CN220274266U - 储备林养护水肥一体化精准灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了储备林养护水肥一体化精准灌溉系统。克服了现有技术在进行储备林灌溉施肥时不够精准，水肥一体化程度不足，灌水和施肥模式单一，装置适用性不强等问题。该灌溉系统包括灌水装置和施肥装置，灌水装置包括储水器和灌水泵，出水口连接到林区中的涌泉灌管道和滴灌管道，施肥装置包括储肥罐、水肥混合器和施肥泵，出肥口连接到林区中的涌泉灌管道和滴灌管道。此灌溉系统采用高效的水肥混合装置，集成的供水、供肥系统结构，配合双灌溉管道，灌水施肥方式灵活，精准高效，适用于大规模储备林的灌溉施肥。

Description

储备林养护水肥一体化精准灌溉系统

技术领域

本实用新型涉及浇灌技术领域，尤其涉及储备林养护水肥一体化精准灌溉系统。

背景技术

储备林建设是满足优质木材需求、精准提升森林质量的重要工程，在自然条件适宜地区，通过人工林集约栽培、现有林改培、抚育及补植补造等措施，营造和培育的工业原料林、乡土树种、珍稀树种和大径级用材林等多功能森林，储备林具有规模大、树种多、环境复杂的特点，需要利用合适的灌溉系统进行浇水施肥操作，以保证树木的正常生长。

目前针对储备林特点设计的灌溉系统很少，现有的灌溉系统普遍采用水肥分离的操作模式，这种模式费时费力，灌溉效果也不够好，不适用于大规模的储备林灌溉。中国专利公开号CN204579115U，公开日为2015年08月26日，名称为“一种多功能水肥一体化灌溉施肥设施”公开了一种灌溉施肥设施，包括肥药灌溉控制系统和灌溉系统，具有水肥混合结构，能在一定程度上实现水肥一体化灌溉，然而该专利提供的灌溉装置使用的是液态肥料，对固态肥料不适用，灌溉系统的结构也不够完善，灌溉不够精准高效，灌水装置和施肥装置缺少配合，模式切换不够灵活。

发明内容

本实用新型克服了现有技术在进行储备林灌溉施肥时不够精准，水肥一体化程度不足，灌水和施肥模式单一，系统适用性不强的问题，提供了储备林养护水肥一体化精准灌溉系统，采用高效的水肥混合装置，功能完善的供水、供肥系统结构，配合双灌溉管道，灌水施肥方式灵活，精准高效，能满足大规模储备林的灌溉施肥需求。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下方案：

储备林养护水肥一体化精准灌溉系统，包括灌水装置和施肥装置，所述灌水装置包括储水器和连接在储水器出水口的灌水泵，灌水泵的出水口连接有第一灌水阀和第二灌水阀，所述第一灌水阀的出水口连接到林区中的涌泉灌管道，所述第二灌水阀的出水口连接到林区中的滴灌管道；所述施肥装置包括储肥罐、水肥混合器和施肥泵，所述水肥混合器包括混合罐和搅拌装置，所述搅拌装置包括电机，所述电机设置在混合罐下方且电机输出轴竖直穿过混合罐的底部，电机输出轴表面连接有沿轴向延伸的正向螺旋叶片和反向螺旋叶片，正向螺旋叶片和反向螺旋叶片的螺旋方向相反且分别设置在电机输出轴的下半部分和上半部分，电机输出轴的两端还垂直连接有搅拌棒，所述混合罐上端有入肥口和注水口，入肥口通过肥料阀连接到储肥罐，注水口通过注水阀连接在灌水泵的出水口，混合罐的底部有连接施肥泵的混合液排出口，施肥泵的出口连接有第一施肥阀和第二施肥阀，所述第一施肥阀连接到涌泉灌管道，所述第二施肥阀通过过滤器连接到滴灌管道。

作为优选，还包括排水装置，所述排水装置包括蓄水池和排水管道，所述排水管道一端连接在林区排水口，另一端连接有过滤器，过滤器通过排水阀连接到蓄水池的入水口，蓄水池的出水口用输水管连接到灌水泵的入水口。

作为优选，所述蓄水池的出水口还通过储水泵连接到储水器的入水口。

作为优选，所述水肥混合器还包括用于储存水肥混合液的储存桶，所述储存桶的入口通过阀门连接在混合液排出口，储存桶的出口连接到施肥泵。

作为优选，所述第一灌水阀、第二灌水阀和注水阀均带有流量计，所述储肥罐设置有罐内肥料重量显示器。

作为优选，所述储肥罐包括液态肥料罐和固态肥料罐，所述液态肥料罐通过液态肥料阀连接到水肥混合器的入肥口，所述固态肥料罐通过固态肥料阀连接到水肥混合器的入肥口。

作为优选，所述固态肥料罐与水肥混合器之间还设置有肥料研磨器，所述肥料研磨器的进料口连接到固态肥料阀，肥料研磨器的出料口连接在水肥混合器的入肥口。

本实用新型至少包括以下有益效果：(1)通过共用供水装置和灌溉管道，完整实现了水肥一体化灌溉施肥功能，同时结构简单，易于布置；(2)采用双灌溉管道连接结构，可以按需求同时进行灌水和施肥操作，提高了灌溉效率；(3)结合涌泉灌管道的高效性和滴灌管道的精准性，可以实现精准高效的灌水施肥操作，提高了系统的适用性；(4)水肥混合器的搅拌装置采用正、反向螺旋叶片结构，并配合搅拌棒，能充分进行水肥混合，提高了施肥效果和肥料利用率；(5)在排水装置中设置有水回收利用结构，可以实现水肥循环，充分利用自然水资源。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的水肥混合器结构示意图；

图3为本实用新型的储肥供肥结构示意图。

图中：储水器1，灌水泵2，第一灌水阀3，第二灌水阀4，储肥罐5，施肥泵6，混合罐7，电机8，电机输出轴9，正向螺旋叶片10，反向螺旋叶片11，搅拌棒12，入肥口13，注水口14，肥料阀15，注水阀16，混合液排出口17，第一施肥阀18，第二施肥阀19，储水泵20，液态肥料阀21，固态肥料阀22，储存桶23。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供的储备林养护水肥一体化精准灌溉系统，包括灌水装置和施肥装置，灌水装置包括储水器1和连接在储水器1出水口的灌水泵2，储水器1中储存有充足的水，定期或在水量不够一次使用时会及时补充，灌水泵2和储水器1之间用水管连接，罐水泵通电以后将水从储水器1中吸出，灌水泵2的出水口连接有第一灌水阀3和第二灌水阀4，第一灌水阀3的出水口连接到林区中的涌泉灌管道，涌泉灌管道的灌水范围覆盖到林区中的所有树木，满足快速灌水需求，第二灌水阀4的出水口连接到林区中的滴灌管道，滴灌管道对每棵树都设置有一个或多个滴灌出液口，滴灌速率可调，满足精准灌水需求；施肥装置包括储肥罐5、水肥混合器和施肥泵6，储肥罐5中存储有足量的氮磷钾元素肥，元素肥按实际需求进行比例搭配，水肥混合器包括混合罐7和搅拌装置，搅拌装置包括电机8，电机8设置在混合罐7下方且电机输出轴9竖直穿过混合罐7的底部，电机8通电后电机输出轴9在混合罐7中转动且转动方向可控，电机输出轴9表面连接有沿轴向延伸的正向螺旋叶片10和反向螺旋叶片11，正向螺旋叶片10和反向螺旋叶片11的螺旋方向相反且分别设置在电机输出轴9的下半部分和上半部分，通过控制电机输出轴9的转动方向，使位于电机输出轴9下半部分的正向螺旋叶片10以向上给进的状态旋转，位于电机输出轴9上半部分的反向螺旋叶片11以向下给进的状态旋转，螺旋叶片的旋转使混合罐7下层的液体向上流动，上层的液体向下流动，水流在中间位置交汇对冲加速水肥混合，还能有效避免固态肥料在混合罐7底部沉积，电机输出轴9的两端还垂直连接有搅拌棒12，搅拌棒12在液体上层和下层进行水平搅拌，使混合罐7中的水流冲击更激烈，水肥混合更高效，混合罐7上端有入肥口13和注水口14，入肥口13通过肥料阀15连接到储肥罐5，肥料阀15打开时储肥罐5中的肥料从入肥口13进入混合罐7中，注水口14通过注水阀16连接在灌水泵2的出水口，当注水阀16打开时，灌水泵2流出的水注入混合罐7中，混合罐7的底部有连接施肥泵6的混合液排出口17，混合好的水肥混合液从混合液排出口17流进施肥泵6，施肥泵6的出口连接有第一施肥阀18和第二施肥阀19，第一施肥阀18连接到涌泉灌管道，涌泉灌管道满足快速施肥需求，第二施肥阀19通过过滤器连接到滴灌管道，过滤器将水肥混合液中可能存在的杂质滤除，防止堵塞滴灌管道的出液口，滴灌管道用来满足精准施肥需求。

在进行灌水操作时，罐水泵通电从储水器1抽水，第一灌水阀3或第二灌水阀4至少有一个打开，当第一灌水阀3打开时，水流入涌泉灌管道中并从管道出水口涌出，大量的水迅速覆盖林区地面达到快速灌溉的效果；当第二灌水阀4打开时，水流入滴灌管道中并从设置在每棵树根部的出液口缓慢流出，达到精准灌溉的效果。在进行施肥操作时，灌水泵2通电从储水器1抽水，注水阀16打开，水注入水肥混合器的混合罐7中，肥料阀15打开，肥料从入肥口13进入混合罐7，混合罐7底部的电机8通电，电机输出轴9转动，正向螺旋叶片10、反向螺旋叶片11和搅拌棒12旋转进行水肥搅拌混合，混合好的水肥混合液从混合液排出口17中排出并流入施肥泵6，当第一施肥阀18打开时，施肥泵6通电将水肥混合液泵入涌泉灌管道，水肥混合液从涌泉灌管道涌出达到快速施肥的效果；当第二施肥阀19打开时，施肥泵6将水肥混合液泵入滴灌管道，滴灌管道将水肥混合液输送到每棵树的根部，达到精准施肥的效果。在需要同时进行灌水和施肥操作时，灌水装置和施肥装置同时工作，灌水装置和施肥装置都使用涌泉灌管道时，实现高效灌水和高效施肥；灌水装置使用涌泉灌管道，施肥装置使用滴灌管道时，实现高效灌水和精准施肥；灌水装置使用滴灌管道，施肥装置使用涌泉灌装置时，实现精准灌水和高效施肥；灌水装置和施肥装置都使用滴灌管道时，实现精准灌水和精准施肥。此灌溉系统可以进行水肥一体化灌溉施肥，结构清晰，易于实施，设备利用率高；采用双灌溉管道连接结构，提高了灌溉效率，在精准灌溉和高效灌溉间灵活切换，适用于各种灌溉需求；水肥混合器的搅拌装置采用同轴连接正、反向螺旋叶片的结构，并配合搅拌棒12，能充分进行水肥混合，提高了施肥效果和肥料利用率。

在另一种技术方案中，灌溉系统还包括排水装置，排水装置及时排出多余的水分，防止影响植株生长，排水装置包括蓄水池和排水管道，排水管道一端连接在林区排水口，排水口设置在林区中水流自然汇聚的低洼区域，排水管道另一端连接有过滤器，过滤器用于过滤水中的杂质，保证收集的水符合灌溉需求，过滤器通过排水阀连接到蓄水池的入水口，排水阀只在有排水需求的时候开启，防止影响灌溉效果，蓄水池位置低于排水口，排水口的水可以通过排水管自然流入蓄水池中，蓄水池通过沉淀进一步净化水质，蓄水池的出水口用输水管连接到灌水泵2的入水口，罐水泵2可以直接抽取蓄水池中蓄积的水进行灌溉，蓄水池的出水口还通过储水泵20连接到储水器1的入水口，在排水量过大时，蓄水池无法存储多余的水，此时启动储水泵20将蓄水池中的水抽到储水器1中，以便蓄水池接收剩余的水。此排水装置具有水回收利用功能，解决积水问题的同时可以实现水肥循环，充分利用自然水资源进行补给，节约了灌溉成本。

在另一种技术方案中，第一灌水阀3、第二灌水阀4和注水阀16均带有流量计，流量计可以显示阀门的过水量，储肥罐5设置有罐内肥料重量显示器，可以直观看出肥料用量和剩余量，以便及时补充。流量计和肥料重量显示器的设置可以方便了解浇灌数据，及时调整灌溉策略和补充肥料余量。

在另一种技术方案中，储肥罐5包括液态肥料罐和固态肥料罐，可以同时储存两种状态的肥料，具有更丰富的肥料配比方案，适用范围更广，液态肥料罐通过液态肥料阀21连接到水肥混合器的入肥口13，固态肥料罐通过固态肥料阀22连接到水肥混合器的入肥口13，固态肥料罐位于水肥混合器的正上方，当固态肥料阀22打开，固态肥料因重力落入水肥混合器中。固态肥料罐与水肥混合器之间还设置有肥料研磨器，固态肥料中存在大颗粒肥料，也可能出现部分结块的情况，如果不进行预处理直接进行水肥混合，可能影响混合效果，增设肥料研磨器可以解决此问题，肥料研磨器的进料口连接到固态肥料阀22，肥料研磨器的出料口连接在水肥混合器的入肥口13，当固态肥料阀22打开，肥料进入肥料研磨器，肥料研磨器将肥料研磨成细小的粉末，肥料粉末进入水肥混合器中参与水肥混合。水肥混合器还包括用于储存水肥混合液的储存桶23，储存桶23的入口通过阀门连接在混合液排出口17，储存桶23的出口连接到施肥泵6，液体在混合罐7中被急速搅动，从混合液排出口17的水肥混合液流速不均匀，储存桶23对水肥混合液进行蓄积中转使其流速平稳，使施肥泵6工作更稳定高效。采用固态肥料和液态肥料共同使用的结构，提高了系统的适用性，对固态肥料提供肥料研磨器，保证了水肥混合的效果，利用储存桶23作为中间缓冲，解决了水肥混合器排出的液体流速与施肥泵6需求不匹配的问题。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.储备林养护水肥一体化精准灌溉系统，其特征在于，包括灌水装置和施肥装置，所述灌水装置包括储水器(1)和连接在储水器(1)出水口的灌水泵(2)，灌水泵(2)的出水口连接有第一灌水阀(3)和第二灌水阀(4)，所述第一灌水阀(3)的出水口连接到林区中的涌泉灌管道，所述第二灌水阀(4)的出水口连接到林区中的滴灌管道；所述施肥装置包括储肥罐(5)、水肥混合器和施肥泵(6)，所述水肥混合器包括混合罐(7)和搅拌装置，所述搅拌装置包括电机(8)，所述电机(8)设置在混合罐(7)下方且电机输出轴(9)竖直穿过混合罐(7)的底部，电机输出轴(9)表面连接有沿轴向延伸的正向螺旋叶片(10)和反向螺旋叶片(11)，正向螺旋叶片(10)和反向螺旋叶片(11)的螺旋方向相反且分别设置在电机输出轴(9)的下半部分和上半部分，电机输出轴(9)的两端还垂直连接有搅拌棒(12)，所述混合罐(7)上端有入肥口(13)和注水口(14)，入肥口(13)通过肥料阀(15)连接到储肥罐(5)，注水口(14)通过注水阀(16)连接在灌水泵(2)的出水口，混合罐(7)的底部有连接施肥泵(6)的混合液排出口(17)，施肥泵(6)的出口连接有第一施肥阀(18)和第二施肥阀(19)，所述第一施肥阀(18)连接到涌泉灌管道，所述第二施肥阀(19)通过过滤器连接到滴灌管道。

2.根据权利要求1所述的储备林养护水肥一体化精准灌溉系统，其特征在于，还包括排水装置，所述排水装置包括蓄水池和排水管道，所述排水管道一端连接在林区排水口，另一端连接有过滤器，过滤器通过排水阀连接到蓄水池的入水口，蓄水池的出水口用输水管连接到灌水泵(2)的入水口。

3.根据权利要求2所述的储备林养护水肥一体化精准灌溉系统，其特征在于，所述蓄水池的出水口还通过储水泵(20)连接到储水器(1)的入水口。

4.根据权利要求1所述的储备林养护水肥一体化精准灌溉系统，其特征在于，所述水肥混合器还包括用于储存水肥混合液的储存桶(23)，所述储存桶(23)的入口通过阀门连接在混合液排出口(17)，储存桶(23)的出口连接到施肥泵(6)。

5.根据权利要求1所述的储备林养护水肥一体化精准灌溉系统，其特征在于，所述第一灌水阀(3)、第二灌水阀(4)和注水阀(16)均带有流量计，所述储肥罐(5)设置有罐内肥料重量显示器。

6.根据权利要求1所述的储备林养护水肥一体化精准灌溉系统，其特征在于，所述储肥罐(5)包括液态肥料罐和固态肥料罐，所述液态肥料罐通过液态肥料阀(21)连接到水肥混合器的入肥口(13)，所述固态肥料罐通过固态肥料阀(22)连接到水肥混合器的入肥口(13)。

7.根据权利要求6所述的储备林养护水肥一体化精准灌溉系统，其特征在于，所述固态肥料罐与水肥混合器之间还设置有肥料研磨器，所述肥料研磨器的进料口连接到固态肥料阀(22)，肥料研磨器的出料口连接在水肥混合器的入肥口(13)。