CN206963351U - 一种水肥一体化装置及灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水肥一体化装置及灌溉系统，属农业灌溉领域。该水肥一体化装置包括水体输送系统和肥料输送系统，水体输送系统的出水端与肥料输送系统的出料端连通；水体输送系统包括储水装置和输水管，储水装置由隔挡件分隔成第一储水池和第二储水池，隔挡件设置有贯穿隔挡件的通水孔，隔挡件表面转动连接有与通水孔配合的孔盖，储水装置设置有控制孔盖开闭的开关；第二储水池内设置有过滤件；第二储水池与输水管连通并在输水管远离第二储水池的一端形成出水端。该装置能根据农作物需求对灌溉用水和肥料进行优化处理，肥料颗粒含量少，水、肥比例协调，有害物质含量低。含有该装置的灌溉系统简单，成本低，适用于不同农作物的灌溉。

Description

一种水肥一体化装置及灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及农业灌溉领域，且特别涉及一种水肥一体化装置及灌溉系统。

背景技术

灌溉，即用水浇地。灌溉原则是灌溉量、灌溉次数和时间要根据农作物的需水特性、生育阶段、气候、土壤条件而定，要适时、适量，合理灌溉。其种类主要有播种前灌水、催苗灌水、生长期灌水及冬季灌水等。为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分。在自然条件下，往往因降水量不足或分布的不均匀，不能满足作物对水分的要求。因此，必须人为地进行灌溉，以补天然降雨之不足。现有的灌溉装置功能较为单一，只能对农田进行水利灌溉，人们还需要对农田进行人工施肥和喷洒农药，并且水资源浪费较大。

对于大多数大棚种植包括露地的种植，由于品种不同，其灌溉的要求也不同，在时间、节点，压力和用水量的不同情况下，进行灌溉时还需要大量的人力，且由于灌溉施肥设备的精确度低、配套性差，从而导致农产品质量稳定性较差，而且肥料吸收利用差、灌溉用水利用率低，不能灵活方便的控制施肥数量和时间，同时病虫害也难以控制等。尽管现有的部分灌溉装置能解决水肥一体化的问题，但难以保证肥料能够充分溶解于水中，颗粒肥料含量多，而且所需肥料的种类单一难以满足各种农作物的灌溉施肥需求，管路结构的设计也较为复杂，不便于操作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水肥一体化装置，该装置能根据农作物需求对灌溉用水和肥料进行优化处理，输送端所输送的水、肥比例协调，肥料颗粒含量少，水/肥充分混合，有害物质含量低。

本实用新型的另一目的在于提供一种包含有上述水肥一体化装置的灌溉系统，该灌溉系统简单，成本低，适用于不同农作物的灌溉。

本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本实用新型提出一种水肥一体化装置，其包括水体输送系统和肥料输送系统，水体输送系统的出水端与肥料输送系统的出料端连通；其中，水体输送系统包括储水装置和输水管，储水装置由隔挡件分隔成第一储水池和第二储水池，隔挡件设置有贯穿隔挡件的通水孔，隔挡件表面转动连接有与通水孔配合的孔盖，储水装置设置有控制孔盖开闭的开关；第二储水池内设置有过滤件；第二储水池与输水管连通并在输水管远离第二储水池的一端形成出水端。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，过滤件包括孔径为0.01-0.05mm的滤网，滤网垂直于水流的方向设置于第二储水池内。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，肥料输送系统设置有溶料装置，溶料装置包括用于施肥的外筒，第一轴承、第二轴承以及内筒，内筒的两端分别通过第一轴承和第二轴承转动连接于外筒的内壁，内筒的靠近第二轴承的一端封闭，内筒、外筒、第一轴承和第二轴承之间围成溶料腔，内筒的筒壁设置有多个贯穿筒壁的通孔，肥料输送系统的出料端连通外筒，输水管与溶料腔连通，且输水管的出水口的轴线沿内筒的切线方向设置以使内筒在水流的驱动下旋转。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，外筒设置有沿外筒的径向滑动的挡板，挡板位于内筒的靠近第一轴承的一侧。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，外筒的筒壁设置有供挡板通过的开口以及用于将挡板固定于外筒的固定件。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，内筒的外壁设置有凸齿，凸齿位于溶料腔内。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，凸齿为鱼鳍状且鱼鳍的延伸方向与内筒的旋转方向一致。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，外筒的内壁设置有止回机构，止回机构包括与凸齿配合的棘齿，棘齿位于溶料腔内。

进一步地，在本实用新型较佳实施例中，输水管沿水流方向依次设置有流量测定器和控制阀。

本实用新型还提出一种灌溉系统，包括上述的水肥一体化装置，该灌溉系统能满足不同农作物的灌溉需求。

本实用新型实施例的送料装置的有益效果是：该水肥一体化装置包括水体输送系统和肥料输送系统，可将水/肥进行统一混合灌溉。水体输送系统分为第一储水池和第二储水池，可对外来水进行多重净化和除杂。其中，过滤件可以除去大于其孔径的胶体、铁锈、悬浮物和大分子有机物，并可过滤掉水中不利于作物生长的有害菌，避免有害菌损害作物。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的水肥一体化装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的水体输送系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的肥料输送系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的溶料装置在第一视角下的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的溶料装置在第二视角下的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的水肥一体化装置中输水管和输料管的连接方式的示意图。

图标：10-灌溉系统；100-水肥一体化装置；200-水体输送系统；210-出水端；220-储水装置；221-第一储水池；222-隔挡件；223-第二储水池；230-输水管；231-第一输水管；233-第二输水管；235-第三输水管；224-通水孔；225-孔盖；226-开关；230-输水管；241-凹槽；250-过滤件；251-滤网；253-过滤器；255-净化层；300-肥料输送系统；310-出料端；320-储料装置；330-输料管；331-第一输料管；333-第二输料管；334-分支管；335-第三输料管；325-储料室；335-元素含量测定仪；340-溶料装置；341-内筒；342-第一轴承；343-外筒；344-第二轴承；345-挡板；346-溶料腔；347-固定件；348-凸齿；349-通孔；355-止回机构；356-棘齿；400-流量测定器；450-控制阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“垂直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“垂直”等术语并不表示要求部件绝对水平或垂直，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种灌溉系统10，该灌溉系统10包括了水肥一体化装置100，农作物生长所需的水和肥料可经水肥一体化装置100的处理，最终进行单一或混合灌溉。因本实用新型的灌溉系统10具有本实用新型实施例中所涉及到的水肥一体化装置100，故其能对灌溉用水和肥料进行优化处理，从而满足不同农作物的灌溉需求。

请参照图1，本实用新型实施例中的水肥一体化装置100包括水体输送系统200和肥料输送系统300。水体输送系统200的出水端210与肥料输送系统300的出料端310连通。

请参照图2，水体输送系统200包括储水装置220和输水管230。储水装置220由相邻的第一储水池221和第二储水池223构成，且第一储水池221和第二储水池223之间由隔挡件222隔开。外来水进入第一储水池221，再经第二储水池223输送至灌溉农田。为了使第一储水池221中的水能够通过隔挡件222进入第二储水池223，本实施例的隔挡件222上开设有贯穿其表面的通水孔224。值得说明的是，通水孔224的数量不唯一，可以仅为一个，也可以为多个；其在隔挡件222上的开设位置也不唯一。当通水孔224仅为1个时，该通水孔224优选位于隔挡件222的中心位置，此位置上，通水孔224各方向所受的水压相互平衡。为了更好地控制第一储水池221与第二储水池223之间流通的水量，例如可在通水孔224的端面覆盖有孔盖225。优选的，该孔盖225可转动连接于隔挡件222的表面。本实施例中，孔盖225可仅设置于通水孔224一端的表面，也可在通水孔224两端的表面均设置有该孔盖225。为方便操作者及时控制储水装置220中的水量，本实施例在储水装置220的外壁设置有控制孔盖225转动的开关226，通过转动开关226，使孔盖225覆盖或分离于通水孔224表面，以实现开闭孔盖225的作用。

因进入第一储水池221的外来水含有杂质和不利于农作物的物质，故需在储水装置220中对其进行适当的净化处理。作为优选的，本实施例中在第一储水池221的底部设置有凹槽241，用于沉淀外来水中的沙砾或颗粒较大的杂质。具体的，凹槽241可以设置为“V”字型，也可设置为“W”型。此外，也可在第一储水池221的底部设置倾斜面，即底部一端至倾斜面与其对应端的距离大于底部另一端至倾斜面与其对应的另一端的距离。凹槽241的作用原理为：以重力分离为基础，进入第一储水池221的外来水在水流冲击和重力影响下，使得比重大的沙砾或杂质下沉至凹槽241内，其余粒径较小的悬浮颗粒物则随水流通过通水孔224进入至第二储水池223内。

为了进一步对第二储水池223中的水进行净化和除杂，本实施例中在第二储水池223内设置有过滤件250和净化层255。净化层255例如可以设置在第二储水池223的底部，具体的，净化层255由具有净化功能的微生物和植物构成，例如可以是根系微生物和马来眼子菜。值得说明的是，上述微生物应当对作物无害，上述植物还可以是软骨草属或狐尾藻属植物。其中，根系微生物是指在植物根系生长繁殖的微生物，包括细菌、放线菌、藻类等。根系微生物与植物根系或植物相互作用，可对水体中存在的有机污染物、重金属和含氮素污染物进行吸附或降解。马来眼子菜为污染敏感植物，对水具有较高的净化能力，尤其对水中的重金属具有较强的吸收能力。

作为优选的，本实施例中的过滤件250例如可以包括孔径为0.01-0.05mm的滤网251，该滤网251沿垂直于水流的方向设置于第二储水池223内。滤网251可以除去大于其孔径的胶体、铁锈、悬浮物和大分子有机物。较佳的，过滤件250还可以包括贴合有浸没式膜的过滤器253，该过滤器253的孔径例如可以是0.001-0.01μm。因最小细菌的体积都在0.02μm，故设置含浸没式膜的过滤器253可以过滤掉水中不利于作物生长的有害菌，避免有害菌损害作物。本实施例中，过滤器253也可以沿垂直于水流的方向设置于第二储水池223内。输水管230与第二储水池223远离第一储水池221的一端连通，并形成出水端210。

请参照图3，肥料输送系统300包括储料装置320和输料管330。因不同农作物所需的肥料或营养元素不同，故本实施例中优选的将储料装置320分隔成多个相互独立的储料室325。每个储料室325内均可设置有元素含量测定仪335，以实时对储料室325中的元素含量进行测定和调控。输料管330在远离储料装置320的一端形成出料端310。

为了将不同种类的元素在灌溉前进行充分混合，本实施例的肥料输送系统300还包含有溶料装置340。该溶料装置340与储料装置320连通。具体的，请参照图4与图5，溶料装置340包括内筒341、外筒343、第一轴承342和第二轴承344。其中，内筒341的两端分别通过第一轴承342和第二轴承344转动连接于外筒343的内壁，且内筒341靠近第二轴承344的一端封闭。内筒341、外筒343、第一轴承342和第二轴承344之间即围成用于水/肥混合的溶料腔346。外筒343与储水装置220及储料装置320均连通，即溶料腔346与输水管230和输料管330连通，水和肥料从输水管230和输料管330进入溶料腔346中。优选的，输水管230的出水口的轴线沿内筒341的切线方向设置，以使内筒341能在水流的驱动下旋转。更优的，输水管230向靠近输料管330的方向倾斜。上述输水管230的倾斜设计可使输水管230中的水流在水压的作用下与输料管330输送而来的肥料进行混合，并在溶料腔346内流动。因此，本方案中内筒341的转动无须借助外界动力，而是通过水流的冲刷推动其转动。此外，由于水管倾斜设置，从输水管230中进入溶料腔346的水流由于受到内筒341外壁的阻挡，可减缓其流速，增加其与肥料在溶料腔346中的停留时间，提高混合效果。为了使溶料腔346内的水肥混合物能够进入内筒341，内筒341的筒壁还设置有多个贯穿筒壁的通孔349。进一步的，外筒343的一端与肥料输送系统300的出料端310连通，以使外筒343中的混合料通过出料端310输出并对作物进行施肥。

因上述设计只能依靠水流作用使水和肥料进行混合，水/肥混合效果还有待改善。作为优选的，本实施例中在内筒341的外壁还设置有凸齿348且该凸齿348位于溶料腔346内。更优的，凸齿348为鱼鳍状且鱼鳍的延伸方向与内筒341的旋转方向一致，以增大水/肥在溶料腔346内的流动阻力和摩擦力，促使两者进一步混合。同时增大了水流与内筒341的接触面积，更利于利用水流的动能推动内筒341旋转做功转动。又因内筒341在不同流速的水流冲击下，旋转速度不定，为了防止其旋转过快，外筒343的内壁还设置有止回机构355。优选的，该止回机构355包括与凸齿348配合的棘齿356，且该棘齿356位于溶料腔346内。此设计可减缓溶料腔346内物质的流动速度，提高其在流入内筒341前的混合效果。

为了避免最终施肥的水/肥混合物达不到施肥标准，本实施例在内筒341内还设置有搅拌装置。该搅拌装置包括搅拌轴和搅拌桨。优选的，搅拌桨为螺旋缠绕于搅拌轴的桨片，以增大桨片与肥料的接触面积，提高搅拌效果。值得说明的是，本实施例中搅拌装置的数量不唯一，可以只设置一个，也可设置多个。此外，为保证混合效果，外筒343还设置有沿外筒343的径向滑动的挡板345，挡板345位于内筒341的靠近第一轴承342的一侧。也即该挡板345在外筒343内的高度可根据实际需要进行调节，以实现对内筒341内的混合物流出所需达到的液面高度进行限定，提高混合效果。进一步的，外筒343的筒壁开设有供挡板345通过的开口以及固定件347。当挡板345调节至适当的位置时，即可由固定件347进行固定。灌溉时，只有当内筒341中的混合物达到或超过挡板345的高度时才能流入至外筒343中，并通过出料端310输送至作物。该设计有利于增加混合物在内筒341中的停留时间，也即增加混合物的搅拌时间，降低颗粒肥料的含量，进一步提高水/肥的混合效果。

较佳的，为了能够根据作物不同时期对水和肥料的不同需求，实现对作为进行单独或混合灌溉水/肥，本方案中的输水管230和输料管330均由多个部分构成。具体的，请参照图6，输水管230包括第一输水管231、第二输水管233和第三输水管235。其中，第一输水管231的两端分别与储水装置220和储料装置320连通；第二输水管233的两端分别与储水装置220和溶料装置340连通；第三输水管235的一端与储水装置220连通。输料管330包括第一输料管331、第二输料管333和第三输料管335。其中，第一输料管331的一端与储料装置320连通；第二输料管333的两端分别与储料装置320和溶料装置340连通，具体的，第二输料管333的两端分别与第一输料管331和溶料装置340连通；第三输料管335的一端与溶料装置340连通。第三输水管235的另一端、第一输料管331的另一端和第三输料管335的另一端相互连通并最终合并为一个总的运输通道，即最终的水/肥经该运输通道运输给作物。作为优选的，因储料装置320含有多个储料室325，故第二输料管333可由多个分支管334构成，每个分支管334的一端均分别对应连通一个储料室325。此时，第二输料管333的分支管334与外筒343连通。

为了更好地对每一管路中流通的水/肥的量进行控制，本方案中，输水管230和输料管330均设置有流量测定器400和控制阀450。流量测定器400和控制阀450优选沿水/肥的流向方向依次设置。通过第一输水管231、第二输水管233、第三输水管235、第一输料管331、第二输料管333、第三输料管335和控制阀450的相互配合，可实现对作物以任意配比和组合的水/肥进行单独或混合灌溉。

综上所述，该水肥一体化装置100包括水体输送系统200和肥料输送系统300，可将水/肥进行统一混合灌溉。水体输送系统200分为第一储水池221和第二储水池223，可对外来水进行多重净化和除杂。其中，第一储水池221的底部设置有凹槽241，以重力分离为基础，使进入第一储水池221的外来水在水流冲击和重力影响下，比重大的沙砾或杂质则下沉至凹槽241内，其余粒径较小的悬浮颗粒物则进入至第二储水池223内。第二储水池223的净化层255可对水体中存在的有机污染物、重金属和含氮素污染物进行吸附或降解；过滤件250中的滤网251可以除去大于其孔径的胶体、铁锈、悬浮物和大分子有机物，过滤器253可以过滤掉水中不利于作物生长的有害菌，避免有害菌损害作物。肥料输送系统300中的储料装置320分隔成多个相互独立的储料室325，以单独对每种肥料或元素进行控制。储料室325内设有元素含量测定仪335，以实时对储料室325中的元素含量进行测定和调控。肥料输送系统300中包含的溶料装置340，可将不同种类的元素在灌溉前进行充分混合；输水管230与外筒343倾斜连接，一方面可通过水、肥两者混合所产生的力推动内筒341转动，无须外力；另一方面，可减缓水流流速，防止高速水流在灌溉时将植株的覆土冲走；并且增加了水流与肥料在外筒343中的停留时间，提高混合效果；内筒341中的搅拌装置包含有螺旋缠绕于搅拌轴的桨片，可增大桨片与肥料的接触面积，提高搅拌效果。挡板345在内筒341中的高度可根据实际需要进行调节，有利于增加混合物在内筒341中的停留时间，也即增加混合物的搅拌时间，降低颗粒肥料的含量，进一步提高水/肥的混合效果。输水管230和输料管330均由多个部分构成，且输水管230和输料管330均设置有流量测定器400和控制阀450，通过上述部件的相互配合，以根据作物不同时期对水和肥料的不同需求，实现对作为进行单独或混合灌溉水/肥。

以上所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

Claims (10)

1.一种水肥一体化装置，其特征在于，包括水体输送系统和肥料输送系统，所述水体输送系统的出水端与所述肥料输送系统的出料端连通；

其中，所述水体输送系统包括储水装置和输水管，所述储水装置由隔挡件分隔成第一储水池和第二储水池，所述隔挡件设置有贯穿所述隔挡件的通水孔，所述隔挡件表面转动连接有与所述通水孔配合的孔盖，所述储水装置设置有控制所述孔盖开闭的开关；所述第二储水池内设置有过滤件；所述第二储水池与所述输水管连通并在所述输水管远离所述第二储水池的一端形成所述出水端。

2.根据权利要求1所述的水肥一体化装置，其特征在于，所述过滤件包括孔径为0.01-0.05mm的滤网，所述滤网垂直于水流的方向设置于所述第二储水池内。

3.根据权利要求1所述的水肥一体化装置，其特征在于，所述肥料输送系统设置有溶料装置，所述溶料装置包括用于施肥的外筒，第一轴承、第二轴承以及内筒，所述内筒的两端分别通过所述第一轴承和所述第二轴承转动连接于所述外筒的内壁，所述内筒的靠近所述第二轴承的一端封闭，所述内筒、所述外筒、所述第一轴承和所述第二轴承之间围成溶料腔，所述内筒的筒壁设置有多个贯穿所述筒壁的通孔，所述肥料输送系统的出料端连通所述外筒，所述输水管与所述溶料腔连通，且所述输水管的出水口的轴线沿所述内筒的切线方向设置以使所述内筒在水流的驱动下旋转。

4.根据权利要求3所述的水肥一体化装置，其特征在于，所述外筒设置有沿所述外筒的径向滑动的挡板，所述挡板位于所述内筒的靠近所述第一轴承的一侧。

5.根据权利要求4所述的水肥一体化装置，其特征在于，所述外筒的筒壁设置有供所述挡板通过的开口以及用于将所述挡板固定于所述外筒的固定件。

6.根据权利要求3-5任一项所述的水肥一体化装置，其特征在于，所述内筒的外壁设置有凸齿，所述凸齿位于所述溶料腔内。

7.根据权利要求6所述的水肥一体化装置，其特征在于，所述凸齿为鱼鳍状且鱼鳍的延伸方向与所述内筒的旋转方向一致。

8.根据权利要求7所述的水肥一体化装置，其特征在于，所述外筒的内壁设置有止回机构，所述止回机构包括与所述凸齿配合的棘齿，所述棘齿位于所述溶料腔内。

9.根据权利要求8所述的水肥一体化装置，其特征在于，所述输水管沿水流方向依次设置有流量测定器和控制阀。

10.一种灌溉系统，包括如权利要求1-9任一项所述的水肥一体化装置。