CN204968492U - 一种肥水一体化地下分层灌溉系统 - Google Patents

一种肥水一体化地下分层灌溉系统 Download PDF

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杨启良
李婕
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徐曼
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Abstract

本实用新型公开了一种肥水一体化地下分层灌溉系统包括配肥搅拌装置、蓄液池、蓄水装置、地下分层灌溉装置;配肥搅拌装置、蓄水装置分别通过管道与蓄液池连通,蓄液池与地下分层灌溉装置连通,地下分层灌溉装置设置在土层下;该系统避免了施肥过程中肥料的浪费,可有效减少施肥量,而且具有施肥效率高,施肥均匀的特点;同时能定量的对作物进行灌水,属于地下灌溉,有效减少了灌水过程中水量损失,可控性好,能满足不同作物不同生育期的植物的对水分的需求,达到既节水又促进作物生长的作用。

Description

一种肥水一体化地下分层灌溉系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种肥水一体化地下分层灌溉系统,属于节水灌溉技术领域。
背景技术
[0002] 长久以来,我国对作物的灌溉方式主要采用如漫灌、沟灌、喷灌等地面灌溉方式,灌溉水从地面渗透到作物的根部,作物根系吸水吸肥,从而满足自身的生长发育,但这些灌溉方式造成了一半以上的水、肥浪费。然而,作物根系分层灌溉,将水、肥直接灌于作物根系,减少了水分的损失和肥的浪费,可增加水、肥的利用率。目前已有的渗灌技术,将滴灌带埋于土壤下面,缓慢的向地下输水,但是该设备使用寿命短,不能长时间循环利用。
[0003]目前,涉及肥水一体化地下分层灌溉系统的专利尚少,一般为地下滴灌装置或肥水一体化装置:一种根系分层灌溉装置(200303219009.3 ),植物根部注水灌溉系统(201220399695.1)和一种玉米肥水一体化滴灌装置(201320707766.4)等。其中一种根系分层灌溉装置主要分为上下两层,层间间距一定,只适用于部分作物的地下灌溉;植物根部注水灌溉系统采用的是将根系注水针插入植物根部土壤中,对注水针要求比较高,插入土体时很容易被坚硬石块等破坏;一种玉米肥水一体化滴灌装置仅仅适用于玉米的种植,实现玉米地的肥水一体化,存在对作物局限性,适用范围不广,不能大规模推广使用。上述提到的装置和系统,没有出现能实现肥水一体化的地下分层灌溉系统,同时也没有出现按照作物生育期不同而分层灌溉的装置和系统。
发明内容
[0004] 为了解决上述背景技术中提到的问题,本实用新型提供一种肥水一体化地下分层灌溉系统,该系统能够根据作物不同生育期的根系情况,分层的进行灌水;并且每次灌水属于单侧亏缺灌溉,在节约用水的同时,促进了作物的生长发育。该系统还实现了肥水一体化,可按照作物的需求,及时灌溉肥水或清水。肥水搅拌装置可实现自动和手动的结合,地下分层灌溉装置在作物的全生育期内需调节三次,基本实现了减少人工的半自动化节水灌溉系统。
[0005] 本实用新型肥水一体化地下分层灌溉系统包括配肥搅拌装置1、蓄液池2、蓄水装置5、地下分层灌溉装置9 ;配肥搅拌装置1、蓄水装置5分别通过管道与蓄液池2连通,蓄液池2与地下分层灌溉装置9连通,地下分层灌溉装置9设置在土层下;
[0006] 其中所述配肥搅拌装置I包括旋转轴13、搅拌桶15、搅拌叶片16、电动机17、主管
I 20,旋转轴13设置在搅拌桶15内,搅拌叶片16固定在旋转轴13上,旋转轴13与电动机17连接并由其带动旋转,主管I 20设置在搅拌桶15底部并与蓄液池2连通,主管I 20上设置有阀门I 18和流量计I 19 ;
[0007] 所述蓄水装置5包括引水阀21、蓄水池22、主管II 23,引水阀21与水源连接并将水引入蓄水池22中,蓄水池22通过主管II 23与蓄液池2连通,主管II 23上设置有阀门III 24、流量计III 25 ;
[0008] 所述蓄液池2底部设置有一个以上的出水接口 3,一根以上的输液支管6连接到出水接口 3上,输液支管6与地下分层灌溉装置9连通,输液支管6上设置有阀门II 8和流量计 II 7 ;
[0009] 所述地下分层灌溉装置9包括调控杆、灌水筒28、输液毛管30、一级滴灌头31、二级滴灌头32、三级滴灌头33、分支管4、可转动垫片I 10、固定垫片I 34、可转动垫片II 38、固定垫片II 37 ;灌水筒28上设置有3个异形六通接口 29,从上往下每个异形六通接口 29上通过输液毛管30分别安装4个一级滴灌头31、4个二级滴灌头32、4个三级滴灌头33,调控杆包括杆14和调控部26,杆14设置在调节部下方,杆14设置在灌水筒28内,调节部26设置在灌水筒28顶端,固定垫片I 34通过支撑块I 35固定在灌水筒28内并位于一级滴灌头31下方,可转动垫片I 10固定在杆14上并设置在固定垫片I 34上方,固定垫片II 37通过支撑块II 36固定在灌水筒28内并位于二级滴灌头32下方,可转动垫片II 38固定在杆14上并设置在固定垫片II 37上方,输液毛管30出水口处设置有过滤网42,灌水筒28通过分支管4与输液支管6连通。
[0010] 所述旋转轴13上设置有手动搅拌把手12,可用于手动搅拌。
[0011] 所述一级滴灌头31、二级滴灌头32、三级滴灌头33的结构相同,均包括半球体外壳39、圆锥体外壳47、弹簧40、圆片41、带孔过水片43、空心球44 ;圆锥体外壳47设置在半球体外壳39下端,半球体外壳39安装在输液毛管30出水口端并与其连通,弹簧40 —端固定在输液毛管30出水口的过滤网42上,弹簧40另一端与圆片41连接,带孔过水片43固定在半球体外壳39和圆锥体外壳47之间并位于圆片41下方,圆锥体外壳47下端开有滴灌孔45,空心球44设置在圆锥体外壳47内并位于滴灌孔45上方。
[0012] 所述可转动垫片I 10、固定垫片I 34、可转动垫片II 38、固定垫片II 37均为1/2的半圆上开有孔的圆形垫片;一级滴灌头31需要通水灌溉时,可通过调节部26调节转动垫片I 10上不带孔半圆与固定垫片I 34上带孔半圆重叠,使水不能通过转动垫片I 10和固定垫片I 34;二级滴灌头32需要通水灌溉时,可通过调节部26调节转动垫片I 10上带孔半圆与固定垫片I 34上带孔半圆重叠,同时可转动垫片II 38上不带孔半圆与固定垫片
II 37上带孔半圆重叠,使水能够通过转动垫片I 10和固定垫片I 34,不能通过可转动垫片II 38与固定垫片II 37 ;三级滴灌头33需要通水灌溉时,可通过调节部26调节转动垫片
I 10上带孔半圆与固定垫片I 34上带孔半圆重叠,同时可转动垫片II 38上带孔半圆与固定垫片II 37上带孔半圆重叠,使水能够通过转动垫片I 10和固定垫片I 34也能通过可转动垫片II 38与固定垫片II 37而进入三级滴灌头33。
[0013] 所述灌水筒28顶端设置有磁铁27,当调控杆的调节部26为铁或磁铁时,可以和磁铁27配合使用,固定旋转后的垫片位置。
[0014] 本实用新型的工作原理是:
[0015] 地下分层灌溉装置9埋于土层以下,根据作物的不同,埋设深度和装置的长度有所不同。对某种作物进行肥水灌溉时,先将可溶性肥料加入配肥搅拌装置I的搅拌桶15中,加入清水。工作人员可抓住手动搅拌把手12或使用电动机17,带动旋转轴13转动,同时带动其上搅拌叶片16旋转,将肥水混合;待水、肥混合后,打开阀门I 18,流量计I 19记录肥水流量,肥水通过主管I 20进入蓄液池2中;
[0016] 对某种作物进行清水灌溉时,蓄水装置5可通过引水阀21引用收集的降雨作为灌溉水,也可直接引用自来水,打开阀门III24后,清水通过主管II 23进入蓄液池2中,流量计
III 25记录清水流量。
[0017] 清水或肥水到蓄液池2后,通过蓄液池2底部设置的一个以上的出水接口 3进入输液支管6,清水或肥水经阀门II 8流入地下分层灌溉装置9中,流量计II 7记录流量;
[0018] 进入地下分层灌溉装置9中的液体,通过调控杆确定使用哪一级滴灌头进行滴灌,当使用一级滴灌头31进行灌溉时,可旋转调控杆的调节部26带动杆14转动,带动调节转动垫片I 10转动,使调节转动垫片I 10上的不带孔半圆与固定垫片I 34上带孔半圆重叠,使液体不能通过转动垫片I 10和固定垫片I 34进入下一级,液体在调节转动垫片I 10上积累,进而通过输液毛管30进入到四个一级滴灌头31中;当二级滴灌头32需要通水灌溉时,可通过调控杆调节转动垫片I 10上带孔半圆与固定垫片I 34上带孔半圆重叠,同时可转动垫片II 38上的不带孔半圆与固定垫片II 37上的带孔半圆重叠,使水能够通过转动垫片I 10和固定垫片I 34,不能通过可转动垫片II 38与固定垫片II 37 ;当三级滴灌头33需要通水灌溉时,可通过调控杆调节转动垫片I 10上带孔半圆与固定垫片I 34上带孔半圆重叠,同时可转动垫片II 38上带孔半圆与固定垫片II 37上带孔半圆重叠,使水能够通过转动垫片I 10和固定垫片I 34也能通过可转动垫片II 38与固定垫片II 37而进入三级滴灌头33 ;
[0019] 进入输液毛管30的液体通过过滤网42进入半球体外壳39内,当液体量集聚到一定量时,弹簧40发生拉伸形变,圆片41下移,从而与半球体外壳39产生空隙,液体流经带孔过水片43上的孔流下进入圆锥体外壳47内,当液体增多,空心球44受浮力作用向上漂浮,液体便通过滴灌孔45滴出对作物进行滴灌。当灌水结束,输液毛管30没有液体时,此时弹簧40恢复原长,弹簧40下端连接的圆片41进而上升,恢复到灌水前的位置;圆锥体外壳47内的液体渗透到土壤中,空心球44不受浮力影响,而受重力向下,回到灌水前的位置,进而防止滴头的堵塞。
[0020] 灌水结束后,关闭阀门I 18、阀门II 8、阀门III 24 ;待下次灌水时,重复以上步骤。
[0021] 本实用新型的有益效果是:
[0022] 1、该系统可自由调配灌水量,可根据作物的不同以及作物需水量的不同,实行定量灌溉;
[0023] 2、该系统可实现水、肥混合,控制清水与肥液的配比;肥液灌溉后加清水灌溉,对灌溉管道的淋洗,提高了肥料的利用率,同时也提高了灌溉水利用效率;水肥的混合可采用人工手动搅拌,也可以依靠搅拌电动机自动实现;
[0024] 3、该系统设置地下分层灌溉装置,装置可根据作物不同生育期的根系生长情况,进行分层灌溉;装置长度可调,适用于各种作物;有选择性的启闭支管阀门II可实现对作物的亏缺灌溉,更加促进作物对水、肥的吸收,促进作物的生长发育;
[0025] 4、该系统的地下分层灌溉装置下设3级滴灌头,灌水时,滴灌头内部弹簧伸长,连接的圆片保证了水流的均匀;灌水结束时,滴灌头内部弹簧收缩,连接的圆片保证了滴头内部无积水,避免滴灌头冬季胀裂,增加滴灌头的使用寿命;
[0026] 5、该系统的地下分层灌溉装置下设3级滴灌头,滴灌头放置一空心球;灌水时,空心球受到浮力,自动上浮,完成滴灌;灌水结束时,滴灌头内部无水,空心球受重力自动下降,从而堵住滴灌孔,有效的防止了滴灌头堵塞;
[0027] 6、该系统输液支管的布置方式因地制宜,可根据作物生长地的地形、作物种植方式,随机铺设,适用范围广;
[0028] 7、该系统操作比较简单,维修比较方便,装置使用寿命长,能有效减小人工投入及其劳动强度。
附图说明
[0029] 图1是本实用新型装置结构示意图;
[0030] 图2是本实用新型中配肥搅拌装置结构示意图;
[0031] 图3是本实用新型中蓄水装置结构示意图;
[0032] 图4是本实用新型中地下分层灌溉装置俯视结构示意图;
[0033] 图5是本实用新型中地下分层灌溉装置结构示意图;
[0034] 图6是本实用新型中滴灌头结构示意图;
[0035] 图7是本实用新型中可转动垫片和固定垫片设置结构示意图;
[0036] 图8是本实用新型中装置使用状态示意图;
[0037] 图中:1-配肥搅拌装置,2-蓄液池,3-出水接口,4-分支管,5-蓄水装置,6_输液支管,7-流量计II,8-阀门II,9-地下分层灌溉装置,10-可转动垫片I,11配肥搅拌机架,12-手动搅拌把手,13-旋转轴,14-杆,15-搅拌桶,16-搅拌叶片,17-电动机,18-阀门I,19-流量计I,20-主管I,21-引水阀,22-蓄水池,23-主管II,24-阀门III,25-流量计III,26-调节部,27-磁铁,28-灌水筒,29-异径六通接口,30-输液毛管,31- 一级滴灌头,32-二级滴灌头,33-三级滴灌头,34-固定垫片I,支撑块I,36-支撑块II,37-固定垫片
II,38-可转动垫片II,39-外壳,40-弹簧,41-圆片,42-过滤网,43-带孔过水片,44-空心球,45-滴灌孔。
具体实施方式
[0038] 下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明,但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。
[0039] 实施例1:如图1-8所示,本肥水一体化地下分层灌溉系统包括配肥搅拌装置1、蓄液池2、蓄水装置5、地下分层灌溉装置9 ;配肥搅拌装置1、蓄水装置5分别通过管道与蓄液池2连通,蓄液池2与地下分层灌溉装置9连通,地下分层灌溉装置9设置在土层下;其中所述配肥搅拌装置I包括旋转轴13、搅拌桶15、搅拌叶片16、电动机17、主管I 20,旋转轴13设置在搅拌桶15内,搅拌叶片16固定在旋转轴13上,旋转轴13与电动机17连接并由其带动旋转,主管I 20设置在搅拌桶15底部并与蓄液池2连通,主管I 20上设置有阀门
I 18和流量计I 19 ;所述蓄水装置5包括引水阀21、蓄水池22、主管II 23,引水阀21与水源连接并将水引入蓄水池22中,蓄水池22通过主管II 23与蓄液池2连通,主管II 23上设置有阀门III 24、流量计III 25 ;所述蓄液池2底部设置有一个的出水接口 3,一根输液支管6连接到出水接口 3上,输液支管6与地下分层灌溉装置9连通,输液支管6上设置有阀门
II 8和流量计II 7 ;
[0040] 所述地下分层灌溉装置9包括调控杆、灌水筒28、输液毛管30、一级滴灌头31、二级滴灌头32、三级滴灌头33、分支管4、可转动垫片I 10、固定垫片I 34、可转动垫片II 38、固定垫片II 37 ;灌水筒28上设置有3个异形六通接口 29,从上往下每个异形六通接口 29上通过输液毛管30分别安装4个一级滴灌头31、4个二级滴灌头32、4个三级滴灌头33,调控杆包括杆14和调控部26,杆14设置在调节部下方,杆14设置在灌水筒28内,调节部26设置在灌水筒28顶端,固定垫片I 34通过支撑块I 35固定在灌水筒28内并位于一级滴灌头31下方,可转动垫片I 10固定在杆14上并设置在固定垫片I 34上方,固定垫片II 37通过支撑块II 36固定在灌水筒28内并位于二级滴灌头32下方,可转动垫片II 38固定在杆14上并设置在固定垫片II 37上方,输液毛管30出水口处设置有过滤网42,灌水筒28通过分支管4与输液支管6连通;所述一级滴灌头31、二级滴灌头32、三级滴灌头33的结构相同,均包括半球体外壳39、圆锥体外壳47、弹簧40、圆片41、带孔过水片43、空心球44 ;圆锥体外壳47设置在半球体外壳39下端,半球体外壳39安装在输液毛管30出水口端并与其连通,弹簧40 —端固定在输液毛管30出水口的过滤网42上,弹簧40另一端与圆片41连接,带孔过水片43固定在半球体外壳39和圆锥体外壳47之间并位于圆片41下方,圆锥体外壳47下端开有滴灌孔45,空心球44设置在圆锥体外壳47内并位于滴灌孔45上方;
[0041] 所述可转动垫片I 10、固定垫片I 34、可转动垫片II 38、固定垫片II 37均为1/2的半圆上开有孔的圆形垫片。
[0042] 使用时,对某种作物进行肥水灌溉时,先将可溶性肥料加入配肥搅拌装置I的搅拌桶15中,加入清水。工作人员使用电动机17,带动旋转轴13转动,同时带动其上搅拌叶片16旋转,将肥水混合;待水、肥混合后,打开阀门I 18,流量计I 19记录肥水流量,肥水通过主管I 20进入蓄液池2中;
[0043] 肥水到蓄液池2后,通过蓄液池2底部的出水接口 3进入输液支管6,肥水经阀门
II 8流入地下分层灌溉装置9中,流量计II 7记录流量;
[0044] 进入地下分层灌溉装置9中的液体,通过调控杆确定使用哪一级滴灌头进行滴灌,当使用一级滴灌头31进行灌溉时,可旋转调控杆的调节部26带动杆14转动,带动调节转动垫片I 10转动,使调节转动垫片I 10上的不带孔半圆与固定垫片I 34上带孔半圆重叠,使液体不能通过转动垫片I 10和固定垫片I 34进入下一级,液体在调节转动垫片I 10上积累,进而通过输液毛管30进入到四个一级滴灌头31中;当二级滴灌头32需要通水灌溉时,可通过调控杆调节转动垫片I 10上带孔半圆与固定垫片I 34上带孔半圆重叠,同时可转动垫片II 38上的不带孔半圆与固定垫片II 37上的带孔半圆重叠,使水能够通过转动垫片I 10和固定垫片I 34,不能通过可转动垫片II 38与固定垫片II 37 ;当三级滴灌头33需要通水灌溉时,可通过调控杆调节转动垫片I 10上带孔半圆与固定垫片I 34上带孔半圆重叠,同时可转动垫片II 38上带孔半圆与固定垫片II 37上带孔半圆重叠,使水能够通过转动垫片I 10和固定垫片I 34也能通过可转动垫片II 38与固定垫片II 37而进入三级滴灌头33 ;
[0045] 进入输液毛管30的液体通过过滤网42进入半球体外壳39内,当液体量集聚到一定量时,弹簧40发生拉伸形变,圆片41下移,从而与半球体外壳39产生空隙,液体流经带孔过水片43上的孔流下进入圆锥体外壳47内,当液体增多,空心球44受浮力作用向上漂浮,液体便通过滴灌孔45滴出对作物进行滴灌。当灌水结束,输液毛管30没有液体时,此时弹簧40恢复原长,弹簧40下端连接的圆片41进而上升,恢复到灌水前的位置;圆锥体外壳47内的液体渗透到土壤中,空心球44不受浮力影响,而受重力向下,回到灌水前的位置,进而防止滴头的堵塞;灌水结束后,关闭阀门I 18、阀门II 8、阀门III 24 ;待下次灌水时,重复以上步骤。
[0046] 实施例2:本实施例装置结构同实施例1,不同在于旋转轴13上设置有手动搅拌把手12,可用于手动搅拌,灌水筒28顶端设置有磁铁27,调控杆的调节部26为铁制的,可以和磁铁27配合使用,固定旋转后的垫片位置。
[0047] 对某种作物进行清水灌溉时,蓄水装置5可通过引水阀21引用收集的降雨作为灌溉水,也可直接引用自来水,打开阀门III24后,清水通过主管II 23进入蓄液池2中,流量计
III 25记录清水流量。
[0048] 上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明,但是本实用新型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,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种肥水一体化地下分层灌溉系统,其特征在于:包括配肥搅拌装置(1)、蓄液池(2)、蓄水装置(5)、地下分层灌溉装置(9);配肥搅拌装置(1)、蓄水装置(5)分别通过管道与蓄液池(2)连通,蓄液池(2)与地下分层灌溉装置(9)连通,地下分层灌溉装置(9)设置在土层下; 其中所述配肥搅拌装置(1)包括旋转轴(13)、搅拌桶(15)、搅拌叶片(16)、电动机(17)、主管I (20),旋转轴(13)设置在搅拌桶(15)内,搅拌叶片(16)固定在旋转轴(13)上,旋转轴(13)与电动机(17)连接并由其带动旋转,主管I (20)设置在搅拌桶(15)底部并与蓄液池(2)连通,主管I (20)上设置有阀门I (18)和流量计I (19); 所述蓄水装置(5 )包括引水阀(21)、蓄水池(22 )、主管II (23 ),引水阀(21)与水源连接并将水引入蓄水池(22)中,蓄水池(22)通过主管II (23)与蓄液池(2)连通,主管II (23)上设置有阀门III(24),流量计III(25); 所述蓄液池(2)底部设置有一个以上的出水接口(3),一根以上的输液支管(6)连接到出水接口(3)上,输液支管(6)与地下分层灌溉装置(9)连通,输液支管(6)上设置有阀门II (8)和流量计II (7); 所述地下分层灌溉装置(9)包括调控杆(14)、灌水筒(28)、输液毛管(30)、一级滴灌头(31)、二级滴灌头(32)、三级滴灌头(33)、分支管(4)、可转动垫片I (10)、固定垫片I(34)、可转动垫片II (38)、固定垫片II (37);灌水筒(28)上设置有3个异形六通接口(29),从上往下每个异形六通接口(29)上通过输液毛管(30)分别安装4个一级滴灌头(31)、4个二级滴灌头(32)、4个三级滴灌头(33),调控杆包括杆(14)和调节部(26),杆(14)设置在调节部下方,杆(14)设置在灌水筒(28)内,调节部(26)设置在灌水筒(28)顶端,固定垫片I (34)通过支撑块I (35)固定在灌水筒(28)内并位于一级滴灌头(31)下方,可转动垫片I (10)固定在杆(14)上并设置在固定垫片I (34)上方,固定垫片II (37)通过支撑块II(36 )固定在灌水筒(28 )内并位于二级滴灌头(32 )下方,可转动垫片II (38 )固定在杆(14 )上并设置在固定垫片II (37)上方,输液毛管(30)出水口处设置有过滤网(42),灌水筒(28)通过分支管(4)与输液支管(6)连通。
2.根据权利要求1所述的肥水一体化地下分层灌溉系统,其特征在于:旋转轴(13)上设置有手动搅拌把手(12)。
3.根据权利要求1或2所述的肥水一体化地下分层灌溉系统,其特征在于:一级滴灌头(31)、二级滴灌头(32 )、三级滴灌头(33 )的结构相同,均包括半球体外壳(39 )、圆锥体外壳(47)、弹簧(40)、圆片(41)、带孔过水片(43)、空心球(44);圆锥体外壳(47)设置在半球体外壳(39 )下端,半球体外壳(39 )安装在输液毛管(30 )出水口端并与其连通,弹簧(40 ) —端固定在输液毛管(30)出水口的过滤网(42)上,弹簧(40)另一端与圆片(41)连接,带孔过水片(43)固定在半球体外壳(39)和圆锥体外壳(47)之间并位于圆片(41)下方,圆锥体外壳(47)下端开有滴灌孔(45),空心球(44)设置在圆锥体外壳(47)内并位于滴灌孔(45)上方。
4.根据权利要求3所述的肥水一体化地下分层灌溉系统,其特征在于:可转动垫片I(10)、固定垫片I (34)、可转动垫片II (38)、固定垫片II (37)均为1/2的半圆上开有孔的圆形垫片。
5.根据权利要求1所述的肥水一体化地下分层灌溉系统,其特征在于:灌水筒(28)顶端设置有磁铁(27)。
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