CN216273355U - 陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统 - Google Patents

Abstract

陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，包括连接气源的超微纳米气泡发生装置，灌溉水经过滤网、水泵、单向阀、流量计、球阀进入水箱或直接进入发生装置，发生装置产生超微纳米气泡进而生成高浓度溶解氧水直接用于灌溉，或者回送到水箱，经水箱的出水孔进行灌溉。利用该灌溉系统等将超微气泡注入水中，通过产生大量纳米级别的超微纳米气泡，增加水体中溶解氧含量，含氮量，能够有效解决常规灌溉造成的各种问题，如因低氧环境累积还原性有毒物质引发的农作物僵苗、根系变黑腐烂、分蘖能力差等问题。经由微纳米气泡灌溉后的农作物根系呼吸能力增强，对水肥利用率提高。较市面上同类型产品相比更加节能降耗，具有防水功能，机动性强，设备占地面积小。

Description

陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及一种农业灌溉器械系统，具体涉及一种陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，属于农业技术领域。

背景技术

当前我国粮食产量的持续增加主要来源于玉米产量的提高，水稻与小麦仅为恢复性增长，进口依赖程度逐年升高。水稻作为我国主要口粮作物之一，其产量的增加对于缓解我国粮食供给结构失衡具有战略性地位。中央农村工作会议提出，要牢牢把住粮食安全主动权，粮食生产年年要抓紧，要坚持农业科技自立自强。抓好粮食和重要农副产品生产供给，继续为经济平稳运行提供坚强支撑，为食物消费升级提供更好保障，守住国家粮食安全底线是国家发展的重中之重。从现状分析，依赖农作物种植面积的大幅度上涨来提高农作物的产量并不现实，所以寻求提高农作物单位面积产量的途径就具有积极的现实意义。水稻属于典型的沼生植物，所以稻田土壤的通气状况是影响水稻生长发育的主要非生物因子之一，现有的灌溉方式如间歇灌溉、湿润灌溉、薄露灌溉、厢沟灌溉均通过灌水时期和灌水量来调节土壤中水分和空气的比例来满足水稻根系对于氧的需求。但由于天气以及技术上的操作难度，很难满足水稻在正常生长周期时对通气的需求。

实用新型专利CN202022000831.2公开的一种水稻栽培用灌溉设备：灌溉水与肥料水混合后先行经过微气泡空化管，途经分流体以及螺旋型绕流壁，随后通过管路进入增氧机，在进行充分混合后形成微气泡高氧肥料水。因现有的流体混合装置中能够直接产生的气泡粒径大、密度较低，且上述专利中的微气泡空化管中的富氧以及肥料混合水通过多级连续扩散、挤压、碰撞、空化，容易在空化管内部发生堵塞，且无外接气源，仅由空化现象将液体内局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，而从液体逸出，成为小气泡，并不能很好的满足水稻在各个生长时期的通气需求。

实用新型专利CN201821258937.9公开了一种精确反馈控制的微纳米气泡加氧灌溉系统：灌溉水体经蓄水池，通过气液混合泵，将氧气或臭氧打入水体中，后经磁化器，文丘里加料器，氧浓度检测仪后流进灌溉水箱，流程繁琐复杂，造价高昂。

发明专利CN201710828833.0公开了一种射流曝气灌溉系统，包括循环曝气装置,承压水箱、储水箱和控制器，储水箱与承压水箱连通，所述循环曝气装置与承压水箱连通，循环曝气装置由制氧机、氧气扩散器及空气射流器构成，所述制氧机、氧气扩散器均与控制器连接。射流曝气所产生的气泡粒径在微米级别以上，在水体中停留的时间较短，上浮速率快，难以对农田达到一个较好的增氧水平。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明目的是提供一种陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，可自动制备纳米级别粒径气泡或液泡，直接连接外部气源且不易堵塞，能有效满足农作物在各个生长时期的生长需求。

陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于包括气源8和超微纳米气泡发生装置，

所述超微纳米气泡发生装置设有进水口、进气口、超微纳米气泡水出口，以及选择开关、运行开关、停止开关、急停开关、定时器、流量计，且内含超微气泡发生器，所述超微气泡发生器可以采用现有的能够产生纳米气泡的结构；

所述超微纳米气泡发生装置的进气与气源相连，

进水口前方的管路上依次设有粗过滤网、细过滤网，细过滤网2与进水口之间的管路上还设有进水泵、单向阀、进水流量计、第一球阀；

所述超微纳米气泡发生装置产生超微纳米气泡，进而生成高浓度溶解氧水并从超微纳米气泡水出口输出以用于灌溉。

所述超微纳米气泡水出口连接灌溉管网，所述灌溉管网在农作物种植田内，与水箱出口连接，高浓度超微纳米气泡水通过灌溉管网均匀灌溉到种植田内；灌溉管网灌溉方式为漫灌，或者喷灌滴灌方式。

所述超微纳米气泡水出口与灌溉管网之间依次设有第二球阀和增压泵。

一种陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于包括气源、超微纳米气泡发生装置、以及设有进水孔、出水孔、排水孔和上盖的水箱；

所述超微纳米气泡发生装置设有进水口、进气口、超微纳米气泡水出口，以及选择开关、运行开关、停止开关、急停开关、定时器、流量计，且内含超微气泡发生器，所述超微气泡发生器可以采用现有的能够产生纳米气泡的结构；

所述进水口经进水管与水箱内部相通，所述超微纳米气泡水出口经出水管与水箱内部相通；

水箱进水口前方的管路上依次设有粗过滤网、细过滤网；细过滤网与进水口之间的管路上还设有循环水泵、单向阀、进水流量计、第一球阀；

所述超微纳米气泡发生装置产生超微纳米气泡，进而生成高浓度溶解氧水并经超微纳米气泡水出口会送至水箱，从水箱的出水孔输出用于灌溉。

所述水箱的上盖设有排气孔，在保证异物进入的同时保证水箱内部压力；所述超微纳米气泡发生装置的进水管和出水管穿过所述排气孔与水箱内部相通；所述上盖可有效防止农田周边生物等外界因素对设备进行干扰。

所述水箱的出水方式包括自流、虹吸、水泵抽出或人工挑水；所述水泵包括但不限于潜水泵、离心泵等各种形式的水泵。

所述水箱出水孔连接灌溉管网，所述灌溉管网设在农作物种植田内，高浓度超微纳米气泡水通过灌溉管网均匀灌溉到种植田内；所述灌溉管网灌溉方式为漫灌，或者喷灌滴灌方式。

出水孔与灌溉管网之间依次设有第二球阀和增压泵。

所述进水管位于水箱内部的一端设有底阀，另一端经进水三通与进水口相连，所述进水三通的其中一个端口作为排水口；所述出水管上设有出水三通，所述出水三通的其中一个端口作为灌液口。

所述的沉水式超微纳米气泡农作物灌溉系统采用的灌溉原水是任何可用作灌溉的水源，包括种植灌溉回收水、地下水、河道水、自来水；进水口吸入水的动力来源于任何可以将水引入水箱的方法和设备，包括自流水、水泵、人工提水。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本发明设置有超微纳米气泡发生装置，从而能够通过整套灌溉系统等将超微气泡注入水中，通过产生大量纳米级别的超微纳米气泡，增加水体中溶解氧含量，含氮量，增强农作物根系的呼吸作用，从而提高农作物的水肥利用率，能够有效解决常规灌溉可能造成的各种问题，如由于低氧环境累积还原性有毒物质引发的农作物僵苗、根系变黑腐烂、分蘖能力差等问题。

2、经由微纳米气泡灌溉后的农作物根系呼吸能力增强，对水肥利用率提高后可有效提高亩产，有效穗，穗粒数，千粒重，亩穗数等亩产指标。

3、经由微纳米气泡水淋洗后，盐碱土壤中全盐量指标显著下降。

4、水泵和超微气泡发生器集成在箱体内，可防止农田周边生物等对设备进行干扰；并且在使用时，箱体也能对其内的各部件起到保护的作用。

5、灌溉管路延长且管路上依据播种密度设置有灌溉孔，灌溉均匀灵活，使该系统对幼苗的灌溉效果保持稳定和均匀。

6、水箱内设有传感器模块，可对水质的各项指标进行监测。

7、具有自动控制设备，远程监控设备，自动保护设备功能。

8、可设置太阳能模块，适应于任何环境的灌溉需求。

9、可设置远程监控等物联网模块和GPS模块，可实时获取各种检测数据信息，录像信息，设备运行状态信息，水质信息，农作物生长信息等，可以通过物联网实现智能化管理等多种方式。

10、采用陆地式的优势在于：较市面上同类型产品相比更加节能降耗，具有防水功能，机动性强，设备占地面积小。

附图说明

图1是本实用新型的陆地式超微纳米气泡发生装置示意图。

图2是本实用新型的陆地式超微纳米气泡发生装置无水箱灌溉系统示意图。

图3是本实用新型的陆地式超微纳米气泡发生装置与水箱的连通关系示意图。

图4是本实用新型的陆地式超微纳米气泡发生装置有水箱灌溉系统示意图。

其中，1-粗过滤网，2-细过滤网，3-进水泵，4-单向阀，5-进水流量计，6-第一球阀，7-出水管，8-气源，9-水箱，10-进水管，11-超微纳米气泡发生装置，12-第二球阀，13-排水孔，14-灌溉管网，15-排气孔，16-出水泵，17-进水口，18-超微纳米气泡水出口，19-选择开关，20-运行开关，21-停止开关，22-急停开关，23-定时器，24-流量计，25-进气口，26-排水口，27-灌液口，28-底阀，29-进水孔，30-出水孔，31-超微纳米气泡出水管口。

具体实施方式

如图1、2所示，陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于包括气源8和超微纳米气泡发生装置11，

所述超微纳米气泡发生装置11设有进水口17、进气口25、超微纳米气泡水出口18，以及选择开关19、运行开关20、停止开关21、急停开关22、定时器23、流量计24，且内含超微气泡发生器，所述超微气泡发生器可以采用现有的能够产生纳米气泡的结构；

所述超微纳米气泡发生装置11的进气25与气源8相连，

进水口前方的管路上依次设有粗过滤网1、细过滤网2，细过滤网2与进水口之间的管路上还设有进水泵3、单向阀4、进水流量计5、第一球阀6；

所述超微纳米气泡发生装置11产生超微纳米气泡，进而生成高浓度溶解氧水并从超微纳米气泡水出口18输出以用于灌溉。

所述超微纳米气泡水出口18连接灌溉管网14，所述灌溉管网14在农作物种植田内，与水箱出口连接，高浓度超微纳米气泡水通过灌溉管网14均匀灌溉到种植田内；灌溉管网14灌溉方式为漫灌，或者喷灌滴灌方式。

所述超微纳米气泡水出口与灌溉管网14之间依次设有第二球阀12和增压泵16。

灌溉原水是任何可用作灌溉的水源，包括种植灌溉回收水、地下水、河道水、自来水；进水口吸入水的动力来源于任何可以将水引入水箱的方法和设备，包括自流水、水泵、人工提水。

如图1、3、4所示，一种陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于包括气源8、超微纳米气泡发生装置11、以及设有进水孔29、出水孔30、排水孔13和上盖的水箱9；

所述超微纳米气泡发生装置11设有进水口17、进气口25、超微纳米气泡水出口18，以及选择开关19、运行开关20、停止开关21、急停开关22、定时器23、流量计24，且内含超微气泡发生器，所述超微气泡发生器可以采用现有的能够产生纳米气泡的结构；

所述进水口17经进水管10与水箱9内部相通，所述超微纳米气泡水出口18经出水管7与水箱9内部相通；

水箱9进水口前方的管路上依次设有粗过滤网1、细过滤网2；细过滤网2与进水口之间的管路上还设有循环水泵3、单向阀4、进水流量计5、第一球阀6；

所述超微纳米气泡发生装置11产生超微纳米气泡，进而生成高浓度溶解氧水并经超微纳米气泡水出口18会送至水箱9，从水箱9的出水孔30输出用于灌溉。

所述水箱9的上盖设有排气孔15，在保证异物进入的同时保证水箱内部压力；所述超微纳米气泡发生装置11的进水管10和出水管7穿过所述排气孔15与水箱9内部相通；所述上盖可有效防止农田周边生物等外界因素对设备进行干扰。

所述水箱9的出水方式包括自流、虹吸、水泵抽出或人工挑水；所述水泵包括但不限于潜水泵、离心泵等各种形式的水泵。

所述水箱9出水孔30连接灌溉管网14，所述灌溉管网14设在农作物种植田内，高浓度超微纳米气泡水通过灌溉管网14均匀灌溉到种植田内；所述灌溉管网14灌溉方式为漫灌，或者喷灌滴灌方式。

所述出水孔30与灌溉管网14之间依次设有第二球阀12和增压泵16。

所述进水管10位于水箱9内部的一端设有底阀28，另一端经进水三通与进水口17相连，所述进水三通的其中一个端口作为排水口26；所述出水管7上设有出水三通，所述出水三通的其中一个端口作为灌液口27。所述进水管10的排水口26用于排出装置内部的积水；所述出水管7灌液口27用于添加泵吸引水。

所述的陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统采用的灌溉原水是任何可用作灌溉的水源，包括种植灌溉回收水、地下水、河道水、自来水；进水口吸入水的动力来源于任何可以将水引入水箱的方法和设备，包括自流水、水泵、人工提水。

实施例

如图1、3所示，所述超微纳米气泡发生装置11属于陆地式设备，设备安装在水箱9外，通过管路与水箱9连接，将超微纳米气泡释放到水箱9提供的水中，产生高溶解氧浓度水；所述陆地式设备进水口可直接跟水泵连接，出水口跟灌溉管网连接，灌溉原水通过超微纳米气泡发生装置11后生成高浓度超微纳米气泡水，通过灌溉管网灌溉到田里。

所述超微纳米气泡发生装置11设有进水口17、进气口25、超微纳米气泡水出口18，以及选择开关19、运行开关20、停止开关21、急停开关22、定时器23、流量计24，且内含超微气泡发生器，所述超微气泡发生器可以采用现有的能够产生纳米气泡的结构；其中选择开关19可用于选择点控手动控制和时控自动控制两种模式。

如图3、4所示，所述水箱9内可以设置有液位开关，可有效避免因液位异常变化引起的设备故障。所述水箱9内可设置有控制模块10，控制模块内置传感器，传感器包括溶解氧传感器、盐度传感器、温度传感器，从而根据传感器测量的参数自动控制设备启停。

所述水箱9内置的微纳米气泡发生装置与水箱连接处设有减震措施。

所述灌溉管与水箱的连接方式包括但不限于法兰连接，螺纹连接，粘接等各种连接方式。

所述所有管路材质，包括但不限于镀锌钢管、铜管、铝塑复合管、ABS塑料管、聚乙烯管、聚丙烯管、钢管、铸铁管、承插式预应力钢筋混凝土管、承插式自应力钢筋混凝土管、GPR聚酯树脂管、HOBAS离心浇铸玻璃纤维增强聚酯树脂管、聚乙烯管、PVC塑料管、镀锌钢管、CPVC塑料管、ABS塑料管、聚乙烯管、铝塑复合管、铁皮管、铸铁管、铝塑复合管、PE塑料管等。

以有水箱的陆地式超微纳米气泡发生装置应用为例

1、进水泵吸水口从灌溉原水吸水，经由粗过滤网和细过滤网将原水体中可能对机械设备造成损坏的杂质过滤。

2、灌溉原水通过进水泵后3，经由单向阀4和进水流量计5至水箱9。单向阀4可防止水箱里9的水回流倒灌，进水流量计5可实时监测灌溉水的流量。

3、水箱9内的灌溉原水通过进水管10输送到超微纳米气泡发生装置11，产生大量超微纳米气泡再经出水管7回送到水箱9；含有大量超微纳米气泡的高浓度溶解氧灌溉水通过水箱9的出水孔30到水泵，通过水泵将灌溉水打到灌溉管网14中。

4、而输入水箱9的水迅速提高水中营养浓度，如溶解氧和游离氮等，且水中含有大量超微纳米气泡，可以循环进入超微纳米气泡发生装置11；

5、继续通过灌溉管网将灌溉水均匀释放到灌溉田里。

6、经由微纳米气泡灌溉后的农作物根系呼吸能力增强，对水肥利用率提高后可有效提高产量。

7、水箱9设置有排水孔13、排气孔14，用于排水和释放未溶解的气体。

8、水箱9内可设有控制模块，对水质情况进行监测并可自动控制设备启停及运行时间。

9、水箱9内可设置液位开关，对于液位异常变化的情况设别进行自动保护。

10、水箱9进水孔29、出水孔0和排水孔13设置有球阀，方便管路维修。

Claims (10)

1.陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于包括气源（8）和超微纳米气泡发生装置（11），

所述超微纳米气泡发生装置（11）设有进水口（17）、进气口（25）、超微纳米气泡水出口（18），以及选择开关（19）、运行开关（20）、停止开关（21）、急停开关（22）、定时器（23）、流量计（24），且内含超微气泡发生器；

所述超微纳米气泡发生装置（11）的进气口（25）与气源（8）相连，

进水口前方的管路上依次设有粗过滤网（1）、细过滤网（2），细过滤网（2）与进水口之间的管路上还设有循环水泵（3）、单向阀（4）、进水流量计（5）、第一球阀（6）；

所述超微纳米气泡发生装置（11）产生超微纳米气泡，进而生成高浓度溶解氧水并从超微纳米气泡水出口（18）输出以用于灌溉。

2.如权利要求1所述的陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于所述超微纳米气泡水出口（18）连接灌溉管网（14），所述灌溉管网（14）在农作物种植田内，与水箱出口连接，高浓度超微纳米气泡水通过灌溉管网（14）均匀灌溉到种植田内；灌溉管网（14）灌溉方式为漫灌，或者喷灌滴灌方式。

3.如权利要求2所述的陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于所述超微纳米气泡水出口（18）与灌溉管网（14）之间依次设有第二球阀（12）和增压泵（16）。

4.一种陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于包括气源（8）、超微纳米气泡发生装置（11）、以及设有进水孔（29）、出水孔（30）、排水孔（13）和上盖的水箱（9）；

所述超微纳米气泡发生装置（11）设有进水口（17）、进气口（25）、超微纳米气泡水出口（18），以及选择开关（19）、运行开关（20）、停止开关（21）、急停开关（22）、定时器（23）、流量计（24），且内含超微气泡发生器；

所述进水口（17）经进水管（10）与水箱（9）内部相通，所述超微纳米气泡水出口（18）经出水管（7）与水箱（9）内部相通；

水箱（9）进水口前方的管路上依次设有粗过滤网（1）、细过滤网（2）；细过滤网（2）与进水口之间的管路上还设有循环水泵（3）、单向阀（4）、进水流量计（5）、第一球阀（6）；

所述超微纳米气泡发生装置（11）产生超微纳米气泡，进而生成高浓度溶解氧水并经超微纳米气泡水出口（18）会送至水箱（9），从水箱（9）的出水孔（30）输出用于灌溉。

5.如权利要求4所述的一种陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于所述水箱（9）的上盖设有排气孔（15）；所述超微纳米气泡发生装置（11）的进水管（10）和出水管（7）穿过所述排气孔（15）与水箱（9）内部相通。

6.如权利要求4所述的一种陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于所述水箱（9）的出水方式包括自流、虹吸、水泵抽出或人工挑水；所述水泵包括潜水泵、离心泵。

7.如权利要求4所述的一种陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于水箱（9）出水孔（30）连接灌溉管网（14），所述灌溉管网（14）设在农作物种植田内；所述灌溉管网（14）灌溉方式为漫灌，或者喷灌滴灌方式。

8.如权利要求7所述的一种陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于所述出水孔（30）与灌溉管网（14）之间依次设有第二球阀（12）和增压泵（16）。

9.如权利要求4所述的一种陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于所述进水管（10）位于水箱（9）内部的一端设有底阀（28），另一端经进水三通与进水口（17）相连，所述进水三通的其中一个端口作为排水口（26）；所述出水管（7）上设有出水三通，所述出水三通的其中一个端口作为灌液口（27）。

10.如权利要求1或4所述的陆地式超微纳米气泡农作物灌溉系统，其特征在于所述农作物灌溉系统使用的灌溉原水是任何可用作灌溉的水源，包括种植灌溉回收水、地下水、河道水、自来水。

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