CN210868737U - 一种施肥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及农业施肥灌溉技术领域，提供了一种施肥装置，包括水源主管路、文丘里管道以及灌溉泵，还包括肥液桶、第一流量计与第二流量计；水源主管路包括第一清水管路与第二清水管路，第一流量计安装在第一清水管路上，第二流量计安装在第二清水管路上；第一清水管路的出口与文丘里管道的入口相连，文丘里管道的出口与灌溉泵的入口相连；第二清水管路的出口与肥液桶的入口相连，肥液桶的出口与文丘里管道的喉口相连通。本实用新型提供的施肥装置，无需设置EC/PH传感器，通过调节灌溉清水和肥料原液的比例来控制施肥的浓度，操作简单，性能稳定，适应性较强。

Description

一种施肥装置

技术领域

本实用新型涉及农业施肥灌溉技术领域，特别是涉及一种施肥装置。

背景技术

施肥灌溉是农业生产中重要的作业环节，目前我国的农业节水灌溉面积不断扩大，需要投入的人力也越来越多，其中传统施肥方式是通过人工将肥料撒在栽培行间或者通过简易的文丘里装置进行施肥，不仅劳动作业前度大，而且施肥量和均匀性无法把控，因此，开发针对农业节水灌溉施肥的专用设备及方法具有很重要的意义。

针对这一问题，目前国内外研发了多种施肥装置，主要包含两种形式，一种是并联注肥式，一种是串联混肥式，吸肥的原理都是采用文丘里吸肥，其中注肥式施肥机是并联安装在灌溉的主管道上，文丘里吸肥的动力是靠灌溉管道提供，虽然安装和适用性比较好，但是该方式的施肥机工作时，灌溉管道中的肥液浓度呈现间断性变化，浓度不够均匀，即使增加混肥装置，管路中的肥液浓度仍然不能做到持续稳定的供给；另一种混肥式施肥机是设置一个混液桶和一个增压灌溉泵，文丘里吸肥的动力是靠增压泵灌溉泵提供，该方式是将灌溉管道接入混肥桶中将灌溉用水泄压，再通过增压灌溉泵进行二次加压，增压灌溉泵的出水一路用于田间灌溉，一路用于给文丘里组提供吸肥动力和检测混合肥液的浓度，该方式是通过泄压再增压的方式进行施肥灌溉，因此灌溉增压的选择需要同时满足灌溉需求和文丘里组的吸肥压力需求，这使灌溉增压泵的选择造成了比较大的障碍，经常会出现满足灌溉需求时，又不满足文丘里组的吸肥需求，灌溉增压泵的扬程和流量选择很难同时满足二者需求，为了实际使用需求，灌溉增压泵的选择一般会偏大，这样不仅影响了整个灌溉系统，同时也造成能耗较高，该方式由于受吸肥相应时间和检测反馈滞后时间的影响，同样存在肥液浓度不稳定的情况。

综合以上两种常见的灌溉施肥装置，二者的操作流程比较复杂，需设置的参数较多，对文化程度不高的操作造成了很大的使用障碍，且二者对肥液浓度的检测全部依赖于EC/PH传感器，一旦传感器发生故障或者漂移，将会影响测量精度，对作物造成巨大的损失。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供一种施肥装置，以解决现有技术中的施肥装置依赖于EC/PH传感器，一旦传感器发生故障或者漂移，将会影响测量精度，对作物造成巨大的损失的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种施肥装置，包括水源主管路、文丘里管道以及灌溉泵，还包括肥液桶、第一流量计与第二流量计；水源主管路包括第一清水管路与第二清水管路，第一流量计安装在第一清水管路上，第二流量计安装在第二清水管路上；第一清水管路的出口与文丘里管道的入口相连，文丘里管道的出口与灌溉泵的入口相连；第二清水管路的出口与肥液桶的入口相连，肥液桶的出口与文丘里管道的喉口相连通。

其中，该施肥装置还包括混合液桶；混合液桶的入口与文丘里管道的出口相连，混合液桶的出口与灌溉泵的入口相连。

其中，该施肥装置还包括分流管道与分流调节阀；分流管道的一端与第一清水管路相连，且位于第一流量计与文丘里管道的入口之间，分流管道的另一端与混合液桶的入口相连，分流调节阀安装在分流管道上。

其中，混合液桶的内壁从上至下间隔安装有第一液位传感器、第二液位传感器与第三液位传感器；第一液位传感器、第二液位传感器及第三液位传感器均与灌溉泵电连接。

其中，文丘里管道为多个时，每个文丘里管道的入口均与第一清水管路相连通，每个文丘里管道的出口均与混合液桶的入口相连，每个文丘里管道的喉口均与肥液桶的出口相连通。

其中，有多个肥液桶，肥液桶与文丘里管道一一对应，每个肥液桶的出口均与对应的文丘里管道的喉口相连通。

其中，该施肥装置还包括稳压阀与压力表；稳压阀与压力表沿水流的方向依次安装在第一清水管路上，且稳压阀与压力表均位于第一流量计与文丘里管道的入口之间。

其中，该施肥装置还包括清水控制阀、流量控制阀以及过滤器；清水控制阀安装在第二清水管路上，且位于第二流量计与肥液桶的入口之间；过滤器与流量控制阀均安装在肥液桶与文丘里管道之间的管路上，且过滤器与流量控制阀沿水流的方向顺序布置。

其中，灌溉泵的出口连接有多个支管，每个支管上均安装有出水控制阀。

其中，肥液桶与文丘里管道之间的管路上安装有第一止回阀，与灌溉泵的出口相连的管路上安装有第二止回阀。

(三)有益效果

本实用新型提供的施肥装置，设置了第一流量计与第二流量计，需要施肥时，可以称取目标重量的可溶性肥料加入肥液桶，再向肥液桶内通入清水，借助第二流量计控制通入肥液桶内的清水量，从而获得已知浓度的肥液量；灌溉时，借助第一流量计可以获取流经第一清水管路的灌溉清水量，从而可以间接获取从文丘里管道的出口流出的混合液的总流量，待总流量达到目标灌溉量时，关闭灌溉泵，灌溉结束。整个施肥灌溉过程无需设置EC/PH传感器，通过调节灌溉清水和肥料原液的比例来控制施肥的浓度，操作简单，性能稳定，适应性较强。

附图说明

图1为本实用新型提供的施肥装置的一个实施例的整体结构示意图：

图中，1-第一清水管路；2-第二清水管路；3-第一流量计；4-第二流量计；5-文丘里管道；6-肥液桶；7-混合液桶；8-灌溉泵；9-分流管道；10-分流调节阀；11-稳压阀；12-压力表；13-过滤器；14-流量控制阀；15-清水控制阀；16-第一液位传感器；17-第二液位传感器；18-第三液位传感器；19-液位报警器；20-第一止回阀；21-第二止回阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种施肥装置，包括水源主管路、文丘里管道5以及灌溉泵8，还包括肥液桶6、第一流量计3与第二流量计4；水源主管路包括第一清水管路1与第二清水管路2，第一流量计3安装在第一清水管路1上，第二流量计4安装在第二清水管路2上；第一清水管路1的出口与文丘里管道5的入口相连，文丘里管道5的出口与灌溉泵8的入口相连；第二清水管路2的出口与肥液桶6的入口相连，肥液桶6的出口与文丘里管道5的喉口相连通。

具体地，例如，文丘里管道5的入口以及出口的直径均可以为32mm，喉口的直径可以为5mm，入射角可以为22°，出射角可以为25°；例如，可以在文丘里管道5的喉口处钻孔，通过管路将肥液桶6的出口与文丘里管道5的喉口相连通，两者的连接处可以使用密封胶密封，防止漏气漏水；例如，可以通过管路将灌溉泵8的入口与文丘里管道5的出口相连通；使用时，可以先在肥液桶6内加入目标重量的可溶性肥料，通过第二流量计4精确控制从第二清水管路2流入肥液桶6的清水量，从而可以配置已知浓度已知流量的肥液；由于肥液桶6与文丘里管道5的喉口相连，当清水从第一清水管路1内流经文丘里管道5时，会将肥液桶6内的肥液一并吸入，两者混合后形成的混合液从文丘里管道5的出口流出；忽略可溶性肥料体积的情况下，流经第一流量计3与第二流量计4的清水总和即为混合液的总流量，待总流量满足灌溉要求后，关闭灌溉泵8，停止灌溉。

本实用新型提供的施肥装置，设置了第一流量计3与第二流量计4，需要施肥时，可以称取目标重量的可溶性肥料加入肥液桶6，再向肥液桶6内通入清水，借助第二流量计4控制通入肥液桶6内的清水量，从而获得已知浓度的肥液量；灌溉时，借助第一流量计3可以获取流经第一清水管路1的灌溉清水量，从而可以间接获取从文丘里管道5的出口流出的混合液的总流量，待总流量达到目标灌溉量时，关闭灌溉泵8，灌溉结束。整个施肥灌溉过程无需设置EC/PH传感器，通过调节灌溉清水和肥料原液的比例来控制施肥的浓度，操作简单，性能稳定，适应性较强。

进一步地，该施肥装置还包括混合液桶7；混合液桶7的入口与文丘里管道5的出口相连，混合液桶7的出口与灌溉泵8的入口相连。

具体地，例如，为了使得从文丘里管道5的出口流出的肥液更均匀的混合在清水内，可以在灌溉泵8与文丘里管道5之间增设混合液桶7以及相应的连接管路，例如，管路的一端与文丘里管道5的出口相连，并且用密封胶将两者之间的缝隙密封，可以在混合液桶7靠近顶部的侧壁开设通孔，管路的另一端插置在该通孔内；例如，可以在混合液桶7靠近底部的侧壁也开设通孔，用管路将该通孔与灌溉泵8的入口也连接起来，并且用密封胶将两者之间的缝隙密封。

进一步地，该施肥装置还包括分流管道9与分流调节阀9；分流管道9的一端与第一清水管路1相连，且位于第一流量计3与文丘里管道5的入口之间，分流管道9的另一端与混合液桶7的入口相连，分流调节阀9安装在分流管道9上。

具体地，例如，为了分担无法及时通过文丘里管道5进入到混合液桶7内的清水，可以在第一清水管路1上设置分流管道9与分流调节阀9，从第一清水管路1流出的清水，一部分通过文丘里管道5流至混合液桶7，另一部分通过分流管道9流至混合液桶7；例如，若混合液桶7为敞口桶，则可以直接将分流管道9从混合液桶7的顶部敞口伸入混合液桶7内。分流调节阀9的设置可以根据需要调节分流管道9的清水流量，从而改变流经文丘里管道5的清水流量，最终可以改变文丘里管道5从肥液桶6吸肥的速率。

进一步地，混合液桶7的内壁从上至下间隔安装有第一液位传感器16、第二液位传感器17与第三液位传感器18；第一液位传感器16、第二液位传感器17及第三液位传感器18均与灌溉泵8电连接。

具体地，例如，为了起到更好的控制效果，及时开启或者关闭灌溉泵8，可以在混合液桶7的内壁安装第一液位传感器16、第二液位传感器17与第三液位传感器18；其中，第一液位传感器16的高度可以与分流管道9的出口高度相等，同时，第一液位传感器16的高度也与靠近混合液桶7的顶部通孔的高度相等；第三液位传感器18的高度可以与靠近混合液桶7的底部通孔的高度相等；第二液位传感器17位于第一液位传感器16与第三液位传感器18之间，可以位于第三液位传感器18上方30cm处。使用时，当第二液位传感器17的探头被淹没时，即可开启灌溉泵8进行灌溉；当第一液位传感器16的探头被淹没时，此时需要关闭安装在第一清水管路1上的稳压阀11，停止进水；当第三液位传感器18高于液面时，则关闭灌溉泵8，停止施肥灌溉。

进一步地，文丘里管道5为多个时，每个文丘里管道5的入口均与第一清水管路1相连通，每个文丘里管道5的出口均与混合液桶7的入口相连，每个文丘里管道5的喉口均与肥液桶6的出口相连通。

具体地，例如，可以并联设置五个文丘里管道5，形成文丘里组；例如，当只有一个肥液桶6时，可以同时从肥液桶6靠近底部的侧壁引出五根支管，五根支管可以等高，每根支管均与一个文丘里管道5的喉口相连通；例如，还可以对应的设置五个肥液桶6，可以从第二清水管路2引出五根支管，每根支管分别与一个肥液桶6相连，其中肥液桶6的清水进口可以靠近桶体的顶部设置，肥液桶6的肥液出口可以靠近桶体的底部设置，每个肥液桶6的肥液出口均与对应的文丘里管道5的喉口相连通。其中，每个文丘里管道5的出口均与混合液桶7相连通。如此设置，有利于施肥时，提高整个装置的适用性。其中，可以将肥液桶6的肥液出口与对应的文丘里管道5的喉口之间的管路称为吸肥通道。

进一步地，有多个肥液桶6，肥液桶6与文丘里管道5一一对应，每个肥液桶6的出口均与对应的文丘里管道5的喉口相连通。

进一步地，该施肥装置还包括稳压阀11与压力表12；稳压阀11与压力表12沿水流的方向依次安装在第一清水管路1上，且稳压阀11与压力表12均位于第一流量计3与文丘里管道5的入口之间。

具体地，例如，为了使得从第一清水管路1内流出的清水保持恒定的压力，可以在第一清水管路1上安装稳压阀11与压力表12。

进一步地，该施肥装置还包括清水控制阀15、流量控制阀14以及过滤器13；清水控制阀15安装在第二清水管路2上，且位于第二流量计4与肥液桶6的入口之间；过滤器13与流量控制阀14均安装在肥液桶6与文丘里管道5之间的管路上，且过滤器13与流量控制阀14沿水流的方向顺序布置。

具体地，例如，每个肥液桶6与第二清水管路2之间均设置清水控制阀15，当需要向肥液桶6内加入清水时，可以开启清水控制阀15，当清水达到目标流量时，关闭该清水控制阀15；例如，可以在每个肥液桶6的底部安装液位报警器19，当液位低于肥液出口时，提示操作者进行配肥；例如，为了方便对吸肥时的肥液流量进行控制，可以通过流量控制阀14来调节肥液桶6出肥的速度，其中调节范围为0-1000L/h；例如，为了防止堵塞文丘里管道5，可以在肥液桶6与文丘里管道5之间的管路上安装过滤器13，对肥液的杂物进行过滤；例如，为了方便控制吸肥的开启或关闭，可以在肥液桶6与文丘里管道5之间的管路上安装阀门开关，该阀门开关可以为电磁阀，当需要吸肥时，阀门开关打开，当吸肥完成时，该阀门开关关闭；例如，为了防止回流，可以在肥液桶6与文丘里管道5之间的管路上安装第一止回阀20，使得肥液只能从肥液桶6向文丘里管道5单向流动。

进一步地，灌溉泵8的出口连接有多个支管，每个支管上均安装有出水控制阀。

具体地，为了提高施肥灌溉效率，方便同时对多个分区进行施肥灌溉可以从灌溉泵8的出口引出多个支管，例如八个支管，每个支管上均安装阀门开关，该阀门开关可以为电磁阀，每个支管上的阀门开关可以单独控制是否需要对该分区进行施肥灌溉；例如，为了防止回流，可以在与灌溉泵8的出口相连的管路上安装第二止回阀21，使得混合液只能从灌溉泵8的出口向外单向流动。

进一步地，肥液桶6与文丘里管道5之间的管路上安装有第一止回阀20，与灌溉泵8的出口相连的管路上安装有第二止回阀21。

接下来对施肥灌溉的详细步骤进行说明：

1，首先根据第一流量计3与第二流量计4测得清水的总流量，用该流量值来确定灌溉泵8的额定流量，并以此流量值来确定单个分区的最大面积，然后用总面积除以单个分区面积得到分区数量；通过计算灌溉泵8到灌溉区的水头损失来确定灌溉泵8的扬程，进而确定灌溉泵8的额定参数和分区所用阀门开关的数量。

2，需要进行灌溉时，启动稳压阀11，此时可测得第一清水管路1的流量与压力值，同时将分流调节阀9打开，当混合液桶7中的液体达到第二液位传感器17的高度时，灌溉泵8和各分区的阀门开关打开进行分区灌溉，当第一流量计3达到灌溉预设量或者达到预设时间时，稳压阀11关闭，混合液桶7中液位低于第三液位传感器18的高度时，灌溉泵8和各分区的阀门开关同时关闭，灌溉结束。

3，需要进行施肥时，首先将每个肥液桶6需要配置的可溶性肥料的重量通过电子秤记录下来，再通过第二流量计4加入定量的清水，这样使每个肥液桶6中肥液的浓度为一个已知的定值，然后启动稳压阀11和分流调节阀9，通过调节稳压阀11和分流调节阀9使第一清水管路1的流量和压力维持一个稳定的值，压力值一般要求在1.5-3MPa之间，针对土壤栽培施肥时，可根据肥液体积与灌溉时间的比值，得出吸肥通道的吸肥速率，通过手动调节流量控制阀14的调节旋钮，将吸肥速率调制需要的刻度值；针对营养液栽培时，可根据第二流量计4的读数与所配置肥液浓度的比值，得出吸肥通道的吸肥速率，同样手动调节流量控制阀14的浮子刻度，以达到合适的吸肥速率。

4，以上施肥和灌溉方式，都是混合液桶7中的液位达到第二液位传感器17位置时，灌溉泵8启动进行灌溉施肥，当混合液桶7中的液位达到第一液位传感器16的位置时，或达到灌溉的设定时间，或达到总流量之后，首先关闭稳压阀11，直到混合液桶7中液位低于第三液位传感器18的高度时，将灌溉泵8、各分区的阀门开关以及吸肥通道中的阀门开关关闭，结束灌溉施肥。

由以上实施例可以看出，本实用新型提供的施肥装置，不仅结构简单、性能稳定、施肥效率高，而且装置能耗较小、操作简便、对不同条件的灌溉施肥适应性较强，同时避免了施肥机由EC/PH传感器漂移带来的施肥误差，同时配套的施肥方法简单易操作，对操作人员要求较低，也节省了大量的人工劳动力，使施肥灌溉更加方便准确。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种施肥装置，包括水源主管路、文丘里管道以及灌溉泵，其特征在于，还包括肥液桶、第一流量计与第二流量计；

所述水源主管路包括第一清水管路与第二清水管路，所述第一流量计安装在所述第一清水管路上，所述第二流量计安装在所述第二清水管路上；

所述第一清水管路的出口与所述文丘里管道的入口相连，所述文丘里管道的出口与所述灌溉泵的入口相连；

所述第二清水管路的出口与所述肥液桶的入口相连，所述肥液桶的出口与所述文丘里管道的喉口相连通。

2.根据权利要求1所述的施肥装置，其特征在于，还包括混合液桶；

所述混合液桶的入口与所述文丘里管道的出口相连，所述混合液桶的出口与所述灌溉泵的入口相连。

3.根据权利要求2所述的施肥装置，其特征在于，还包括分流管道与分流调节阀；

所述分流管道的一端与所述第一清水管路相连，且位于所述第一流量计与所述文丘里管道的入口之间，所述分流管道的另一端与所述混合液桶的入口相连，所述分流调节阀安装在所述分流管道上。

4.根据权利要求2所述的施肥装置，其特征在于，所述混合液桶的内壁从上至下间隔安装有第一液位传感器、第二液位传感器与第三液位传感器；

所述第一液位传感器、所述第二液位传感器及所述第三液位传感器均与所述灌溉泵电连接。

5.根据权利要求2所述的施肥装置，其特征在于，所述文丘里管道为多个时，每个文丘里管道的入口均与所述第一清水管路相连通，每个所述文丘里管道的出口均与所述混合液桶的入口相连，每个所述文丘里管道的喉口均与所述肥液桶的出口相连通。

6.根据权利要求5所述的施肥装置，其特征在于，有多个所述肥液桶，所述肥液桶与所述文丘里管道一一对应，每个所述肥液桶的出口均与对应的所述文丘里管道的喉口相连通。

7.根据权利要求1所述的施肥装置，其特征在于，还包括稳压阀与压力表；

所述稳压阀与所述压力表沿水流的方向依次安装在所述第一清水管路上，且所述稳压阀与所述压力表均位于所述第一流量计与所述文丘里管道的入口之间。

8.根据权利要求1所述的施肥装置，其特征在于，还包括清水控制阀、流量控制阀以及过滤器；

所述清水控制阀安装在所述第二清水管路上，且位于所述第二流量计与所述肥液桶的入口之间；

所述过滤器与所述流量控制阀均安装在所述肥液桶与所述文丘里管道之间的管路上，且所述过滤器与所述流量控制阀沿水流的方向顺序布置。

9.根据权利要求1所述的施肥装置，其特征在于，所述灌溉泵的出口连接有多个支管，每个支管上均安装有出水控制阀。

10.根据权利要求1所述的施肥装置，其特征在于，所述肥液桶与所述文丘里管道之间的管路上安装有第一止回阀，与所述灌溉泵的出口相连的管路上安装有第二止回阀。

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