CN205658102U - 一种水肥气热一体化系统 - Google Patents

一种水肥气热一体化系统 Download PDF

Info

Publication number
CN205658102U
CN205658102U CN201620533257.8U CN201620533257U CN205658102U CN 205658102 U CN205658102 U CN 205658102U CN 201620533257 U CN201620533257 U CN 201620533257U CN 205658102 U CN205658102 U CN 205658102U
Authority
CN
China
Prior art keywords
irrigation
fertilization
pipeline
barrel
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201620533257.8U
Other languages
English (en)
Inventor
张天柱
许庆广
王文杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Zhongnong Tianlu Micro-Nano Bubble Water S & T Co Ltd
Beijing Zhongnong Futong Gardening Co Ltd
Original Assignee
Beijing Zhongnong Tianlu Micro-Nano Bubble Water S & T Co Ltd
Beijing Zhongnong Futong Gardening Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Zhongnong Tianlu Micro-Nano Bubble Water S & T Co Ltd, Beijing Zhongnong Futong Gardening Co Ltd filed Critical Beijing Zhongnong Tianlu Micro-Nano Bubble Water S & T Co Ltd
Priority to CN201620533257.8U priority Critical patent/CN205658102U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205658102U publication Critical patent/CN205658102U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Landscapes

  • Fertilizing (AREA)

Abstract

本实用新型属于实施农业技术领域，涉及一种水肥气热一体化系统。该系统包括可编程控制器(30)、电热膜(29)、土壤温度传感器(32)和介于水源(33)与灌溉管网(31)之间的灌溉管路；所述电热膜(29)和土壤温度传感器(32)埋设于土壤内；所述灌溉管路包括入口过滤器(1)、出口过滤器(28)、第一灌溉管路、第二灌溉管路和第三灌溉管路；第一灌溉管路、第二灌溉管路和第三灌溉管路并联于入口过滤器(1)和出口过滤器(28)之间。该系统具自动化运行、高度集成、节约劳动成本、提高肥料利用率、防止土壤污染、提高产品产量和品质等优点，属于现代农业高新技术领域。

Description

一种水肥气热一体化系统
技术领域
本实用新型属于设施农业技术领域，涉及一种水肥气热一体化系统，特别适用于温室土壤种植作物的节水滴灌、施肥、土壤根部增氧及作物根系加热。
背景技术
日光温室作物种植大部分采用水肥一体化的形式进行灌溉施肥，将灌溉、施肥等单独操作，增加了人工成本及投入成本。日光温室在冬季采取的加温措施大多为室内空气加热，由于所需加热空间较大，且对保温条件要求较高，造成热量损失较多，极大地浪费资源。而水肥气热一体化的加热方式不仅可直接有效地增加地温，减少能源浪费，并且可改善作物生长发育的根域环境，显著提高作物产量，并缩短作物生育期。国内外研究表明，根际土壤增氧及根系加热是早熟促成栽培的一项关键性技术措施。现在土壤加热存在很多技术措施，但都是采取人工方式进行，劳动强度大、不便于自动化操作。将灌溉、施肥、灌溉水曝气增氧、土壤加热集成为一体，通过可编程控制器采集数据自动控制灌溉、施肥、曝气增氧及加热多种技术融于一体的系统还是空白。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种水肥气热一体化系统，实现在灌溉、曝气增氧、施肥的同时加热土壤，提高作物根系温度。
为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种水肥气热一体化系统，其特征在于：该系统包括可编程控制器30、电热膜29、土壤温度传感器32和介于水源33与灌溉管网31之间的灌溉管路；
所述电热膜29和土壤温度传感器32埋设于土壤内；
所述灌溉管路包括入口过滤器1、出口过滤器28、第一灌溉管路、第二灌溉管路和第三灌溉管路；
入口过滤器1和出口过滤器28分别设置在灌溉管路的进水端和出水端；
第一灌溉管路、第二灌溉管路和第三灌溉管路并联于入口过滤器1和出口过滤器28之间；其中，
所述第一灌溉管路从进水端至出水端依次设置有第一水泵12、压力表13、排气阀14、压力传感器15和第一电磁阀18；
所述第二灌溉管路从进水端至出水端依次设置有第二电磁阀2、灌溉桶4、第二水泵17和单向阀16；第二灌溉管路的出水端并接在第一灌溉管路的压力表13处；
所述第三灌溉管路从进水端至出水端依次设置有第三电磁阀20、施肥桶24以及相互并联的第一施肥管路和第二施肥管路；第一施肥管路和第二施肥管路的入口端分别与施肥桶24连接，第一施肥管路的出口端并接在第一灌溉管路的压力传感器15与第一电磁阀18之间；第二施肥管路的出口端并接于第一灌溉管路的出水端；
第一施肥管路从入口端至出口端依次设置有第一比例施肥器21和第四电磁阀19；第二施肥管路从入口端至出口端依次设置有第二比例施肥器22和第五电磁阀27；第一比例施肥器21和第四电磁阀19之间设置有与第二比例施肥器22和第五电磁阀27之间相互连通的管路；
所述灌溉桶4的入水口和出水口分别设置在上部和下部；在灌溉桶4内的上部、中部和下部分别设置有灌溉桶高液位浮球9、灌溉桶中液位浮球10和灌溉桶低液位浮球11；在灌溉桶4内的中部还设置有温度传感器5；在灌溉桶4内的底部设置有电热丝8和曝气头6；灌溉桶4下部桶壁上设置有底阀7；曝气头6和底阀7分别与设置在灌溉桶4外部的微纳米曝气机3连接；
所述施肥桶24内设置有搅拌泵23、施肥桶高液位浮球25和施肥桶低液位浮球26；其中，施肥桶高液位浮球25和施肥桶低液位浮球26分别位于施肥桶24的上部和下部；
所述可编程控制器30与第二电磁阀2、微纳米曝气机3、温度传感器5、电热丝8、灌溉桶高液位浮球9、灌溉桶中液位浮球10、灌溉桶低液位浮球11、第一水泵12、压力传感器15、第二水泵17、第一电磁阀18、第四电磁阀19、第三电磁阀20、搅拌泵23、施肥桶高液位浮球25、施肥桶低液位浮球26、第五电磁阀27、电热膜29和土壤温度传感器32连接。
所述温度传感器5与电热丝8之间的距离为40±5cm。
所述入口过滤器1和出口过滤器28的目数大于60目。
所述电热膜29并联叠加排列，埋设于土层下50±5cm处。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型对灌溉、曝气、施肥及土壤加热进行程序预编程，通过可编程控制器采集所需的数据实现灌溉、曝气、施肥及加热自动化操作。
2、本实用新型利用可编程控制器实现灌溉、曝气、施肥的同时，对土壤温度进行自动检测，根据土壤温度变化对其进行加热，可显著提高土壤温度，省工省时。
3、本实用新型对地埋电热膜采用并联叠加排列铺设，可迅速提高地温，并且使热量辐射更均匀。
4、使用本实用新型的加热方法，可使春番茄总产量提高45％，提早采收一个月以上。
5、本实用新型对管道水进行微纳米曝气，在水中将产生大量微纳米级别的微纳米气泡，利用气泡的移动和遇热爆破，可以清理管道中的污垢和灌溉水中的沉淀，有效减少管道或滴灌设备堵塞问题。
附图说明
图1为本实用新型水肥气热一体化系统的结构示意图；
图2为本实用新型可编程控制器30的连接控制示意图。
其中的附图标记为：
1入口过滤器 2第二电磁阀
3微纳米曝气机 4灌溉桶
5温度传感器 6曝气头
7底阀 8电热丝
9灌溉桶高液位浮球 10灌溉桶中液位浮球
11灌溉桶低液位浮球 12第一水泵
13压力表 14排气阀
15压力传感器 16单向阀
17第二水泵 18第一电磁阀
19第四电磁阀 20第三电磁阀
21第一比例施肥器 22第二比例施肥器
23搅拌泵 24施肥桶
25施肥桶高液位浮球 26施肥桶低液位浮球
27第五电磁阀 28出口过滤器
29电热膜 30可编程控制器
31灌溉管网 32土壤温度传感器
33水源
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型进行进一步说明。
如图1所示，本实用新型水肥气热一体化系统包括可编程控制器30、电热膜29、土壤温度传感器32和介于水源33与灌溉管网31之间的灌溉管路。
所述电热膜29和土壤温度传感器32设置于土壤内。
所述灌溉管路包括入口过滤器1、出口过滤器28、第一灌溉管路、第二灌溉管路和第三灌溉管路。
入口过滤器1和出口过滤器28分别设置在灌溉管路的进水端和出水端。
第一灌溉管路、第二灌溉管路和第三灌溉管路并联于入口过滤器1和出口过滤器28之间。其中，
所述第一灌溉管路从进水端至出水端依次设置有第一水泵12、压力表13、排气阀14、压力传感器15和第一电磁阀18。
所述第二灌溉管路从进水端至出水端依次设置有第二电磁阀2、灌溉桶4、第二水泵17和单向阀16；第二灌溉管路的出水端连接在第一灌溉管路的压力表13所处的管路上。
所述第三灌溉管路从进水端至出水端依次设置有第三电磁阀20、施肥桶24以及相互并联的第一施肥管路和第二施肥管路；第一施肥管路和第二施肥管路的入口端分别与施肥桶24连接，第一施肥管路的出口端并接在第一灌溉管路的压力传感器15与第一电磁阀18之间；第二施肥管路的出口端连接于第一灌溉管路的出水端。
第一施肥管路从入口端至出口端依次设置有第一比例施肥器21和第四电磁阀19；第二施肥管路从入口端至出口端依次设置有第二比例施肥器22和第五电磁阀27。第一比例施肥器21和第四电磁阀19之间设置有与第二比例施肥器22和第五电磁阀27之间相互连通的管路。
所述灌溉桶4的入水口和出水口分别设置在上部和下部。在灌溉桶4内的上部、中部和下部分别设置有灌溉桶高液位浮球9、灌溉桶中液位浮球10和灌溉桶低液位浮球11；在灌溉桶4内的中部还设置有温度传感器5；在灌溉桶4内的底部设置有电热丝8和曝气头6；灌溉桶4下部桶壁上设置有底阀7；曝气头6和底阀7分别与设置在灌溉桶4外部的微纳米曝气机3连接。优选地，温度传感器5与电热丝8之间的距离为40±5cm。
所述施肥桶24内设置有搅拌泵23、施肥桶高液位浮球25和施肥桶低液位浮球26；其中，施肥桶高液位浮球25和施肥桶低液位浮球26分别位于施肥桶24的上部和下部。
如图2所示，所述可编程控制器30与第二电磁阀2、微纳米曝气机3、温度传感器5、电热丝8、灌溉桶高液位浮球9、灌溉桶中液位浮球10、灌溉桶低液位浮球11、第一水泵12、压力传感器15、第二水泵17、第一电磁阀18、第四电磁阀19、第三电磁阀20、搅拌泵23、施肥桶高液位浮球25、施肥桶低液位浮球26、第五电磁阀27、电热膜29和土壤温度传感器32连接。
所述入口过滤器1和出口过滤器28目数大于60目。
所述电热膜29并联叠加排列，埋设于土层下50±5cm处。
该系统可实现灌溉、灌溉水加热、曝气增氧、施肥和土壤加热同时进行，或者其中几个同时进行。
本实用新型的工作过程如下：
(1)土壤加热：可编程控制器30根据土壤温度传感器32反馈的土壤作物根系附近的温度决定是否开启加热膜29。可编程控制器30监测到土壤温度低于18℃时，电热膜29开启，开始加热；当可编程控制器30监测到土壤温度高于22℃时，电热膜29关闭，停止加热。
(2)灌溉水加热：可编程控制器30根据灌溉桶4高液位浮球9和灌溉桶4低液位浮球11反馈的信号控制第二电磁阀2的关闭和开启；灌溉桶4液位低于灌溉桶4低液位浮球11时，第二电磁阀2开启，向灌溉桶4中注水，液位到达灌溉桶4高液位浮球9时，第二电磁阀2关闭，停止注水。可编程控制器30根据灌溉桶4中温度传感器5和灌溉桶4中液位浮球10的反馈的信号控制加热丝8开启或关闭，当温度传感器5的检测温度低于20℃并且灌溉桶4内液位高于灌溉桶4中液位浮球10时，加热丝8开启，开始对灌溉桶4中的水进行加热；当温度传感器5的检测温度大于30℃并且灌溉桶4内液位低于灌溉桶4中液位浮球10时，加热丝8关闭，停止加热。
(3)曝气增氧：当灌溉桶4中的液位到达灌溉桶4中液位浮球10时，微纳米曝气机3开启，曝气时间在可编程控制器30中设置，到达设置的曝气时间后，微纳米曝气机3停止；当灌溉桶4中的液位低于灌溉桶4中液位浮球10时，微纳米曝气机3不运行。曝气时间为30分钟。
(4)灌溉：灌溉桶4中的液位低于灌溉桶4低液位浮球11时，第二水泵17始终不启动；灌溉桶4中的液位到达灌溉桶4中液位浮球10时，第二水泵17启动；第四电磁阀19和第五电磁阀27关闭，第一电磁阀18开启，灌溉桶4中的水经由压力表13、排气阀14、压力传感器15、第一电磁阀18及出口过滤器28进入到灌溉管网31中，开始灌溉；若压力传感器15监测到管道的压力大于设定值，停止灌溉。
(5)施肥：施肥桶24中液位低于施肥桶24低液位浮球26时，第三电磁阀20启动，向施肥桶24中注水；同时向施肥桶24中加注肥料；液位到达施肥桶24高液位浮球25时，第三电磁阀20关闭，停止注水。
如果施肥桶24中的液位低于施肥桶24低液位浮球26则施肥不会运行，第四电磁阀19和第五电磁阀27保持关闭状态，若施肥桶24中的液位高于施肥桶24高液位浮球25，此时关闭第一电磁阀18，开启第四电磁阀19和第五电磁阀27，同时开启搅拌泵23，水肥进入灌溉管网31中，开始施肥；当施肥桶24中液位低于施肥桶24低液位浮球26时，第四电磁阀19和第五电磁阀27关闭，停止施肥。
上述实施例仅适用于说明本实用新型，由于受灌溉制度、作物栽培模式以及天气状况、生长环境等影响，实际应用可能与上述实例存在差别，但不影响本实用新型的实际应用效果。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，其中系统中的各部件的组成、组合方式、操作顺序以及系统运行模式等可根据不同实施方式作出相应的改变，但与本实用新型技术原理相同或相似的变更或改进，都应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水肥气热一体化系统，其特征在于：该系统包括可编程控制器(30)、电热膜(29)、土壤温度传感器(32)和介于水源(33)与灌溉管网(31)之间的灌溉管路；
所述电热膜(29)和土壤温度传感器(32)埋设于土壤内；
所述灌溉管路包括入口过滤器(1)、出口过滤器(28)、第一灌溉管路、第二灌溉管路和第三灌溉管路；
入口过滤器(1)和出口过滤器(28)分别设置在灌溉管路的进水端和出水端；
第一灌溉管路、第二灌溉管路和第三灌溉管路并联于入口过滤器(1)和出口过滤器(28)之间；其中，
所述第一灌溉管路从进水端至出水端依次设置有第一水泵(12)、压力表(13)、排气阀(14)、压力传感器(15)和第一电磁阀(18)；
所述第二灌溉管路从进水端至出水端依次设置有第二电磁阀(2)、灌溉桶(4)、第二水泵(17)和单向阀(16)；第二灌溉管路的出水端并接在第一灌溉管路的压力表(13)处；
所述第三灌溉管路从进水端至出水端依次设置有第三电磁阀(20)、施肥桶(24)以及相互并联的第一施肥管路和第二施肥管路；第一施肥管路和第二施肥管路的入口端分别与施肥桶(24)连接，第一施肥管路的出口端并接在第一灌溉管路的压力传感器(15)与第一电磁阀(18)之间；第二施肥管路的出口端并接于第一灌溉管路的出水端；
第一施肥管路从入口端至出口端依次设置有第一比例施肥器(21)和第四电磁阀(19)；第二施肥管路从入口端至出口端依次设置有第二比例施肥器(22)和第五电磁阀(27)；第一比例施肥器(21)和第四电磁阀(19)之间设置有与第二比例施肥器(22)和第五电磁阀(27)之间相互连通的管路；
所述灌溉桶(4)的入水口和出水口分别设置在上部和下部；在灌溉桶(4)内的上部、中部和下部分别设置有灌溉桶高液位浮球(9)、灌溉桶中液位浮球(10)和灌溉桶低液位浮球(11)；在灌溉桶(4)内的中部还设置有温度传感器(5)；在灌溉桶(4)内的底部设置有电热丝(8)和曝气头(6)；灌溉桶(4)下部桶壁上设置有底阀(7)；曝气头(6)和底阀(7)分别与设置在灌溉桶(4)外部的微纳米曝气机(3)连接；
所述施肥桶(24)内设置有搅拌泵(23)、施肥桶高液位浮球(25)和施肥桶低液位浮球(26)；其中，施肥桶高液位浮球(25)和施肥桶低液位浮球(26)分别位于施肥桶(24)的上部和下部；
所述可编程控制器(30)与第二电磁阀(2)、微纳米曝气机(3)、温度传感器(5)、电热丝(8)、灌溉桶高液位浮球(9)、灌溉桶中液位浮球(10)、灌溉桶低液位浮球(11)、第一水泵(12)、压力传感器(15)、第二水泵(17)、第一电磁阀(18)、第四电磁阀(19)、第三电磁阀(20)、搅拌泵(23)、施肥桶高液位浮球(25)、施肥桶低液位浮球(26)、第五电磁阀(27)、电热膜(29)和土壤温度传感器(32)连接。
2.根据权利要求1所述的水肥气热一体化系统，其特征在于：所述温度传感器(5)与电热丝(8)之间的距离为40±5cm。
3.根据权利要求1所述的水肥气热一体化系统，其特征在于：所述入口过滤器(1)和出口过滤器(28)的目数大于60目。
4.根据权利要求1所述的水肥气热一体化系统，其特征在于：所述电热膜(29)并联叠加排列，埋设于土层下50±5cm处。
CN201620533257.8U 2016-06-02 2016-06-02 一种水肥气热一体化系统 Expired - Fee Related CN205658102U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620533257.8U CN205658102U (zh) 2016-06-02 2016-06-02 一种水肥气热一体化系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620533257.8U CN205658102U (zh) 2016-06-02 2016-06-02 一种水肥气热一体化系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205658102U true CN205658102U (zh) 2016-10-26

Family

ID=57159639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201620533257.8U Expired - Fee Related CN205658102U (zh) 2016-06-02 2016-06-02 一种水肥气热一体化系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN205658102U (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107484564A (zh) * 2017-09-29 2017-12-19 新疆农业科学院经济作物研究所 一种利用田间滴灌系统对地膜下作物根部输气的装置
CN109463179A (zh) * 2017-09-08 2019-03-15 李成德 水稻反季节加代繁育箱
CN110235586A (zh) * 2019-07-05 2019-09-17 山西省水利水电科学研究院 一种气升式肥料溶解、混合及排渣设备
CN111789017A (zh) * 2020-07-09 2020-10-20 河南丰润环保科技有限公司 一种水肥气一体化滴灌系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109463179A (zh) * 2017-09-08 2019-03-15 李成德 水稻反季节加代繁育箱
CN107484564A (zh) * 2017-09-29 2017-12-19 新疆农业科学院经济作物研究所 一种利用田间滴灌系统对地膜下作物根部输气的装置
CN107484564B (zh) * 2017-09-29 2023-04-07 于伯成 一种利用田间滴灌系统对地膜下作物根部输气的装置
CN110235586A (zh) * 2019-07-05 2019-09-17 山西省水利水电科学研究院 一种气升式肥料溶解、混合及排渣设备
CN111789017A (zh) * 2020-07-09 2020-10-20 河南丰润环保科技有限公司 一种水肥气一体化滴灌系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205922255U (zh) 一种温室大棚用水肥灌溉一体化装置
CN104719102B (zh) 有机栽培水肥一体化系统及方法
CN105794597B (zh) 一种根据植物根系分布进行分层恒压渗灌系统和方法
WO2020232963A1 (zh) 一种智慧灌溉控制系统及其控制方法
CN208273575U (zh) 水肥一体化智能灌溉系统
CN109644660B (zh) 一种大蒜水肥一体化灌溉系统及控制方法
CN105875005B (zh) 沼液水肥一体化智能控制灌溉系统及其使用方法
CN204948726U (zh) 一种应用于苗床的潮汐式灌溉系统
CN106342597A (zh) 一种多功能水肥一体化灌溉系统
CN109254540B (zh) 一种基于设施水肥药热气一体化地下渗灌管控系统及方法
CN206227188U (zh) 一种多功能水肥一体化灌溉系统
CN107242055A (zh) 具有氮磷钾在线检测功能的水肥药一体化自动灌溉系统
CN201426281Y (zh) 组合式自动控制人工造田系统
CN107148894A (zh) 一种地面灌溉田间灌水装置
CN208783230U (zh) 一种智能高效水果栽培滴灌施肥系统
CN105724118A (zh) 用于温室栽培的补给系统
CN221634417U (zh) 一种水肥一体化的灌溉装置
CN106718666A (zh) 一种应用于果园的自动灌溉装置
CN203120447U (zh) 一种水肥一体化系统
CN204613723U (zh) 新型智能灌溉系统
CN205756022U (zh) 一种大棚水肥灌溉装置
CN201957534U (zh) 一种用于斜坡屋面绿化滴灌的智能全自动控制系统
CN207022768U (zh) 一种地面灌溉田间灌水装置
CN208258410U (zh) 水肥一体化精量管控系统
CN212232157U (zh) 设施生产田间微区水肥一体化装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20161026

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee