CN112352527A - 一种用于三七生长的水肥制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于三七生长的水肥制备装置，其包括喷粉系统、配制腔、进水管、出液管，喷粉系统设置在配制腔顶部进料口处；本装置提高了固体肥和水的混合效率，提高了制备多浓度水肥的精确度以及实现了多种浓度水肥的暂存，本发明装置结构简单，易操作，适于工业化生产和市场推广应用。
Description
技术领域
本发明提供一种水肥制备装置，属于水肥一体化技术领域。
背景技术
三七是五加科人参属多年生草本植物，主要分布于我国低纬度、较高海拔的云南、广西等地。其作为我国传统名贵中药材之一，影响力仅次于人参，故有“北人参、南三七”的说法广为流传。其整株不同部位均可入药，且用途广泛。其中，三七皂苷是三七主要有效活性成分，其可通过对三七不同部位进行分离处理获取70余种单体皂苷成分。目前，三七作为一种主要原料已在保健品、化妆品、生活用品等行业得到了推广应用。由此可见，三七不仅具有极佳的药用和经济价值，同时拥有良好的市场发展潜力；三七种植生长期间需要追施大量的氮磷钾肥，而目前三七主要以旱施为主要方法的施肥方式，存在施肥效率低，施肥不均匀问题。
近来水肥一体化施肥技术得到发展，水肥一体化是将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作为作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过管道系统喷洒在作物生长区；水肥一体化相比传统的单独施肥和单独灌溉的方式，效率大大提高，且省肥节水，省工省力，减轻病害，增产高效。
现有的水肥一体化装置是肥料和水以一定比例混合，加以搅拌后进入管道系统，这种方式对于液体肥料来说，水和肥料的混合效果还行，但对于可溶性固体肥料特别氮磷钾固体肥料来说，混合效果并不好；同时现有的水肥装置配制不精确，对于多浓度水肥溶液交叉灌溉实现比较困难。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种混合效果好且能精确配制的用于三七生长的水肥制备装置，本装置针对可溶性固体肥料的水肥制备，用于解决现有装置混合效果差和配制不精确的问题。
本发明用于三七生长的水肥制备装置包括喷粉系统、配制腔、进水管、出液管，喷粉系统设置在配制腔顶部进料口处；
所述配制腔的腔体分隔为内腔、中腔、外腔，中腔套设在内腔外侧，外腔套设在中腔外侧，内腔顶部设置有带阀门Ⅰ的管Ⅰ以及进料口，内腔内上部装有液位传感器Ⅲ；中腔顶部设置有带阀门Ⅱ的管Ⅱ，中腔内上部装有液位传感器Ⅱ；外腔顶部设置有带阀门Ⅲ的管Ⅲ，外腔内上部装有液位传感器Ⅰ；
所述进水管的出水端设置在配制腔的内腔中，进水端穿过配制腔并通过水泵、管道与水源连接，进水管的出水口上通过2根以上的支撑棒与凹面板固连，进水管的出水口位置高于液位传感器Ⅲ并位于喷粉系统下方；
所述出液管贯穿设置在配制腔底部并与配制腔连通，出液管的进液口设置在内腔内，其上设置有泵，出液管位于中腔内的管道上设置有带阀门Ⅴ的管口Ⅰ，出液管位于外腔内的管道上设置有阀门Ⅵ的管口Ⅱ，出液管位于配制腔外的出液口上设置有阀门Ⅶ。
所述配制腔的内腔顶部为八字形，且开有进料口。
所述喷粉系统包括料斗、空气泵、气粉仓、进气管，料斗为漏斗状，其下端通过带阀门Ⅷ的进料管与气粉仓连通，出气管设置在气粉仓顶部并与其连通，出气管通过空气泵与进气管连通，气粉仓底部为漏斗状且开有出粉口，出粉口上设置有带有阀门Ⅳ的喷管，喷管与配制腔顶部进料口连通。
所述凹面板为圆形，其直径大于进水管的出水口的直径。
所述配制腔为圆筒状的腔体。
本发明装置还包括PLC控制器，型号为OMRON CPM2A-20CDR-D，其输入端负极通过熔断器FU1连接输入侧的COM口，控制器的正极分别与启动按钮、液位传感器Ⅰ触点、液位传感器Ⅱ触点、液位传感器Ⅲ触点的一端连接，启动按钮、液位传感器Ⅰ触点、液位传感器Ⅱ触点、液位传感器Ⅲ的另一端分别与控制器的输入端子0000、0001、0002、0003连接；控制器输出侧220V交流电一端通过熔断器FU2分别连接输出侧的两个COM口；水泵、泵、空气泵的接触器线圈一端接交流电，另一端分别接控制器的输出端子1000、1001、1002；阀Ⅷ、阀Ⅳ、阀Ⅴ、阀Ⅵ、阀Ⅶ的电磁阀一端接交流电，另一端分别接控制器的输出端子1003、1004、1005、1006、1007。
本发明装置使用时：将阀门Ⅰ、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ打开，保持装置内外压力相等，料斗中装有固体粉状可溶肥，按下启动按钮，控制器选择水泵的转速Ⅰ，水以一定流速进入内腔中，水经进水管通过从出水口向上喷的同时碰到凹面板，形成像四周微向上平铺散射的水面，充满整个内腔直径面，此时通过控制器打开阀门Ⅳ、空气泵和阀门Ⅷ，固体粉状可溶肥在高速空气的吹动下通过喷管吹入内腔中，均匀的落在平铺的流动水面上，充分混合；这时泵和阀门Ⅴ打开，将内腔中浓度Ⅰ的液体泵入中腔中，当中腔中的液面到达液位传感器Ⅱ时，控制器调整水泵为转速Ⅱ，水的流量较之前不一样，同时关闭阀门Ⅴ，打开阀门Ⅵ，将内腔中浓度Ⅱ的液体泵入外腔中；当外腔中的液面到达液位传感器Ⅰ时，泵和阀门Ⅵ关闭，控制器调整水泵为转速Ⅲ，浓度Ⅲ的液体在内腔中上升，当液面到达液位传感器Ⅲ时，阀门Ⅷ、阀门Ⅳ以及空气泵和水泵都关闭，配制过程结束。此时需要哪种浓度的水肥即可开启相应阀门放出即可，如需要浓度Ⅰ的水肥，开启阀门Ⅴ和阀门Ⅶ，如需浓度Ⅱ的水肥，同时开启阀门Ⅵ和阀门Ⅶ，如需浓度Ⅲ的水肥，同时开启泵和阀门Ⅶ即可；此装置可以实现同时储存三种浓度的水肥，水肥的浓度可通过调节水泵的转速来决定，水肥浓度不局限于文中叙述的三种，配制腔的腔体可以分隔为3个以上，并在其上设置不同的阀门、管口，完成3种以上水肥的配制。
本发明的有益效果是：喷粉系统的设计使得固体可溶性肥料随着气流的推动，能更均匀细致的散落下去；进水管及凹面板的设计使得进水形成平铺的流动水面，与喷落下来的粉末全接触，混合效果极好；控制器实现了不同水流量的控制得到精确浓度的水肥，该装置提高了固体肥和水的混合效率，提高了制备多浓度水肥的精确度以及实现了多种浓度水肥的暂存。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本装置配制腔俯视图；
图3为喷粉系统示意图；
图4为进水管出口示意图；
图5为控制器外部接线图；
图中：1-料斗，2-喷粉系统，3-八字形顶部，4-管Ⅰ，5-阀门Ⅰ，6-管Ⅱ，7-阀门Ⅱ，8-管Ⅲ，9-阀门Ⅲ，10-液位传感器Ⅰ，11-液位传感器Ⅱ，12-液位传感器Ⅲ，13-水泵，14-管道，15-进水管，16-阀门Ⅳ，17-凹面板，18-内腔，19-中腔，20-外腔，21-泵，22-阀门Ⅴ，23-管口Ⅰ，24-阀门Ⅵ，25-管口Ⅱ，26-出液管，27-阀门Ⅶ，28-进气管，29-空气泵，30-出气管，31-喷管，32-进料管，33-阀门Ⅷ，34-气粉仓，35-支撑棒，36-PLC控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：如图1-4所示，本实施例用于三七生长的水肥制备装置包括喷粉系统2、配制腔、进水管15、出液管26；其中配制腔为圆筒状的腔体，配制腔内腔体分隔为内腔18、中腔19、外腔20，3个腔体也均为圆筒状腔体，配制腔的内腔顶部为八字形且开有进料口，中腔套设在内腔外侧，外腔套设在中腔外侧，内腔顶部设置有带阀门Ⅰ5的管Ⅰ4以及进料口，内腔18内上部装有液位传感器Ⅲ12；中腔19顶部设置有带阀门Ⅱ7的管Ⅱ6，中腔19内上部装有液位传感器Ⅱ11；外腔20顶部设置有带阀门Ⅲ9的管Ⅲ8，外腔20内上部装有液位传感器Ⅰ10；喷粉系统2包括料斗1、空气泵29、气粉仓34、进气管28，料斗1为漏斗状，其下端通过带阀门Ⅷ33的进料管32与气粉仓34连通，出气管30设置在气粉仓34顶部并与其连通，出气管30通过空气泵29与进气管28连通，气粉仓34底部为漏斗状且开有出粉口，出粉口上设置有带有阀门Ⅳ16的喷管31，喷管31与配制腔顶部进料口连通；进水管15的出水端设置在配制腔的内腔中，进水端穿过配制腔并通过水泵13、管道14与水源连接，进水管15的出水口上通过3根支撑棒35与凹面板17固连，凹面板17为圆形，其直径大于进水管15的出水口的直径，进水管15的出水口位置高于液位传感器Ⅲ12并位于喷粉系统2下方；出液管26贯穿设置在配制腔底部并与配制腔连通，出液管26的进液口设置在内腔内，其上设置有泵21，出液管26位于中腔内的管道上设置有带阀门Ⅴ22的管口Ⅰ23，出液管26位于外腔内的管道上设置有阀门Ⅵ24的管口Ⅱ25，出液管26位于配制腔外的出液口上设置有阀门Ⅶ27。
实施例2：如图5所示，本实施例装置结构同实施例1，不同在于还包括PLC控制器，型号为OMRON CPM2A-20CDR-D，其输入端负极通过熔断器FU1连接输入侧的COM口，控制器的正极分别与启动按钮、液位传感器Ⅰ10触点、液位传感器Ⅱ11触点、液位传感器Ⅲ12触点的一端连接，启动按钮、液位传感器Ⅰ10触点、液位传感器Ⅱ11触点、液位传感器Ⅲ12的另一端分别与控制器的输入端子0000、0001、0002、0003连接；控制器输出侧220V交流电一端通过熔断器FU2分别连接输出侧的两个COM口；水泵13、泵21、空气泵29的接触器线圈一端接交流电，另一端分别接控制器的输出端子1000、1001、1002；阀Ⅷ33、阀Ⅳ16、阀Ⅴ22、阀Ⅵ24、阀Ⅶ27的电磁阀一端接交流电，另一端分别接控制器的输出端子1003、1004、1005、1006、1007。
上述装置实际工作时：将阀门Ⅰ5、阀门Ⅱ7和阀门Ⅲ9打开，保持装置内外压力相等，料斗中装有固体粉状可溶肥，按下启动按钮，PLC控制器36选择水泵的转速Ⅰ，水以一定流速进入内腔中，水经进水管15通过从出水口向上喷的同时碰到凹面板17，形成像四周微向上平铺散射的水面，充满整个内腔18直径面，此时通过控制器打开阀门Ⅳ16、空气泵29和阀门Ⅷ33，固体粉状可溶肥在高速空气的吹动下通过喷管31吹入内腔18中，均匀的落在平铺的流动水面上，充分混合；这时泵21和阀门Ⅴ22打开，将内腔中浓度Ⅰ的液体泵入中腔19中，当中腔中的液面到达液位传感器Ⅱ11时，控制器调整水泵13为转速Ⅱ，水的流量较之前不一样，同时关闭阀门Ⅴ22，打开阀门Ⅵ24，将内腔18中浓度Ⅱ的液体泵入外腔20中；当外腔中的液面到达液位传感器Ⅰ10时，泵21和阀门Ⅵ24关闭，控制器调整水泵13为转速Ⅲ，浓度Ⅲ的液体在内腔中上升，当液面到达液位传感器Ⅲ12时，阀门Ⅷ33、阀门Ⅳ16以及空气泵29和水泵13都关闭，配制过程结束。此时需要哪种浓度的水肥即可开启相应阀门放出即可，如需要浓度Ⅰ的水肥，开启阀门Ⅴ22和阀门Ⅶ27，如需浓度Ⅱ的水肥，同时开启阀门Ⅵ24和阀门Ⅶ27，如需浓度Ⅲ的水肥，同时开启泵21和阀门Ⅶ27即可；此装置可以实现同时储存三种浓度的水肥，水肥的浓度可通过调节水泵的转速来决定，水肥浓度不局限于文中叙述的三种；
实施例3：本实施例装置结构同实施例1，不同在于配制腔的腔体可以分隔为4个，并在其上设置不同的阀门、管口，能配制4种不同浓度的水肥。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种用于三七生长的水肥制备装置，其特征在于：包括喷粉系统（2）、配制腔、进水管（15）、出液管（26），喷粉系统（2）设置在配制腔顶部进料口处；
所述配制腔的腔体分隔为内腔（18）、中腔（19）、外腔（20），中腔套设在内腔外侧，外腔套设在中腔外侧，内腔顶部设置有带阀门Ⅰ（5）的管Ⅰ（4）以及进料口，内腔（18）内上部装有液位传感器Ⅲ（12）；中腔（19）顶部设置有带阀门Ⅱ（7）的管Ⅱ（6），中腔（19）内上部装有液位传感器Ⅱ（11）；外腔（20）顶部设置有带阀门Ⅲ（9）的管Ⅲ（8），外腔（20）内上部装有液位传感器Ⅰ（10）；
所述进水管（15）的出水端设置在配制腔的内腔中，进水端穿过配制腔并通过水泵（13）、管道（14）与水源连接，进水管（15）的出水口上通过2根以上的支撑棒（35）与凹面板（17）固连，进水管（15）的出水口位置高于液位传感器Ⅲ（12）并位于喷粉系统（2）下方；
所述出液管（26）贯穿设置在配制腔底部并与配制腔连通，出液管（26）的进液口设置在内腔内，其上设置有泵（21），出液管（26）位于中腔内的管道上设置有带阀门Ⅴ（22）的管口Ⅰ（23），出液管（26）位于外腔内的管道上设置有阀门Ⅵ（24）的管口Ⅱ（25），出液管（26）位于配制腔外的出液口上设置有阀门Ⅶ（27）。
2.根据权利要求1所述的用于三七生长的水肥制备装置，其特征在于：配制腔的内腔顶部为八字形，且开有进料口。
3.根据权利要求2所述的用于三七生长的水肥制备装置，其特征在于：喷粉系统（2）包括料斗（1）、空气泵（29）、气粉仓（34）、进气管（28），料斗（1）为漏斗状，其下端通过带阀门Ⅷ（33）的进料管（32）与气粉仓（34）连通，出气管（30）设置在气粉仓（34）顶部并与其连通，出气管（30）通过空气泵（29）与进气管（28）连通，气粉仓（34）底部为漏斗状且开有出粉口，出粉口上设置有带有阀门Ⅳ（16）的喷管（31），喷管（31）与配制腔顶部进料口连通。
4.根据权利要求1所述的用于三七生长的水肥制备装置，其特征在于：凹面板（17）为圆形，其直径大于进水管（15）的出水口的直径。
5.根据权利要求1所述的用于三七生长的水肥制备装置，其特征在于：配制腔为圆筒状的腔体。
6.根据权利要求1所述的用于三七生长的水肥制备装置，其特征在于：本装置还包括PLC控制器，型号为OMRON CPM2A-20CDR-D，其输入端负极通过熔断器FU1连接输入侧的COM口，控制器的正极分别与启动按钮、液位传感器Ⅰ（10）触点、液位传感器Ⅱ（11）触点、液位传感器Ⅲ（12）触点的一端连接，启动按钮、液位传感器Ⅰ（10）触点、液位传感器Ⅱ（11）触点、液位传感器Ⅲ（12）的另一端分别与控制器的输入端子0000、0001、0002、0003连接；控制器输出侧220V交流电一端通过熔断器FU2分别连接输出侧的两个COM口；水泵（13）、泵（21）、空气泵（29）的接触器线圈一端接交流电，另一端分别接控制器的输出端子1000、1001、1002；阀Ⅷ（33）、阀Ⅳ（16）、阀Ⅴ（22）、阀Ⅵ（24）、阀Ⅶ（27）的电磁阀一端接交流电，另一端分别接控制器的输出端子1003、1004、1005、1006、1007。
7.根据权利要求1所述的用于三七生长的水肥制备装置，其特征在于：配制腔的腔体分隔为3个以上。
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