CN209268187U - 一种水肥一体自动定量滴灌系统 - Google Patents

一种水肥一体自动定量滴灌系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种水肥一体自动定量滴灌系统,包括通过滴灌主管连接的水源、施肥单元、水泵和过滤器,所述滴灌主管的末端分别形成第一出水口和第二出水口,所述第一出水口连接有用于灌溉靠近滴灌系统一侧的第一支管系统,所述第二出水口连接有用于灌溉远离滴灌系统一侧的第二支管系统;施肥单元包括大量元素施肥罐和微量元素施肥罐。本实用新型通过第一支管系统和第二支管系统的设置,可实现大棚内近端和远端水压的一致,保证滴灌水量的均匀,实现分段均匀灌溉;而且水肥供应量均可实现精确控制,可少量多次施用,不会造成肥料浪费。

Description

一种水肥一体自动定量滴灌系统
技术领域
本实用新型属于农业滴灌技术领域,涉及一种水肥一体自动定量滴灌系统。
背景技术
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术,是借助压力系统或地形自然落差,将速溶性固体或液体肥料,依据土壤养分特点和作物需肥规律,按一定水肥比例配兑后,通过可控管道系统均匀供水供肥,确保作物健康生长。水肥一体化技术中的速效肥溶解快,有利于作物快速吸收,养分利用率高,加之水肥定量可控,避免了传统大水漫灌的渗淋或挥发损失,既节约肥料,又有利于环境保护。
实际生产中,由于日光温室面积大小不同,当滴灌面积较大时,容易出现远端和近端滴灌水量不均匀,远端因水压小导致滴灌量不足,使得滴灌精准度不是很高。此外,传统水肥一体化滴灌系统多将几种不同肥料分别盛放在3-4个施肥罐中,按比例抽配混匀后进行施用,配制比例不易掌握,而且容易混淆;同时,施肥过程中肥料溶解不够均匀,影响施肥效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的问题,提供一种水肥一体自动定量滴灌系统,在保证分段灌溉压力均匀的前提下,实现精准灌溉。
为此,本实用新型采用如下技术方案:
一种水肥一体自动定量滴灌系统,包括通过滴灌主管连接的水源、施肥单元、水泵和过滤器,所述滴灌主管的末端分别形成第一出水口和第二出水口,所述第一出水口连接有用于灌溉靠近滴灌系统一侧的第一支管系统,所述第二出水口连接有用于灌溉远离滴灌系统一侧的第二支管系统;
所述施肥单元包括大量元素施肥罐和微量元素施肥罐,所述大量元素施肥罐的底部通过第一排液管、上部通过第一进液管与滴灌主管相连通,所述微量元素施肥罐的底部通过第二排液管、上部通过第二进液管与滴灌主管相连通,且所述第一排液管和第二排液管位于水泵的进水口一侧,所述第一进液管和第二进液管位于水泵的出水口一侧,所述第一排液管上依次连接有第二流量计和第一排液控制阀,所述第二排液管上依次连接有第三流量计和第二排液控制阀,所述第一进液管上连接有第一进液控制阀,所述第二进液管上连接有第二进液控制阀;
所述滴灌主管上靠近水源的一端依次连接有第一流量计和第一总阀,滴灌主管的末端依次连接有第二总阀、水表和过滤器,所述第一出水口上连接有第一支管阀,所述第二出水口上连接有第二支管阀;
所述第一支管系统由第一支管和若干与第一支管相连接的第一滴灌毛管构成,且所述第一支管系统整体布设于靠近滴灌系统的一侧;所述第二支管系统由第二支管和若干第二滴灌毛管构成,所述第二支管长于第一支管且所述第二滴灌毛管与第二支管远离滴灌系统的一侧相连接。
进一步地,所述滴灌主管的末端还连接有压力变送器,所述压力变送器位于水泵和第二总阀之间。
进一步地,所述第一进液管和第二进液管通过进液主管与滴灌主管相连通。
进一步地,所述滴灌系统还包括控制器,所述第一总阀、第二总阀、第一支管阀、第二支管阀、第一排液控制阀和第二排液控制阀均为电磁阀并分别与控制器相连接,所述第一流量计、第二流量计、第三流量计和压力变送器也分别与控制器相连接。
进一步地,所述滴灌主管靠近水源的一端还连接有手动总阀,所述第一排液管上还连接有第一排液手动阀,所述第二排液管上还连接有第二排液手动阀。
本实用新型的有益效果在于:
(1)通过第一支管系统和第二支管系统的设置,可实现大棚内近端和远端水压的一致,保证滴灌水量的均匀,实现分段均匀灌溉;
(2)水肥供应量均可实现精确控制,可少量多次施用,不会造成肥料浪费;
(3)通过流量控制,可根据大棚内作物总株数、不同生育期确定需水量,精准施肥灌溉;
(4)大量元素和微量元素肥料可间隔施用,避免肥料间发生化学反应。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型第一支管系统和第二支管系统的设置示意图;
图3为本实用新型的控制原理图;
图中,1-水源,2-滴灌主管,3-第一流量计,4-手动总阀,5-第一总阀,6-第二总阀,7-水泵,8-压力变送器,9-水表,10-过滤器,11-第一出水口,12-第二出水口,13-第一支管阀,14-第二支管阀,15-大量元素施肥罐,16-微量元素施肥罐,17-第一排液管,18-第二排液管,19-第一进液管,20-第二进液管,21-进液主管,22-第二流量计,23-第一排液手动阀,24-第一排液控制阀, 25-第三流量计,26-第二排液手动阀,27-第二排液控制阀,28-第一进液控制阀,29-第二进液控制阀,30-第一支管,31-第一滴灌毛管,32-第二支管,33-第二滴灌毛管,34-控制器。
具体实施方式
如图1和2所示,一种水肥一体自动定量滴灌系统,包括通过滴灌主管2连接的水源1、施肥单元、水泵7和过滤器10,其中,滴灌主管2的末端分别形成第一出水口11和第二出水口12,第一出水口11连接有用于灌溉靠近滴灌系统一侧的第一支管系统,第二出水口12连接有用于灌溉远离滴灌系统一侧的第二支管系统;滴灌主管2上靠近水源1的一端依次连接有第一流量计3、手动总阀4和第一总阀5,滴灌主管2的末端依次连接有压力变送器8、第二总阀6、水表9和过滤器10,第一出水口11上连接有第一支管阀13,第二出水口12上连接有第二支管阀14;
所述施肥单元包括大量元素施肥罐15和微量元素施肥罐16,大量元素施肥罐15的底部通过第一排液管17、上部通过第一进液管19与滴灌主管2相连通,微量元素施肥罐16的底部通过第二排液管18、上部通过第二进液管20与滴灌主管2相连通,且第一排液管17和第二排液管18位于水泵7的进水口一侧,第一进液管19和第二进液管20位于水泵7的出水口一侧,第一排液管17上依次连接有第二流量计22、第一排液手动阀23和第一排液控制阀24,第二排液管18上依次连接有第三流量计25、第二排液手动阀26和第二排液控制阀27,第一进液管19上连接有第一进液控制阀28,第二进液管20上连接有第二进液控制阀29,且第一进液管19和第二进液管20通过进液主管21与滴灌主管2相连通;
所述第一支管系统由第一支管30和若干与第一支管30相连接的第一滴灌毛管31构成,且第一支管系统整体布设于靠近滴灌系统的一侧;所述第二支管系统由第二支管32和若干第二滴灌毛管33构成,第二支管32长于第一支管30且第二滴灌毛管33与第二支管32远离滴灌系统的一侧相连接,第一滴灌毛管31和第二滴灌毛管33上间隔设有滴头(图中未示出)。
如图3所示,所述滴灌系统还包括控制器34,第一总阀5、第二总阀6、第一支管阀13、第二支管阀14、第一排液控制阀24、第二排液控制阀27均为电磁阀并分别与控制器34相连接,第一流量计3、第二流量计22、第三流量计25优选为超声波水表或远传流量计,且第一至第三流量计及压力变送器8也分别与控制器34相连接。第一进液控制阀28和第二进液控制阀29可以是电磁阀也可以是手动阀,优选为电磁阀并与控制器34相连接。本实用新型中,选择超声波水表或远传流量计作为第一至第三流量计可满足控制器34的远程控制要求,控制器34可由PLC构成。
本实用新型的工作原理如下:
初始状态下,所有手动阀即手动总阀4、第一排液手动阀23和第二排液手动阀26均处于开启状态,所有电磁阀均处于关闭状态。当需要进行滴灌时,通过控制器34开启第一总阀5、第二总阀6和水泵7,滴灌用水由水源1并经滴灌主管2、第一支管30和第二支管32流入第一滴灌毛管31和第二滴灌毛管33,然后经第一滴灌毛管31和第二滴灌毛管33上的滴头进行滴灌。当需要施肥时,向大量元素施肥罐15或微量元素施肥罐16内加入大量元素肥料(氮、磷、钾等速溶肥)或微量元素肥料(硼、锌、钼、铁、镁、钙等营养元素肥料),先滴水一段时间,然后开启第一排液控制阀24或第二排液控制阀27进行施肥,以避免肥料淋失。大量元素和微量元素肥料须隔日施用,以避免肥料间发生化学反应。
下面以大量元素肥料的施用为例进行本实用新型水肥一体滴灌的说明。滴灌前或在滴灌间隙,向大量元素施肥罐15内加入预先配制好的大量元素肥料,关闭第二总阀6、第一排液控制阀24、第二排液控制阀27及第二进液控制阀29,开启第一总阀5、水泵7和第一进液控制阀28,此时,水由进液主管21和第一进液管19加入到大量元素施肥罐15内并对肥料进行溶解,并可通过搅拌装置加速肥料溶解,待达到设定加水量后关闭第一总阀5、水泵7和第一进液控制阀28,使肥料完全溶解。然后通过控制器34开启第一总阀5、第二总阀6和水泵7,先滴水一段时间,然后再开启第一排液控制阀24,大量元素施肥罐15内的肥液即可由第一排液管17和滴灌主管2不断流至第一支管系统和第二支管系统进行水肥一体滴灌。
在此过程中,第一流量计3和第二流量计22可分别精确监测水和肥液的流量信息并传输给控制器34,控制器34根据预先的设定,在达到设定施肥量时即控制第一排液控制阀24关闭,停止施肥,或在达到设定滴水量时,控制第一总阀5关闭,实现施肥量和滴水量的精确控制。过滤器10可滤除固体杂质或未溶解的肥料颗粒,避免堵塞管道。压力变送器8用于监测滴灌主管2末端的水压,水表9用于计量滴灌主管2上的累计出水量。并且控制器34可根据第一流量计3和第二流量计22传送的监测信息控制第一总阀5和第二总阀6的启闭。微量元素施肥罐16的施肥原理同上,二者只需隔日使用即可,以避免两种肥料同时施用发生化学反应。手动总阀4、第一排液手动阀23和第二排液手动阀26等手动阀体的设置可进一步保证滴灌系统的安全性,在电磁阀出现故障后可及时切断相应管路。为节约成本,第一进液控制阀28和第二进液控制阀29也可选择使用手动阀。
另外,当滴灌面积较大时,通过设置第一支管系统和第二支管系统,并使第一支管系统位于大棚或园内靠近滴灌系统的一半面积,第二支管系统位于远离滴灌系统的一半面积。由于第二支管32只在远离滴灌系统的一半设置滴灌毛管,另一半只作为输水管,如此,就可保证第一支管30和第二支管32上的水压相同,滴灌系统的近端和远端都能保证一致的滴水量。此外,在滴灌和滴施肥液时,交替开启第一支管阀13和第二支管阀14,以实现第一支管系统和第二支管系统的分段运行,例如先开启第一支管阀13,通过第一支管系统对靠近滴灌系统的一半面积进行滴灌和施肥,运行一段时间后关闭第一支管阀13并开启第二支管阀14,通过第二支管系统进行另一半面积的滴灌和施肥,以此交替分段运行,以进一步保证整个滴灌面积能够获得一致的滴水量和施肥量。

Claims (5)

1.一种水肥一体自动定量滴灌系统,其特征在于,包括通过滴灌主管连接的水源、施肥单元、水泵和过滤器,所述滴灌主管的末端分别形成第一出水口和第二出水口,所述第一出水口连接有用于灌溉靠近滴灌系统一侧的第一支管系统,所述第二出水口连接有用于灌溉远离滴灌系统一侧的第二支管系统;
所述施肥单元包括大量元素施肥罐和微量元素施肥罐,所述大量元素施肥罐的底部通过第一排液管、上部通过第一进液管与滴灌主管相连通,所述微量元素施肥罐的底部通过第二排液管、上部通过第二进液管与滴灌主管相连通,且所述第一排液管和第二排液管位于水泵的进水口一侧,所述第一进液管和第二进液管位于水泵的出水口一侧,所述第一排液管上依次连接有第二流量计和第一排液控制阀,所述第二排液管上依次连接有第三流量计和第二排液控制阀,所述第一进液管上连接有第一进液控制阀,所述第二进液管上连接有第二进液控制阀;
所述滴灌主管上靠近水源的一端依次连接有第一流量计和第一总阀,滴灌主管的末端依次连接有第二总阀、水表和过滤器,所述第一出水口上连接有第一支管阀,所述第二出水口上连接有第二支管阀;
所述第一支管系统由第一支管和若干与第一支管相连接的第一滴灌毛管构成,且所述第一支管系统整体布设于靠近滴灌系统的一侧;所述第二支管系统由第二支管和若干第二滴灌毛管构成,所述第二支管长于第一支管且所述第二滴灌毛管与第二支管远离滴灌系统的一侧相连接。
2.根据权利要求1所述的一种水肥一体自动定量滴灌系统,其特征在于,所述滴灌主管的末端还连接有压力变送器,所述压力变送器位于水泵和第二总阀之间。
3.根据权利要求1所述的一种水肥一体自动定量滴灌系统,其特征在于,所述第一进液管和第二进液管通过进液主管与滴灌主管相连通。
4.根据权利要求2所述的一种水肥一体自动定量滴灌系统,其特征在于,还包括控制器,所述第一总阀、第二总阀、第一支管阀、第二支管阀、第一排液控制阀和第二排液控制阀均为电磁阀并分别与控制器相连接,所述第一流量计、第二流量计、第三流量计和压力变送器也分别与控制器相连接。
5.根据权利要求1所述的一种水肥一体自动定量滴灌系统,其特征在于,所述滴灌主管靠近水源的一端还连接有手动总阀,所述第一排液管上还连接有第一排液手动阀,所述第二排液管上还连接有第二排液手动阀。
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