CN206104443U - 一种便携式水稻快速洗根装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式水稻快速洗根装置，包括供水系统、空气压力系统与根系冲洗平台；所述供水系统由塑料制得的储水桶组成，储水桶任意侧端底部连接有第一水管，第一水管的另一端连接在所述空气压力系统中的高压水泵的进水口处；所述空气压力系统由高压水泵、空气压力控制系统操作面板、电源组成；高压水泵出水口处连接有第二水管，第二水管的另一端安装有喷嘴，靠近喷嘴处的第二水管上具有开关手把，开关手把用于控制喷嘴处水流的大小及闭合；所述根系冲洗平台由洗根盘及聚乙烯材料制得的网袋组成。结构相对简单、方便移动、且喷洒压力通过控制效率更高。

Description

一种便携式水稻快速洗根装置

技术领域

本实用新型属于农业技术领域，涉及一种便携式水稻快速洗根装置。

背景技术

根系是植株的重要组成部分，是吸收和运输养分的器官，对土壤养分的利用和产量具有重要贡献(程建峰等，2002)。由于根系的研究受研究方法和技术手段的限制，研究难度较大，对其研究的深度和广度均滞后于地上部的研究。由于根系的重要性，近年来根系遗传改良在育种中受到越来越多的关注，有学者甚至提出了根型育种的概念(吴伟明等，2005)。根系形态生理特征是根系质量优劣的体现，与水稻地上部的生长发育、产量形成、群体抗逆性等关系密切。

由于水稻的根系存在于地下，要研究根系首先要能够做到最大程度的取出根系，但当前水稻的泥根分离困难、洗根耗时长、耗水量大，限制了根系的研究。前人在泥根的分离方面进行了研究，例如专利CN201520325778.X公开了一种洗根装置，该洗根装置包括筒体和滤网组件，使用时将植物根系放置在筒体顶部的粗滤筛上，通过在筒体顶部注水将植物根系的泥土砂砾冲到筒体底板的底板上，植物根系上的相对较大的根系和杂质被留在粗滤筛上，比较细小且能研究的根系被过滤到细滤筛上，泥水可以通过排水口排出。但该装置结构单一，未配备便携的供水系统，野外处理根系具有一定的难度。此外由于水稻根系携带土壤多，如果使土壤完全通过滤筛，则需要大量水源，且耗时长。专利CN201210349562.8公开了一种水气驱动的土壤根系分离装置，该装置包括根系冲洗工作平台、循环供水系统、供气系统和电路控制系统，其工作原理是由循环供水系统向冲洗桶中注入水流并完成节水循环的功能，并由供气系统将高压气体充入冲洗桶中的水体，由气流带动冲洗桶中的水形成涡流，使根系和土壤在冲洗桶中自动搅拌，同时气流形成的上浮气泡，促使根系上浮与土壤分离。但该装置采取的搅拌处理会造成水稻根系断裂，收集不到完整的根系，并不适合水稻这种根系细小作物的泥根的分离。专利CN201310294077.X公开了一种循环节水式快速洗根装置，包括洗清池与沉淀水池两大部分。洗清池包括支架、洗清池体、齿轮传动装置、电机、网状根笼、进水管、水喷头与潜水泵；沉淀水池包括沉淀池体、过滤网、泥水分离沉淀槽、沉淀槽提耳、排水管与排水阀。该装置虽然能够达到节约用水，减轻繁重工作量的目的，但结构复杂，且不便于携带。此外，诸如生产上常用的农用喷雾器、农用打药机虽然也由供水系统、空气压力系统等组成，但喷嘴出水是以雾化形式，且存在水压小，无法用于泥根的分离。而高压汽车清洗机虽然具有空气压力系统，但其无供水系统，不适合野外工作，且喷嘴口直径较大，主要用于洗车，达不到泥根分离所需的喷嘴口直径要求。

综上所述，当前的现有技术存在诸如结构复杂、移动困难、耗水量大、效率低等缺点，且无针对水稻根泥分离的装置，不利于水稻根系的研究。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种便携式水稻快速洗根装置，解决了现有技术中存在的问题，结构相对简单、方便移动、且喷洒压力通过控制效率更高。

本实用新型所采用的技术方案是，一种便携式水稻快速洗根装置，包括供水系统、空气压力系统与根系冲洗平台；所述供水系统由塑料制得的储水桶组成，储水桶任意侧端底部连接有第一水管，第一水管的另一端连接在所述空气压力系统中的高压水泵的进水口处；所述空气压力系统由高压水泵、空气压力控制系统操作面板、电源组成；高压水泵出水口处连接有第二水管，第二水管的另一端安装有喷嘴，靠近喷嘴处的第二水管上具有开关手把，开关手把用于控制喷嘴处水流的大小及闭合；所述根系冲洗平台由洗根盘及聚乙烯材料制得的网袋组成。

进一步的，所述高压水泵的出水口处安装压力传感器，高压水泵出水口处还设置有霍尔传感器；压力传感器、霍尔传感器分别与PLC连接，PLC通过电源开关与电源连接，电源上还设置有充电口；所述PLC还与空气压力控制系统操作面板连接，空气压力控制系统操作面板上具有电源开关、充电口、压强数值增大功能键和压强数值减小功能键以及压强数值显示屏。

进一步的，所述储水桶大小为50～100L的圆筒体，上端有直径为10～25cm的圆形的注水口，储水桶两端具有手柄。

进一步的，所述第一水管与第二水管为橡胶软管，高压水泵出水口处连接的第二水管两端均具有内置螺纹，管长2米以上。

进一步的，所述喷嘴为不锈钢螺纹式尖嘴型喷嘴，喷嘴出水口处外径6.5～8mm，内径4.0～5.0mm。

进一步的，所述电源为可供充电的锂电池。

进一步的，所述空气压力系统安装在金属支架上，金属支架的底部还设置有车轮。

进一步的，所述洗根盘高35cm、长50cm、宽35cm。

进一步的，所述网袋网孔密度为40～300目，大小为长15～55cm，宽10～20cm。

进一步的，所述PLC选择CPM1A-40CDR-A-V1型号，所述压力传感器(23)采用YY-YL100压力传感器。

本实用新型的有益效果是结构简单，安装方便，生产制造成本低；体积及重量小、易于便携；处理速度快，省时省工，非常适合野外及实验室内作业的各种场合，各关键部位可选型号多，组合简单。手动程度低、耗水少，根系损失率低等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型电气部分的模块结构图。

图中，1.储水桶，2.手柄，3.注水口，4.第一水管，5.进水口，6.出水口，7.开关手把，8.喷嘴，9.电源开关，10.充电口，11.压强数值显示屏，12.压强数值增大功能键，13.压强数值减小功能键，14.高压水泵，15.电源，16.金属支架，17.洗根盘，18.网袋，19.车轮，20.第二水管，21.空气压力控制系统操作面板，22.PLC，23.压力传感器，24.霍尔传感器，25.马达。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种便携式水稻快速洗根装置，结构如图1所示，包括供水系统、空气压力系统、与根系冲洗平台。具体来说，供水系统，用于提供洗根用的水源，由储水桶1组成，储水桶1任意侧端底部连接有第一水管4，第一水管4的另一端连接在空气压力系统中的高压水泵14的进水口处。

空气压力系统，用于产生压力，调整喷水速度，高压直射产生冲击力。空气压力系统由高压水泵14、空气压力控制系统操作面板21、电源15组成；高压水泵14用于产生压力，高压水泵14出水口处连接有第二水管20，第二水管20的另一端安装有喷嘴8，靠近喷嘴8处的第二水管20上具有开关手把7，开关手把7用于控制喷嘴8处水流的大小及闭合，此处又采用机械的方式开关更适用于田间生产，由于使用环境的特殊性，不会因为电路部分：比如传感器与处理器之间的电路故障或者压强数据不可调而造成不能控制开关及流量的情况发生。空气压力控制系统操作面板21用于控制电源15的开关及空气压力系统输出压力的大小，使喷嘴8中的水流具有选定压力；电源15用于提供空气压力系统工作所需电源。

根系冲洗平台，用于盛放待洗的根系及收集根系，由洗根盘17及网袋18组成。

进一步的，储水桶1为热变形温度＞120℃的塑料制品，可盛放沸水，可用于冷冻根系的解冻冲洗。储水桶1大小为50～100L多种型号的圆筒体，上端有直径为10～25cm的圆形的注水口3，储水桶1两端具有手柄2，可搬运。

进一步的，第一水管4与第二水管20为热变形温度＞120℃的橡胶软管，高压水泵14出水口处连接的第二水管20两端均具有内置螺纹，可自由拆卸、安装，管长2米以上。

进一步的，喷嘴8为不锈钢螺纹式尖嘴型喷嘴，喷嘴8出水口处外径6.5～8mm，内径4.0～5.0mm，可以根据不同需要更换不同出水孔径的喷嘴。

进一步的，空气压力系统中的高压水泵14产生的压强范围为0.0Mpa～10.0Mpa。

进一步的，空气压力控制系统操作面板21上具有电源开关9、充电口10、压强数值增大功能键12和压强数值减小功能键13以及压强数值显示屏11，压强数值变化范围为0.0Mpa～10.0Mpa，增大或减小功能键每次数值变动值为0.5，压强数值由显示屏实时显示。

进一步的，电源15为可供充电的锂电池，电流强度为10A。

进一步的，空气压力系统整体安装在一个金属支架16上，可手提携带。金属支架16的底部还设置有车轮19，方便田间移动。

进一步的，洗根盘17为高35cm、长50cm、宽35cm的热变形温度＞120℃的塑料制品，用于初步处理时去除大部分的泥土。网袋18为高密度聚乙烯材料制成，密度为40～300目，大小为长15～55cm，宽10～20cm。用于把根系装袋，进行精细清洗。

本实用新型的电气部分连接关系如图2所示：

在高压水泵14的出水口处安装压力传感器22，不设置在进水口处的目的是有效防止水泵在运行中受到干扰。在高压水泵14出水口处还设置有霍尔传感器24；压力传感器22、霍尔传感器24分别与PLC22连接。PLC22通过电源开关9与电源15连接，电源15上还设置有充电口10；PLC22还与空气压力控制系统操作面板21连接，空气压力控制系统操作面板21上具有电源开关9、充电口10、压强数值增大功能键12和压强数值减小功能键13以及压强数值显示屏11(为突出电路部分逻辑关系，图2中未将电源开关9、充电口10画入空气压力控制系统操作面板21)。

PLC22选择欧姆龙的CPM1A-40CDR-A-V1型号，CPU运算速度很高，且价格相较于三菱的PLC便宜许多，能够满足农业需要。PLC22对高压水泵14进行加泵和减泵控制。

压力传感器23采用YY-YL100压力传感器，抗干扰能力强，抗冲击，安装灵活方便。而其它压力传感器虽然精度高但是抗干扰和抗冲击能力不强。

霍尔传感器24用于判断水泵是否处于工作状态，霍尔传感器24设置在出水口的阀座的一侧，阀座内设置可上下活动的止回阀，止回阀与霍尔传感器相对应位置设置有磁钢，霍尔传感器用于感应磁钢的位置。此技术属于现有技术。

工作过程为：

步骤1：取土样。将采集来的带根系的土样分别放在根系冲洗平台中的各洗根盘17中。

步骤2：准备工作。先将储水桶1加入适量水，然后使电路控制中的电源开关9功能键处于开的状态，然后通过操作空气压力控制系统操作面板21上的压强数值增大12和减小13功能键并结合数值显示屏11，通过PCL22对高压水泵14的压力进行调整，使其达到所需压强数值，此时高压水泵14开始工作。

步骤3：冲洗根系。打开水管上的开关手把7，手持喷嘴8，在带根系土样的柱体上采用打孔法进行多点打孔，使土柱松散，根系脱离土层。处理完毕后使电路控制中的电源开关9功能键处于关的状态。

步骤4：收集根系。把脱离土层的整株根系及散落的断根收集到网袋18里，待精细冲洗。

步骤5：精细清洗。根据需要调整压力，对网袋18里根系上残存的泥土等杂质进行精细清洗。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种便携式水稻快速洗根装置，其特征在于，包括供水系统、空气压力系统与根系冲洗平台；所述供水系统由塑料制得的储水桶(1)组成，储水桶(1)任意侧端底部连接有第一水管(4)，第一水管(4)的另一端连接在所述空气压力系统中的高压水泵(14)的进水口处；

所述空气压力系统由高压水泵(14)、空气压力控制系统操作面板(21)、电源(15)组成；高压水泵(14)出水口处连接有第二水管(20)，第二水管(20)的另一端安装有喷嘴(8)，靠近喷嘴(8)处的第二水管(20)上具有开关手把(7)，开关手把(7)用于控制喷嘴(8)处水流的大小及闭合；

所述根系冲洗平台由洗根盘(17)及聚乙烯材料制得的网袋(18)组成。

2.根据权利要求1所述的一种便携式水稻快速洗根装置，其特征在于，所述高压水泵(14)的出水口处安装压力传感器(23)，高压水泵(14)出水口处还设置有霍尔传感器(24)；压力传感器(23)、霍尔传感器(24)分别与PLC(22)连接，PLC(22)通过电源开关(9)与电源(15)连接，电源(15)上还设置有充电口(10)；所述PLC(22)还与空气压力控制系统操作面板(21)连接，空气压力控制系统操作面板(21)上具有电源开关(9)、充电口(10)、压强数值增大功能键(12)和压强数值减小功能键(13)以及压强数值显示屏(11)。

3.根据权利要求1所述的一种便携式水稻快速洗根装置，其特征在于，所述储水桶(1)大小为50～100L的圆筒体，上端有直径为10～25cm的圆形的注水口(3)，储水桶(1)两端具有手柄(2)。

4.根据权利要求1所述的一种便携式水稻快速洗根装置，其特征在于，所述第一水管(4)与第二水管(20)为橡胶软管，高压水泵(14)出水口处连接的第二水管(20)两端均具有内置螺纹，管长2米以上。

5.根据权利要求1所述的一种便携式水稻快速洗根装置，其特征在于，所述喷嘴(8)为不锈钢螺纹式尖嘴型喷嘴，喷嘴(8)出水口处外径6.5～8mm，内径4.0～5.0mm。

6.根据权利要求1所述的一种便携式水稻快速洗根装置，其特征在于，所述电源(15)为可供充电的锂电池。

7.根据权利要求1所述的一种便携式水稻快速洗根装置，其特征在于，所述空气压力系统安装在金属支架(16)上，金属支架(16)的底部还设置有车轮(19)。

8.根据权利要求1所述的一种便携式水稻快速洗根装置，其特征在于，所述洗根盘(17)高35cm、长50cm、宽35cm。

9.根据权利要求1所述的一种便携式水稻快速洗根装置，其特征在于，所述网袋(18)网孔密度为40～300目，大小为长15～55cm，宽10～20cm。

10.根据权利要求2所述的一种便携式水稻快速洗根装置，其特征在于，所述PLC(22)选择CPM1A-40CDR-A-V1型号，所述压力传感器(23)采用YY-YL100压力传感器。