含量及组分对农作物生长极为重要，根区缺氧会减弱根系的呼吸作用，影响水分和营养物质的运送，抑制农作物生长。因此，改善农作物根区土壤气体环境对农作物的生长显得至关重要。加气灌溉作为一种新型的高效灌溉技术，能够解决的根系缺氧问题，改善根区土壤环境，实现根域土壤环境的优化，为根系的有氧呼吸提供足够的氧气，促进植株生长发育，提高农作物的产量和品质，还能改良土壤，提高土地生产力，此项技术将为未来节水灌溉的发展提供可靠有力的技术支持，这对于更进一步推动节水农业技术的发展有着重要的意义。

随着滴灌技术的日臻完善和大面积推广应用，利用滴灌系统可实现一体化的向植物根区输送水、肥、药、气、热，也为作物根区土壤通气提供了新的方法。这种封闭的管网灌溉模式使得气体和水通过灌溉运送至农作物根区，以改善根部土壤水气环境，这是滴灌技术集成化发展趋势的体现。

目前温室中的滴灌水肥气一体化系统管网呈分支状，存在灌水、施肥和加气的均匀性不足等问题，由于灌溉管网铺设后在整个农作物生长期内不会改变，因此对部分农作物来说，水肥气过量，生长旺盛，另一些农作物还不足，因此生产较差；还有就是灌溉呈间断状，对农作物物来说是饥一顿饱一顿，不利于农作物的正常生长，再者灌溉水分利用率低，时间均匀性差。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，通过该系统可连续不间断的对温室农作物进行整个生长期间内的各种营养元素的充足及时供应保证了温室内农作物根区土壤有充足的水、肥、氧气，而使农作物茁壮成长，同时该系统更加节水和节能，且人员参与小，自动化程度高。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，包括水源、水泵、前过滤器、后过滤器、清水罐、化肥储存装置、化肥溶解罐、液体肥料储存装置、液体肥料稀释罐、水肥气混合罐、微纳米气泡发生装置、滴灌管网，其特征在于：用所述水泵抽取所述水源中的水进入所述前过滤器中，将水中的固体杂质进行过滤后流入所述清水罐中储存，所述清水罐有水管连接所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐，所述化肥溶解罐上设置有所述化肥储存装置，所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐及所述清水罐有水管通往所述水肥气混合罐所述化肥溶解罐通往所述水肥气混合罐的管道上设置有后过滤器，用于过滤未溶解的化肥和化肥中含的固体杂质，所述水肥气混合罐处于比温室地面高1米以上的位置，所述微纳米气泡发生装置与所述水肥气混合罐相连，所述水肥气混合罐底部有水管与所述滴灌管网连接，所述滴灌管网为地下滴灌管网，所述滴灌管网的主管为环状管，以保证所述滴灌管网各个支管的水压平衡，保证每个滴灌头出水量一致，防止滴灌管网开始部位水压高，滴灌水量大，滴灌管网末端水压低，滴灌水量小，滴灌不均匀现象的发生。

进一步的，所述前过滤器为旋流式水砂分离器和筛网式过滤器组合装置。

进一步的，所述后过滤器为筛网式过滤器。

进一步的，所述清水罐为无塔压力罐。

进一步的，所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐里面设置有搅拌装置，使化肥和液体肥料快速溶解和稀释并使溶液均匀。

进一步的，所述化肥储存装置与所述化肥溶解罐相连接的部位设置有称重式投料装置，所述液体肥料稀释罐与所述液体肥料储存装置相连接的部位设置有称重式投料装置，能够定量的加入化肥和液体肥料。

进一步的，所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐及所述清水罐内部设置有水位传感器。

进一步的，所述化肥溶解罐和所述液体肥料稀释罐及所述清水罐通往所述水肥气混合罐的水管上均装有液体计量泵，便于精确控制滴灌用水肥的精确用量。

进一步的，所述水泵、水位传感器、所述称重式投料装置和所述液体计量泵均与PLC控制柜相连接，所述PLC控制柜中的PLC控制器可设定上述装置的工作参数。

进一步的，所述化肥储存装置和所述化肥溶解罐与所述液体肥料储存装置和所述液体肥料稀释罐至少各有一个，用于溶解和稀释不同种类的肥料。

进一步的，所述滴灌管网至少有一个，当所述滴灌管网有两个或两个以上时，每种农作物有各自的滴灌管网。

进一步的，所述水肥气混合罐有多个，当所述水肥气混合罐有两个或两个以上时，能同时混合不同种类的水肥，以适应不同的农作物或不同生长阶段对不同肥料的需求，每个水肥气混合罐通过水管分支连接各个的滴灌管网，水管分支上设置有阀门，防止不同肥料同时滴灌给农作物而带来的不利影响。

本发明的一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，能够实现温室内不同农作物对水肥气的不同需求，且由于水肥气混合罐高于温室地面1米以上，在重力作用下，即可对温室内农作物进行滴灌，并能持续不断，保证了农作物的水肥气的需求，使温室内的农作物生长良好。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，由于滴灌管网为环状管，保证滴灌管网各个部位的水压平衡，防止滴灌管网开始部位水压高，滴灌水量大，滴灌管网末端水压低，滴灌水量小，滴灌不均匀现象的发生。

2、本发明一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，不同肥料配置不同储存装置和化肥溶解罐或液体肥料稀释罐的方法，能够精确控制肥料用量，完全满足不同农作物或不同生长期对不同的肥料的需求。

3、本发明一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，除抽水外，其他时候完全靠重力进行滴灌，有效的节约了能源。

4、本发明一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，可对单个温室内的农作物进行滴灌，也可对多个温室进行滴灌，适应性广泛。

5、本发明一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，通过对PLC控柜的调整，可实现对农作物的单一水、水气、单一水肥、复合水肥、水肥气多种状态的滴灌，以符合农作物的生长需求。

6、本发明一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，在整个农作物生长周期内，只需要对PLC控制柜进行一次设定，即可实现农作物的自动灌溉、施肥、加气。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的地下滴灌管网示意图。

图3位本发明的控制系统连接示意图。

图4为本发明的另一种结构示意图。

图中，水源1，水泵2，前过滤器3，清水罐4，化肥储存装置5，化肥溶解罐6，液体肥料储存装置7，液体肥料稀释罐8，水肥气混合罐9，纳米气泡发生装置10，滴灌管网11，主管11a，支管11b，滴灌头11c，称重式投料装置12，液体计量泵13，后过滤器14。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

在温室中的农作物只有一种，本发明的应用为：

如图1和图2所示，一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，包括水源1、水泵2、前过滤器3，清水罐4、化肥储存装置5、化肥溶解罐6、液体肥料储存装置7、液体肥料稀释罐8、水肥气混合罐9、微纳米气泡发生装置10、滴灌管网11、后过滤器14，其特征在于：用所述水泵2抽取所述水源1中的水进入所述前过滤器3中，所述前过滤器3为旋流式水砂分离器和筛网式过滤器组合装置，将水中的固体杂质进行过滤后流入所述清水罐中4储存，所述清水罐4为无塔压力罐，所述清水罐4有水管连接所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8，所述化肥溶解罐6上设置有所述化肥储存装置5，所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8及所述清水罐4有水管通往所述水肥气混合罐9，所述化肥溶解罐6通往所述水肥气混合罐9的管道上设置有后过滤器14，用于过滤未溶解的化肥和化肥中的固体杂质，所述后过滤器14为筛网式过滤器，所述水肥气混合罐9处于比温室地面高1米以上的位置，所述微纳米气泡发生装置10与水肥气混合罐9相连，所述水肥气混合罐9底部有水管与所述滴灌管网11连接，所述滴灌管网11为地下滴灌管网，所述滴灌管网的主管为环状管11a，以保证所述滴灌管网各个支管11b的水压平衡，保证每个滴灌头11c出水量一致，防止滴灌管网开始部位水压高，滴灌水量大，滴灌管网末端水压低，滴灌水量小，滴灌不均匀现象的发生。所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8里面设置有搅拌装置，使化肥和液体肥料快速溶解和稀释并使溶液均匀，所述化肥储存装置5与所述化肥溶解罐6相连接的部位设置有称重式投料装置12，所述液体肥料稀释罐8与所述液体肥料储存装置7相连接的部位设置有称重式投料装置12，能够定量的加入化肥和液体肥料，所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8及所述清水罐4内部设置有水位传感器，所述化肥溶解,6和所述液体肥料稀释罐8及所述清水罐4通往所述水肥气混合罐9的水管上均装有液体计量泵13，便于精确控制滴灌用水肥的精确用量。

如图3所示，所述水泵2、水位传感器、所述称重式投料装置12和所述液体计量泵13均与PLC控制柜相连接，PLC控制柜中的PLC控制器可设定上述装置的工作参数。

实施例二：

在温室中的农作物有多种，本发明的应用如下：

如图4所示，一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，包括水源1、水泵2、过滤器3，清水罐4、化肥储存装置5、化肥溶解罐6、液体肥料储存装置7、液体肥料稀释罐8、水肥气混合罐9、微纳米气泡发生装置10、滴灌管网11、后过滤器14，其特征在于：用所述水泵2抽取所述水源1中的水进入所述前过滤器3中，所述前过滤器3为旋流式水砂分离器和筛网式过滤器组合装置，将水中的固体杂质进行过滤后流入所述清水罐中4储存，所述清水罐4为无塔压力罐，所述清水罐4有水管连接所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8，所述化肥溶解罐6上设置有所述化肥储存装置5，所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8及所述清水罐4有水管通往所述水肥气混合罐9，所述化肥溶解罐6通往所述水肥气混合罐9的管道上设置有后过滤器14，用于过滤未溶解的化肥和化肥中所含的固体杂质，所述后过滤器14为筛网式过滤器，所述水肥气混合罐9处于比温室地面高1米以上的位置，所述微纳米气泡发生装置10与所述水肥气混合罐9相连，所述水肥气混合罐9底部有水管与所述滴灌管网11连接，所述滴灌管网11为地下滴灌管网，所述滴灌管网的主管为环状管11a，以保证所述滴灌管网各个支管11b的水压平衡，保证每个滴灌头11c出水量一致，防止滴灌管网开始部位水压高，滴灌水量大，滴灌管网末端水压低，滴灌水量小，滴灌不均匀现象的发生。所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8里面设置有搅拌装置，使化肥和液体肥料快速溶解和稀释并使溶液均匀，所述化肥储存装置5与所述化肥溶解罐6相连接的部位设置有称重式投料装置12，所述液体肥料稀释罐8与液体肥料储存装置7相连接的部位设置有称重式投料装置12，能够定量的加入化肥和液体肥料，所述化肥溶解罐6和所述液体肥料稀释罐8及所述清水罐4内部设置有水位传感器，所述化肥溶解罐6和液体肥料稀释罐8及所述清水罐4通往水肥气混合罐9的水管上均装有液体计量泵13，便于精确控制滴灌用水肥的精确用量。

所述水泵2、水位传感器、所述称重式投料装置12和所述液体计量泵13均与PLC控制柜相连接，PLC控制柜中的PLC控制器可设定上述装置的工作参数。

所述滴灌管网有多个，每种农作物有各自的滴灌管网。

实施例三：

根据实施二，所述化肥储存装置和化肥溶解罐与所述液体肥料储存装置和液体肥料稀释罐可有多个，用于溶解和稀释不同种类的肥料，每个化肥溶解罐通往水肥气混合罐的管道上都设置有后过滤器。

实施例四：

根据实施二，温室有3个，每个温室内只有同一种农作物，所述水肥气混合罐有3个，能同时混合不同种类的水肥，以适应不同温室内的农作物对水肥气的需求。

实施例五：

根据实施例二和例三，温室比较大，有多种农作物，且处于不同的生长期，所述所述化肥储存装置和化肥溶解罐与所述液体肥料储存装置和液体肥料稀释罐可有多个，用于溶解和稀释不同种类的肥料，所述水肥气混合罐有多个，能同时混合不同种类的水肥，以适应不同温室内的农作物对水肥气的需求。

本发明的一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，能够实现温室内不同农作物对水肥气的不同需求，且由于水肥气混合罐高于温室地面，在重力作用下，即可对温室内农作物进行滴灌，并能持续不断，保证了农作物的水肥气的需求，使温室内的农作物生长良好。

本发明的一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，1、由于滴灌管网为环状管，保证滴灌管网各个部位的水压平衡，防止滴灌管网开始部位水压高，滴灌水量大，滴灌管网末端水压低，滴灌水量小，滴灌不均匀现象的发生。不同肥料配置不同储存装置和化肥溶解罐或液体肥料稀释罐的方法，能够精确控制肥料用量，完全满足不同农作物或不同生长期对不同的肥料的需求。除抽水外，其他时候完全靠重力进行滴灌，有效的节约了能源。采用重力滴灌方式，对温室内农作物进行整个生长期内的连续不断的滴灌，避免了间断灌溉造农作物的有充足水分到缺水到有充足水分再到缺水的来回循环不利于生长的状况的发生。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，包括水源（1）、水泵（2）、前过滤器（3），清水罐（4）、化肥储存装置（5）、化肥溶解罐（6）、液体肥料储存装置（7）、液体肥料稀释罐（8）、水肥气混合罐（9）、微纳米气泡发生装置（10）、滴灌管网（11）、后过滤器（14），其特征在于：用所述水泵（2）抽取所述水源（1）中的水进入所述前过滤器（3）中，将水中的固体杂质进行过滤后流入所述清水罐（4）中储存，所述清水罐（4）有水管连接所述化肥溶解罐（6）和所述液体肥料稀释罐（8），所述化肥溶解罐（6）上设置有所述化肥储存装置（5），所述化肥溶解罐（6）和所述液体肥料稀释罐（8）及所述清水罐（4）有水管通往所述水肥气混合罐（9），所述化肥溶解罐（6）通往所述水肥气混合罐（9）的管道上设置有后过滤器（14），所述水肥气混合罐（9）处于比温室地面高1米以上的位置，所述微纳米气泡发生装置（10）与所述水肥气混合罐（9）相连，所述水肥气混合罐（9）底部有水管与所述滴灌管网（11）连接，所述滴灌管网（11）为地下滴灌管网，所述滴灌管网的主管为环状管（11a），以保证所述滴灌管网各个支管（11b）的水压平衡，保证每个滴灌头（11c）出水量一致，防止滴灌管网开始部位水压高，滴灌水量大，滴灌管网末端水压低，滴灌水量小，滴灌不均匀现象的发生；

所述化肥储存装置（5）与化肥溶解罐（6）相连接的部位设置有称重式投料装置（12），所述液体肥料储存装置（7）与液体肥料稀释罐（8）相连接的部位设置有称重式投料装置（12）；所述化肥溶解罐（6）和液体肥料稀释罐（8）及清水罐（4）内部设置有水位传感器；所述化肥溶解罐（6）和所述液体肥料稀释罐（8）及所述清水罐（4）通往所述水肥气混合罐（9）的水管上均装有液体计量泵（13）；所述水泵（2）、水位传感器、所述称重式投料装置（12）和所述液体计量泵（13）均与PLC控制柜相连接；所述化肥储存装置和化肥溶解罐与所述液体肥料储存装置和液体肥料稀释罐可有多个，用于溶解和稀释不同种类的肥料，所述水肥气混合罐有多个，能同时混合不同种类的水肥，以适应不同温室内的农作物对水肥气的需求。

2.如权利要求1所述的一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，其特征在于：所述化肥溶解罐（6）和液体肥料稀释罐（8）里面设置有搅拌装置。

3.如权利要求1所述的一种用于温室地下滴灌的水肥气一体化系统，其特征在于：所述滴灌管网（11）至少有一个。

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