CN206103811U - 一种液态肥自动配制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于自动化领域，具体地涉及农业用液态肥的配制装置领域。本实用新型提出的液态肥自动配制装置，包括机体。所述机体包括储液装置、抽取装置、混液装置、控制装置。其中储液装置用于储存不同液态肥原液；控制装置用于控制抽取装置抽取不同液态肥原液，并循环注入混液装置；混液装置用于混合不同液态肥原液以配制成液态肥。上述装置中采用PLC控制器控制液态肥原液的循环注入，循环注入方式为按流量循环注入、按时间循环注入或按比例注入，另外本实用新型采用的混液装置具有螺旋叶片，通过其外甩功能进行混液，可使液态肥原液充分混合，另外本实用新型可根据土壤养分状况和作物对养分的需求规律配制专用配方，满足精准施肥的需求。

Description

一种液态肥自动配制装置

技术领域

本实用新型属于自动化领域，具体地涉及农业用液态肥自动配制装置领域。

背景技术

农作物吸收离子态的养分生长，因此任何肥料必须溶解于水成为离子态才能被作物根系或叶片吸收。因此急需一种速溶、低价平衡的肥料，虽然市场上粉剂水溶性复合肥琳琅满目，但价格昂贵，目前只在一些经济价值高的作物上施用。

液态肥应运而生，液态复混肥的生产过程主要是溶解和混合过程，生产过程无三废排放，且液态肥的配方很容易调整，可以根据土壤养分状况和作物对养分的需求规律配制专用配方，满足精准施肥的需求；液态肥的原料选择范围广，只要对作物生长有用的物质都可以作为液态肥料生长的原料，广泛的原料来源可显著降低液态肥料的生产成本；液态肥料中的养分溶解在水中，使用时浓度安全，一般不会烧苗烧种烧根，养分随水送到根部，从而被根部直接吸收，且液态肥由灌溉管道施用，易于自动化施肥，节省人工。

但液态肥也存在显著的缺点。液态肥一般不宜远距离运输，如需包装则包装成本显著高于颗粒肥料。国外是大农场经营体制，通常液体配肥厂配好后直接配送到农场，没有包装和中间环节。直接配送模式也适合我国的集约化经营农场，如新疆、内蒙等地区。但我国有大量的小户经营，针对小户经营用量少的情况，可采用加肥站模式销售，也无需包装。目前国内加肥站局限于成品肥的销售或原料肥通过传统称重模式混合后销售，存在液态肥配制中原液混合不充分，成本较高，不能按需配制等问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

基于以上问题，本实用新型提出一种液态肥自动配制装置，用于解决现有技术中加肥站局限于成品肥的销售以致成本高，不能按需配置的问题，和现有技术中液态肥配制中原液混合不充分的问题。

(二)技术方案

本实用新型提出一种液态肥自动配制装置，用于将不同液态肥原液配制成液态肥，包括机体，机体包括储液装置、抽取装置、混液装置、控制装置，其中：

储液装置用于储存不同液态肥原液；

控制装置用于控制抽取装置抽取不同液态肥原液，并循环注入混液装置；

混液装置用于混合不同液态肥原液以配制成液态肥。

上述液态肥自动配置装置还包括输入装置，其用于接收用户输入的液态肥配制参数，控制装置根据用户输入的液态肥配制参数来控制抽取装置抽取不同液态肥原液。

上述液态肥配制参数包括液态肥的成分信息，控制装置根据该成分信息计算液态肥原液的配比，以控制抽取装置抽取不同液态肥原液。

上述不同液态肥原液的循环注入为按流量循环注入、按时间循环注入和按比例注入中的任一种。其中循环注入的流量、时间或比例由控制装置自动计算。

上述混液装置具有螺旋叶片结构，其有助于不同原液的充分混合。

上述液态肥自动配置装置还包括显示装置，用于显示液态肥的配制信息，液态肥的配制信息包括液态肥配制进度信息，所述显示装置为触摸装置。

上述液态肥自动配置装置还包括指示灯，其用于显示不同液态肥原液的注入状态。

进一步地，上述液态肥自动配置装置还包括用户操作装置，其用于接收用户操作并向所述控制装置发送控制信号，以控制液态肥的配制。

上述用户操作装置包括按钮，所述按纽是下述按钮中的至少一种：

紧急开启按钮，用于紧急开启液态肥的配制；

紧急停止按钮，用于紧急停止液态肥的配制；

紧急暂停按钮，用于紧急暂停液态肥的配制。

进一步地，抽取装置包括一个泵和多个管道，每个管道上具有一个控制阀，用于控制管道的开通和关闭。其中泵的运转以及控制阀的开通和关闭均由控制装置控制。所述泵为高压泵，可与滴灌装置相连接，实现配肥、施肥一体化。

进一步地，不同液态肥原液包括钾肥原液、磷肥原液、氮肥原液和有机肥原液。

(三)有益效果

本实用新型提出的一种液态肥自动配制系统，具有以下有益效果：

1、本实用新型提出的液态肥自动配置系统，采用PLC控制器控制液态肥原液的循环注入，循环注入方式为按流量循环注入、按时间循环注入或按比例注入，另外本实用新型提出的系统采用的混液罐具有螺旋叶片，通过其外甩功能进行混液，因此本实用新型可使液态肥原液充分混合。

2、本实用新型具有液态肥自动配制功能，可根据土壤养分状况和作物对养分的需求规律配制专用配方，满足精准施肥的需求。同时由于原液来源广泛，农民可直接拿桶接肥，或将高压泵与滴灌设施相连接，免去包装成本，使得液态肥的成本降低，实现配肥、施肥一体化。

附图说明

图1是本实用新型提出的液态肥自动配制装置的主视图；

图2是本实用新型提出的液态肥自动配制装置的内部结构示意图；

图3是本实用新型提出的液态肥自动配制装置的左视图；

图4是本实用新型提出的液态肥自动配制装置的仰视图；

图5是本实用新型提出的液态肥自动配制装置的显示装置示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1-5所示，本实用新型提出一种液态肥自动配制装置，包括机体，其中机体包括储液装置、混液装置、控制装置和显示和输入装置，具体的包括储液罐、显示屏控制器101、PLC控制器102、电源装置103、显示屏104、N原液接口201、第一电磁阀202、第一电子脉冲流量计203、第一逆止阀204、第一流量控制手柄205、P原液接口301、第二电磁阀302、第二电子脉冲流量计303、第二逆止阀304、第二流量控制手柄305、K原液接口401、第三电磁阀402、第三电子脉冲流量计403、第三逆止阀404、第三流量控制手柄405、C原液接口501、第四电磁阀502、第四电子脉冲流量计503、第四逆止阀504、第四流量控制手柄505、第五逆止阀601、抽液泵602、混液罐701、加肥枪801和用于输送液态肥原液及混合后液态肥的管道。

其中显示屏104的页面布局如图5所示，显示屏104为触摸屏，其由显示屏控制器101控制实现参数输入与设置功能，其中显示屏控制器101与PLC控制器102连接，接收PLC控制器的编程信号来控制显示屏104。触摸屏主要具有参数设定、历史纪录、开始、暂停和全部复位触摸按钮，触摸按钮与显示屏控制器101的相应部门连接实现触摸设定功能。参数设定按钮用来输入液态肥配置所需参数，每更改设定的参数，都需要输入装置密码，同时可设置运行时间；历史纪录按钮用于查阅装置保存的历史设定参数；开始按钮用于开始液态肥的配制；暂停按钮用于暂停液体的肥配制；全部复位按钮用于将用户对参数的设定恢复为出厂时的初始值。用户输入液态肥所需N、P、K和C的公斤数，传输给显示屏控制器101，继而传输给PLC控制器102，自动输出得到总公斤数及由总公斤数转换得到的总升数和应付金额。另外，显示屏104接收显示屏控制器101的信号实时反应液态肥配制进度，其配制进度由液态肥配制进度条105显示。进一步的，显示屏104还能实时显示日期和时间。

如图4所示，N原液接口201、P原液接口301、K原液接口401、C原液接口501分别与N原液储液罐、P原液储液罐、K原液储液罐和有机肥原液储液罐连接。第一电磁阀202、第二电磁阀302、第三电磁阀402、第四电磁阀502通过管道分别与N原液接口201、P原液接口301、K原液接口401、C原液接口501相连，用于控制N原液、P原液、K原液、C原液的注入，第一至第四电磁阀与PLC控制器102连接，其开合由PLC控制器102控制；第一电子脉冲流量计203、第二电子脉冲流量计303、第三电子脉冲流量计403、第四电子脉冲流量计503通过管道分别与第一电磁阀202、第二电磁阀302、第三电磁阀402、第四电磁阀502相连，用于检测N原液、P原液、K原液、C原液的注入流量；第一逆止阀204、第二逆止阀304、第三逆止阀404、第四逆止阀504通过管道分别与第一电子脉冲流量计203、第二电子脉冲流量计303、第三电子脉冲流量计403、第四电子脉冲流量计503相连，用于防止N原液、P原液、K原液、C原液的回流；第一流量控制手柄205、第二流量控制手柄305、第三流量控制手柄405、第四流量控制手柄505分别位于所述原液接口和原液桶之间，用于人为控制原液的注入速率。

抽液泵602用于给原液的抽取提供动力，且抽液泵为高压泵，可直接与滴灌装置相连接，实现配肥、施肥一体化；第五逆止阀601用于防止注入原液的回流；混液罐701用于将各种原液混合，混液罐701具有螺旋叶片702，螺旋叶片通过其外甩功能可促使各种原液混合均匀；加肥枪801与混液罐701通过管道相连，用于向用户的液态肥桶中注入混合好的液态肥。

PLC控制器102用于控制电磁阀，从而控制各种原液的循环注入并通过用户输出参数决定各种原液的总注入量。假定用户输出的N成分、P成分、K成分和C成分的值分别为a、b、c、d，农业用主要的原液及原液中所含N、K、P的含量及价格如下表所示：

首先计算所需含有钾的原液的使用量C，因为磷溶液、氮溶液都不含有钾的成分。计算方法为；

c/钾原料的参数(K₂O)；

其次计算所需磷溶液的使用量B，根据钾原料中的磷的含量和设定纯磷值计算需要磷溶液的量值，计算方法为：

(b-C*含磷参数(P₂O₅))/磷溶液的参数(P₂O₅)；

最后计算所需氮溶液的使用量A，其计算方法为：

(a-C*含氮参数(N)-B*含氮参数(N))/氮溶液的参数(N)；

c原液的使用量即有机肥原液使用量为D。

将含氮、磷、钾原液和有机肥原液的量值求和，即可得到注入升的值，分别将含氮、磷、钾原液量和有机肥原液量的值乘以单价，即可得到各个原液的价格，将各个原液的价格求和得到总价值。

注入方式有三种，分别为按流量循环注入、按时间循环注入和按比例注入。

按流量循环注入为：首先通过PLC控制器102设定流量循环次数为n，根据上述计算方法得到四种原液的注入值A、B、C、D设定每次循环四种原液的注入液量分别为A/n、B/n、C/n、D/n，则PLC控制电磁阀的开启，首先开启第一电磁阀202，进行N原液的注入，第一电子脉冲流量计203计数到1/n向PLC反馈信号，第一电磁阀202关闭同时第二电磁阀302开启，进行P溶液的注入，第二电子脉冲流量计303计数到1/n向PLC反馈信号，第二电磁阀302关闭同时第三电磁阀402开启，进行K溶液的注入，第三电子脉冲流量计403计数到1/n向PLC反馈信号，第三电磁阀402关闭同时第四电磁阀502开启，进行有机肥原液的注入，第四电子脉冲流量计503计数到1/n向PLC反馈信号，第四电磁阀502关闭完成第一次循环注入；第四电磁阀502关闭的同时第一电磁阀开启，开始第二循环注入，按上述步骤直到n次循环结束，关闭第四电磁阀502，完成原液注入。

按时间循环注入为：通过PLC控制器102设定循环次数为n，则按照注入速率v及所需注入各种原液量A、B、C、D，将每种原液注入所需的时间分成n份，设定每次循环时每种原液的注入时间为A/vn、B/vn、C/vn、D/vn后开启循环。首先开启第一电磁阀202，进行N原液的注入，第一电子脉冲流量计203计数到1/n向PLC反馈信号，第一电磁阀202关闭同时第二电磁阀302开启，进行P溶液的注入，第二电子脉冲流量计303计数到1/n向PLC反馈信号，第二电磁阀302关闭同时第三电磁阀402开启，进行K溶液的注入，第三电子脉冲流量计403计数到1/n向PLC反馈信号，第三电磁阀402关闭同时第四电磁阀502开启，进行有机肥原液的注入，第四电子脉冲流量计503计数到1/n向PLC反馈信号，第四电磁阀502关闭完成第一次循环注入；第四电磁阀502关闭的同时第一电磁阀开启，开始第二循环注入，按上述步骤直到n次循环结束，关闭第四电磁阀502，完成原液注入。

按比例注入为：通过调节第一流量控制手柄205、第二流量控制手柄305、第三流量控制手柄405和第四流量控制手柄505使第一电磁阀202的流量为：总流量*A/(A+B+C+D)；第二电磁阀302的流量为：总流量*B/(A+B+C+D)；第三电磁阀402的流量为：总流量*C/(A+B+C+D)；第四电磁阀502的流量为：总流量*D/(A+B+C+D)，通过PLC控制器102同时开启第一电磁阀202、第二电磁阀302、第三电磁阀402、第四电磁阀502，进行原液注入。

另外，如图1所示，机体的一面具有暂停键901用于紧急暂停液态肥的配制、开启键902用于紧急开始液态肥的配制、停止键903用于停止液态肥的配制、N液注入指示灯904当N原液注入时亮、P液注入指示灯905当P原液注入时亮、K液注入指示灯906当K原液注入时亮、C液注入指示灯907当有机原液注入时亮和门把手用于开启机体门。

通过上述描述可知，本实用新型提出的液态肥自动配制装置，通过由于以上三种原液注入方式实现了不同原液之间的分布混合，避免了现有液态肥配制中混合不均匀的问题，另外可以根据土壤养分状况和作物对养分的需求规律配制专用配方，满足精准施肥的需求，可促进农作物的生长，提高农作物产量，同时也可降低液态肥的成本。又由于采用PLC控制器控制液态肥的配制，配制过程自动化高。

实施例

如图1-5所示，本实施例提出一种液态肥自动配制装置，包括机体，机体尺寸为高150cm*宽60cm*厚50cm，其中机体包括储液装置、混液装置、控制装置和显示装置，具体的包括储液罐、显示屏控制器101、PLC控制器102、电源装置103、显示屏104、N原液接口201、第一电磁阀202、第一电子脉冲流量计203、第一逆止阀204、第一流量控制手柄205、P原液接口301、第二电磁阀302、第二电子脉冲流量计303、第二逆止阀304、第二流量控制手柄305、K原液接口401、第三电磁阀402、第三电子脉冲流量计403、第三逆止阀404、第三流量控制手柄405、C原液接口501、第四电磁阀502、第四电子脉冲流量计503、第四逆止阀504、第四流量控制手柄505、第五逆止阀601、抽液泵602、混液罐701、加肥枪801和用于输送液态肥原液及混合后液态肥的管道。

其中PLC控制器102为20站PLC编程器，显示屏104为9英寸多功能触摸屏，第一至第四电子脉冲流量计为450脉冲/升流量表，第一至第四电磁阀为24VDC电磁阀。

其中，抽液泵602为高扬程隔膜泵，由于其为高压泵，可直接连接到滴灌设施上，实现配肥、施肥一体化。

如图5所示工作时，先开启电源装置103中各器件的电源，用户点击显示屏104上的参数设定按钮，输入密码，进行N成分、P成分、K成分和C成分的参数设定，设定完成后，点击开始按钮，用户将加肥枪801对准自带的液态肥桶。PLC控制器102根据设定的参数算出总原料的公斤数、转换后的升数及对应得总价格，并向显示屏控制器101发出信号，显示屏控制器102进一步控制电子屏104，显示总原料的公斤数、转换后的升数及对应得总价格。随后PLC控制器102控制第一至第四电磁阀进行按流量循环注入原液，抽液泵602实时抽取N原液、P原液、K原液或有机原液，将抽取的原液传输到混液罐701，混液罐701中的螺旋叶片702实时转动，对原液进行充分混合，混液罐701中充分混合后的液态肥通过管道传输给加肥枪，并由用户注入到自带的液态肥桶，用户可根据液态肥配制进度条105实时观察液态肥配制输出进度，进度条满格并显示100％后，完成液态肥的配制。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种液态肥自动配制装置，用于将不同液态肥原液配制成液态肥，包括机体，其特征在于，所述机体包括储液装置、抽取装置、混液装置、控制装置，其中：

储液装置用于储存不同液态肥原液；

控制装置用于控制抽取装置抽取不同液态肥原液，并循环注入混液装置；

混液装置用于混合不同液态肥原液以配制成液态肥。

2.如权利要求1所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，还包括输入装置，其用于接收用户输入的液态肥配制参数；

所述控制装置根据所述用户输入的液态肥配制参数来控制抽取装置抽取不同液态肥原液。

3.如权利要求2所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，所述液态肥配制参数包括液态肥的成分信息，所述控制装置根据该成分信息计算液态肥原液的配比，以控制抽取装置抽取不同液态肥原液。

4.如权利要求1所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，所述不同液态肥原液的循环注入为按流量循环注入、按时间循环注入和按比例注入中的任一种。

5.如权利要求4所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，所述循环抽取的流量、时间或比例由控制装置自动计算。

6.如权利要求1所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，所述混液装置具有螺旋叶片。

7.如权利要求1所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，还包括显示装置，用于显示液态肥的配制信息。

8.如权利要求7所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，所述液态肥的配制信息包括液态肥的配制进度信息。

9.如权利要求8所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，所述显示装置为触摸装置。

10.如权利要求1所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，还包括指示灯，其用于显示不同液态肥原液的注入状态。

11.如权利要求1所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，还包括用户操作装置，其用于接收用户操作并向所述控制装置发送控制信号，以控制液态肥的配制。

12.如权利要求11所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，所述用户操作装置包括按钮，所述按钮是下述按钮中的至少一种：

紧急开启按钮，用于紧急开启液态肥的配制；

紧急停止按钮，用于紧急停止液态肥的配制；

紧急暂停按钮，用于紧急暂停液态肥的配制。

13.如权利要求1所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，所述抽取装置包括一个泵和多个管道，每个管道上具有一个控制阀，用于控制管道的开通和关闭。

14.如权利要求13所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，所述泵的运转以及控制阀的开通和关闭均由所述控制装置控制。

15.如权利要求13所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，所述泵为高压泵，用于与滴灌装置相连接，实现配肥、施肥一体化。

16.如权利要求1至15中任一项所述的液态肥自动配制装置，其特征在于，所述不同液态肥原液包括钾肥原液、磷肥原液、氮肥原液和有机肥原液。