CN219961344U - 一种基于回肥量调控施肥浓度的单通道智能水肥一体机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于回肥量调控施肥浓度的单通道智能水肥一体机，包括输水管道、单通道输肥管道、混肥管道、灌施区域和控制器。其中，水肥管道由水桶、吸水泵、主水管和主水管流量计组成；单通道输肥管道由吸肥泵、肥料桶、电动截止阀、回肥管、主肥管、主肥管流量计、单向阀组成；混肥管道由混肥管和EC、pH传感器组成；灌施区域由灌溉管网和电磁阀组成。本实用新型优化设计了输肥管道的管路结构，增设回肥管，使用电动截止阀并改变其安装位置，将它安装在增设的回肥管上，在控制器的控制下，调整电动截止阀阀口的开度大小，可以准确调控回流至肥料桶中肥液的流量，从而改变流经主肥管并注入至混肥管中肥液的流量，提高水肥浓度配比的精确性，实现水肥一体机的自动化、智能化。
Description
技术领域
本实用新型涉及水肥一体化灌溉施肥系统技术领域，特别涉及一种基于回肥量调控施肥浓度的单通道智能水肥一体机。
背景技术
水肥一体机工作过程中的水、肥流量调节是极其重要的，它直接影响到灌施溶液的浓度。水肥一体机常通过调节肥料液流量改变灌施溶液的水肥配比值，为改变肥料液的流量，在传统的水肥一体机中，直接将手动截止阀安装在主肥管上，这样安装方便、成本低，但由于截止阀阀体的节流损失会造成较大的水头损失，可能会导致主肥管远端肥料液的压力不足，使肥料液流量无法满足要求，配置的水肥溶液比例达不到指定值；截止阀的节流作用会产生阻力，节流开口越小，阻力越大，截止阀阀前压力越高，会导致主肥管的爆裂，安全隐患较大。
目前市面上有很多可以用于管路流量调节的阀门，多数以手动调节截止阀的阀口大小为主，虽然这样操作简单、成本低，但不能满足水肥一体机自动化控制系统中的使用需求，不能精确控制水、肥混合的比例；而部分电动截止阀价格昂贵、重量大、体积大，不适用于结构紧凑的水肥一体机中。
本实用新型专利使用的电动截止阀已由本课题组成员设计，且申请并已授权相关实用新型专利（名称：一种开度可调的电动截止阀；专利号：CN2021200356098），包括螺纹截止阀、联轴器、齿轮减速器、控制器、驱动器和步进电机。
发明内容
本实用新型目的在于克服传统手动截止阀安装位置带来的问题及当前水肥浓度控制精度不高，提出一种基于回肥量调控施肥浓度的单通道智能水肥一体机，通过控制器控制电动截止阀阀口的开度大小改变回肥管中肥料液的回肥量调控流经主肥管并注入混肥管肥料液的流量，从而调控灌施溶液的浓度，达到减少水头损失，降低管道爆裂现象，最终实现精确控制水、肥配比值。
为实现上述目的，本实用新型提出一种基于回肥量调控施肥浓度的单通道智能水肥一体机，包括输水管道、单通道输肥管道、混肥管道、灌施区域和控制器，其中。
对输肥管道的管路结构进行了优化设计，在传统水肥一体机输肥管道的主肥管旁路增设了回肥管，使吸肥泵抽取的肥料液部分经该旁路回流至肥料桶中，可通过改变回肥管中肥料液的回肥量，改变流经主肥管和注入混肥管的肥料液流量，从而精确调控灌施溶液的浓度。
采用了电动截止阀，并改变直接将常用的手动截止阀连接在主肥管上的传统安装方式，将其安装在新增设的回肥管上，与传统方式相比，可有效降低主肥管中的水头损失，防止了截止阀因直接安装在主肥管上造成的阀前压力过大，导致主肥管爆裂的现象，同时也利于使用控制器直接控制电动截止阀实现自动化、智能化控制。
优选地，所述控制器包括但不限于单片机。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下优点。
本实用新型增设了回肥管，并将电动截止阀安装在回肥管上，结合控制器的控制，可降低主肥管上的沿程阻力损失，减少了主肥管的水头损失；主肥管部分肥料液流过回肥管，并回到肥料桶中，降低了主肥管要承载的肥液压力，避免了截止阀阀前局部压力过大导致管道爆裂现象的发生；通过控制器控制回肥管上的电动截止阀开口大小调整肥料液的回肥量，实现了主肥管流量的精确调控，从而实现了水、肥精准配比。
附图说明
图1为本实用新型一种基于回肥量调控施肥浓度的单通道智能水肥一体机结构示意图。
图2为优化设计的输肥管道结构示意图。
图3为传统的输肥管道结构示意图。
图中：1、水桶；2、吸水泵；3、主水管；4、主水管流量计；5、吸肥泵；6、肥料桶；7、电动截止阀；8、回肥管；9、主肥管；10、主肥管流量计；11、单向阀；12、混肥管；13、EC、pH传感器；14、灌溉管网；15、电磁阀；16、控制器。
下面通过实例对本实用新型详细说明，所述实施例是说明性的，而非限制性的，不能一次限定本实用新型的保护范围。
具体实施方式
如图1所示，一种基于回肥量调控施肥浓度的单通道智能水肥一体机，包括输水管道、单通道输肥管道、混肥管道、灌施区域和控制器。其中，输水管道由水桶1、吸水泵2、主水管3和主水管流量计4组成；单通道输肥管道由吸肥泵5、肥料桶6、电动截止阀7、回肥管8、主肥管9、主肥管流量计10、单向阀11组成；混肥管道由混肥管12和EC、pH传感器13组成；灌施区域由灌溉管网14和电磁阀15组成。
传统的输肥管道示意图如图3所示，直接将手动截止阀7连接在主肥管9上，而本实用新型优化设计了输肥管道如图2所示，在主肥管9的旁路上增设了回肥管8，使用了电动截止阀7并安装在回肥管8上。
如图1和图2所示，输水管道通过吸水泵2吸水，单通道输肥管道通过吸肥泵5进行吸肥，吸取的水、肥在混肥管12进行混合后，通过灌溉管网14对灌溉施肥区域进行水肥同施，整个水肥一体机是在控制器16的控制功能下进行工作的。同时，为了改变水和肥在混肥管12混合后的浓度大小，结合设计优化的输肥管道(如图2所示)，对主肥管9中的肥料液流量进行调控，调控原理是基于回肥管8中回肥量的改变，控制器16控制电动截止阀7的阀口大小可改变经回肥管8流回至肥料桶6的回肥量，从而改变流经主肥管9并注入混肥管12的肥液流量，到达精确调控灌施溶液的浓度。在调控水肥浓度过程中，部分主肥管9中肥料液经回肥管8流回至肥料桶6中，大大减少了传统输肥管道(如图3所示)的沿程阻力损失造成的水头损失，降低了管路结构设计优化前因手动截止阀7的阀口过小，使阀前局部压力过大存在的主肥管9爆裂现象的发生。
优选地，所述控制器16包括但不限于单片机。
以上所述仅是对本实用新型的优选实施方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本实用新型的保护内容。
Claims (1)
1.一种基于回肥量调控施肥浓度的单通道智能水肥一体机，包括输水管道、单通道输肥管道、混肥管道、灌施区域和控制器（16），其特征在于，所述的输水管道由水桶（1）、吸水泵（2）、主水管（3）和主水管流量计（4）组成；所述的单通道输肥管道由吸肥泵（5）、肥料桶（6）、电动截止阀（7）、回肥管（8）、主肥管（9）、主肥管流量计（10）、单向阀（11）组成；所述的混肥管道由混肥管（12）和EC、pH传感器（13）组成；所述的灌施区域由灌溉管网（14）和电磁阀（15）组成；所述的单通道智能水肥一体机主肥管（9）的旁路设有回肥管（8），并将电动截止阀（7）安装在该条回肥管（8）上，吸肥泵（5）抽取的肥料液部分经该旁路回流至肥料桶（6）中，可通过控制器（16）调控电动截止阀（7）的阀门开度大小改变回肥管（8）中肥料液的回肥量，从而改变流经主肥管（9）和注入混肥管（12）的肥料液流量，实现对灌施溶液浓度的精准调控。
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