CN113728778A - 一种水肥一体化节水灌溉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水肥一体化节水灌溉装置，包括底座和设置在底座上的搅拌罐、固态肥料罐、液态肥料罐、沼液罐、混合器、进水泵和控制柜；搅拌罐的搅拌腔内设置搅拌桨，搅拌罐的进水管连通到进水泵的输出管上，进水管上设置有上水电磁阀，搅拌罐的出水管通过第一计量泵连通到进水泵的总出水管上，总出水管连通到混合器的入口，混合器出口连通到滴灌系统；固态肥料罐通过下方的螺旋输送机向搅拌罐输送可溶解的固态肥料，液态肥料罐通过第二计量泵向搅拌罐输送浓缩的液态肥料，沼液罐通过第四计量泵向总出水管输送沼液；控制柜监控本装置运行。本发明水肥一体化节水灌溉装置，不仅能够精准控制多种肥料的施加量，而且灌溉水和肥料混合更加均匀。
Description
技术领域
本发明涉及农业灌溉技术领域，更具体的说是涉及一种水肥一体化节水灌溉装置。
背景技术
水肥一体化灌溉施肥技术是将灌溉与施肥融为一体，进行灌溉施肥的农业新技术。该技术借助压力灌溉系统，将溶解性固态肥料或液态肥料配兑而成的肥液与灌溉水一起输送到作物根部土壤，提高水肥利用效率，并可按照作物生长需求，进行全生育期水分和养分定量、定时，按比例供应。
滴灌系统技术可以对农作物进行灌溉，通过滴灌系统能够将水分均匀且准确施用至预定位置，从而提高水分的利用率，减少水分的浪费。由于滴灌技术具有明显的节水、省力等特性，因此应用越来越广泛。
目前，市场上并没有专门针对滴管系统的水肥一体化灌溉设备，此时需要更加精准控制多种肥料施加的用量及肥料在灌溉水中的分布情况，做到农业精细化灌溉管理。
因此，如何提供一种水肥一体化节水灌溉装置解决上述缺陷，成为本领域人员亟需解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种水肥一体化节水灌溉装置，不仅能够精准控制多种肥料的施加量，而且灌溉水和肥料混合更加均匀，做到了农业精细化灌溉管理。
有鉴于此，本发明提供了一种水肥一体化节水灌溉装置，包括底座和设置在所述底座上的搅拌罐、固态肥料罐、液态肥料罐、沼液罐、混合器、进水泵和控制柜；所述搅拌罐的搅拌腔内设置有用于混合搅拌的搅拌桨，所述搅拌罐的进水管连通到所述进水泵的输出管上，所述进水管上设置有上水电磁阀，所述搅拌罐的出水管通过第一计量泵连通到所述进水泵的总出水管上，所述总出水管连通到混合器的入口，所述混合器出口连通到滴灌系统的入口；所述固态肥料罐通过下方的螺旋输送机向所述搅拌罐输送可溶解的固态肥料，所述液态肥料罐通过第二计量泵向所述搅拌罐输送浓缩的液态肥料，所述沼液罐通过第四计量泵向所述总出水管输送沼液；所述控制柜监控所述搅拌罐、固态肥料罐、液态肥料罐、沼液罐和进水泵的运行。
本发明的有益效果是：通过固态肥料罐、液态肥料罐和沼液罐设置在搅拌罐周围，并通过螺旋输送机、第二计量泵和第四计量泵向搅拌罐或者总出水管定量的供应固态肥料、液态肥料或者沼液，便于在搅拌罐内按照设定配比稀释所述固态肥料和液态肥料并且混合均匀，然后通过第一计量泵进入到混合器与大量灌溉水二次稀释混合，沼液直接进入混合器与大量灌溉水稀释混合，有利于肥料均匀掺入到灌溉水中，保证了施肥的均匀和配比精准，做到了农业精细化灌溉管理。
进一步的，所述搅拌罐还包括搅拌电机和液位传感器，所述搅拌电机设置在所述搅拌罐的顶盖上并驱动所述搅拌桨旋转，所述液位传感器设置所述搅拌罐的内壁，所述液位传感器电连接到所述控制柜。
进一步的，所述固态肥料罐通过安装架安装在所述液态肥料罐的上方，所述固态肥料罐罐体底部设置有称重传感器，所述称重传感器电连接到所述控制柜。
进一步的，所述沼液罐的出口管上还设置有过滤器，所述过滤器的出口连通到所述第四计量泵。
优选的，所述过滤器包括主壳体、进口法兰、出口法兰、滤网兜和滤网压接法兰，所述主壳体通过两端的所述进口法兰和出口法兰法兰螺栓固定安装在管道上，所述滤网兜开口端固定连接所述滤网压接法兰，所述滤网压接法兰压紧在所述进口法兰的凹槽中，所述滤网兜主体探入到所述主壳体内。
进一步的，还包括设置在所述底座上的农药罐，所述农药罐通过第三计量泵向所述搅拌罐输送液态农药。
进一步的，所述混合器包括依次连通的进口管、混合腔和出口管，所述混合腔有沿着水流流向设置的混合桨，所述混合桨的叶轮在水流的冲击下旋转。
优选的，所述混合桨的混合桨轴通过两端的轴承架设在所述混合腔两端，所述轴承具体采用水润滑复合材料轴承。
优选的，所述混合腔的内壁上还设置有若干组环状布置的扰流板，所述扰流板探入到所述混合桨的每组叶轮后方间隙内。
进一步的，所述控制柜上设置有触摸屏和按钮面板，所述触摸屏和按钮面板均电连接到所述控制柜内部的控制器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明的组成主视结构示意图；
图2附图为本发明的俯视结构示意图；
图3附图为本发明的混合器的主视剖视结构示意图；
图4附图为本发明的过滤器的主视剖视结构示意图；
图5附图为本发明的控制原理示意图；
其中，1-底座，2-搅拌罐，201-搅拌电机，202-搅拌桨，203-液位传感器，204-第一计量泵，205-上水电磁阀，3-固态肥料罐，301-螺旋输送机，302-称重传感器，303-安装架；4-液态肥料罐，401-第二计量泵，5-农药罐，501-第三计量泵，6-沼液罐，601-第四计量泵，602-过滤器，6021-进口法兰，6022-出口法兰，6023-滤网兜，6024-滤网压接法兰，7-混合器，701-进口管，702-混合腔，703-出口管，704-轴承，705-混合桨，7051-混合浆轴，706-扰流板，8-流量泵，9-进水泵，901-输出管，902-单向阀，903-总出水管，10-控制柜，1001-触摸屏，1002-按钮面板，1003-控制器。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种水肥一体化节水灌溉装置，不仅能够精准控制多种肥料的施加量，而且灌溉水和肥料混合更加均匀，做到了农业精细化灌溉管理本。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参考附图，图1附图为本发明的组成主视结构示意图；图2附图为本发明的俯视结构示意图；图3附图为本发明的混合器的主视剖视结构示意图；图4附图为本发明的过滤器的主视剖视结构示意图；图5附图为本发明的控制原理示意图。
在一具体实施方式中，如图1所示，一种水肥一体化节水灌溉装置，包括底座1和设置在底座1上的搅拌罐2、固态肥料罐3、液态肥料罐4、沼液罐6、混合器7、进水泵9和控制柜10。搅拌罐2的搅拌腔内安装有用于混合搅拌的搅拌桨202，搅拌罐2的进水管连通到进水泵9的输出管901上，所述进水管上安装有用于控制向所述搅拌腔内送水的上水电磁阀205，搅拌罐2的出水管通过第一计量泵204连通到进水泵9的总出水管903上，总出水管903连通到混合器7的入口，混合器7出口通过流量计8后连通到滴灌系统的入口；输出管901和总出水管903之间的管道上安装有单向阀902。固态肥料罐3通过下方的螺旋输送机301向搅拌罐2输送可溶解的固态肥料；液态肥料罐4通过出口管道上的第二计量泵401向搅拌罐2输送浓缩的液态肥料；沼液罐6通过过出口管道上的第四计量泵601向总出水管903输送沼液。控制柜10监控搅拌罐2、固态肥料罐3、液态肥料罐4、沼液罐6和进水泵9的运行。
通过固态肥料罐3、液态肥料罐4和沼液罐6设置在搅拌罐2周围，并通过螺旋输送机301、第二计量泵401和第四计量泵601向搅拌罐2或者总出水管903定量的供应固态肥料、液态肥料或者沼液，便于在搅拌罐2内按照设定配比稀释所述固态肥料和液态肥料并且混合均匀，然后通过第一计量泵204进入到混合器7与大量灌溉水二次稀释混合，沼液直接进入混合器7与大量灌溉水稀释混合，有利于肥料均匀掺入到灌溉水中，保证了施肥的均匀和配比精准；通过在输出管901和总出水管903之间的管道上设置单向阀902，能够避免混有肥料的灌溉水回流到进水泵9，进而避免了肥料浪费。
在本发明一具体实施方式中，如图1和图2所示，搅拌罐2还包括搅拌电机201和液位传感器203，搅拌电机201具体采用变频减速电机，搅拌电机201设置在搅拌罐2的顶盖上并驱动搅拌桨202旋转，液位传感器203设置搅拌罐2的内壁，搅拌电机201和液位传感器203电连接到控制柜10。
通过具体采用变频减速电机的搅拌电机201驱动搅拌桨202旋转，便于控制柜10控制搅拌转速；通过液位传感器203的设置，便于控制搅拌罐2的搅拌腔内的液位，反馈液位信号到控制柜10，控制进料和进水。
在本发明一具体实施方式中，如图1和图2所示，固态肥料罐3通过安装架303安装在液态肥料罐4的上方，固态肥料罐3罐体底部安装有四个称重传感器302，称重传感器302电连接到控制柜10。
通过固态肥料罐3叠加设置液态肥料罐4的上方，便于节约罐体的占地面积，使得本装置布置更加紧凑合理，同时固态肥料罐3下方的出料口升高，有利于减少螺旋输送机301的送料长度；通过称重传感器302，便于精准测量输送固态肥料的重量，便于精准配比水肥。
在本发明一具体实施方式中，如图1、图2和图4所示，沼液罐6的出口管上还设置有过滤器602，过滤器602为可拆卸式，过滤器602的出口连通到第四计量泵601。
具体而言，过滤器602包括主壳体、进口法兰6021、出口法兰6022、滤网兜6023和滤网压接法兰6024，所述主壳体中间腔体大两端对称收窄，所述主壳体通过两端的进口法兰6021和出口法兰6022法兰螺栓固定安装在管道上，滤网兜6023开口端固定连接滤网压接法兰6024，安装时滤网压接法兰6024压紧在进口法兰6021的凹槽中，滤网兜6023主体探入到主壳体内。
具体而言，滤网兜6023具体采用不锈钢滤网，所述不锈钢滤网的精度等级为120目。
通过两端设置进口法兰6021和出口法兰6022的过滤器602，便于法兰连接安装到管道上，拆装维护方便可靠；通过安装时滤网压接法兰6024压紧在进口法兰6021的凹槽中，便于拆卸滤网兜6023进行清理和维护；通过高精度等级的不锈钢滤网的设置，便于过滤沼液中的沼渣等不溶解固体颗粒，防止固体颗粒进入到滴灌系统的喷嘴，避免喷嘴堵塞故障。
在本发明一具体实施方式中，如图1和图2所示，本发明还包括设置在底座1上的农药罐5，农药罐5通过第三计量泵501向搅拌罐2输送液态农药。
通过农药罐5的设置，在灌溉水中稀释混合均匀施加的农药，便于在灌溉作业的同时进行施加农药，节省了单独打药作业，提高了作业效率，降低了人工成本。
在本发明一具体实施方式中，如图1、图2和图3所示，混合器7包括依次连通的进口管701、混合腔702和出口管703，混合腔702有沿着水流流向设置的混合桨705，混合桨705的叶轮在水流的冲击下旋转。
具体而言，如图3所示，混合桨705的混合桨轴7051通过两端的轴承704架设在混合腔702两端，轴承704具体采用水润滑复合材料轴承。
具体而言，如图3所示，混合腔702的内壁上还设置有若干组环状布置的扰流板706，扰流板706探入到混合桨705的每组叶轮后方间隙内。
通过沿着水流流向轴向设置的混合桨705，多组间隔设置的叶轮在灌溉水水流的冲击下高速旋转，进而带动水流旋转，水流旋转有利于混合均匀前端加入的肥料或者农药；通过具体采用水润滑复合材料轴承的轴承704，便于混合桨705旋转而且不会发生锈蚀；通过在混合腔702的内壁上设置扰流板706，有利于阻击水流的旋转，通过这种水击扰动，增加混合效果，保证肥料或者农药混合均匀。
在本发明一具体实施方式中，如图1、图2和图5所示，控制柜10上设置有触摸屏1001和按钮面板1002，触摸屏1001和按钮面板1002均电连接到控制柜10内部的控制器1003。主控制器1003具体采用具有模拟量输入输出模块的PLC，主控制器1003的模拟量输入端与流量计8、液位传感器203和称重传感器302电连接。主控制器1003的输出端口分别与搅拌电机201、第一计量泵204、上水电磁阀205、螺旋输送机301、第二计量泵401、第三计量泵501和第四计量泵601的电气控制单元连接。
本发明水肥一体化节水灌溉装置的工作过程：控制柜10启动后按照设定的程序，进水泵9启动灌溉水开始沿着输出管901、总出水管903和混合器7流动，首先打开上水电磁阀205向搅拌罐2内加入设定量的水后关闭上水电磁阀205，按照操作人员在触摸屏1001选定的灌溉施肥参数，启动螺旋输送机301、第二计量泵401或者第三计量泵501分别向搅拌罐2内加入可溶解固态肥料、液态肥料或者农药；搅拌电机201启动带动搅拌桨202进行一次搅拌稀释混合，搅拌完成后，启动第二计量泵401将混合液打入到总出水管903中一起进入到混合器7与大量灌溉水二次稀释混合，通过滴灌系统进行灌溉施肥；需要沼液施肥时，启动第四计量泵601向总出水管903打入经过过滤的沼液，沼液到混合器7与大量灌溉水稀释混合后灌溉施用。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种水肥一体化节水灌溉装置，其特征在于，包括底座(1)和设置在所述底座(1)上的搅拌罐(2)、固态肥料罐(3)、液态肥料罐(4)、沼液罐(6)、混合器(7)、进水泵(9)和控制柜(10)；所述搅拌罐(2)的搅拌腔内设置有用于混合搅拌的搅拌桨(202)，所述搅拌罐(2)的进水管连通到所述进水泵(9)的输出管(901)上，所述进水管上设置有上水电磁阀(205)，所述搅拌罐(2)的出水管通过第一计量泵(204)连通到所述进水泵(9)的总出水管(903)上，所述总出水管(903)连通到混合器(7)的入口，所述混合器(7)出口连通到滴灌系统的入口；所述固态肥料罐(3)通过下方的螺旋输送机(301)向所述搅拌罐(2)输送可溶解的固态肥料，所述液态肥料罐(4)通过第二计量泵(401)向所述搅拌罐(2)输送浓缩的液态肥料，所述沼液罐(6)通过第四计量泵(601)向所述总出水管(903)输送沼液；所述控制柜(10)监控所述搅拌罐(2)、固态肥料罐(3)、液态肥料罐(4)、沼液罐(6)和进水泵(9)的运行。
2.根据权利要求1所述的一种水肥一体化节水灌溉装置，其特征在于，所述搅拌罐(2)还包括搅拌电机(201)和液位传感器(203)，所述搅拌电机(201)设置在所述搅拌罐(2)的顶盖上并驱动所述搅拌桨(202)旋转，所述液位传感器(203)设置所述搅拌罐(2)的内壁，所述液位传感器(203)电连接到所述控制柜(10)。
3.根据权利要求1所述的一种水肥一体化节水灌溉装置，其特征在于，所述固态肥料罐(3)通过安装架(303)安装在所述液态肥料罐(4)的上方，所述固态肥料罐(3)罐体底部设置有称重传感器(302)，所述称重传感器(302)电连接到所述控制柜(10)。
4.根据权利要求1所述的一种水肥一体化节水灌溉装置，其特征在于，所述沼液罐(6)的出口管上还设置有过滤器(602)，所述过滤器(602)的出口连通到所述第四计量泵(601)。
5.根据权利要求4所述的一种水肥一体化节水灌溉装置，其特征在于，所述过滤器(602)包括主壳体、进口法兰(6021)、出口法兰(6022)、滤网兜(6023)和滤网压接法兰(6024)，所述主壳体通过两端的所述进口法兰(6021)和出口法兰(6022)法兰螺栓固定安装在管道上，所述滤网兜(6023)开口端固定连接所述滤网压接法兰(6024)，所述滤网压接法兰(6024)压紧在所述进口法兰(6021)的凹槽中，所述滤网兜(6023)主体探入到所述主壳体内。
6.根据权利要求1所述的一种水肥一体化节水灌溉装置，其特征在于，还包括设置在所述底座(1)上的农药罐(5)，所述农药罐(5)通过第三计量泵(501)向所述搅拌罐(2)输送液态农药。
7.根据权利要求1所述的一种水肥一体化节水灌溉装置，其特征在于，所述混合器(7)包括依次连通的进口管(701)、混合腔(702)和出口管(703)，所述混合腔(702)有沿着水流流向设置的混合桨(705)，所述混合桨(705)的叶轮在水流的冲击下旋转。
8.根据权利要求7所述的一种水肥一体化节水灌溉装置，其特征在于，所述混合桨(705)的混合桨轴(7051)通过两端的轴承(704)架设在所述混合腔(702)两端，所述轴承(704)具体采用水润滑复合材料轴承。
9.根据权利要求8所述的一种水肥一体化节水灌溉装置，其特征在于，所述混合腔(702)的内壁上还设置有若干组环状布置的扰流板(706)，所述扰流板(706)探入到所述混合桨(705)的每组叶轮后方间隙内。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种水肥一体化节水灌溉装置，其特征在于，所述控制柜(10)上设置有触摸屏(1001)和按钮面板(1002)，所述触摸屏(1001)和按钮面板(1002)均电连接到所述控制柜(10)内部的控制器(1003)。
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