CN111357459A - 一种滴灌施肥一体化装置 - Google Patents

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袁永
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Abstract

本发明公开了一种滴灌施肥一体化装置，包括进水口、主管、干管、支管、毛细管、土壤监测系统和控制系统，其中所述进水口至干管间的主管上依次设有配肥装置和过滤装置，所述进水口与配肥装置间设有逆止阀，所述配肥装置通过管道与主管并联，所述配肥装置与过滤装置之间的主管上设有压力表，所述过滤装置与干管之间的主管上依次设有压力表、流量传感器一和进出排气阀，所述干管与支管的连接管上设有阀门、电磁阀一和压力调节器，所述配肥装置包括固体肥储罐、液体肥储罐，所述固体肥储罐连接有称量装置，所述称量装置和所述液体肥储罐连接有搅拌釜，所述搅拌釜连接有储存罐。

Description

一种滴灌施肥一体化装置
技术领域
本发明属于农业灌溉技术和农业栽培技术领域，涉及一种滴灌施肥一体化装置。
背景技术
由于作物种植施加的氮素大部分是氮肥，且易淋溶和挥发损失，使得肥料的利用效率很低。又由于有限的施肥技术和方法资料较分散，未能真正用于生产发挥作用，而造成农民在施肥上存在很大的盲目性，因此通过某些方法和途径提高化肥利用率和肥效是我国作物精准施肥方向的研究重点。
滴灌施肥主要是借助滴灌装置，利用滴灌水作为载体，将配肥装置配制的适应植物生长所需要的精准、均匀、稳定的营养液输送给植物，实现水和肥在土壤中以最优化组合状态供应作物吸收利用。一般研究过程中，滴灌肥液的浓度稳定性和均匀性控制难度较大,传统的人工配肥方式低效率、低精度、人工操作过程中的设施不足和经验主义会造成肥料的利用率低、肥液浓度均匀性差、田间任务劳动强度大、非实时性等缺点，不能满足当前农田精准实时施肥的需求。
滴灌施肥装置在美国初步应用是在上世纪70年代，80年代初使得滴灌精准施肥这一概念得到广泛的认知并投入到商业化的应用，伴随着这一概念的提出和应用，在90年代实现了实际的生产应用。20世纪80年代我国的滴灌施肥技术才进入初级发展应用阶段，相对于工业技术先进的国家而言起步较晚。但是通过多年的发展以及滴灌施肥技术的应用使滴灌施肥产业自身也有了一定的提升和发展。上世纪末，滴灌施肥技术在我国的应用从最初的灌溉向着施肥、改善作物生长环境、集中增产、提高肥料的利用率、节约人工劳动力成本、植保等方向逐渐迈进。
目前国内对农作物种植大面积的应用灌灌追肥方式中，主要应用的施肥装置为压差式滴管施肥装置和文丘里吸入式滴管施肥装置，其还对自压式滴管施肥装置、水力驱动注入式滴灌施肥装置、机械驱动注入式滴灌施肥装置等有所应用。压差式滴灌施肥装置的组成和机构比较简单，主要是由进水管、出肥管、混肥罐和调压阀组成。它虽然可以达到对种植农作物配施肥的目的，不造成肥液回流和水体污染，但是它依然存在着以一系列的缺陷和弊端：(1)无法均一、稳定、持续控制肥料浓度；(2)需要人工加载固体颗粒肥料，会造成添加时间的不确定，由于添加时间的不确定会出现空载运作装状态，这样会大大的影响施肥精准度；(3)对农作物大面积种植区域无法进行肥料的浓度高低调控，会出现在开始施肥的一段时间肥料浓度过大，到最后几乎达到浓度为零的状态；(4)配肥罐容积有限，添加固体颗粒肥次数频繁,未能实现滴灌自动化精准大面积的施肥；(5)其害存在一定的水头压力损失等缺点，无法控制配肥时间和周期，人工操控的难度相当大，使得生产成本剧增，对肥料的利用率不能达到预期的目的，造成肥料浪费和土壤环境污染。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种滴灌施肥一体化设备。
实现上述目的本发明的技术方案为一种滴灌施肥一体化装置，包括进水口、主管、干管、支管、毛细管、土壤监测系统和控制系统，其中所述进水口至干管间的主管上依次设有配肥装置和过滤装置，所述进水口与配肥装置间设有逆止阀，所述配肥装置通过管道与主管并联，所述配肥装置与过滤装置之间的主管上设有压力表，所述过滤装置与干管之间的主管上依次设有压力表、流量传感器一和进出排气阀，所述干管与支管的连接管上设有阀门、电磁阀一和压力调节器，所述配肥装置包括固体肥储罐、液体肥储罐，所述固体肥储罐连接有称量装置，所述称量装置和所述液体肥储罐连接有搅拌釜，所述搅拌釜连接有储存罐。
优选的，所述土壤监测系统包括土壤湿度监测计、土壤pH监测计和土壤EC监测计。
优选的，所述固体肥储罐与称重系统间设有电磁阀二。
优选的，所述液体肥储罐与搅拌釜之间沿液体流动的方向依次设有电磁阀二和流量传感器二。
优选的，所述液体肥储罐和储存罐均设有液位传感器。
优选的，所述称量装置包括称量容器、排料管和称重传感器，所述称量容器下端为锥形，所述排料管与称量容器的锥形口连接，所述排料管上设有电磁阀三。
优选的，所述称量装置外设有套管，所述固体肥储罐穿过套管上端与称量容器连接，所述套管的下端与储存罐连接，所述称重传感器的一端与套管的上端内壁连接，所述传感器的另一端与称量容器上端的外壁连接。
优选的，，所述配肥装置还包括文丘里管，所述文丘里管两端与水管连接，进药口与储存罐连接。
利用本发明提供的滴灌施肥一体化装置，可以采集土壤数据反馈给控制器，由控制器控制各个部位的电磁阀、流量计和压力调节器，另外配肥装置设有固体肥储罐和液体肥储罐，适合不同肥料的施用，另外液体肥储罐和储存罐设有液位传感器，可以及时的添加肥料，从而避免出现空载运作的状态，称重系统和流量传感器可以保持肥料浓度肥稳定性，实现滴灌自动化施肥，提高肥料的利用率。
附图说明
图1是本发明所述一种滴灌施肥一体化装置的结构示意图；
图2是本发明所述配肥装置的结构示意图；
图3是本发明所述称量装置的剖视图；
图中，1、进水口；2、主管；3、干管；4、支管；5、毛细管；6、配肥装置；61、固体肥储罐；62、液体肥储罐；63、电磁阀二；64、称量装置；65、流量传感器二；66、搅拌釜；67.文丘里管；68、液位传感器；7、过滤装置；8、逆止阀；9、压力表；10、流量传感器一；11、进出排气阀；12、控制系统；13、土壤监测系统，14、阀门；15,、电磁阀一；16、压力调节器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，一种滴灌施肥一体化装置，包括进水口1、主管2、干管3、支管4、毛细管5、土壤监测系统13和控制系统12，其中所述进水口1至干管间3的主管上依次设有配肥装置6和过滤装置7，所述进水口1与配肥装置6间设有逆止阀8，所述配肥装置6通过管道与主管2并联，所述配肥装置6与过滤装置7之间的主管上设有压力表9，所述过滤装置7与干管3之间的主管2上依次设有压力表9、流量传感器一10和进出排气阀11，所述干管3与支管4的连接管上设有阀门14、电磁阀一15和压力调节器16。
所述配肥装置6包括固体肥储罐61、液体肥储罐62，所述固体肥储罐61连接有称量装置64，所述固体肥储罐61与称重系统64间设有电磁阀二63，所述称量装置64和所述液体肥储罐62连接有搅拌釜66，所述液体肥储罐62与搅拌釜66之间沿液体流动的方向依次设有电磁阀二63和流量传感器二65所述搅拌釜66连接有储存罐69，所述液体肥储罐62和储存罐69均设有液位传感器68,所述配肥装置6还包括文丘里管67，所述文丘里管67两端与水管连接，进药口与储存罐69连接。
所述称量装置64包括称量容器642、排料管645和称重传感器643，所述称量容器下端为锥形，所述排料管645与称量容器642的锥形口连接，所述排料管上设有电磁阀三646，所述称量容器642外设有套管641，所述固体肥储罐61穿过套管641上端与称量容器642连接，所述套管641的下端与储存罐69连接，所述称重传感器643的一端与套管641的上端内壁连接，所述称重传感器643的另一端与称量容器642上端的外壁连接。
本实施方案的特点为由土壤监测系统13通过壤湿度监测计、土壤pH监测计和土壤EC监测计采集土壤的相关数据，将数据传输至控制系统12，根据控制系统12的数据显示可以选择不同的肥料进行施肥，根据土壤湿度的采集，控制系统12通过对电磁阀一15、流量传感器一10和压力调节器16的控制，从而控制滴灌的速率；通过对称量装置64、流量传感器二65和电磁阀二63的控制，从而对肥料的浓度进行调整，从而可以保持肥料浓度肥稳定性，实现滴灌自动化施肥，提高肥料的利用率。
当液体肥储罐内62的液体肥液面低于设定值，通过液位传感器68传输至控制系统12，提示液体肥的添加，当称量装置64的称量值低于设定值，通过称重传感器643传输至控制系统，提示固体肥的添加，从而避免出现空载运作的状态。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种滴灌施肥一体化装置，包括进水口、主管、干管、支管、毛细管、土壤监测系统和控制系统，其中所述进水口至干管间的主管上依次设有配肥装置和过滤装置，所述进水口与配肥装置间设有逆止阀，所述配肥装置通过管道与主管并联，所述配肥装置与过滤装置之间的主管上设有压力表，所述过滤装置与干管之间的主管上依次设有压力表、流量传感器一和进出排气阀，所述干管与支管的连接管上设有阀门、电磁阀一和压力调节器，其特征在于，所述配肥装置包括固体肥储罐、液体肥储罐，所述固体肥储罐连接有称量装置，所述称量装置和所述液体肥储罐连接有搅拌釜，所述搅拌釜连接有储存罐。
2.根据权利要求1所述的滴灌施肥一体化装置，所述土壤监测系统包括土壤湿度监测计、土壤pH监测计和土壤EC监测计。
3.根据权利要求1所述的滴灌施肥一体化装置，其特征在于，所述固体肥储罐与称重系统间设有电磁阀二。
4.根据权利要求3所述的滴灌施肥一体化装置，其特征在于，所述液体肥储罐与搅拌釜之间沿液体流动的方向依次设有电磁阀二和流量传感器二。
5.根据权利要求4所述的滴灌施肥一体化装置，其特征在于，所述液体肥储罐和储存罐均设有液位传感器。
6.根据权利要求1-5任意所述的滴灌施肥一体化装置，其特征在于，所述称量装置包括称量容器、排料管和称重传感器，所述称量容器下端为锥形，所述排料管与称量容器的锥形口连接，所述排料管上设有电磁阀三。
7.根据权利要求6所述的滴灌施肥一体化装置，其特征在于，所述称量装置外设有套管，所述固体肥储罐穿过套管上端与称量容器连接，所述套管的下端与储存罐连接，所述称重传感器的一端与套管的上端内壁连接，所述传感器的另一端与称量容器上端的外壁连接。
8.根据权利要求7任意一项所述的滴灌施肥一体化装置，其特征在于，所述配肥装置还包括文丘里管，所述文丘里管两端与水管连接，进药口与储存罐连接。
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