CN113812285A

CN113812285A - 水肥一体化育苗灌溉系统

Info

Publication number: CN113812285A
Application number: CN202111095814.4A
Authority: CN
Inventors: 蒋飞航; 谷艳芹; 熊卫华; 刘歆
Original assignee: Shichuang Technology Qingdao Co ltd
Current assignee: Shichuang Technology Qingdao Co ltd
Priority date: 2021-09-18
Filing date: 2021-09-18
Publication date: 2021-12-21

Abstract

本发明公开了一种水肥一体化育苗灌溉系统，其包括肥料高效配制装置、育苗温室、储水罐、移动单元、喷灌机、喷杆和喷头；肥料高效配制装置中锥形母液桶出水管和储水罐出水管分别与喷灌机进水管连通，在锥形母液桶出水管和储水罐出水管上分别设置肥料液控制阀和灌溉水控制阀，通过肥料液控制阀和灌溉水控制阀控制肥料液和灌溉水的配比，喷灌机通过移动单元固定在育苗温室上部，移动单元带动喷灌机在育苗床上方垂直或平行于通道方向移动，在喷灌机底部连接垂直于移动单元行走方向的喷杆，喷杆与喷灌机出水口连通，在喷杆上设置若干喷头，实现对苗区的均匀喷灌。通过悬挂式喷灌机实现对多排/列育苗床同时喷灌，大大提高了育苗室的工作效率。

Description

水肥一体化育苗灌溉系统

技术领域：

本发明属于农业设备技术领域，具体涉及一种水肥一体化育苗灌溉系统。

背景技术：

在现代化农场种植区一般分为育苗温室和温室大棚，由于种植区结构和用途的区别，种植区的灌溉方式不同。育苗温室一般采用喷灌，如喷灌车、背式喷雾器，温室大棚一般采用滴灌。喷灌车占地面积大，需要预留较大的走道，占用育苗空间，同时喷灌车的滚轮负载运行，磨损较大，需要经常更换；而背式喷雾器，人工背负劳动强度大，且喷杆长度有限，工作效率低。专利CN2019216098972公开了一种育苗灌溉系统，其采用喷淋装置对幼苗进行灌溉，喷淋装置包括设置于苗床一侧的滑轨，滑轨上安装有能够沿滑轨行走的底座，底座上安装有喷淋架，喷淋架上通过安装件活动安装有喷淋管，喷淋管上安装喷淋头，喷淋管上排布的喷淋头高度不同，喷洒的远近不同，进而对苗床进行喷灌。

水肥一体化技术，指灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力差将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过管道和滴头形成滴灌,均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域。因此，水肥一体化过程中肥料液的浓度控制至关重要。传统的可溶性固体肥料溶解装置，包括母液桶和置于搅拌罐中的搅拌器，在搅拌器的作用下，母液桶中的可溶性固体肥料溶解，然而过程中经常会出现可溶性固体肥料溶解不充分，长期放置后肥料液发生沉淀、分层，肥料液浓度不均，未溶解的固体颗粒堵塞管道等问题。为此，研究人员在机械搅拌的基础上增设超声辅助溶解(CN108633428A一种超声波辅助混合溶解肥料箱及水肥一体化灌溉系统)，在肥料搅拌桶内部安装肥料筛选网筒(CN206778298U一种用于园林灌溉的肥料定浓度搅拌装置)等方法解决上述问题。上述方法虽然能够解决可溶性固体肥料配制过程中溶解问题，但是会造成整个配制装置结构复杂、体系庞大。

发明内容：

本发明的目的在于提供了一种水肥一体化育苗灌溉系统，解决了现有的育苗温室灌溉装置效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种水肥一体化育苗灌溉系统，包括肥料高效配制装置、育苗温室、储水罐、移动单元、喷灌机、喷杆和喷头；肥料高效配制装置中锥形母液桶出水管和储水罐出水管分别与喷灌机进水管连通，在锥形母液桶出水管和储水罐出水管上分别设置肥料液控制阀和灌溉水控制阀，通过肥料液控制阀和灌溉水控制阀控制肥料液和灌溉水的配比，喷灌机通过移动单元固定在育苗温室上部，移动单元带动喷灌机在育苗床上方垂直或平行于通道方向移动，在喷灌机底部连接垂直于移动单元行走方向的喷杆，喷杆与喷灌机出水口连通，在喷杆上设置若干喷头，实现对苗区的均匀喷灌。

较佳地，移动单元带动喷灌机在育苗床上方平行于通道方向移动，喷杆垂直于通道方向。

具体地，所述移动单元包括轨道和滚轮，轨道横向或纵向架设在育苗温室两立柱之间，滚轮安装在喷灌机底部或侧边的滚轮与轨道配合，滚轮沿轨道滚动。

作为另一种实现方式，本发明涉及的肥料高效配制装置，包括锥形母液桶、空气压缩机、分路管和支管；空气压缩机通过管路与分路管连接，分路管与若干条支管连通，每条支管靠近分路管连接处设置支管控制阀I1，支管另一端连接在对应的锥形母液桶底部，所述锥形母液桶的数量与支管数量相同。

进一步地，支管控制阀I高度设置在锥形母液桶之上。

进一步地，在锥形母液桶底部连接肥料液出水管，支管可拆卸连接在肥料液出水管上，且支管靠近肥料液出水管处设置支管控制阀II。

进一步地，空气压缩机通过软管连接在分路管一端。

所述锥形母液桶上设置投肥口、进水管和肥料液出水管，进水管与储水罐连通，储水罐前端连接水处理设备，所述水处理设备包括依次连接的紫外杀菌机、一级石英砂过滤器、二级石英砂过滤器、活性炭过滤器和反渗透，紫外杀菌机与水泵连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1)气体从锥形母液桶底部进入，解决了目前锥形母液桶底部肥料搅拌器难以搅拌到造成底部可溶性固体肥料难以溶解的问题，有效避免了灌溉滴灌堵塞，实现肥料液浓度的精准控制；

2)一台空气压缩机能够同时与多台锥形母液桶连通，同步实现多种肥料液的混合，降低设备投入成本，人工和维护成本，提高肥料液配制效率；

3)通过悬挂式喷灌机实现对多排/列育苗床同时喷灌，大大提高了育苗室的工作效率。

附图说明：

图1为实施例1涉及的锥形母液桶与水处理设备连接关系示意图。

图2为实施例2涉及的育苗温室结构原理示意图。

图3为实施例1涉及的肥料高效配制装置结构原理示意图。

其中：1-肥料高效配制装置、101-锥形母液桶、102-支管控制阀I、103-分路管、104-锥形母液桶出水管、105-支管控制阀II、106-空气压缩机、107-支管、108-软管、2-育苗温室、3-储水罐、4-移动单元、401-轨道、402-滚轮、5-喷灌机、6-喷杆、7-喷头、8-育苗床、9-通道、10-储水罐出水管、11-喷灌机进水管、12-肥料液控制阀、13-灌溉水控制阀、14-紫外杀菌机、15-一级石英砂过滤器、16-二级石英砂过滤器、17-活性炭过滤器和18-反渗透水处理设备。

具体实施方式：

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。

实施例1

如图1和2所示，一种水肥一体化育苗灌溉系统，包括肥料高效配制装置1、育苗温室2、储水罐3、移动单元4、喷灌机5、喷杆6和喷头7。

育苗床8在育苗温室2内阵列排布。具体地，育苗床8一般沿育苗温室2长度方向上并列排布，5个育苗床8为一个育苗区，在相邻两排育苗区之间设置通道9，方便人员行走。

肥料高效配制装置1中锥形母液桶出水管104和储水罐出水管10通过三通与喷灌机进水管11连通，在锥形母液桶出水管104和储水罐出水管10上分别设置肥料液控制阀12和灌溉水控制阀13，通过肥料液控制阀12和灌溉水控制阀13控制肥料液和灌溉水的配比，喷灌机5通过移动单元4固定在育苗温室2上部，移动单元4带动喷灌机5在育苗床上方垂直或平行于通道方向移动(平行于通道方向一般指沿育苗温室长度方向移动，垂直于通道方向一般指沿育苗温室宽度方向移动)，在喷灌机5底部设置垂直于移动单元4行走方向的喷杆6，喷杆6与喷灌机出水口连通，在喷杆6上设置若干喷头7，实现对苗区的均匀喷灌。

具体地，喷灌机进水管11为能够弯折的弹性软管，其长度与喷灌机5的设定行程相关，具体大于喷灌机5的行程。

较佳地，移动单元4带动喷灌机5在育苗床上方平行于通道9方向移动，喷杆6垂直于通道9方向。喷灌机5运动过程中带动喷杆6扫过喷杆6下部覆盖的育苗床8。根据实际需求，通过调整喷嘴的开度，对不同育苗区有区别地进行喷灌。

具体地，所述喷杆6的长度与育苗温室2需要喷灌的区域面积、喷灌机5的额定灌溉量以及育苗室的结构相关。喷灌机5一般至于育苗室两立柱中间，且喷杆6的长度小于两立柱之间的宽度，避免喷灌机5移动过程中，阻挡喷杆6运动。根据需要在一个育苗温室2配置一个或多个喷灌机5，喷杆6可以覆盖一排育苗区，也可以覆盖相邻的多排育苗区。

具体地，所述移动单元4包括轨道401和滚轮402，轨道401横向或纵向架设在育苗温室2两立柱之间，滚轮402安装在喷灌机5底部或侧边的滚轮402与轨道401配合，滚轮402沿轨道401滚动。

作为一种实现方式，本发明涉及的肥料高效配制装置可以为现有的机械搅拌装置。也可以采用以下气体搅拌方式。

如图3所示，本发明涉及的肥料高效配制装置1，包括锥形母液桶101、空气压缩机106、分路管103和支管107；空气压缩机106通过管路与分路管103连接，分路管103与若干条支管107连通，每条支管107靠近分路管103连接处设置支管控制阀I 102用于控制支管107的连通，支管107另一端连接在对应的锥形母液桶101底部将气体输送到锥形母液桶101内，所述锥形母液桶101的数量与支管107数量相同。通过分路管103一台空气压缩机106可以与灌溉区泵房内一个或多个锥形母液桶101连通，相比传统的每个锥形母液桶101均配制一个机械搅拌装置，装置结构大大简化。

进一步地，支管107另一端可拆卸连接在对应的锥形母液桶101底部，以便于锥形母液桶101发生故障后更换。

进一步地，支管控制阀I 102高度设置在锥形母液桶之上避免肥料液逆流腐蚀，同时也能避免不同支管控制阀I 102损坏后通过支路连通的锥形母液桶101串联，造成不同配方的肥料液混合，污染肥料液。

进一步地，在锥形母液桶101底部连接肥料液出水管104，支管107可拆卸连接在肥料液出水管4上，且支管靠近肥料液出水管4处设置支管控制阀II 105。

具体地，分路管103分别与第一支管，第二支管，第三支管，……，第N支管连通。第一支管、第二支管、第三支管，……，第N支管另一端分别连接第一锥形母液桶，第二锥形母液桶，第三锥形母液桶，……，第N锥形母液桶底部的肥料液出水管上。在第一支管，第二支管，第三支管，……，第N支管靠近分路管连接处分别设置第一支管控制阀I，第二支管控制阀I，第三支管控制阀I，……，第N支管控制阀I。在第一支管，第二支管，第三支管，……，第N支管靠近肥料液出水管分别设置第一支管控制阀II，第二支管控制阀II，第三支管控制阀II，……，第N支管控制阀II。

进一步地，空气压缩机通过软管108连接在分路管一端。

如图2所示，所述锥形母液桶上设置投肥口、进水管和肥料液出水管104，进水管与储水罐3连通。进一步地，为了避免直接抽取的地下水中的盐分、有机物等对肥料液造成污染，储水罐3前端连接水处理设备，所述水处理设备包括依次连接的紫外杀菌机14、一级石英砂过滤器15、二级石英砂过滤器16、活性炭过滤器17和反渗透18，紫外杀菌机14与水泵连接。

使用方法：

通过投肥口和进水管向所需锥形母液桶101加入预设配比的水和肥料(固体肥料或液体肥料)，打开所需锥形母液桶101对应的支管控制阀I 102和支管控制阀II 105，启动空气压缩机106，设置压力为0.8MPa，气流通过分路管8分别进入不同支管，进而从锥形母液桶底部进入桶内，在气流的作用下，溶液翻滚有效将可溶性固体肥料溶解，得到混合均匀的母液(肥料液)，完成灌溉，若配制的肥料液短时间内用不完，则设置空气压缩机106的压力和工作时间，可以减小空气压缩机的压力，或将控制压缩机设置为间歇性工作，避免长时放置溶液分层沉淀。

Claims

1.一种水肥一体化育苗灌溉系统，其特征在于，包括肥料高效配制装置、育苗温室、储水罐、移动单元、喷灌机、喷杆和喷头；肥料高效配制装置中锥形母液桶出水管和储水罐出水管分别与喷灌机进水管连通，在锥形母液桶出水管和储水罐出水管上分别设置肥料液控制阀和灌溉水控制阀，通过肥料液控制阀和灌溉水控制阀控制肥料液和灌溉水的配比，喷灌机通过移动单元固定在育苗温室上部，移动单元带动喷灌机在育苗床上方垂直或平行于通道方向移动，在喷灌机底部连接垂直于移动单元行走方向的喷杆，喷杆与喷灌机出水口连通，在喷杆上设置若干喷头，实现对苗区的均匀喷灌。

2.根据权利要求1所述的水肥一体化育苗灌溉系统，其特征在于，移动单元带动喷灌机在育苗床上方平行于通道方向移动，喷杆垂直于通道方向。

3.根据权利要求2所述的水肥一体化育苗灌溉系统，其特征在于，所述移动单元包括轨道和滚轮，轨道横向或纵向架设在育苗温室两立柱之间，滚轮安装在喷灌机底部或侧边的滚轮与轨道配合，滚轮沿轨道滚动。

4.根据权利要求3所述的水肥一体化育苗灌溉系统，其特征在于，肥料高效配制装置，包括锥形母液桶、空气压缩机、分路管和支管；空气压缩机通过管路与分路管连接，分路管与若干条支管连通，每条支管靠近分路管连接处设置支管控制阀I1，支管另一端连接在对应的锥形母液桶底部，所述锥形母液桶的数量与支管数量相同。

5.根据权利要求4所述的水肥一体化育苗灌溉系统，其特征在于，支管控制阀I高度设置在锥形母液桶之上。

6.根据权利要求5所述的水肥一体化育苗灌溉系统，其特征在于，在锥形母液桶底部连接肥料液出水管，支管可拆卸连接在肥料液出水管上，且支管靠近肥料液出水管处设置支管控制阀II。

7.根据权利要求6所述的水肥一体化育苗灌溉系统，其特征在于，空气压缩机通过软管连接在分路管一端。

8.根据权利要求7所述的水肥一体化育苗灌溉系统，其特征在于，所述锥形母液桶上设置投肥口、进水管和肥料液出水管，进水管与储水罐连通，储水罐前端连接水处理设备，所述水处理设备包括依次连接的紫外杀菌机、一级石英砂过滤器、二级石英砂过滤器、活性炭过滤器和反渗透，紫外杀菌机与水泵连接。