CN205648591U

CN205648591U - 一种太阳能同步作业自动灌溉系统

Info

Publication number: CN205648591U
Application number: CN201620474261.1U
Authority: CN
Inventors: 刘晓初; 谈世松; 梁忠伟; 陈凡; 单士印; 温溢恒
Original assignee: Guangzhou University
Current assignee: Guangzhou University
Priority date: 2016-05-21
Filing date: 2016-05-21
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2026-05-21

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能同步作业自动灌溉系统，该系统由水路系统和电路系统组成；所述水路系统包括依次串联的水泵、止回阀和电动水路开关；所述止回阀和电动水路开关之间的管路上旁接有一水锤缓冲罐；所述电动水路开关的出口与灌溉喷头相连，并由一灌溉控制器控制，该灌溉控制器通过读取埋设于土壤中的湿度传感器的湿度信号反馈控制电动水路开关开闭的电信号；所述电路系统包括依次连接的太阳能电池板、太阳能充放电控制器、蓄电池、逆变器和所述水泵的驱动电机以及一控制模块。本实用新型所述的太阳能同步作业自动灌溉系统具有自动化程度高，灌溉效率高、效果好，且系统使用寿命长的优点。

Description

一种太阳能同步作业自动灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及多孔管道或带喷头管道安装在地上的浇水装置。

背景技术

中国是农业灌溉大国，据统计，截止2014年底，全国累计有效灌溉面积达6033万hm²，生产粮食5464亿kg，占全国耕地面积不到50％的灌溉面积上生产了全国75％的粮食、80％以上的经济作物和90％以上的蔬菜，可见有效的灌溉是农作物获得高产的重要保障。

然而，在我国扔有近0.6亿hm²耕地因为灌溉水资源短缺或灌溉用电不足无法得到有效灌溉。在山丘地区与偏远地区，因为电力不足而无法得到灌溉的耕地面积比例普遍达到其所在地区总耕地面积的50％以上，电力供给不足严重制约着我国灌溉农业的健康发展。

目前，太阳能作为一种可再生的清洁能源也被应用于农业灌溉领域，大大提高了农业灌溉水利用率和利用效率。常见的太阳能灌溉系统，通常都是利用太阳能电池板将太阳能转化成电能，再通过逆变器逆变成交流电源供水泵使用，再由水泵抽吸水源灌溉农作物。然而现有的太阳能灌溉系统大多不够成熟，系统中的一些不足，导致系统自动化程度低，灌溉效率差。

另外，由于太阳能灌溉系统会根据光照条件以及耕地含水量的变化而频繁的开启和关闭，这会使得系统水路的压力出现巨大波动，进而导致喷头喷水不均匀，灌溉效果差；同时，水泵和水路开关开启或关闭时所形成的水锤效应也严重的影响了系统的安全和使用寿命。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种太阳能同步作业自动灌溉系统，该系统具有自动化程度高，灌溉效率高、效果好，且系统使用寿命长的优点。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：

一种太阳能同步作业自动灌溉系统，该系统由水路系统和电路系统组成；

所述水路系统包括依次串联的水泵、止回阀和电动水路开关；所述止回阀和电动水路开关之间的管路上旁接有一水锤缓冲罐；所述电动水路开关的出口与灌溉喷头相连，并由一灌溉控制器控制，该灌溉控制器通过读取埋设于土壤中的湿度传感器的湿度信号反馈控制电动水路开关开闭的电信号；

所述电路系统包括依次连接的太阳能电池板、太阳能充放电控制器、蓄电池、逆变器和所述水泵的驱动电机以及一控制模块；其中，所述控制模块包括第一接触器、第二接触器和压力控制器；所述第一接触器具有一常开的主触头和两个常开的辅助触头，其中，主触头串接在逆变器与所述水泵的驱动电机之间的线路上，两辅助触头分别与第一接触器和第二接触器的线圈串联；所述第二接触器具有一常闭触头，该常闭触头与第一接触器的线圈串联；所述压力控制器设在水锤缓冲罐的水路上来监测罐内的水压，该压力控制器具有一高压触头和一低压触头，所述高压触头与第二接触器的线圈串联，所述低压触头将与第一接触器线圈串联的一个第一接触器的辅助触头和第二接触器的常闭触头短接。

本实用新型所述灌溉系统的工作过程如下：

所述湿度传感器监测土壤的湿度，当土壤的湿度降低至需灌溉的要求时，所述灌溉控制器控制电动水路开关开启，水锤缓冲罐中的水在罐内压力的作用下自动从灌溉喷头喷出；当土壤湿度升高至灌溉目标后，所述灌溉控制器控制电动水路开关关闭，灌溉结束；

灌溉过程中，水锤缓冲罐中水压下降，当水压降低至设置的下限值时，所述压力控制器的低压触头连通，第一接触器的线圈得电，第一接触器的所有触头闭合，进而所述水泵的驱动电机得电工作，水泵将水源处的水输送至水路系统中，提升水锤缓冲罐内的水压；当水压持续上升至设置的上限值时，所述压力控制器的高压触头连通，第二接触器的线圈得电，第二接触器的常闭触头断开，导致第一接触器线圈失电，第一接触器的所有触头断开，进而所述水泵的驱动电机失电关闭，水泵停止工作。

由于灌溉水源通常为露天水源，水质较差，长期使用，水源中的杂质容易堵塞灌溉喷头；为此，本实用新型的一个改进方案是，所述的水路上串接有过滤器。

本实用新型所述的太阳能同步作业自动灌溉系统，其中所述电动水路开关后方的管路上设有加药装置。该加药装置可用于在灌溉的过程中向管路里的水中添加肥料，肥料溶解后随灌溉水一同喷洒向农作物，便于施肥。

本实用新型具有如下有益效果：

1、利用简单的电器元件即可实现灌溉的自动化，具有结构简单可靠，成本低的优点；

2、水路中设置了水锤缓冲罐，可将灌溉压力控制在需要的范围内，具有灌溉压力稳定，灌溉效果好的优点；同时水锤缓冲罐可缓冲水泵和水路开关开启或关闭时所产生的水锤效应，避免水路中的零部件在巨大的压力冲击下损坏，可有效的保护系统的安全，提高系统的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型所述灌溉系统的一个具体实施例的流程示意图。

图2为图1所示实施例中控制模块的电路原理示意图。

具体实施方式

参见图1，本例中的灌溉系统由水路系统和电路系统组成。

参见图1，所述水路系统包括依次串联的水泵1、止回阀2、手动截止阀3、筛网式过滤器4和电动水路开关5。所述电动水路开关5为一两位两通电磁阀。所述筛网式过滤器4和电动水路开关5之间的管路上设有旁通管，该旁通管与一水锤缓冲罐8连通。所述电动水路开关5与灌溉喷头10连通作为自动控制灌溉作业的开关，它由一灌溉控制器6控制开闭；所述灌溉控制器6与一埋设于土壤中的湿度传感器7相连，通过读取湿度传感器7的湿度信号反馈控制电动水路开关5开闭的电信号，当湿度低时，控制电动水路开关5开启，开始灌溉，当湿度足够时，控制电动水路开关5关闭，结束灌溉。所述电动水路开关5和灌溉控制器6均通过小型的太阳能电池供电。所述电动水路开关5与灌溉喷头10之间设有加药装置9，可用于在灌溉作业时向水路中添加肥料，以便肥料溶解于水中随水流喷洒向农作物。

参见图1，所述电路系统包括依次连接的太阳能电池板11、太阳能充放电控制器12、蓄电池13、逆变器14和所述水泵1的驱动电机。所述太阳能电池板11安装在支架11-1上。所述水泵1放置于水下，其驱动电机由一控制模块控制开启或关闭，该控制模块集成于接线盒15中。

参见图2并结合图1，所述控制模块包括第一接触器KM1、第二接触器KM2和压力控制器16。所述第一接触器KM1具有一个常开的主触头和两个常开的辅助触头，其中主触头串接在所述逆变器14和所述水泵1的驱动电机之间的线路上，两辅助触头分别与第一接触器KM1的线圈和第二接触器KM2的线圈串联。所述第二接触器KM2具有一常闭触头，该常闭触头与第一接触器KM1的线圈串联。所述压力控制器16设在水锤缓冲罐8的进口管道上，其压力探头伸到管道内用以监测水锤缓冲罐8内的水压。所述压力控制器4内设有触头模块YX，该触头模块YX由一固定的高压触头c、一固定的低压触头b和一活动触头a组成；所述活动触头a随压力变化移动，当压力足够高时，所述活动触头a将高压触头c接通，当压力足够低时，所述活动触头a将低压触头接通。所述高压触头c与第二接触器KM2的线圈串联，所述低压触头b将与第一接触器KM1的线圈串联的一个第一接触器KM1的辅助触头和第二接触器KM2的常闭触头短接。所述逆变器14与所述水泵1的驱动电机之间的线路上还串联有空气开关QS、熔断器FU和热继电器FR，用以保护电路系统的安全。

参见图1，为便于操作及检修，设置一控制箱17，将所述太阳能充放电控制器12、蓄电池13、逆变器14和接线盒15集成在该控制箱17内。所述水路系统中的止回阀2、手动截止阀3和筛网式过滤器4也集成在该控制箱17内。

Claims

1.一种太阳能同步作业自动灌溉系统，该系统由水路系统和电路系统组成；

2.根据权利要求1所述的一种太阳能同步作业自动灌溉系统，其特征在于，所述的水路上串接有过滤器。

3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能同步作业自动灌溉系统，其特征在于，所述电动水路开关后方的管路上设有加药装置。