CN214338632U - 一种多功能节水灌溉自动施肥装备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多功能节水灌溉自动施肥装备，包括最少一个施肥桶、水泵、浮动喷头组件、定喷头组件、灌溉主管，施肥桶的内壁安装有上浮子液位开关、下浮子液位开关，浮动喷头组件包括沿着施肥桶内壁设置的弧形管、多个浮动喷头、两根竖轨，弧形管与水泵的输出端之间设置有上循环水管道、第二电磁截断阀，定喷头组件包括多个定喷头，定喷头与上循环水管道之间设置有下循环水管道，水泵的输出端与灌溉主管之间设置有第三电磁截断阀。该多功能节水灌溉自动施肥装备通过浮动喷头和定喷头共同构成无桨叶搅拌结构，显著提高可溶性肥料颗粒的溶解速度，搅拌效果好；设备占地面积小，设备成本低，操作难度低，使用过程中不易发生堵塞。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多功能节水灌溉自动施肥装备，属于现代农机装备技术领域。
背景技术
由于施肥是人为提高土壤养分含量的过程，且肥料进入土地后除了被作物吸收外，还会在土地表层挥发与流失。为保证作物可获取足够养分，传统施肥方式常出现过量施肥，过量肥料不仅造成一定资源浪费，还会导致田地附近水体污染。常见解决方法主要为水肥一体化技术。
水肥一体化技术是借助压力系统，将可溶性固体或液体肥料配兑成肥料液与灌溉水一起通过可控管道系统定时定量浸润作物根系发育生长区域。此技术可有效提高肥料利用效率、减少肥料使用、避免环境污染。但当前常见水肥一体化施肥设备较为简陋，仅使用施肥桶将肥料液配好后使用计量泵将肥料液送入灌溉主管。使用时全程需要人工介入，常受限于用户操作水品，无法发挥应有效果。例如：配肥过程中无法精确控制肥料液配比；肥料溶解不充分就开始施肥导致后端过滤器迅速堵塞等。
此类施肥设备在多通道施肥时需在每个施肥桶上加装搅拌器，且需要增设混肥桶将肥料混合后注入管道，提高了设备成本与体积，增加了操作难度。
目前缺少一种高度自动化、可精准配肥、易操作、易维修的多功能节水灌溉自动施肥装备。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种多功能节水灌溉自动施肥装备，具体技术方案如下：
一种多功能节水灌溉自动施肥装备，包括最少一个施肥桶、位于施肥桶外部的水泵、位于施肥桶内部的浮动喷头组件、位于施肥桶内部的定喷头组件、灌溉主管，所述施肥桶的内壁安装有上浮子液位开关、位于上浮子液位开关下方的下浮子液位开关，所述施肥桶的底部设置有出水孔，所述水泵的输入端与出水孔之间设置有第一电磁截断阀，所述水泵的输入端与第一电磁截断阀的一端连通，所述出水孔与第一电磁截断阀的另一端连通；所述浮动喷头组件包括沿着施肥桶内壁设置的弧形管、多个固定安装在弧形管内侧的浮动喷头、沿着施肥桶内壁对称设置的两根竖轨，所述弧形管的两端均封闭设置，所述浮动喷头在施肥桶内部呈对称分布，所述浮动喷头的内腔与弧形管的内腔连通，所述弧形管与竖轨滑动连接，所述竖轨与施肥桶的内壁固定连接；所述弧形管与水泵的输出端之间设置有上循环水管道、第二电磁截断阀，所述第二电磁截断阀的一端与水泵的输出端连通，所述第二电磁截断阀的另一端与上循环水管道的一端连通，所述上循环水管道的另一端与弧形管的内腔连通；所述定喷头组件包括多个位于浮动喷头下方的定喷头，所述定喷头在施肥桶内部呈对称分布，所述定喷头固定安装在施肥桶的底部，所述定喷头与上循环水管道之间设置有下循环水管道，所述下循环水管道的一端与定喷头的内腔连通，所述下循环水管道的另一端与上循环水管道的内腔连通；所述水泵的输出端与灌溉主管之间设置有第三电磁截断阀，所述第三电磁截断阀的一端与水泵的输出端连通，所述第三电磁截断阀的另一端与灌溉主管的内腔连通。
作为上述技术方案的改进，所述出水孔的上方设置有将出水孔完全覆盖的过滤网，所述过滤网固定安装在施肥桶的内部。
作为上述技术方案的改进，所述弧形管的内侧设置有与竖轨相匹配的滑块，所述滑块与弧形管固定连接。
作为上述技术方案的改进，所述上循环水管道由软管段和硬管段构成，所述软管段设置在施肥桶的内部。
作为上述技术方案的改进，所述施肥桶的顶部安装有自动装料机，所述施肥桶的顶部设置有与自动装料机的出料端相连通的装料口。
作为上述技术方案的改进，所述施肥桶的顶部设置有供上循环水管道活动的穿管口。
作为上述技术方案的改进，所述弧形管的外部安装有浮板。
作为上述技术方案的改进，所述浮动喷头的出水端安装有朝下倾斜的第一斜管，所述第一斜管与水平面之间的夹角为45°；所述定喷头的出水端安装有朝上倾斜的第二斜管，所述第二斜管与水平面之间的夹角为45°。
本实用新型的有益效果：
1)、所述多功能节水灌溉自动施肥装备通过浮动喷头和定喷头共同构成无桨叶搅拌结构，显著提高可溶性肥料颗粒的溶解速度，保证搅拌效果。
2)、由于无需额外加装搅拌器，且无需额外增设混肥桶，设备占地面积小，设备成本低，操作难度显著降低。
3)、配肥过程中方便控制肥料液配比，使用过程中不易发生堵塞，实施效果好，运行效率高。
附图说明
图1为本实用新型所述多功能节水灌溉自动施肥装备的结构示意图；
图2为本实用新型所述多功能节水灌溉自动施肥装备的结构示意图(俯视状态)；
图3为本实用新型所述自动装料机的结构示意图；
图4为本实用新型所述自动装料机中储存箱的结构示意图；
图5为本实用新型多个施肥桶的连接示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1-2所示，所述多功能节水灌溉自动施肥装备，包括最少一个施肥桶1、位于施肥桶1外部的水泵3、位于施肥桶1内部的浮动喷头组件、位于施肥桶1内部的定喷头组件、灌溉主管19，所述施肥桶1的内壁安装有上浮子液位开关10、位于上浮子液位开关10下方的下浮子液位开关11，所述施肥桶1的底部设置有出水孔14，所述水泵3的输入端与出水孔14之间设置有第一电磁截断阀16，所述水泵3的输入端与第一电磁截断阀16的一端连通，所述出水孔14与第一电磁截断阀16的另一端连通；所述浮动喷头组件包括沿着施肥桶1内壁设置的弧形管21、多个固定安装在弧形管21内侧的浮动喷头4、沿着施肥桶1内壁对称设置的两根竖轨9，所述弧形管21的两端均封闭设置，所述浮动喷头4在施肥桶1内部呈对称分布，所述浮动喷头4的内腔与弧形管21的内腔连通，所述弧形管21与竖轨9滑动连接，所述竖轨9与施肥桶1的内壁固定连接；所述弧形管21与水泵3的输出端之间设置有上循环水管道6、第二电磁截断阀20，所述第二电磁截断阀20的一端与水泵3的输出端连通，所述第二电磁截断阀20的另一端与上循环水管道6的一端连通，所述上循环水管道6的另一端与弧形管21的内腔连通；所述定喷头组件包括多个位于浮动喷头4下方的定喷头5，所述定喷头5在施肥桶1内部呈对称分布，所述定喷头5固定安装在施肥桶1的底部，所述定喷头5与上循环水管道6之间设置有下循环水管道7，所述下循环水管道7的一端与定喷头5的内腔连通，所述下循环水管道7的另一端与上循环水管道6的内腔连通；所述水泵3的输出端与灌溉主管19之间设置有第三电磁截断阀18，所述第三电磁截断阀18的一端与水泵3的输出端连通，所述第三电磁截断阀18的另一端与灌溉主管19的内腔连通。
其中，竖轨9的下端距施肥桶1的桶底30cm，竖轨9的上端距施肥桶1的顶部20cm，竖轨9上下两端都设置有用来限位的挡板。
上浮子液位开关10距施肥桶1顶部15cm处，下浮子液位开关11距施肥桶1底部15cm处。上浮子液位开关10和下浮子液位开关11均可采用深圳市深格电子有限公司的SGL型不锈钢材质浮子开关，具体的安装以及连接方法请参见《产品使用说明书》。
进一步地，所述浮动喷头4的出水端安装有朝下倾斜的第一斜管，所述第一斜管与水平面之间的夹角为45°；所述定喷头5的出水端安装有朝上倾斜的第二斜管，所述第二斜管与水平面之间的夹角为45°。所述第一斜管的中心轴以及第二斜管的中心轴均指向施肥桶1的中心轴。
所述定喷头5的安装位置与施肥桶1的中心轴之间的距离为施肥桶1底部半径的1/3至2/3之间，且所述定喷头5均处于同一平面上。使用不同数量的定喷头5匹配不同体积的施肥桶1，定喷头5的数量变化范围为3-5个。
进一步地，所述出水孔14的上方设置有将出水孔14完全覆盖的过滤网2，所述过滤网2固定安装在施肥桶1的内部。所述过滤网2堆叠呈圆柱体结构，其高度为施肥桶1总高度的1/3，目数不低于120目，采用丝口连接，连接处与出水孔14同心设置。该种结构的过滤网2不易被大面积堵塞。
进一步地，所述弧形管21与竖轨9滑动连接的具体方式为：所述弧形管21的内侧设置有与竖轨9相匹配的滑块22，所述滑块22与弧形管21固定连接。
进一步地，所述上循环水管道6由软管段和硬管段构成，所述软管段设置在施肥桶1的内部。软管段的存在，能够满足浮动喷头4上下滑动的供水需要。
进一步地，所述施肥桶1的顶部设置有供上循环水管道6活动的穿管口。
进一步地，所述弧形管21的外部安装有浮板23。
所述多功能节水灌溉自动施肥装备的具体使用方法如下：
所述多功能节水灌溉自动施肥装备在工作时可分为手动模式与自动模式，在手动模式下向施肥桶1注水时，手动开启第三电磁截断阀18、第二电磁截断阀20，灌溉主管19内部的灌溉水在水压的作用下依次流过上循环水管道6、下循环水管道7，最终从浮动喷头4和定喷头5处喷出，完成向施肥桶1内部注水作业。
由于弧形管21的外部安装有浮板23，使浮动喷头4随滑块22沿竖轨9纵向移动保持在液面上层。当手动关闭或液面达到上浮子液位开关10时，第三电磁截断阀18关闭，注水进程结束。
配肥进程开始时，手动向施肥桶1内装入可溶性肥料颗粒后开启第二电磁截断阀20与水泵3，施肥桶1内液体被水泵3吸出加压后从浮动喷头4与定喷头5射出。从浮动喷头4和定喷头5处喷射出来的水流会推动其附近的液体发生偏移，从而产生“搅拌”效果，促进可溶性肥料颗粒溶解；“搅拌”过程中弧形管21通过滑块22固定于竖轨9处，避免了因水流造成的旋转与振动。随后关闭第二电磁截断阀20，打开第三电磁截断阀18，施肥桶1内部的浮动喷头4和定喷头5不再出水，可溶性肥料颗粒溶解后形成的肥料液经第三电磁截断阀18流入灌溉主管19。此过程中，若存在未溶解肥料颗粒受重力与水流影响，向出水孔14处移动，被过滤网2阻拦后在施肥桶1的底部沉淀，避免管道与末端器件堵塞。当施肥桶1的液面高度降至下浮子液位开关11时，说明施肥桶1内即将缺水，关闭第一电磁截断阀16与水泵3。
自动模式下设备工作流程与手动模式相同，但自动模式下的第一电磁截断阀16、第二电磁截断阀20、第三电磁截断阀18、水泵3均由微电脑控制。当施肥桶1内液面达到上浮子液位开关10处时，第三电磁截断阀18自动关闭。微电脑具体如何控制可采用XPL型微电子终端，具体的安装以及连接方法请参见《产品使用说明书》。在自动模式下，“搅拌”过程由定时器控制，“搅拌”完成后，相应的电磁截断阀自动开启/关闭。
进一步地，参照图3、4，自动模式下可溶性肥料颗粒的投入与注水进程同步进行，所述施肥桶1的顶部安装有自动装料机8，所述施肥桶1的顶部设置有与自动装料机8的出料端相连通的装料口12。自动装料机8的底部设置有计量轮24，所述计量轮24为扇形结构，相邻两个计量轮24之间构成扇形结构的沟槽，每一个沟槽能够容纳等质量的肥料颗粒；所述计量轮24由步进电机25控制其旋转；在本实施例中，所述计量轮24设置有四个，计量轮24每旋转1/4圈就可向施肥桶1内投放一定质量的肥料颗粒，根据肥料配比设定值，步进电机25旋转相应圈数。同时自动装料机8的上部为漏斗形储存箱26，储存箱26的底部设置有薄膜压力传感器27，薄膜压力传感器27可选用苏州能斯达电子科技有限公司DF型柔性薄膜压力传感器，薄膜压力传感器27可检测预存肥料量，当肥料用完后，缺料警示灯28亮起并暂停向施肥桶1内投料，当肥料补充后将继续未完成的投料进程。
进一步地，参照图5，当采用三通道施肥时，即所述施肥桶1设置有3个，不同施肥桶1内的肥料经出水孔14流至水泵3混合后，又经过各自的上循环水管道6、下循环水管道7流回到施肥桶1内。搅拌完成后，不同施肥桶1内的肥料也完成了混合。
在上述实施例中，本实用新型采用浮动喷头4和定喷头5共同构成无桨叶搅拌结构，通过浮动喷头4和定喷头5与施肥桶1的中轴线形成一定夹角，喷出的水流推动施肥桶1内液体转动，加速施肥桶1内可溶性肥料颗粒的运动速度与相互碰撞，显著提高可溶性肥料颗粒的溶解速度；浮动喷头4使得其可适应不同液面高度的情况，使浮动喷头4始终处于液面上层，保证搅拌效果；同时，施肥桶1内的过滤网2将肥料液过滤进程提前，有效提高设备在肥料未完全溶解时的运行效率，避免因堵塞造成设备瘫痪。
利用自动装料机8可自动向施肥桶内投放一定质量肥料颗粒，配合上浮子液位开关10、下浮子液位开关11控制施肥桶1内的水量，可精确控制肥料液配比。
当使用多个施肥桶1组成多通道施肥时，通过施肥桶1的出水孔14之间并联与对应管道并联，使施肥桶1在搅拌的同时完成肥料混合，节省了传统设备中混肥桶的使用时间。
本实用新型所述多功能节水灌溉自动施肥装备，其采用的施肥方式在节水灌溉工程的应用上，通过末端的滴灌或喷灌器件将水肥按照作物需求施加在作物根部，有利于减少水和肥的浪费。
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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多功能节水灌溉自动施肥装备，其特征在于：包括最少一个施肥桶(1)、位于施肥桶(1)外部的水泵(3)、位于施肥桶(1)内部的浮动喷头组件、位于施肥桶(1)内部的定喷头组件、灌溉主管(19)，所述施肥桶(1)的内壁安装有上浮子液位开关(10)、位于上浮子液位开关(10)下方的下浮子液位开关(11)，所述施肥桶(1)的底部设置有出水孔(14)，所述水泵(3)的输入端与出水孔(14)之间设置有第一电磁截断阀(16)，所述水泵(3)的输入端与第一电磁截断阀(16)的一端连通，所述出水孔(14)与第一电磁截断阀(16)的另一端连通；所述浮动喷头组件包括沿着施肥桶(1)内壁设置的弧形管(21)、多个固定安装在弧形管(21)内侧的浮动喷头(4)、沿着施肥桶(1)内壁对称设置的两根竖轨(9)，所述弧形管(21)的两端均封闭设置，所述浮动喷头(4)在施肥桶(1)内部呈对称分布，所述浮动喷头(4)的内腔与弧形管(21)的内腔连通，所述弧形管(21)与竖轨(9)滑动连接，所述竖轨(9)与施肥桶(1)的内壁固定连接；所述弧形管(21)与水泵(3)的输出端之间设置有上循环水管道(6)、第二电磁截断阀(20)，所述第二电磁截断阀(20)的一端与水泵(3)的输出端连通，所述第二电磁截断阀(20)的另一端与上循环水管道(6)的一端连通，所述上循环水管道(6)的另一端与弧形管(21)的内腔连通；所述定喷头组件包括多个位于浮动喷头(4)下方的定喷头(5)，所述定喷头(5)在施肥桶(1)内部呈对称分布，所述定喷头(5)固定安装在施肥桶(1)的底部，所述定喷头(5)与上循环水管道(6)之间设置有下循环水管道(7)，所述下循环水管道(7)的一端与定喷头(5)的内腔连通，所述下循环水管道(7)的另一端与上循环水管道(6)的内腔连通；所述水泵(3)的输出端与灌溉主管(19)之间设置有第三电磁截断阀(18)，所述第三电磁截断阀(18)的一端与水泵(3)的输出端连通，所述第三电磁截断阀(18)的另一端与灌溉主管(19)的内腔连通。
2.根据权利要求1所述的一种多功能节水灌溉自动施肥装备，其特征在于：所述出水孔(14)的上方设置有将出水孔(14)完全覆盖的过滤网(2)，所述过滤网(2)固定安装在施肥桶(1)的内部。
3.根据权利要求1所述的一种多功能节水灌溉自动施肥装备，其特征在于：所述弧形管(21)的内侧设置有与竖轨(9)相匹配的滑块(22)，所述滑块(22)与弧形管(21)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种多功能节水灌溉自动施肥装备，其特征在于：所述上循环水管道(6)由软管段和硬管段构成，所述软管段设置在施肥桶(1)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种多功能节水灌溉自动施肥装备，其特征在于：所述施肥桶(1)的顶部安装有自动装料机(8)，所述施肥桶(1)的顶部设置有与自动装料机(8)的出料端相连通的装料口(12)。
6.根据权利要求1所述的一种多功能节水灌溉自动施肥装备，其特征在于：所述施肥桶(1)的顶部设置有供上循环水管道(6)活动的穿管口。
7.根据权利要求1所述的一种多功能节水灌溉自动施肥装备，其特征在于：所述弧形管(21)的外部安装有浮板(23)。
8.根据权利要求1所述的一种多功能节水灌溉自动施肥装备，其特征在于：所述浮动喷头(4)的出水端安装有朝下倾斜的第一斜管，所述第一斜管与水平面之间的夹角为45°；所述定喷头(5)的出水端安装有朝上倾斜的第二斜管，所述第二斜管与水平面之间的夹角为45°。
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| CN112449831A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-09 | 安徽农业大学 | 一种多功能节水灌溉自动施肥装备 |
| CN112449831B (zh) * | 2020-12-09 | 2024-05-14 | 安徽农业大学 | 一种多功能节水灌溉自动施肥装备 |
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