CN217850344U - 分根交替灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及节水灌溉设备技术领域，具体涉及一种分根交替灌溉装置。该装置中水箱的内部具有容纳营养液的储水腔。吸水泵位于储水腔内。吸水泵的出口与灌溉管路相连。灌溉管路中吸水管的一端与吸水泵的出口相连。吸水管的另一端与分流阀门的进水口相连。分流阀门具有至少2个出水口，每个出水口均连接有滴灌管。滴灌管的出口延伸至植物盆中。植物盆的底部与水箱的顶部相连。植物盆内设置有分隔板。分隔板将植物盆的内部分隔为干燥区和湿润区。每一个干燥区和湿润区均对应有至少1根滴灌管。该装置通过干燥区和湿润区交替灌溉，植株的次生根大量增加，根系吸水吸肥能力增加，实现了对盆栽植株的分根交替灌溉，提高了水分和肥料的利用率。

Description

分根交替灌溉装置

技术领域

本实用新型涉及节水灌溉设备技术领域，具体涉及一种分根交替灌溉装置。

背景技术

目前，农业种植中盆栽灌溉方式用水量大，水资源利用率低。例如，盆栽灌溉多以漫灌为主，如此一来水分和肥料利用率较低且容易造成土壤板结硬化，导致作物根系无法下扎，呼吸能力减弱、影响植株生长、产量品质下降。此外，漫灌的灌溉量多通过人工观测确定，灌溉精度低、灌水量不合理且耗费大量人力。

分根交替灌溉已经被证明是一种高效节水的灌溉方式，可以有效提高作物的水分、肥料利用效率。例如，分根交替灌溉技术在果树种植中的应用，包括交替隔沟灌溉系统、移动式交替滴灌系统、环状自动控制式交替滴灌系统和交替渗灌系统。结合果园灌溉的实际情况，在分根交替灌溉的基础上发展了交替穴灌技术。另外，对稀植类大田作物而言，在结合垄作沟灌技术的前提下也可实现作物在多个根区间的交替供水。然而，现有的分根交替灌溉装置难以应用到盆栽灌溉中。

综上所述，在盆栽灌溉过程中，如何设计一种灌溉装置，用以实现对盆栽植株的分根交替灌溉，提高水分和肥料的利用率，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于，为盆栽灌溉过程中，提供一种灌溉装置，用以实现对盆栽植株的分根交替灌溉，提高水分和肥料的利用率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下方案：提出一种分根交替灌溉装置，包括水箱、植物盆、吸水泵和灌溉管路；

所述水箱的内部具有容纳营养液的储水腔，所述吸水泵位于储水腔内，所述吸水泵的出口与灌溉管路相连；

所述灌溉管路包括吸水管、滴灌管和分流阀门，所述吸水管的一端与吸水泵的出口相连，所述吸水管的另一端与分流阀门的进水口相连，所述分流阀门具有至少2个出水口，每个出水口均连接有滴灌管，所述滴灌管的出口延伸至植物盆中；

所述植物盆的底部与水箱的顶部相连，所述植物盆内设置有分隔板，所述分隔板将植物盆的内部分隔为干燥区和湿润区，每一个干燥区和湿润区均对应有至少1根滴灌管。

作为优选，水箱的一侧设置有控制分流阀门的控制台，控制台的输出端与分流阀门的控制端相连，控制台的输入端连接有气象站。如此设置，气象站用于采集环境中的温度、湿度等信息，便于控制台更好地控制分流阀门的通断，有利于保证灌溉水量的使用精度，进一步提高了水分和肥料的利用率。

作为优选，气象站包括风速传感器、风向传感器、蒸发量传感器和百叶箱，水箱上竖立有固定杆，固定杆的尾端与水箱的顶部相连，固定杆的首端设置有横杆，风速传感器、风向传感器、蒸发量传感器和百叶箱均连接在横杆上。如此设置，不但可采集所需数据（蒸发量、风速等），在此基础上还可以实时采集其他数据（温湿度、噪声、光照强度、臭氧含量、氧气含量、二氧化碳含量等），以实时完成环境健康程度评估。

作为优选，分隔板的顶部中心设置有分离植物根系的槽口，分隔板与植物盆的内壁连接处设置有密封条，密封条与分隔板的侧边相连。如此设置，槽口用于分离植物的根系，便于根系更好地在植物盆内生长，密封条保证了干燥区和湿润区之间的密封性，有利于干燥区和湿润区形成交替灌溉，植物交替胁迫后次生根大量增加，根系吸水吸肥能力增加，大大提高了水分利用效率。

作为优选，分流阀门通过支座与固定杆相连。如此设置，固定杆用于对吸水管和滴灌管的排布形成导向，避免了管路之间发生折叠，保证了水流输送的稳定性。

作为优选，水箱的一侧设置有支撑架，支撑架上设置有太阳能光伏板。如此设置，太阳能光伏板用于向吸水泵和分流阀门提供电能，进一步降低了盆栽灌溉的能耗。

作为优选，水箱的顶部设置有供营养液注入的注水口，注水口内嵌入有箱盖。如此设置，注水口便于农业技术人员及时向水箱中补充营养液，箱盖有利于减少水箱中水分的蒸发。

作为优选，水箱上设置有供植物盆放置的安装座，安装座的底部与水箱的顶部相连，植物盆的底部嵌入在安装座中。如此设置，便于植物盆在水箱顶部的排布，提升了植物盆的稳定性。

作为优选，植物盆的顶部边沿设置有支撑滴灌管的水管支架。如此设置，水管支架对滴灌管进一步提供导向，有利于进一步提高灌溉精度。

本实用新型提供的一种分根交替灌溉装置与现有技术相比，具有如下实质性特点和进步：该分根交替灌溉装置利用吸水泵将水箱中的营养液汲取到吸水管中，通过分时段控制分流阀门，使得吸水管与不同的滴灌管相连通，完成对植物盆中干燥区和湿润区的灌溉，干燥区和湿润区交替灌溉，交替胁迫后次生根大量增加，根系吸水吸肥能力增加，实现了对盆栽植株的分根交替灌溉，提高了水分和肥料的利用率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种分根交替灌溉装置的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中一种分根交替灌溉装置的主视图；

图3是本实用新型实施例中一种分根交替灌溉装置的侧视图；

图4是图1中一种分根交替灌溉装置的俯视图；

图5是本实用新型实施例中一种分根交替灌溉装置的装配结构示意图；

图6是水箱内部的结构示意图；

图7是气象站的立体结构示意图；

图8是气象站的装配结构示意图；

图9是箱盖的装配结构示意图；

图10是植物盆的使用状态参考图；

图11是植物盆的内部结构示意图。

附图标记：植株5、太阳能光伏板11、控制台12、支撑架13、固定杆21、风速传感器22、风向传感器23、蒸发量传感器24、百叶箱25、配电箱26、水箱31、箱盖32、吸水泵41、吸水管42、分流阀门43、支座44、滴灌管45、植物盆46、分隔板47、密封条48、安装座49。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。

如图1-11所示的一种分根交替灌溉装置，用以在盆栽灌溉过程中，提实现对盆栽植株的分根交替灌溉，提高水分和肥料的利用率。该分根交替灌溉装置利用吸水泵将水箱中的营养液汲取到吸水管中，通过分时段控制分流阀门，使得吸水管与不同的滴灌管相连通，完成对植物盆中干燥区和湿润区的灌溉。干燥区和湿润区交替灌溉，交替胁迫后次生根大量增加，根系吸水吸肥能力增加，实现了对盆栽植株的分根交替灌溉，提高水分和肥料的利用率。

实施例1

如图1所示，一种分根交替灌溉装置包括水箱31、植物盆46、吸水泵41和灌溉管路。水箱31的内部具有容纳营养液的储水腔。吸水泵41位于储水腔内。吸水泵41的出口与灌溉管路相连。

如图2结合图6所示，灌溉管路包括吸水管42、滴灌管45和分流阀门43。吸水管42的一端与吸水泵41的出口相连。吸水管42的另一端与分流阀门43的进水口相连。分流阀门43具有至少2个出水口。每个出水口均连接有滴灌管45。滴灌管45的出口延伸至植物盆46中。

如图4所示，植物盆46的底部与水箱31的顶部相连。植物盆46内设置有分隔板47。分隔板47将植物盆46的内部分隔为干燥区和湿润区。每一个干燥区和湿润区均对应有至少1根滴灌管45。

例如，分流阀门43具有2个出水口，每个出水口均连接有滴灌管45。分隔板47将植物盆46的内部分隔为一个干燥区和一个湿润区。根据盆栽植物的种植需要，分隔板47将种植盆内部分为2-6个区域，每个区域均对应设置有一根滴灌管45。分流阀门43根据分隔板47的结构设计成具有2-6个出水口。

如图1所示，水箱31的一侧设置有控制分流阀门43的控制台12。控制台12的输出端与分流阀门43的控制端相连。控制台12的输入端连接有气象站。如此设置，气象站用于采集环境中的温度、湿度等信息，便于控制台更好地控制分流阀门43的通断，有利于保证灌溉水量的使用精度，进一步提高了水分和肥料的利用率。

如图7所示，气象站包括风速传感器22、风向传感器23、蒸发量传感器24和百叶箱25。水箱31上竖立有固定杆21。固定杆21的尾端与水箱31的顶部相连。固定杆21的首端设置有横杆。风速传感器22、风向传感器23、蒸发量传感器24和百叶箱25均连接在横杆上。如此设置，不但可采集所需数据（蒸发量、风速等），在此基础上还可以实时采集其他数据（温湿度、噪声、光照强度、臭氧含量、氧气含量、二氧化碳含量等），以实时完成环境健康程度评估。

如图5所示，分隔板47的顶部中心设置有分离植物根系的槽口。分隔板47与植物盆46的内壁连接处设置有密封条48。密封条48与分隔板47的侧边相连。如此设置，槽口用于分离植物的根系，便于根系更好地在植物盆46内生长。密封条48保证了干燥区和湿润区之间的密封性，有利于干燥区和湿润区形成交替灌溉，植物交替胁迫后次生根大量增加，根系吸水吸肥能力增加，大大提高了水分利用效率。

如图3所示，分流阀门43通过支座44与固定杆21相连。如此设置，固定杆21用于对吸水管42和滴灌管45的排布形成导向，避免了管路之间发生折叠，保证了水流输送的稳定性。

如图3结合图4所示，水箱31的一侧设置有支撑架13。支撑架13上设置有太阳能光伏板11。如此设置，太阳能光伏板11用于向吸水泵41和分流阀门43提供电能，进一步降低了盆栽灌溉的能耗。

如图9所示，水箱31的顶部设置有供营养液注入的注水口。注水口内嵌入有箱盖32。如此设置，注水口便于农业技术人员及时向水箱31中补充营养液，箱盖32有利于减少水箱31中水分的蒸发。

如图5所示，水箱31上设置有供植物盆46放置的安装座49，安装座49的底部与水箱31的顶部相连，植物盆46的底部嵌入在安装座49中。如此设置，便于植物盆46在水箱31顶部的排布，提升了植物盆46的稳定性。

其中，植物盆46的顶部边沿设置有支撑滴灌管45的水管支架。如此设置，水管支架对滴灌管45进一步提供导向，有利于进一步提高灌溉精度。

实施例2

本实用新型实施例2中提出一种分根交替灌溉装置，包括供能控制系统、检测系统、储水系统以及滴灌系统。供能控制系统通过太阳能光伏板11完成供电储能。另设置有控制台12可完成对滴灌系统、检测系统的控制。供能控制系统通过太阳能光伏板储能供电，利用检测系统实时检测到的信号传递至总控台进行整理比较后输出信号至滴灌系统对滴灌系统进行控制，所述滴灌系统滴灌介质由储水系统提供，利用带有分隔板的植物盆和分流控制器精确控制，从而可完成对植物的分根交替灌溉。

太阳能光伏板11通过支撑架13螺纹紧固连接于水箱31外围，控制台12螺纹紧固连接于水箱31外围。太阳能光伏供电技术及相关装置为本领域技术人员的公知常识以及惯用技术手段，故不赘述。

其中，如图8所示，检测系统主要为由风速传感器22、风向传感器23、蒸发量传感器24、百叶箱25等组成的气象站。气象站通过固定杆21固定在装置的顶端以完成信息采集。气象站和固定杆21之间通过螺纹固定卡扣连接。各种传感器旁设置有配电箱26以完成针对各种传感器提供电能及对各种传感器采集信号收集并发送至总控台12进行处理。例如，百叶箱25可安置多种传感器，可以根据不同实验情况进行任意搭配，包括温湿度、噪声、光照强度、臭氧含量、氧气含量、二氧化碳含量等检测传感器。

储水系统由储存水或营养液的水箱31和水箱盖32组成。水箱31的一侧为支撑架13，用于支撑太阳能光伏板11和控制台12。如图6所示，水箱31内部中空储水一侧分为四个储水区，每个储水区相同，均可由箱盖32处注入水或营养液。加入的水或营养液通过吸水泵41吸出进入滴灌系统用于灌溉植物。水箱31内部中空储水一侧同作为支撑架的一侧一体化铸造设计。例如，太阳能光伏板选用多晶硅型额定电压为24V的太阳能光伏板。

滴灌系统由吸水泵41、吸水管42、分流阀门43、支座44、滴灌管45、植物盆46、分隔板47、密封条48、安装座49组成。水箱31中的水或营养液通过吸水泵41吸入吸水管42通过分流阀门43进行流量集中控制处理后将水或营养液注入滴灌管45从而进入植物盆46中，对植物进行科学灌溉。

其中，吸水泵41、吸水管42、分流阀门43、滴灌管45之间密封连接。分流阀门43与支座44间为螺纹紧固连接。支座44卡扣螺纹紧固连接于固定杆21上。分流控阀门43可通过控制台12给出的信号对各路流量进行控制。

分隔板47外侧安装密封条48后紧固安装于植物盆46内。植物盆46放置在安装座49上。分隔板47上部中心处开有用于分离植物根系的三角槽口。

控制台12可接收风速传感器22、风向传感器23、蒸发量传感器24及百叶箱25发送的检测信号，并经过处理后传递信号给吸水泵41、分流阀门43以控制流量大小从而达到科学灌溉，且在控制台12内设置有信息发送模块以用于人机交互，可通过手机或其余无线接收设备实时掌握监测数据。其中，控制台12可以STM32微控制器为控制核心。

植物盆46外侧一体化铸造有水管支架。滴灌管45直接放置在植物盆46支架上。支座44支架焊接于固定杆21上。

如图10结合图11所示，分隔板47密封安装于植物盆46内，且分隔板47上部中心处开有用于分离植物根系的三角槽口。植株5的种植位置位于三角形槽口上方，让根系在生长中分布在植物盆内分隔板两侧。可使部分根系处于土壤干燥的区域（干燥区）中，作物受到水分胁迫，根部形成大量脱落酸，传送到叶片，气孔开度减少，降低蒸腾耗水量；另一方面，使部分根系处于灌水的区域（湿润区）中，作物从土壤中吸收水分，满足正常的生理活动的需要。干燥区和湿润区交替灌溉。交替胁迫后次生根大量增加，根系吸水吸肥能力增加，水分利用效率明显提高。

分流阀门43主要结构为多组阀门并联，可通过编程控制各阀门开关及开度大小，从而实现科学灌溉。例如，选用中国专利文献CN205715793U中公开的一种具有脉冲电磁阀的一进二出水路切换机构作为本实用新型实施例中的分流阀门。该水路切换机构包括一壳体、盖体及脉冲电磁阀。壳体与盖体配合形成一进水口及至少两出水口。壳体内且对应出水口位置形成两出水腔，两出水腔之间形成有一用于切换启闭任一出水口的活动杆。脉冲电磁阀对应第一出水腔设置，且用于连通或封堵进水口与第一出水腔之间形成的第一过水通道，且第一过水通道的孔径大于第一出水口的口径。

本实用新型实施例中提出的一种分根交替灌溉装置使用时，控制台通过检测系统监测数据对吸水泵、分流阀门精确控制，能够有精确控制出水流量、速度，有效完成对植物的精确灌溉、科学灌溉。通过总控台内设置有信息发送模块以用于人机交互，可通过手机或其余无线接收设备实时掌握监测数据，有效减轻人工劳动负担，可方便快捷的远程控制。通过太阳能光伏板提供能量，可有效减少污染，利用清洁能源，更环保、更清洁，增加了能源利用率。装置顶部设置气象站，不但可采集所需数据（蒸发量、风速等），在此基础上还可以实时采集其他数据（温湿度、噪声、光照强度、臭氧含量、氧气含量、二氧化碳含量等），以实时完成环境健康程度评估。

除此之外，分根交替灌溉装置可增加监控设备以实时观测当地情况。如此一来，可根据需要实时检测当地环境，以防意外情况产生。分根交替灌溉装置还可根据需要配套增加灌溉系统，该系统集成度高，可成套供给。因此，配套增加灌溉系统后，灌溉植株数量增多，灌溉面积增大，可大量生产提供所需植物。

本实用新型不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，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、改进等形成的技术方案，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分根交替灌溉装置，其特征在于，包括水箱、植物盆、吸水泵和灌溉管路；

所述水箱的内部具有容纳营养液的储水腔，所述吸水泵位于储水腔内，所述吸水泵的出口与灌溉管路相连；

所述灌溉管路包括吸水管、滴灌管和分流阀门，所述吸水管的一端与吸水泵的出口相连，所述吸水管的另一端与分流阀门的进水口相连，所述分流阀门具有至少2个出水口，每个出水口均连接有滴灌管，所述滴灌管的出口延伸至植物盆中；

所述植物盆的底部与水箱的顶部相连，所述植物盆内设置有分隔板，所述分隔板将植物盆的内部分隔为干燥区和湿润区，每一个干燥区和湿润区均对应有至少1根滴灌管。

2.根据权利要求1所述的分根交替灌溉装置，其特征在于，所述水箱的一侧设置有控制分流阀门的控制台，所述控制台的输出端与分流阀门的控制端相连，所述控制台的输入端连接有气象站。

3.根据权利要求2所述的分根交替灌溉装置，其特征在于，所述气象站包括风速传感器、风向传感器、蒸发量传感器和百叶箱，所述水箱上竖立有固定杆，所述固定杆的尾端与水箱的顶部相连，所述固定杆的首端设置有横杆，所述风速传感器、风向传感器、蒸发量传感器和百叶箱均连接在横杆上。

4.根据权利要求1所述的分根交替灌溉装置，其特征在于，所述分隔板的顶部中心设置有分离植物根系的槽口，所述分隔板与植物盆的内壁连接处设置有密封条，所述密封条与分隔板的侧边相连。

5.根据权利要求3所述的分根交替灌溉装置，其特征在于，所述分流阀门通过支座与固定杆相连。

6.根据权利要求1所述的分根交替灌溉装置，其特征在于，所述水箱的一侧设置有支撑架，所述支撑架上设置有太阳能光伏板。

7.根据权利要求1所述的分根交替灌溉装置，其特征在于，所述水箱的顶部设置有供营养液注入的注水口，所述注水口内嵌入有箱盖。

8.根据权利要求1所述的分根交替灌溉装置，其特征在于，所述水箱上设置有供植物盆放置的安装座，所述安装座的底部与水箱的顶部相连，所述植物盆的底部嵌入在安装座中。

9.根据权利要求1所述的分根交替灌溉装置，其特征在于，所述植物盆的顶部边沿设置有支撑滴灌管的水管支架。

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