CN216799634U - 一种营养液自动调配装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种营养液自动调配装置，包括：底座、供水系统、出水系统、吸肥系统、营养液混合箱和控制系统；营养液混合箱通过管道与供水系统、出水系统、吸肥系统和营养液混合箱进行连接；供水系统的进水管通过供水泵连通营养液混合箱的预混分散腔，供水泵和营养液混合箱之间设有水位控制阀和进水过滤器；出水系统的系统泵的进水口与营养液混合箱出水口通过管道相连通，系统泵的出水管道上设有水压传感器和脉冲流量计，水压传感器和脉冲流量计与所述控制系统电性连接；吸肥系统由4个吸肥文丘里管和1个吸酸文丘里管所组成。本实用新型能满足现代化温室施肥施药性能要求的专用精准施肥施药。

Description

一种营养液自动调配装置

技术领域

本实用新型涉及一种营养液自动调配装置。

背景技术

近年来，随着我国农业向高产、优质、高效和环保现代化设施农业发展，各种温室大棚迅速普及，特别是单体大型玻璃温室的兴起，对精准农业的要求也越来越高，施肥施药环节作为水培作物生长过程中最为重要的一环，其技术手段越来越受到重视。

目前，温室中使用的施肥施药机大部分为固定配比，由于受各种条件的影响，植物生长所需的肥料或某种元素很容易出现过剩或者不足，而且很难做到精确合理配肥，所以传统的自动施肥施药系统在实际使用时有很大的局限性，很难满足现代化温室施肥施药灌溉的很多特殊需求，其合理性和经济性大打折扣。因此设计开发能满足现代化温室施肥施药性能要求的专用精准施肥施药一体化调配装置显得尤为重要。

中国专利号2019222878806公开一种利用重力对营养液箱输肥的肥料桶，由桶盖所组成，数个肥料桶并排布置在营养液箱顶部，每个肥料桶顶面中部设有桶盖，每个肥料桶的底面板中部设有一个肥料输送电磁阀，肥料输送电磁阀的上端进口与对应的肥料桶下端内相通，肥料输送电磁阀的下端出口从对应的营养液箱顶部清洗口伸入到营养液箱内，各肥料桶的前部设有供与各肥料输送电磁阀相通导线穿过的穿线口，该专利具有其结构简单、合理、紧凑，占用空间小和使用方便的优点，但没有解决满足现代化温室施肥施药性能要求的专用精准施肥施药的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种营养液自动调配装置，能满足现代化温室施肥施药性能要求的专用精准施肥施药。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种营养液自动调配装置，包括：底座、供水系统、出水系统、吸肥系统、营养液混合箱和控制系统；

所述营养液混合箱通过管道与供水系统、出水系统、吸肥系统和营养液混合箱进行连接；

所述供水系统的进水管通过供水泵连通营养液混合箱的预混分散腔，供水泵和营养液混合箱之间设有水位控制阀和进水过滤器；

所述出水系统的系统泵的进水口与营养液混合箱出水口通过管道相连通，系统泵的出水管道上设有水压传感器和脉冲流量计，水压传感器和脉冲流量计与所述控制系统电性连接；

所述吸肥系统由4个吸肥文丘里管和1个吸酸文丘里管所组成，各文丘里管的出水管与营养液混合箱的预混分散腔相通，所述5个文丘里管的进水管并联构成吸肥系统支路，吸肥系统支路是出水系统的系统泵出水管道上的支路，吸肥系统支路通过三通管接在系统泵出水管与水压传感器之间的管道上，4个吸肥文丘里管的吸肥口均分别依次通过一个电磁阀、节流阀、流量计和过滤器与对应的储肥料桶连通，1个吸酸文丘里管的吸肥口通过一个电磁阀与储酸桶连通；

所述控制系统由配电箱、控制箱和位于控制箱内的CPU控制器及控制箱顶面的输入显示屏所组成，各电磁阀、输入显示屏、水压传感器、高水位控制器、低水位限位器、供水泵，系统泵，流量计、脉冲流量计，PH检测传感器，EC检测传感器，节流阀和水位控制阀均与CPU控制器电性连接；

营养液混合箱位于底座上端前侧中部，营养液混合箱一侧的底座上设有配电箱，配电箱的前侧上端控制箱，营养液混合箱另一侧的底座上设有系统泵，营养液混合箱的后侧底座上设有供水泵、供水系统的进水管和吸肥系统。

作为本发明的一种优选技术方案，所述营养液混合箱为长方体形箱体，箱体内由上至下分为预混分散腔，分散腔，缓冲腔的3个腔体，预混分散腔位于箱体内上部一侧；分散腔位于箱体内预混分散腔的侧下部，缓冲腔位于箱体内分散腔的下部，预混分散腔下端通过方形过滤孔与分散腔上端相通，分散腔下端通过分散板与缓冲腔的上端相通。

作为本发明的一种优选技术方案，所述预混分散腔相通进水过滤器的出水口和各文丘里管的出水管，各文丘里管的出水管口相通预混分散腔一侧壁上端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述预混分散腔内的进水过滤器出水口的前端设有弯头，弯头的出口面向各文丘里管的出水管口向。

作为本发明的一种优选技术方案，所述分散板上均匀分布圆形小孔，所述小孔直径3mm，相邻的小孔之间距为6mm，分散板通过螺丝连接固定在所述营养液混合箱中上位置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述缓冲腔的侧底部壁上设有营养液混合箱的出水口，营养液混合箱的出水口与系统泵的入水口相通，缓冲腔的底部壁上设有排污阀门，缓冲腔内的上部侧壁位置处设在高水位控制器，低水位限位器位于营养液混合箱出水口上端的缓冲腔内下部侧壁位置处。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸肥系统支路上设有水压传感器、PH检测分支管、PH检测传感器、EC检测分支管、EC检测传感器，所述PH检测分支管和EC检测分支管均为出水管道的分支。

作为本发明的一种优选技术方案，所述各储肥料桶分别储存酸、A肥、B肥、C肥、D肥药液的五个储肥料桶，4个吸肥文丘里管的吸肥口均分别依次通过一个电磁阀、节流阀、流量计和过滤器与对应的储肥料桶连通，1个吸酸文丘里管的吸肥口通过一个电磁阀与储酸桶连通。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型适用在温室无土化栽培技术领域，通过将清水和高浓度水溶性肥液和酸按照一定比例进行充分混合，形成灌溉水进行灌溉。供水泵将清水供给营养液混合箱中，系统泵将营养液混合箱中水泵出。在系统泵出水口有一支流返回营养液混合箱中，支流的水流经各文丘里管，各文丘里管将各肥液和酸吸入管道进入营养液混合箱的预混分散腔中，清水和各肥液在预混分散腔中经初混，初混液再经预混分散腔下端的方形过滤孔进入分散腔内进一步将清水和各肥液混均，混均液再经分散腔内下端的分散板进入缓冲腔内，混合有均匀各肥液的浇灌用水，经营养液混合箱的出水口、系统泵完成对温室无土化栽培植物的供水。本实用新型的营养液混合箱的结构是利用进水（清水和混合液）的自身流速进行混合，节省混合搅拌动力装置且混合均匀。解决了营养液混合不均和混合箱需要专用搅拌动力装置和结构复杂的缺点。营养液所需浓度可以根据需求装置自动快速调整。

2、本实用新型结构简单，温室配肥比例更加精确可控，可避免人为因素，从而体现了安装方便、实用的特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的管路示意图；

图3是本实用新型的营养液混合箱的俯视结构示意图；

图4是本实用新型的营养液混合箱的结构示意图；

图5是本实用新型的控制箱的结构示意图；

图中：其中，1 、供水泵； 2、水位控制阀;3、高水位控制器；4、进水过滤器；5 、营养液混合箱;6、系统泵;7、水压传感器；8、脉冲流量计; 9、PH检测传感器;10、EC检测传感器;11、文丘里管；12、电磁阀；13、节流阀;14、过滤器;15、流量计;16、进水过滤器出水口;17、三通管;18、灌溉管道进水管;19、进水管;20、底座；21、配电箱；22、文丘里管的出水管口;23、控制箱;24、分散板;25、方形过滤孔;26、预混分散腔;27、排污阀门；28、分散腔;29、缓冲腔;30、营养液混合箱出水口;31、低水位限位器; 32、输入显示屏; 33、CPU控制器。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，所用的材料、试剂，控制系统及其控制的相关元件和传感技术等等，如无特殊说明，均为常规技术及方法，均可从商业途径得到。

请参照图1至图5，本实用新型的精准施肥施药一体化调配装置，包括：底座20,供水系统、出水系统、吸肥系统、营养液混合箱5和控制系统。

营养液混合箱5通过管道与供水系统、出水系统、吸肥系统和营养液混合箱进行连接。

供水系统的进水管19通过供水泵1连通营养液混合箱的预混分散腔26，供水泵和营养液混合箱之间设有水位控制阀2和进水过滤器4。进水管19相通供水源，如自来水管或灌溉回水蓄水池等。进水过滤用于滤除进水内的杂物。

出水系统的系统泵6的进水口与营养液混合箱出水口30通过管道相连通，系统泵的出水管道上设有水压传感器7和脉冲流量计8，脉冲流量计的出口相通灌溉管道进水管18，水压传感器和脉冲流量计与CPU控制器电性相连, 即CPU控制器控制水压传感器和脉冲流量。

吸肥系统由4个吸肥文丘里管和1个吸酸文丘里管所组成，各文丘里管11的出水管与营养液混合箱的预混分散腔26相通，5个文丘里管的进水管并联构成吸肥系统支路，吸肥系统支路是出水系统的系统泵出水管道上的支路，吸肥系统支路通过三通管17接在系统泵出水管与水压传感器之间的管道上。4个吸肥文丘里管的吸肥口均分别依次通过一个电磁阀12、节流阀13、流量计15和过滤器14与对应的储肥料桶连通，1个吸酸文丘里管的吸肥口通过一个电磁阀与储酸桶连通。

控制系统由配电箱21、控制箱23和位于控制箱内的CPU控制器33及控制箱顶面的输入显示屏32(或人机界面)所组成，各电磁阀12、输入显示屏、水压传感器7、高水位控制器3、低水位限位器31、供水泵1，系统泵6，流量计15、脉冲流量计8，PH检测传感器9，EC检测传感器10、节流阀13和水位控制阀2均与CPU控制器33电性连接。

营养液混合箱5位于底座上端前侧中部，营养液混合箱一侧的底座上设有配电箱21，配电箱的前侧上端控制箱23，营养液混合箱另一侧的底座上设有系统泵6，营养液混合箱的后侧底座上设有供水泵1、供水系统的进水管19和吸肥系统。

在一个实施例中，营养液混合箱5为长方体形箱体，箱体内由上至下分为预混分散腔26，分散腔28，缓冲腔29的3个腔体，预混分散腔位于箱体内上部一侧；分散腔位于箱体内预混分散腔的侧下部，缓冲腔位于箱体内分散腔的下部，预混分散腔下端通过方形过滤孔25与分散腔上端相通，分散腔下端通过分散板24与缓冲腔的上端相通。

在一个实施例中，预混分散腔相通进水过滤器的出水口16和各文丘里管的出水管，各文丘里管的出水管口22相通预混分散腔一侧壁上端，从而使从各文丘里管进入各肥液和酸吸入和从进水过滤器的出水口进入的清水在预混分散腔中进行初混。

在一个实施例中，预混分散腔内的进水过滤器出水口16的前端设有弯头，弯头的出口面向各文丘里管的出水管口向，以利于初混。

在一个实施例中，所述分散板24上均匀分布圆形小孔，所述小孔直径3mm，相邻的小孔之间距为6mm，分散板通过螺丝连接固定在所述营养液混合箱中上位置。经过初混的混均液经分散腔内下端的分散板进入缓冲腔内，混合有均匀各肥液的浇灌用水，经营养液混合箱的出水口、系统泵的出水口通过灌溉管道进水管18完成对温室无土化栽培植物的供水。

在一个实施例中，所述缓冲腔的侧底部壁上设有营养液混合箱的出水口30，营养液混合箱的出水口与系统泵6的入水口相通，缓冲腔的底部壁上设有排污阀门27，用于定期清除营养液混合箱内底的沉积物。缓冲腔内的上部侧壁位置处设在高水位控制器3，低水位限位器31位于营养液混合箱出水口上端的缓冲腔内下部侧壁位置处。高水位控制器3和低水位限位器31分别与CPU控制器33信号连接，CPU控制器通过控制水位控制阀2的启闭，控制缓冲腔内的浇灌用水的水位。

在一个实施例中，所述吸肥系统支路上设有水压传感器7、PH检测分支管、PH检测传感器9、EC检测分支管、EC检测传感器10，所述PH检测分支管和EC检测分支管均为出水管道的分支。PH检测传感器9、EC检测传感器10分别与CPU控制器33电性连接，CPU控制器通过EC检测传感器10、PH检测传感器9获取浇灌用水内的PH和EC值。

在一个实施例中，所述各储肥料桶分别储存酸、A肥、B肥、C肥、D肥药液的五个储肥料桶，4个吸肥文丘里管的吸肥口均分别依次通过一个电磁阀、节流阀、流量计和过滤器与对应的储肥料桶连通，1个吸酸文丘里管的吸肥口通过一个电磁阀与储酸桶连通。

使用时，清水经过进水管19由供水泵1将水泵入营养液混合箱5内，进水过滤器4过滤掉水的固体杂质。在水位到达所述营养液混合箱5的水位控制器3的位置时，所述高水位控制器3启动，水位控制阀2闭合，进水管路关闭，防止缓冲腔内的营养液溢出。

进水过滤器的出水口16在营养液混合箱5的预混分散腔26内有个弯头会改变进水方向，使得进水在预混分散腔26内分散均匀流向分散腔28，在分散腔28内经过分散板24的分散作用下将营养液均匀分撒到缓冲箱29。营养液在缓冲箱29内有20～30s时间进行充分扩散均匀。当缓冲腔中的营养液到达低水位限制器31位置时，低水位限制器31将信号反馈到控制箱23内的CPU控制器，CPU控制器暂停系统泵6，使缓冲腔水位增高，最后营养液通过营养液混合箱出水口30进入系统泵6再经水压传感器7和脉冲流量计8，对温室无土化栽培植物的供水。

营养液通过相通吸肥系统支路上的三通管17进入吸肥系统，5个文丘里管11为吸肥提供动力。5个文丘里通道中4个为吸肥通道和1个酸通道。4个吸肥通道可以自由组合吸肥，每个通道都通过一个电磁阀12的开合来调节营养液的酸碱度和电导率。实际电导率和酸碱度都通过PH检测传感器9、EC检测传感器10来监控，并反馈到控制箱内的CPU控制器。CPU控制器通过算法来精准控制各电磁阀12来达到自动调节营养液的目的。吸肥系统的吸肥流量可以通过节流阀13来调节。一般情况下，吸肥比例都是1：1，通过所述节流阀13来调节吸肥比例到每个吸肥通道吸肥一致，然后通过所述电磁阀12来自动调节。调节时根据流量计15来对比调节流量。过滤器14可以有效防止肥液中的固体杂质进入系统导致管路堵塞。

出水管路上的水压传感器7可以显示系统出水压力，水压传感器、脉冲流量计8与控制箱23内的CPU控制器连接，将信息反馈到CPU控制器。CPU控制器经过所述脉冲流量计8反馈数据调节所述电磁阀12的比例来调配酸碱度和电导率。也需要数据来记录当时流量数据和所述装置的供液量。也可以根据流量设置是否报警和自动停机操作。

所述PH检测传感器9、EC检测传感器10分别设置2个，可以提高系统运行的可靠性。假如一个传感器反馈数据不正确需要重新校正，保证数据的准确。数据反馈有异常可以设置报警或停机操作。

另外，所述CPU控制器支持蔬菜配方的设置，简化配肥参数配置，CPU控制器支持灌溉通道分组，便于大型温室的多样化种植；CPU控制器支持定时、循环、辐射累积量和土壤湿度四种自动灌溉模式；CPU控制器支持历史事件查询、报警设置，比如灌溉开启时间、EC/PH异常提醒；CPU控制器支持水、肥消耗量统计；CPU控制器采用PID控制器来校准系统的非线性时变参数，通过水肥混合的浓度计算公式，确定PID控制器的初始运行参数，并充分考虑了电磁阀开关模式下，由于文丘里管的蓄能和放能对吸肥速率的影响操作者可以通过控制箱的人机界面32进行各项设置。设置所需酸碱度、电导率、定时循环运行、外设传感器数据启停界限、异常处理方式灌溉通道分组等。在所述人机界面32上可以实时读取电导率、酸碱度和流量数据。也可以通过所述人机界面32查询运行历史数据、报警记录、水、肥消耗量等。

本实用新型所用的CPU控制器、各传感器等均为市场上所售产品。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种营养液自动调配装置，包括：底座，其特征在于：还包括供水系统、出水系统、吸肥系统、营养液混合箱和控制系统；

所述营养液混合箱通过管道与供水系统、出水系统、吸肥系统和营养液混合箱进行连接；

所述供水系统的进水管通过供水泵连通营养液混合箱的预混分散腔，供水泵和营养液混合箱之间设有水位控制阀和进水过滤器；

所述出水系统的系统泵的进水口与营养液混合箱出水口通过管道相连通，系统泵的出水管道上设有水压传感器和脉冲流量计，水压传感器和脉冲流量计与所述控制系统电性连接；

所述吸肥系统由4个吸肥文丘里管和1个吸酸文丘里管所组成，各文丘里管的出水管与营养液混合箱的预混分散腔相通，所述5个文丘里管的进水管并联构成吸肥系统支路，吸肥系统支路是出水系统的系统泵出水管道上的支路，吸肥系统支路通过三通管接在系统泵出水管与水压传感器之间的管道上，4个吸肥文丘里管的吸肥口均分别依次通过一个电磁阀、节流阀、流量计和过滤器与对应的储肥料桶连通，1个吸酸文丘里管的吸肥口通过一个电磁阀与储酸桶连通；

所述控制系统由配电箱、控制箱和位于控制箱内的CPU控制器及控制箱顶面的输入显示屏所组成，各电磁阀、输入显示屏、水压传感器、高水位控制器、低水位限位器、供水泵，系统泵，流量计、脉冲流量计，PH检测传感器，EC检测传感器，节流阀和水位控制阀均与CPU控制器电性连接；

营养液混合箱位于底座上端前侧中部，营养液混合箱一侧的底座上设有配电箱，配电箱的前侧上端控制箱，营养液混合箱另一侧的底座上设有系统泵，营养液混合箱的后侧底座上设有供水泵、供水系统的进水管和吸肥系统。

2.根据权利要求1所述的一种营养液自动调配装置，其特征在于：所述营养液混合箱为长方体形箱体，箱体内由上至下分为预混分散腔，分散腔，缓冲腔的3个腔体，预混分散腔位于箱体内上部一侧；分散腔位于箱体内预混分散腔的侧下部，缓冲腔位于箱体内分散腔的下部，预混分散腔下端通过方形过滤孔与分散腔上端相通，分散腔下端通过分散板与缓冲腔的上端相通。

3.按权利要求2所述的一种营养液自动调配装置，其特征在于：所述预混分散腔相通进水过滤器的出水口和各文丘里管的出水管，各文丘里管的出水管口相通预混分散腔一侧壁上端。

4.按权利要求2所述的一种营养液自动调配装置，其特征在于：所述预混分散腔内的进水过滤器出水口的前端设有弯头，弯头的出口面向各文丘里管的出水管口向。

5.按权利要求2所述的一种营养液自动调配装置，其特征在于：所述分散板上均匀分布圆形小孔，所述小孔直径3mm，相邻的小孔之间距为6mm，分散板通过螺丝连接固定在所述营养液混合箱中上位置。

6.按权利要求2所述的一种营养液自动调配装置，其特征在于：所述缓冲腔的侧底部壁上设有营养液混合箱的出水口，营养液混合箱的出水口与系统泵的入水口相通，缓冲腔的底部壁上设有排污阀门，缓冲腔内的上部侧壁位置处设在高水位控制器，低水位限位器位于营养液混合箱出水口上端的缓冲腔内下部侧壁位置处。

7.按权利要求1所述的一种营养液自动调配装置，其特征在于：所述吸肥系统支路上设有水压传感器、PH检测分支管、PH检测传感器、EC检测分支管、EC检测传感器，所述PH检测分支管和EC检测分支管均为出水管道的分支。

8.根据权利要求1所述的一种营养液自动调配装置，其特征在于，所述各储肥料桶分别储存酸、A肥、B肥、C肥、D肥药液的五个储肥料桶，4个吸肥文丘里管的吸肥口均分别依次通过一个电磁阀、节流阀、流量计和过滤器与对应的储肥料桶连通，1个吸酸文丘里管的吸肥口通过一个电磁阀与储酸桶连通。

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