CN110881301B - 一种太阳能驱动的移动水肥一体化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于农林业作物、植物的灌溉、施肥、施药领域，尤其涉及一种太阳能驱动的移动水肥一体化设备。包括调压控制组件、太阳能电板、水泵、过滤器、电磁阀、进水管、溶解混合装置、移动小车,混合溶解装置包括混合桶、滤网桶、连接架、加料桶、支架、肥料输送器，滤网桶位于混合桶内，并通过连接架与混合桶连接，混合桶上方设置有加料桶，混合桶通过支架与加料桶连接，加料桶下端面设置有肥料输送器，肥料输送器通过出料管与混合桶连接。能提高混合溶解效率、均匀性，提高肥料输送器输送的稳定性。

Description

一种太阳能驱动的移动水肥一体化设备
技术领域
本发明属于农林业作物、植物的灌溉、施肥、施药领域，尤其涉及一种太阳能驱动的移动水肥一体化设备。
背景技术
近年来，国家非常重视农业现代化建设。当前大田作物的水肥一体化技术多采用液体肥料或固体冲施肥。液体肥料便于施用，但是成本较高且大田作物往往需要配备体积较大的储肥桶或固体肥料溶解池。常用的水肥一体化装置包括施肥罐、文丘里施肥器、比例施肥器和施肥机等。施肥罐可以施用固体肥料，主要用于滴灌系统中，是大田水肥一体化系统中使用最为广泛的一种施肥设备，但是装置施肥均匀性较差。为提高施肥罐的施肥精度，中国专利第CN102687617B号公开了一种活塞密封式滴灌施肥罐，在施肥罐体上部设计一个活塞装置添加肥料，提高施肥罐的施肥精度。文丘里施肥器施用液体肥，装置简单，均匀性较施肥罐有显著提高，价格低廉，应用范围较广，在大田水肥一体化系统对精度要求较高的场合或者设施农业中可选择文丘里施肥器。中国专利第CN108337981A号公开了一种文丘里施肥器及施肥设备，设计了进肥口和水肥混合区，将水肥充分混合，提高水肥混合均匀性。比例施肥器采用活塞结构，施肥均匀性最高，但是装置价格较高，施肥量偏小，目前主要应用于设施农业中。中国专利第CN105265084A号公开了一种水力驱动的定比比例施肥泵，通过活塞泵送液体肥料，提高装置运行效率和稳定性。施肥机通过各种设备的优化组合，可以实现精准施肥，最具代表性的产品是以色列耐特菲姆公司生产的智能化施肥装置，采用文丘里施肥器，辅助过滤装置、电导率和PH值检测装置，实现精确施肥，但其成本昂贵、维护费用高。总体上，施肥设备和施肥方式多种多样，但大多使用液体肥料或将固体肥料先溶于水再施肥。
结合上述现状，本发明研发一种太阳能驱动的移动水肥一体化设备，结合溶解混合装置、控制系统实现精确施肥，相对于现有产品具有较好的实用价值和优势。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种太阳能驱动的移动水肥一体化设备，通过对混合溶解装置、螺旋叶片结构的设计、改进，采用新型混合溶解装置，以提高混合溶解效率、均匀性，采用改进的螺旋叶片结构设计，以提高肥料输送器输送的稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种太阳能驱动的移动水肥一体化设备，其包括调压控制组件、太阳能电板、水泵、过滤器、电磁阀、进水管、溶解混合装置、移动小车；进水管一端连接水源，另一端连接溶解混合装置，其上依次连接有过滤器、水泵、电磁阀；混合溶解装置包括混合桶、滤网桶、连接架、加料桶、进料口、支架、肥料输送器，滤网桶位于混合桶内，并通过连接架与混合桶连接，混合桶上方设置有加料桶，混合桶通过支架与加料桶连接，加料桶底部开有进料口，加料桶下端面设置有肥料输送器，肥料输送器通过出料管与混合桶连接。
进一步地，调压控制组件包括MPPT控制器、蓄电池、DC-DC转换电路、控制系统，MPPT控制器控制太阳能电板对蓄电池进行充电，DC-DC转换电路调节蓄电池输出电压经控制系统控制水泵、电磁阀和电机作业。
进一步地，所述进水管与混合桶为偏心安装，进水管轴线与混合桶轴线间距离L与滤网桶半径R1的关系为L＜R1，进水管安装位置高于滤网桶底部，进水管最低截面与滤网桶底部的距离H≤100mm。
进一步地，所述肥料输送器包括电机、螺旋叶片，螺旋叶片设于旋转轴上，螺旋叶片与旋转轴一体成型或焊接成型，螺旋叶片在电机的驱动下旋转，电机为变频电机。
进一步地，所述螺旋叶片自出料管一端向电机一端，螺旋叶片的螺距P逐渐增大，螺旋叶片的厚度T逐渐增大，螺旋叶片的径向尺寸R逐渐减小。
进一步地，所述螺旋叶片的径向外缘部表面设有诸多切割凸起。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种施用固体肥料的水肥一体化设备，采用太阳能作为动力源，设计了肥料定量添加机构，能自动均匀出肥，能降低水肥一体化技术使用成本，提高施肥均匀性。
附图说明
图1为太阳能驱动的移动水肥一体化设备装置示意图；
图2为本发明混合溶解装置结构示意图；
图3为水肥一体化系统调压控制组件原理框图；
图4为进水管安装位置的剖视图；
图5为本发明螺旋叶片结构示意图；
图6为本发明螺旋叶片外缘结构示意图。
图中：调压控制组件1、太阳能电板2、水泵3、过滤器4、电磁阀5、进水管6、溶解混合装置7、移动小车8、螺旋叶片9、电机10、进料口11、桶盖12、加料桶13、支架14、出料管15、连接架16、滤网桶17、混合桶18、肥液输送管19、肥料输送器20、MPPT控制器21、蓄电池22、DC-DC转换电路23、控制系统24、切割凸起30。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见附图1-6：一种太阳能驱动的移动水肥一体化设备，其包括调压控制组件1、太阳能电板2、水泵3、过滤器4、电磁阀5、进水管6、溶解混合装置7、移动小车8；进水管6一端连接水源，另一端连接溶解混合装置7，其上依次连接有过滤器4、水泵3、电磁阀5。过滤器4主要是过滤水源部分的大颗粒杂质，减少杂质对泵及其他设备的磨损。进水管6与混合桶18为偏心焊接安装，采用偏心安装使水在溶解混合装置7中旋转，加速肥料固体颗粒溶解，进水管6轴线与混合桶18轴线间距离L与滤网桶17半径R1的关系为L＜R1，进水管6安装位置高于滤网桶17底部，进水管6最低截面与滤网桶17底部的距离H≤100mm，上述安装尺寸可以保证水流直接冲击加入溶解混合装置7中的肥料固体颗粒。调压控制组件1包括MPPT控制器21、蓄电池22、DC-DC转换电路23、控制系统24，太阳能板2由光照产生的电量经过MPPT控制器21变换后储存在蓄电池22中，对蓄电池22进行补电，设计了DC-DC变换电路23给控制系统24、水泵3、电磁阀5和电机10供电，控制系统24控制水泵3、电磁阀5和电机10作业。
混合溶解装置7包括混合桶18、滤网桶17、连接架16、加料桶13、进料口11、支架14、肥料输送器20，滤网桶17位于混合桶18内，并通过连接架16与混合桶18连接以固定滤网桶17，混合桶18上方设置有加料桶13，混合桶18通过支架14与加料桶13连接，加料桶13底部开有进料口11，加料桶13下端面设置有肥料输送器20，肥料输送器20通过出料管15与混合桶18连接。肥料经肥料输送器20输送后经出料管15落入滤网桶17内；肥料输送器20包括电机10、螺旋叶片9，螺旋叶片9设于旋转轴上，螺旋叶片9可与旋转轴一体成型或焊接成型，螺旋叶片9在电机10的驱动下旋转，电机10为变频电机，可以调节电机的转速。
本发明的主要特征点在于：参见附图5-6，螺旋叶片9自出料管15一端向电机10一端，螺旋叶片9的螺距P逐渐增大，螺旋叶片9的厚度T逐渐增大，螺旋叶片9的径向尺寸R逐渐减小，可以有效地提高肥料输送器20输送的稳定性、均匀性。螺旋叶片9的径向外缘部表面喷涂或电镀或成型有诸多切割凸起30，切割凸起30为位于径向外缘部表面的许许多多的微粒状凸起，切割凸起30为具有尖端的圆锥状结构或具有截头的圆锥状结构，用于在输送的过程中对固体肥料进行一定的研磨和破碎。
本发明采用溶解混合装置，以提高混合溶解效率、均匀性，采用改进的螺旋叶片结构设计，以提高肥料输送器输送的稳定性。
上述实施方式是对本发明的说明，不是对本发明的限定，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种太阳能驱动的移动水肥一体化设备，其包括调压控制组件(1)、太阳能电板(2)、水泵(3)、过滤器(4)、电磁阀(5)、进水管(6)、溶解混合装置(7)、移动小车(8)；进水管(6)一端连接水源，另一端连接溶解混合装置(7)，其上依次连接有过滤器(4)、水泵(3)、电磁阀(5)；其特征在于：溶解混合 装置(7)包括混合桶(18)、滤网桶(17)、连接架(16)、加料桶(13)、进料口(11)、支架(14)、肥料输送器(20)，滤网桶(17)位于混合桶(18)内，并通过连接架(16)与混合桶(18)连接，混合桶(18)上方设置有加料桶(13)，混合桶(18)通过支架(14)与加料桶(13)连接，加料桶(13)底部开有进料口(11)，加料桶(13)下端面设置有肥料输送器(20)，肥料输送器(20)通过出料管(15)与混合桶(18)连接；
所述进水管(6)与混合桶(18)为偏心安装，进水管(6)轴线与混合桶(18)轴线间距离L与滤网桶(17)半径R1的关系为L＜R1，进水管(6)安装位置高于滤网桶(17)底部，进水管(6)最低截面与滤网桶(17)底部的距离H≤100mm；
所述肥料输送器(20)包括电机(10)、螺旋叶片(9)，螺旋叶片(9)设于旋转轴上，螺旋叶片(9)与旋转轴一体成型或焊接成型，螺旋叶片(9)在电机(10)的驱动下旋转，电机(10)为变频电机；
所述螺旋叶片(9)自出料管(15)一端向电机(10)一端，螺旋叶片(9)的螺距P逐渐增大，螺旋叶片(9)的厚度T逐渐增大，螺旋叶片(9)的径向尺寸R逐渐减小。
2.如权利要求1所述的一种太阳能驱动的移动水肥一体化设备，其特征在于：调压控制组件(1)包括MPPT控制器(21)、蓄电池(22)、DC-DC转换电路(23)和控制系统(24)，MPPT控制器(21)控制太阳能电板(2)对蓄电池(22)进行充电，DC-DC转换电路(23)调节蓄电池(22)输出电压经控制系统(24)控制水泵(3)、电磁阀(5)和电机(10)作业。
3.如权利要求1所述的一种太阳能驱动的移动水肥一体化设备，其特征在于：所述螺旋叶片(9)的径向外缘部表面设有诸多切割凸起(30)。
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