CN205454584U - 一种农田施肥水利灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种农田施肥水利灌溉系统，它使混肥总浓度值和混肥中氮、磷、钾三种元素之间的配比比例得以监控、并能精确调节至设定值，包括水肥均混器、中央控制器、肥料检测器，其肥料水融仓出口与水肥均混器入口相连接，水肥均混器出口经第四段主水管与肥料检测器连通；肥料检测器包括肥料浓度探头、氮元素浓度探头、钾元素浓度探头、磷元素浓度探头，这些探头分别与中央控制器电连接，在氮肥储斗、钾肥储斗、磷肥储斗下端所述的出料管上均设有数控流量阀，肥料均混器与肥料水融仓之间的导管上设有混肥数控阀，第二段主水管上设有水流数控阀，数控流量阀、混肥数控阀、水流数控阀均与中央控制器电连接，第四段主水管上设有自动排气阀。

Description

一种农田施肥水利灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及一种农业水利灌溉系统，具体是一种农田施肥水利灌溉系统。

背景技术

灌溉水通过灌溉系统输送、分配、流入田间供作物生长，施肥灌溉是一种新技术，将肥料与灌溉水相混合，实现施肥与水利灌溉同时进行，是现代节水灌溉的一个重要发展方向，但是，目前存在的问题包括：一是水与肥料之间的混合没有充分均匀，水肥浓度波动大，二是氮、磷、钾三种基本养分应按一定的比例相混合，但是，实现中三种元素比例无法实现精确配比或是配比精度低，三是氮、磷、钾三种肥料混肥后占水中的总浓度无法精确调节，影响了肥水配比的精度，四是水肥混合过程中产生的气体无法排除，使主水管、支水管的气压不稳定，导致流量不稳定，对肥料浓度的控制产生负面影响，上述因素影响施肥、灌溉效果，容易导致农作物生长不均匀，影响农作物产量和质量。

实用新型

本实用新型的目的是提供一种农田施肥水利灌溉系统，它使水与肥料之间的混合更加均匀，且混肥总浓度值和混肥中氮、磷、钾三种元素之间的配比比例得以实时、自动监控、并能精确调节至设定值，从而实现高质量的施肥与灌溉。

为此，本实用新型采用的技术方案是：

一种农田施肥水利灌溉系统，包括氮肥储斗、钾肥储斗、磷肥储斗，水泵、肥料均混器、肥料水融仓、滴灌装置、喷灌装置、至少两段按顺序相连的主水管，水泵经第一段主水管、第二段主水管与肥料水融仓相连通，肥料均混器与肥料水融仓上、下连接，氮肥储斗、钾肥储斗、磷肥储斗下端分别经出料管与肥料均混器相连接，其特征在于：还包括水肥均混器，肥料水融仓的出口与水肥均混器的入口通过第三段主水管连接，还包括中央控制器、肥料检测器，水肥均混器出口经第四段主水管与肥料检测器连通，肥料检测器包括肥料浓度探头、氮元素浓度探头、钾元素浓度探头、磷元素浓度探头，肥料浓度探头、氮元素浓度探头、钾元素浓度探头、磷元素浓度探头分别与中央控制器电连接，在氮肥储斗、钾肥储斗、磷肥储斗下端所述的出料管上均设有一个数控流量阀，所述的数控流量阀分别与中央控制器电连接；肥料均混器与肥料水融仓之间的导管上设有混肥数控阀，所述第二段主水管管路上设有用于控制肥料水融仓入口处水流量的水流数控阀，所述混肥数控阀、水流数控阀均与中央控制器电连接，水肥均混器与肥料检测器之间的第四段主水管上设有自动排气阀。

为使取水管路畅通，保障系统的实际使用寿命，本实用新型还包括用于去除水中砂石的砂石过滤器，水泵通过第一段主水管与砂石过滤器相连通，砂石过滤器通过第二段主水管与水流数控阀相连通。

为自动补充系统中的管道的水压损失，使灌溉系统的水压和流量更稳定，肥料检测器与水肥均混器之间的第四段主水管上设置有一加强水泵。

为保障滴灌管道中水压稳定于设定值之内，确保灌溉系统的水压流量更稳定，以保障滴灌效果，滴灌装置通过第一支水管与第五段主水管连通，在第一支水管的末端设有第一水压传感器，第一水压传感器与中央控制器的输入端电连接，中央控制器的输出端与加强水泵的启停控制端电连接。

为保障喷灌管道中水压达到设定值，自动补偿管道中的水压损失，使水压更稳定，以保障喷灌效果，喷灌装置通过第二支水管与第五段主水管连通，在第二支水管的末端设有第二水压传感器，第二水压传感器与中央控制器的输入端电连接，中央控制器的输出端与加强水泵的启停控制端电连接。

作为本实用新型的一种优选方式，所述的水肥均混器为数字控制螺旋推进式搅拌釜。

本实用新型的积极效果是：采用中央控制器控制，按科学、精准的比例施肥及水量，使灌水、施肥一体化设置，快捷高效，采用水肥均混器使其水肥混合更均匀，减少肥料浓度的不良波动，直接灌溉的同时保证了能够均匀施用化肥，而且采用高精度传感器和高实时性的中央处理器、高灵敏反应数控流量阀、水流数控阀，使的肥水浓度和氮、磷、钾三元素之间的配比即三元素在水肥中各自所占比例的比值得以自动监控，快速反应，自动调节相应阀门，以获得稳定的肥料总浓度和氮、磷、钾三元素之间合理、稳定比例的控制效果，提高了肥水调配比例和氮、磷、钾三元素之间比例的准确性、科学性和可靠性，对农作物进行全生育期水分和养分的精确供给，满足作物生长需求。设置自动排气阀，使得灌溉管道内的气体得以及时排出，使灌溉系统的压力和流量更动态稳定，从而使肥料浓度更稳定。在灌溉系统的终端设置水压传感器，克服因管道过长、水流不足等因素带来的水压不足、不稳定，即时启停加强水泵，实现管道水压损耗的自动补偿，使滴灌装置、喷灌装置的水压更加稳定，采用过滤装置，除去砂石，保证了灌溉装置的取水、通水畅通和零部件使用寿命。本实用新型具有很强的推广应用价值，该系统特别适用于农业施肥灌溉试验及大棚、温室使用。

附图说明

附图1是本实用新型的整体示意图。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型包括氮肥储斗8、钾肥储斗9、磷肥储斗10、水泵2、肥料均混器11、肥料水融仓13、滴灌装置28、喷灌装置29、砂石过滤器4以及按进水先后顺序相连的五段主水管3、6、32、16、27，水泵2进水口通过引水管1与水源相连通，水泵2出水口通过第一段主水管3、第二段主水管6依次与砂石过滤器4、水流数控阀5、肥料水融仓13相连通，肥料均混器11与肥料水融仓13上、下方向连接相通，氮肥储斗8、钾肥储斗9、磷肥储斗10下端分别经出料管与肥料均混器11相连接，肥料均混器11可采用数控电动搅拌器。

如附图所示，本实用新型还包括一水肥均混器14，该水肥均混器14优选采用数字控制螺旋推进式搅拌釜。肥料水融仓13的出口与水肥均混器14入口通过第三段主水管32连接；本实用新型还包括中央控制器23、肥料检测器19，水肥均混器14的出口经第四段主水管16与肥料检测器19入口连通，肥料检测器19包括肥料浓度探头18、氮元素浓度探头20、钾元素浓度探头21、磷元素浓度探头22，肥料浓度探头18、氮元素浓度探头20、钾元素浓度探头21、磷元素浓度探头22分别与中央控制器23电连接，氮肥储斗8、钾肥储斗9、磷肥储斗10下端所述的出料管上分别设有一个数控流量阀7，所述的三个数控流量阀7分别与中央控制器23电连接，肥料均混器11与肥料水融仓13之间的导管上设有一用于控制氮、钾、磷三种混合肥料流量的混肥数控阀12，所述第二段主水管6管路上设有用于控制肥料水融仓13入口处水流量的水流数控阀5，所述混肥数控阀12、水流数控阀5均与中央控制器23电连接，由中央控制器23控制混肥数控阀12、水流数控阀5的启停。中央控制器23的主机可以是单片机或可编程序控制器（PLC）或数控电脑，中央控制器23所属领域技术人员均可设计和应用，这里不再详述。

为保证灌溉系统的水肥浓度稳定，肥料检测器19实时监控水肥中肥料总浓度值，并通过中央控制器23处理，并与预先设定的总浓度值比较，当远离预先设定的总浓度值一定区间范围时，中央控制器23会发出信号控制水流数控阀5、混肥数控阀12的开闭，通过控制水流数控阀5、混肥数控阀12的开关时间，以精准地将水肥混合液中的肥料总浓度保持在设定的范围之内。

为保证水肥中氮元素、钾元素、磷元素三种元素的浓度配比稳定保持在设定的范围之内，肥料检测器19内相应的传感器实时监控氮元素、钾元素、磷元素三种元素的浓度值，即获得三者之间配比，这些浓度值通过中央控制器23处理得到三者之间的配比值，该配比值与设定的配比阀值范围相比较，当配比值处于设定的配比阀值范围之外时，中央控制器23可以发出信号控制氮肥储斗8、钾肥储斗9、磷肥储斗10下部任其一或任两个或三个数控流量阀7的开闭，以调节三种元素的流量值，保持了三元素的配比稳定在设定的阀值范围之内。

水肥均混器14与肥料检测器19之间的第四段主水管16上设有自动排气阀17，当气压达到预设值时，自动开启，释放气体，避免气体引起水肥浓度波动，使水肥浓度实现动态稳定的状态。

肥料检测器19与水肥均混器14之间的第四段主水管16上设置有一加强水泵15。加强水泵15可采用转速可调、变频控制的水泵。

如附图所示，本实用新型的滴灌装置28通过第一支水管24与第五段主水管27连通，在第一支水管24的末端设有第一水压传感器25，第一水压传感器25与中央控制器23输入端电连接，中央控制器23的输出端与加强水泵15的启停控制端电连接，为方便观测第一支水管24内的水压值和便于维护，在第一支水管24的末端还设有一水压表26。第一水压传感器25实时监控第一支水管24内的水压值，通过中央控制器23处理与设定值比较，当水压值小于设定值一定范围时，中央控制器23发出指令启动加强水泵15，水压增大，当水压值超过设定值的一定范围时，中央控制器23发出指令停止加强水泵15运转，水压减小。

喷灌装置29通过第二支水管30与一段主水管27连通，在第二支水管30的末端设有第二水压传感器31，第二水压传感器31与中央控制器23的输入端连接，中央控制器23的输出端与加强水泵15的启停控制端电连接。为方便观测第二支水管30内的水压值和便于维护，在第二支水管30的末端还设有一水压表26。中央控制器23对第二支水管30内的水压的控制原理同上，这里不再详述。

Claims (6)

1.一种农田施肥水利灌溉系统，包括氮肥储斗（8）、钾肥储斗（9）、磷肥储斗（10）、水泵（2）、肥料均混器（11）、肥料水融仓(13)、滴灌装置(28)、喷灌装置(29)、至少两段按顺序相连的主水管（3、6、32、16、27），水泵（2）经第一段主水管(3)、第二段主水管（6）与肥料水融仓（13）相连通，肥料均混器（11）与肥料水融仓（13）上、下连接，氮肥储斗（8）、钾肥储斗（9）、磷肥储斗（10）下端分别经出料管与肥料均混器(11)相连接，其特征在于：还包括水肥均混器（14），肥料水融仓（13）的出口与水肥均混器（14）的入口通过第三段主水管（32）连接，还包括中央控制器（23）、肥料检测器（19），水肥均混器（14）出口经第四段主水管（16）与肥料检测器（19）连通，肥料检测器（19）包括肥料浓度探头（18）、氮元素浓度探头（20）、钾元素浓度探头（21）、磷元素浓度探头（22），肥料浓度探头（18）、氮元素浓度探头（20）、钾元素浓度探头（21）、磷元素浓度探头（22）分别与中央控制器（23）电连接，在氮肥储斗（8）、钾肥储斗（9）、磷肥储斗（10）下端所述的出料管上均设有一个数控流量阀（7），所述的数控流量阀（7）分别与中央控制器（23）电连接；肥料均混器（11）与肥料水融仓（13）之间的导管上设有混肥数控阀（12），所述第二段主水管(6)管路上设有用于控制肥料水融仓(13)入口处水流量的水流数控阀(5)，所述混肥数控阀（12）、水流数控阀（5）均与中央控制器（23）电连接，水肥均混器(14)与肥料检测器(19)之间的第四段主水管（16）上设有自动排气阀（17）。

2.根据权利要求1所述的一种农田施肥水利灌溉系统，其特征在于：还包括用于去除水中砂石的砂石过滤器（4），水泵（2）通过第一段主水管(3)与砂石过滤器（4）相连通，砂石过滤器（4）通过第二段主水管（6）与水流数控阀（5）相连通。

3.根据权利要求1所述的一种农田施肥水利灌溉系统，其特征在于：肥料检测器（19）与水肥均混器(14)之间的第四段主水管(16)上设置有一加强水泵(15)。

4.根据权利要求3所述的一种农田施肥水利灌溉系统，其特征在于：滴灌装置(28)通过第一支水管(24)与第五段主水管（27）连通，在第一支水管(24)的末端设有第一水压传感器(25)，第一水压传感器(25)与中央控制器(23)的输入端电连接，中央控制器(23)的输出端与加强水泵(15)的启停控制端电连接。

5.根据权利要求3所述的一种农田施肥水利灌溉系统，其特征在于：喷灌装置(29)通过第二支水管(30)与第五段主水管（27）连通，在第二支水管(30)的末端设有第二水压传感器(31)，第二水压传感器(31)与中央控制器(23)的输入端电连接，中央控制器（23）的输出端与加强水泵（15）的启停控制端电连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种农田施肥水利灌溉系统，其特征在于：所述的水肥均混器（14）为数字控制螺旋推进式搅拌釜。