CN211881464U - 一种文丘里施肥器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种文丘里施肥器，涉及农业用施肥器技术领域，其包括同轴依次连接的进液管、连接管和出液管，连接管上垂直连接有吸肥管，连接管内设置有水肥混合腔，进液管、吸肥管和出液管均通入水肥混合腔中，进液管包括进液圆柱段和进液收缩段，出液管包括出液圆柱段和出液扩散段，进液收缩段和出液圆柱段与连接管连接；进液管的进口端和出液管的出口端分别连接有进液阀门和出液阀门，压差传感器的检测头分别通入进液管的进口段内和出液管的出口段内；吸肥管上连接有流量计，进液阀门、出液阀门、压差传感器和流量计均电连接于控制器上。解决了现有技术中文丘里施肥器的吸肥性能不稳定、灌溉施肥均匀性差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业用施肥器技术领域，特别是涉及一种文丘里施肥器。
背景技术
文丘里施肥器是一种利用压差产生的真空吸力将肥料溶液吸入并与灌溉水一起施到田间，使灌溉与施肥一起进行，能够实现水肥资源的集约利用，又能够实现作物产量的最大化和品质最优化，同时还能降低对环境的污染。
文丘里施肥器的进口压力和进出口压差是影响吸肥流量的主要因素，当进口压力不变时，其吸肥流量随着进出口压差的增大而增大；当吸取相同的吸肥流量时，进口压力越大，则所需的压差越大。文丘里施肥器的吸肥性能受结构参数的影响显著，通过优化结构能够使吸肥性能有大幅度的提升，且能够降低阻力损失。
实用新型内容
针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种文丘里施肥器，解决了现有技术中文丘里施肥器的吸肥性能不稳定、灌溉施肥均匀性差的问题。
为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：
提供一种文丘里施肥器，其包括同轴依次连接的进液管、连接管和出液管，连接管上垂直连接有吸肥管，连接管内设置有水肥混合腔，进液管、吸肥管和出液管均通入水肥混合腔中，进液管包括进液圆柱段和进液收缩段，出液管包括出液圆柱段和出液扩散段，进液收缩段和出液圆柱段与连接管连接；
进液管的进口端和出液管的出口端分别连接有进液阀门和出液阀门，压差传感器的检测头分别通入进液管的进口段内和出液管的出口段内；吸肥管上连接有流量计，进液阀门、出液阀门、压差传感器和流量计均电连接于控制器上。
进一步地，进液收缩段的小径端内径为5.1～5.5mm，大径端内径为18～20mm，收缩角度为24°～30°。
进一步地，出液圆柱段的内径为6.6～6.8mm，轴向长度为35～38mm。
进一步地，出液扩散段的扩散角度为8°～10°，出液扩散段的大径端内径为18～20mm。
进一步地，水肥混合腔的内径为20～25mm，水肥混合腔沿进液管和出液管轴向的长度为8～10mm。
进一步地，吸肥管的直径为6～8mm，吸肥管的轴向长度为20～30mm。
进一步地，吸肥管上连接有止回阀。
进一步地，出液管与连接管的连接处设置有倒角部，倒角部的收缩角度为100°～105°。
进一步地，出液扩散段的大径端设置有出口圆柱段。
本实用新型的有益效果为：通过将进液管连接在灌溉水管上，将吸肥管通入肥料溶液中，控制进液阀门和出液阀门使进口和出口产生压差，进而使水肥混合腔中产生负压，将肥料溶液吸入水肥混合腔中与灌溉水混合后一起被灌入土中，完成对农作物的灌溉和施肥。
通过吸肥管上连接的流量计能够实时监测吸肥流量，并将流量值实时反馈给控制器，通过控制器自动判断吸肥流量是否满足要求，若吸肥流量过低，控制器控制进液阀门和出液阀门的开度来调节进出口压差，并通过压差传感器实时反馈进出口压差，直至压差达到要求，吸肥流量达到要求。通过引入自动化控制实时调节进出口的压差，提高了本施肥器的吸肥流量，保证了水肥同步灌溉的均匀性，提高了灌溉施肥的效果。
通过对本文丘里施肥器的管道结构进行了优化，大幅提升了吸肥流量，改善了管道内部流态，降低了阻力损失。
附图说明
图1为文丘里施肥器的总体示意图。
图2为文丘里施肥器管道部分的结构示意图。
图3为本文丘里施肥器在不同吸肥量情况下的水头损失对比图。
其中，1、进液管；11、进液圆柱段；12、进液收缩段；13、进液阀门；2、连接管；21、水肥混合腔；3、出液管；31、出液圆柱段；32、出液扩散段；33、倒角部；34、出口圆柱段；35、出液阀门；4、吸肥管；41、流量计；42、止回阀；5、压差传感器；6、控制器。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
如图1、图2所示，该文丘里施肥器包括同轴依次连接的进液管1、连接管2和出液管3，连接管2上垂直连接有吸肥管4，连接管2内设置有水肥混合腔21，进液管1、吸肥管4和出液管3均通入水肥混合腔21中。
进液管1包括平滑连接为一体的进液圆柱段11和进液收缩段12，进液圆柱段11通过进液阀门13与灌溉水管密封连接。进液收缩段12的大径端与进液圆柱段11连接，进液收缩段12的小径端与连接管2连接并通入水肥混合腔21中。
出液管3包括平滑连接为一体的出液圆柱段31和出液扩散段32，出液圆柱段31的一端与连接管2连接并通入水肥混合腔21中将混合后的水肥溶液导出，出液管3与连接管2的连接处设置有倒角部33，倒角部33的收缩角度为100°～105°，倒角部33起着导向、引流的作用。
出液圆柱段31的另一端与出液扩散段32的小径端连接，出液扩散段32的大径端连接出口圆柱段34，通过出口圆柱段34便于安装出液阀门35。
在进液圆柱段11和出口圆柱段34上分别设置有一个贯穿其侧壁的检测口，检测口上安装的连接头，通过连接头分别连接压差传感器5，通过压差传感器5检测进液圆柱段11内和出口圆柱段34内之间的压差。压差传感器5优选型号为MSY13。进液阀门13和出液阀门35优选型号为SZDLM。
吸肥管4上连接有流量计41，流量计41优选型号为LDG-MIK，用以监测吸肥管4中的实时流量。吸肥管4上还连接有止回阀42，防止水倒吸进入肥料溶液箱中，影响肥料溶液的浓度。
进液阀门13、出液阀门35、压差传感器5和流量计41均电连接于控制器6上。控制器6优选stm32f103zet6单片机控制芯片。
对管道部分的结构尺寸取值，并进行数值模拟分析，以验证本结构的文丘里施肥器的吸肥性能。取值如下，
进液收缩段12的小径端内径为5mm，大径端内径为18mm，收缩角度为24°；出液圆柱段31的内径为6.8mm，轴向长度为38mm；出液扩散段32的扩散角度为8°，出液扩散段32的大径端内径为18mm；水肥混合腔21的内径为20mm，水肥混合腔21沿进液管1和出液管3轴向的长度为10mm；吸肥管4的直径为6mm，吸肥管4的轴向长度为30mm。
以进液圆柱段11中的压力15米水柱为例，粗略地说，10米水柱为一个大气压0.1MPa，并保持进口压力不变，调整出口压力为4米水柱至10米水柱，测得文丘里施肥器的吸肥量。将本实用新型中的文丘里施肥器与国内外两款常用的文丘里施肥器在不同吸肥量情况下的水头损失(阻力损失)对比图如图3所示，图3中竖轴水头损失的单位为米水柱。从图3中可以看出，在水头压力损失6-10米范围内时，国内外文丘里施肥器吸肥量普遍在100L/h左右，吸肥量极低，而本实用新型文丘里施肥器吸肥量约为70-350L/h，吸肥量远大于同规格文丘里施肥器，极大地提高了施肥效率。
Claims (9)
1.一种文丘里施肥器，包括同轴依次连接的进液管(1)、连接管(2)和出液管(3)，所述连接管(2)上垂直连接有吸肥管(4)，所述连接管(2)内设置有水肥混合腔(21)，所述进液管(1)、吸肥管(4)和所述出液管(3)均通入所述水肥混合腔(21)中，其特征在于，所述进液管(1)包括进液圆柱段(11)和进液收缩段(12)，所述出液管(3)包括出液圆柱段(31)和出液扩散段(32)，所述进液收缩段(12)和所述出液圆柱段(31)与所述连接管(2)连接；
所述进液管(1)的进口端和所述出液管(3)的出口端分别连接有进液阀门(13)和出液阀门(35)，压差传感器(5)的检测头分别通入所述进液管(1)的进口段内和所述出液管(3)的出口段内；所述吸肥管(4)上连接有流量计(41)，所述进液阀门(13)、出液阀门(35)、压差传感器(5)和流量计(41)均电连接于控制器(6)上。
2.根据权利要求1所述的文丘里施肥器，其特征在于，所述进液收缩段(12)的小径端内径为5.1～5.5mm，大径端内径为18～20mm，收缩角度为24°～30°。
3.根据权利要求1或2所述的文丘里施肥器，其特征在于，所述出液圆柱段(31)的内径为6.6～6.8mm，轴向长度为35～38mm。
4.根据权利要求3所述的文丘里施肥器，其特征在于，所述出液扩散段(32)的扩散角度为8°～10°，所述出液扩散段(32)的大径端内径为18～20mm。
5.根据权利要求3所述的文丘里施肥器，其特征在于，所述水肥混合腔(21)的内径为20～25mm，所述水肥混合腔(21)沿所述进液管(1)和所述出液管(3)轴向的长度为10mm。
6.根据权利要求5所述的文丘里施肥器，其特征在于，所述吸肥管(4)的直径为6～8mm，所述吸肥管(4)的轴向长度为20～30mm。
7.根据权利要求1所述的文丘里施肥器，其特征在于，所述吸肥管(4)上连接有止回阀(42)。
8.根据权利要求1所述的文丘里施肥器，其特征在于，所述出液管(3)与所述连接管(2)的连接处设置有倒角部(33)，所述倒角部(33)的收缩角度为100°～105°。
9.根据权利要求1所述的文丘里施肥器，其特征在于，所述出液扩散段(32)的大径端设置有出口圆柱段(34)。
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