CN216567100U - 一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，包括型材框架、控制系统、传感系统、管道系统和注肥动力系统。该设备先控制启动立式离心泵将灌溉用水注入到管道系统中，再开启注肥泵增大管道系统中的流量及压力，使射流器利用压力差将肥料吸取到管道系统中。同时根据土壤水分传感器、土壤氮磷钾传感器反馈的数据对灌溉和施肥进行精准调节。本实用新型可以提高使用水溶肥的利用率，减少肥料的浪费，同时也节约人工施肥的成本，可以根据植物的生理特性进行精准施肥，因此增加用户收益，主要用于大田、温室大棚以及其他方面的植物培育。

Description

一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机

技术领域

本实用新型涉及一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，属于农业设备技术领域。

背景技术

随着近几年农业行业水肥一体化技术的高速发展，传统的人工通过拖拉机进行施撒肥料的方式，逐渐被水肥一体化施肥机所代替，因为使用水肥一体化施肥机可以大量的节省人工成本，能够有效的提高肥料利用率和施肥效率。目前市场上常见的水肥一体化施肥装置，大多数为简单的文丘里施肥装置、压差式施肥罐。通过电力驱动的施肥机，也无法保证施肥均匀度。且不存在监测功能，仅是依靠经验来进行施肥操作，这样使得施肥的结果没有达到植物最适合的生理需求。

水肥一体化灌溉系统主要由首部管理系统和田间灌溉系统构成，施肥机和施肥桶放置于首部管理房内，但传统的水肥一体化施肥方式是将所有水溶肥在施肥罐或施肥桶中进行融合后，通过文丘里或者注肥泵等装置，将其注入到主管道当中。因为水溶肥或其它肥料，农药化学成分较为复杂，将其在施肥桶中进行混合，很容易发生意想不到的化学反应，会大大降低肥料的使用效率。同时提前将肥料混合时，很难掌握各种肥料的混合比例，且施肥时作物所需的营养用量无法掌握，土壤的酸碱性无法掌握，很难进行人工配比或者调节酸碱度。

因此为了提高使用水溶肥的利用率，减少肥料的浪费，同时也节约人工施肥的成本，达到可以根据植物的生理特性进行精准施肥。有必要开发出具有精准调节功能，多个通道自动混合配比的水肥一体施肥机。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述背景技术中提到的技术问题，提出一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，显著提高灌溉、施肥效率，减少浪费，降低成本。

本申请提供的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机采用如下的技术方案：

一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，包括型材框架、控制系统、传感系统、管道系统和注肥动力系统，所述控制系统固定安装在所述型材框架上，所述控制系统通过线缆与所述传感系统、注肥动力系统连接，所述传感系统埋在大田深层土壤中，所述管道系统最顶端安装有压力表，所述管道系统与管理房主管道连接，所述管道系统与肥料桶连接。

通过采用上述技术方案，通过传感系统感知土壤含水量、肥力等参数，进而通过控制系统进行程序判断，进而控制各系统的开启或关闭，进行精准灌溉、精准施用水溶肥。

优选的，所述控制系统包括主控制器和配电柜，所述主控制器上有触控屏，所述主控制器设于所述配电柜上方；所述主控制器通过线缆为配电柜提供控制信号。

优选的，所述配电柜主箱体为ABS防水电控箱，内部设有空气开关、交流接触器热过载继电器、超薄继电器，所述空气开关、交流接触器、超薄继电器通过线缆相连接，线缆安装在行线槽内部，所述热过载继电器安装在所述交流接触器上。

通过上述技术方案，可以实现主控制器输出低压信号，控制超薄继电器工作。超薄继电器工作，控制交流接触器吸合，进而使得注肥泵和立式离心泵通电工作。

优选的，所述注肥动力系统包括设于型材框架上的注肥泵和设于管理房主管道上的立式离心泵，所述注肥泵与所述管道系统相连接，所述注肥泵通过线缆与所述热过载继电器相连接。

优选的，所述管道系统包含有过水管路和吸肥管路，所述过水管路和吸肥管路均固定在型材框架上，所述过水管路上有进水口、出水口，所述进水口在整个管路的最前端，所述出水口在整个管路的最后端，所述吸肥管路通过吸肥口在所述肥料桶中吸取肥料，所述吸肥管路通过射流器与所述过水管路相连接。

优选的，所述吸肥管路共有4组，分别设有隔膜阀、浮子流量计、电磁阀、霍尔流量计，其中隔膜阀与射流器相连接，后端依次连接浮子流量计、电磁阀、霍尔流量计，所述电磁阀通过线缆与超薄继电器相连接，所述电磁阀和霍尔流量计分别通过线缆与主控制器相连接。

通过上述技术方案，可同时控制吸取氮肥、磷肥、钾肥，以及调节灌溉用水的酸碱度。通过观察浮子流量计的显示数值，可以对不同吸肥管路的不同种水溶肥的使用量进行精准配比，使科学配比的用于植物施肥，发挥肥料的最大使用效率。

优选的，所述传感系统包括壤水分传感器和土壤氮磷钾传感器。

优选的，所述压力表为耐震型压力表，所述压力表安装于过水管路上位于进水口和射流器之间。

优选的，所述管道系统上设有排气阀，所述排气阀安装于过水管路上。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

（1）本实用新型在使用时，利用主控制器控制配电柜内部的超薄继电器和交流接触器，进而控制注肥泵提高水溶肥通过过水管路的压力和流速，当过水管路的压力和流速达到射流器的工作要求时，射流器会通过吸肥管路将肥料桶中的水溶肥吸入，在通过注肥泵增压后通过过水管路经出水口将水溶肥注入到管理房主管道中。

（2）本实用新型利用隔膜阀对吸肥管路吸取水溶肥进行调节流量，通过过水管路到达管理房主管道中，可以在植物生长的不同时期，依据植物所需生长需求，实现精准施用水溶肥。

（3）本实用新型的主控制器带有传感器采集和控制功能，主控制器通过土壤水分传感器，来感知土壤的含水量，进而通过程序判断，自动控制配电柜设备及立式离心泵的开启或关闭，进行精准灌溉；主控制器通过土壤氮磷钾传感器，来感知土壤的肥力，进而通过程序判断，自动控制配电柜设备及电磁阀开启或关闭，进行精准施用水溶肥。

（4）本实用新型的浮子流量计主要用于显示各吸肥管路的实时吸肥量，通过观察浮子流量计的显示数值，可以对不同吸肥管路的不同种水溶肥的使用量进行精准配比，使科学配比的用于植物施肥，发挥肥料的最大使用效率。另外，浮子流量计采用耐腐蚀性很好材质制造，容易进行清洗、不易锈蚀。

（5）本实用新型的配电柜内部主要包含空气开关、交流接触器、热过载继电器、超薄继电器等电器元件，主控制器输出低压信号，控制超薄继电器工作。超薄继电器工作，控制交流接触器吸合，进而使得注肥泵和立式离心泵通电工作。

（6）本实用新型的注肥泵与进水口之间安装有耐震型压力表，用于监测进水口压力，注肥泵与出水口之间安装有防老化尼龙材质的排气阀，用于排除管道内多余的气体，使系统运行更加流畅。

（7）本实用新型的管道系统是管理房主管道的重要组成部分，选用耐压等级高、防老化效果好的优质PVC管道，进水口、出水口均为为1.5寸外螺纹，方便与管理房主管道相连接。管道系统中的吸肥管路有4路，分别用于吸取氮肥、磷肥、钾肥，和调节灌溉用水的酸碱度。4路吸肥管路上的吸肥口均为为4分外螺纹。

（8）本实用新型整体装置简单、操作易懂，可应用于农业温室等环境下的灌溉、施水溶肥。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

图1为本实用新型所述的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机的右视图；

图2为本实用新型所述的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机的后视图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、控制系统；11、主控制器；111、触控屏；12、配电柜；121、ABS防水电控箱；122、行线槽；123、空气开关；124、交流接触器；125、热过载继电器；126、超薄继电器；2、传感系统；21、土壤水分传感器；22土壤氮磷钾传感器；3、型材框架；4、压力表；5、管道系统；51、射流器；52、隔膜阀；53、浮子流量计；54、电磁阀；55、霍尔流量计；56、过水管路；561、进水口；562、出水口；563、吸肥口；57、吸肥管路；6、排气阀；7、注肥动力系统；71、注肥泵；72、立式离心泵；8、肥料桶。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明：

本申请实施例公开了一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，包括型材框架3、控制系统1、传感系统2、管道系统5和注肥动力系统7，控制系统固定安装在型材框架3上，控制系统1通过线缆与传感系统2、注肥动力系统7连接，传感系统2埋在大田深层土壤中，管道系统5最顶端安装有压力表4，管道系统5与管理房主管道连接，管道系统5与肥料桶8连接。控制系统1包括主控制器11和配电柜12，主控制器11上有触控屏111，主控制器11设于配电柜12上方；主控制器11通过线缆为配电柜12提供控制信号。

在本实施例中，配电柜12主箱体为ABS防水电控箱121，内部设有空气开关123、交流接触器124、热过载继电器125、超薄继电器126，空气开关123、交流接触器124、超薄继电器126通过线缆相连接，线缆安装在行线槽122内部，热过载继电器125安装在交流接触器124上。

在本实施例中，注肥动力系统7包括设于型材框架上的注肥泵71和设于管理房主管道上的立式离心泵72，注肥泵7与管道系统5相连接，注肥泵71通过线缆与热过载继电器125相连接。管道系统5包含有过水管路56和吸肥管路57，过水管路56和吸肥管路57均固定在型材框架3上，过水管路56上有进水口561、出水口562，进水口561在整个管路的最前端，出水口562在整个管路的最后端，吸肥管路57通过吸肥口563在肥料桶8中吸取肥料，吸肥管路57通过射流器51与过水管路56相连接。具体的，过水管路56和吸肥管路57全部为耐压等级高、防老化效果好的优质PVC管道。

在本实施例中，吸肥管路57共有4组，分别设有隔膜阀52、浮子流量计53、电磁阀54、霍尔流量计55，其中隔膜阀52与射流器51相连接，后端依次连接浮子流量计53、电磁阀54、霍尔流量计55，电磁阀54通过线缆与超薄继电器26相连接，电磁阀54和霍尔流量计55分别通过线缆与主控制器11相连接。

在本实施例中，传感系统2包括壤水分传感器21和土壤氮磷钾传感器22。

在其他实施例中，传感系统2也可以包括其他所需要的传感器，此处根据需求组装即可，这里不做赘述。

在本实施例中，压力表4为耐震型压力表，压力表4安装于过水管路56上位于进水口和561射流器51之间。其中，压力表4也可选用其他功能性压力表，例如高精密数显压力表等。

在本实施例中，管道系统5上设有排气阀6，排气阀安装于过水管路56上。具体的，排气阀选用抗老化尼龙材质排气阀。

本实用新型所述的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机的具体操作过程为：

本实用新型在使用时，首先将本设备摆放在管理房中的合适位置，将进水口561和出水口562与管理房主管道相连接，将吸肥口562与管理房中的肥料桶相连接，开启空气开关123使其工作，通过触控屏111控制超薄继电器26将电磁阀54打开，然后控制立式离心泵72启动工作，此时主管道的灌溉用水会通过进水口561流入到过水管路56中，通过控制交流接触器24的吸合，使注肥泵71启动工作，此时过水管路56中的水流速度急剧增高，水流在通过射流器51会产生压力差，将水溶肥通过吸肥管路57吸取到过水管路56中，再经过出水口562注入到管理房主管道里，此过程中水溶肥经过吸肥管路57时会推动霍尔流量计55内部的叶轮，霍尔流量计55会将信号传输到主控制器11的触控屏111上，显示实施的施肥速率，使用人员会根据最适合植物生理特性的施肥速率来调节隔膜阀52，同时观察浮子流量计53调整，降低或升高吸肥管路57的过流量，以达到目标效果。设备运行时可以通过压力表4观察管道系统5是否在安全压力范围工作，同时排气阀6排除管道内的气体，使设备运行的更流畅。当深埋在土壤中的土壤氮磷钾传感器22感知到土壤氮、磷、钾元素含量或配比不符合要求时，会反馈给主控制器11，主控制器11会自动控制电磁阀54进行开启或关闭，以调节4路吸肥管路57吸肥含量或配比，使注入到田间的水溶肥配比更符合植物生长需求。当深埋在土壤中的土壤水分传感器21感知到土壤含水率超过设定标准时，会反馈给主控制器11，主控制器11会依次控制关闭注肥泵71、关闭电磁阀54、关闭立式离心泵72，此时灌溉与施肥结束。设备的整体使用过程简单易懂、便于操作，各部分装置也容易安装和拆卸，能够有效地改善现有灌溉和施肥存在的问题，能过大量节约传统施肥的人工成本，解决浪费的现象，增加用户收益。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本实用新型精神和原则之内，所做的任何修改、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 (9)

1.一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，其特征在于，包括型材框架（3）、控制系统（1）、传感系统（2）、管道系统（5）和注肥动力系统（7），所述控制系统固定安装在所述型材框架（3）上，所述控制系统（1）通过线缆与所述传感系统（2）、注肥动力系统（7）连接，所述传感系统（2）埋在大田深层土壤中，所述管道系统（5）最顶端安装有压力表（4），所述管道系统（5）与管理房主管道连接，所述管道系统（5）与肥料桶（8）连接。

2.根据权利要求1所述的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，其特征在于，所述控制系统（1）包括主控制器（11）和配电柜（12），所述主控制器（11）上有触控屏（111），所述主控制器（11）设于所述配电柜（12）上方；所述主控制器（11）通过线缆为配电柜（12）提供控制信号。

3.根据权利要求2所述的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，其特征在于，所述配电柜（12）主箱体为ABS防水电控箱（121），内部设有空气开关（123）、交流接触器（124）、热过载继电器（125）、超薄继电器（126），所述空气开关（123）、交流接触器（124）、超薄继电器（126）通过线缆相连接，线缆安装在行线槽（122）内部，所述热过载继电器（125）安装在所述交流接触器（124）上。

4.根据权利要求3所述的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，其特征在于，所述注肥动力系统（7）包括设于型材框架上的注肥泵（71）和设于管理房主管道上的立式离心泵（72），所述注肥泵（71）与所述管道系统（5）相连接，所述注肥泵（71）通过线缆与所述热过载继电器（125）相连接。

5.根据权利要求1所述的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，其特征在于，所述管道系统（5）包含有过水管路（56）和吸肥管路（57），所述过水管路（56）和吸肥管路（57）均固定在型材框架（3）上，所述过水管路（56）上有进水口（561）、出水口（562），所述进水口（561）在整个管路的最前端，所述出水口（562）在整个管路的最后端，所述吸肥管路（57）通过吸肥口（563）在所述肥料桶（8）中吸取肥料，所述吸肥管路（57）通过射流器（51）与所述过水管路（56）相连接。

6.根据权利要求5所述的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，其特征在于，所述吸肥管路（57）共有4组，分别设有隔膜阀（52）、浮子流量计（53）、电磁阀（54）、霍尔流量计（55），其中隔膜阀（52）与射流器（51）相连接，后端依次连接浮子流量计（53）、电磁阀（54）、霍尔流量计（55），所述电磁阀（54）通过线缆与超薄继电器（126）相连接，所述电磁阀（54）和霍尔流量计（55）分别通过线缆与主控制器（11）相连接。

7.根据权利要求6所述的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，其特征在于，所述传感系统（2）包括壤水分传感器（21）和土壤氮磷钾传感器（22）。

8.根据权利要求1所述的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，其特征在于，所述压力表（4）为耐震型压力表，所述压力表（4）安装于过水管路（56）上位于进水口和（561）射流器（51）之间。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种融合环境信息自动调节的四通道施肥机，其特征在于，所述管道系统（5）上设有排气阀（6），所述排气阀安装于过水管路（56）上。

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