一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)，包括給水管道、濃度傳感器和施肥罐，所述的給水管道包括輸水主管道和施肥旁支管道，施肥旁支管道包括施肥進(jìn)口管道和施肥出口管道，在施肥進(jìn)口管道和施肥出口管道之間的輸水主管道上設(shè)置有施肥電磁閥，在施肥進(jìn)口管道上設(shè)置有進(jìn)水電磁閥，在施肥出口管道上設(shè)置有出水電磁閥，在圓柱形罐體的底部設(shè)置有排污電磁閥；所述的濃度傳感器安置在出水電磁閥與輸水主管道之間的施肥出口管道上。本實(shí)用新型的施肥系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置四個(gè)電磁閥和濃度傳感器，通過(guò)濃度傳感器檢測(cè)濃度并反饋信號(hào)，可以方便的監(jiān)控施肥過(guò)程的濃度變化，方便控制施肥過(guò)程，操作方便。整個(gè)施肥操作只需按下啟動(dòng)按鈕，即可全自動(dòng)完成施肥過(guò)程。
【專利說(shuō)明】一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)，屬于農(nóng)田灌溉機(jī)械領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]滴灌施肥是一種高效節(jié)水灌溉施肥技術(shù)，對(duì)提高我國(guó)水肥資源利用率、緩解我國(guó)水資源短缺形勢(shì)、降低肥料帶來(lái)的農(nóng)業(yè)面源污染等有重要意義。目前滴灌常用的施肥裝置有壓差式施肥罐、文丘里施肥器和注肥泵，其中:壓差式施肥罐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，操作容易，是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最普遍的滴灌施肥裝置。
[0003]由于壓差施肥是通過(guò)施肥罐前后形成的壓差，使部分主管道水流流進(jìn)施肥罐內(nèi)不斷稀釋肥料溶液并將其帶入滴灌系統(tǒng)進(jìn)行灌溉施肥的，所以，施肥肥液濃度隨時(shí)間不斷衰減是壓差施肥的最主要特征。然而，對(duì)于這個(gè)肥料溶液濃度不停衰減的密封的施肥裝置，我們無(wú)法直觀觀察施肥過(guò)程是否已經(jīng)結(jié)束，通常只能通過(guò)灌溉經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)公式大致評(píng)估，這使得壓差施肥的自動(dòng)化程度較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)施肥的自動(dòng)化和智能化。部分研究雖對(duì)自動(dòng)化壓差施肥進(jìn)行了探索，但多通過(guò)添加三通管道和泵等方式實(shí)現(xiàn)，其中仍有較多手動(dòng)調(diào)閥環(huán)節(jié)，且操作步驟多、偏復(fù)雜，距離全自動(dòng)化尚有一定距離。
[0004]同時(shí)，由于國(guó)內(nèi)滴灌施肥多采用固態(tài)肥，施肥過(guò)程中的肥料溶解問(wèn)題及其衍生的滴灌帶堵塞風(fēng)險(xiǎn)也是目前困擾壓差施肥進(jìn)一步發(fā)展的重要原因，由此，需要通過(guò)技術(shù)方法研究如何加快固態(tài)肥料的溶解并合理過(guò)濾以防止雜質(zhì)對(duì)滴灌系統(tǒng)進(jìn)行堵塞。
[0005]因此，設(shè)計(jì)一種能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的滴灌壓差施肥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)壓差施肥過(guò)程的自動(dòng)化，提高肥料溶解速率，降低施肥堵塞風(fēng)險(xiǎn)，有重要意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型提供了一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有壓差施肥系統(tǒng)，無(wú)法直觀觀察施肥過(guò)程是否已經(jīng)結(jié)束，通常只能通過(guò)灌溉經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)公式大致評(píng)估，這使得壓差施肥的自動(dòng)化程度較低的問(wèn)題；以及施肥過(guò)程中容易產(chǎn)生堵塞的問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)，包括給水管道、濃度傳感器和施肥罐，
[0009]所述的施肥罐包括圓柱形罐體，圓柱形罐體上部有一小口徑螺紋口罐蓋，圓柱形罐體的底部成錐臺(tái)狀，罐體由支腳支撐，
[0010]所述的給水管道包括輸水主管道和施肥旁支管道，施肥旁支管道包括施肥進(jìn)口管道和施肥出口管道，施肥進(jìn)口管道的進(jìn)水端通過(guò)變徑三通接頭垂直連接在輸水主管道上，施肥進(jìn)口管道的出水端設(shè)置在施肥罐的下部，所述的施肥出口管道的進(jìn)水端設(shè)置在施肥罐的的上部，施肥出口管道的出水端通過(guò)變徑三通接頭垂直連接在輸水主管道上；
[0011]在施肥進(jìn)口管道和施肥出口管道之間的輸水主管道上設(shè)置有施肥電磁閥，在施肥進(jìn)口管道上設(shè)置有進(jìn)水電磁閥，在施肥出口管道上設(shè)置有出水電磁閥，在圓柱形罐體的底部設(shè)置有排污電磁閥；
[0012]所述的濃度傳感器安置在出水電磁閥與輸水主管道之間的施肥出口管道上。
[0013]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案為:還包括過(guò)濾網(wǎng)，所述的過(guò)濾網(wǎng)為圓柱形，過(guò)濾網(wǎng)的上端與罐蓋平行，下端延伸至至罐體底部，過(guò)濾網(wǎng)的底部通過(guò)密封墊圈壓實(shí)在施肥罐體的錐臺(tái)狀底部。設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾網(wǎng)為柱形，可拆卸。施肥時(shí)肥料通過(guò)網(wǎng)口直接施入過(guò)濾網(wǎng)柱內(nèi)，即固體肥料尤其是不溶水的雜質(zhì)將保留在過(guò)濾網(wǎng)內(nèi)部而不會(huì)進(jìn)入灌溉管道，可防止堵塞。
[0014]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案為:所述的過(guò)濾網(wǎng)的下端設(shè)置有一組扇葉，扇葉通過(guò)支架固定在將施肥罐的底部，施肥進(jìn)口管道深入施肥罐底部靠近過(guò)濾網(wǎng)，水流經(jīng)進(jìn)口管道流出后對(duì)扇葉沖擊，扇葉發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)高壓水流對(duì)扇葉進(jìn)行沖擊，扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而攪拌肥料，加速肥料的完全溶解。無(wú)需添加另外的動(dòng)力裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低。
[0015]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案為:還包括控制箱和PLC控制器，所述的施肥電磁閥、進(jìn)水電磁閥、出水電磁閥、排污電磁閥和濃度傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與PLC控制器連接，所述的控制箱面上設(shè)置有按鈕，所述的PLC控制器設(shè)置在控制箱內(nèi)。
[0016]通過(guò)設(shè)置PLC控制器，可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)施肥系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，從而提高系統(tǒng)的實(shí)用性。
[0017]進(jìn)一步，本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案為:還包括無(wú)線傳輸模塊，所述的無(wú)線傳輸模塊設(shè)置在控制箱內(nèi)，所述的無(wú)線傳輸模塊與PLC控制器相連接，所述的無(wú)線傳輸模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器相連接，遠(yuǎn)程服務(wù)器與控制器相連接。
[0018]通過(guò)設(shè)置無(wú)線傳輸模塊、遠(yuǎn)程服務(wù)器和控制器，可以實(shí)現(xiàn)施肥過(guò)程的遠(yuǎn)程控制。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果:
[0020]本實(shí)用新型的施肥系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置四個(gè)電磁閥和濃度傳感器，通過(guò)濃度傳感器檢測(cè)濃度并反饋信號(hào)，可以方便的監(jiān)控施肥過(guò)程的濃度變化，方便控制施肥過(guò)程，操作方便。
[0021]本實(shí)用新型的施肥系統(tǒng)降低了施肥帶來(lái)的堵塞風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)在罐體內(nèi)增加一個(gè)可拆卸的過(guò)濾網(wǎng)，內(nèi)置肥料進(jìn)行過(guò)濾，實(shí)際操作中，此過(guò)濾網(wǎng)可拆卸清洗，清洗過(guò)程更加便捷。在罐體底部設(shè)置一組扇葉，通過(guò)水力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)而攪拌肥料，加速溶解，實(shí)際操作中，該裝置無(wú)需外力驅(qū)動(dòng)，省時(shí)省力。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1中的扇葉的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為控制箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖中，I為輸水主管道,2為變徑三通接頭,3為施肥進(jìn)口管道,4為進(jìn)水電磁閥,5為螺紋口罐蓋，6為圓柱形罐體,7為支腳,8為排污電磁閥,9為支架，10為扇葉，11為過(guò)濾網(wǎng)，12為施肥出口管道，13為出水電磁閥，14為濃度傳感器，15為施肥電磁閥，16為控制箱，17為按鈕，18為PLC控制器，19為無(wú)線傳輸模塊，20為遠(yuǎn)程服務(wù)器，21為控制器。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0028]如圖1-3所示，一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)，包括給水管道、濃度傳感器14和施肥罐，
[0029]所述的施肥罐包括圓柱形罐體6，圓柱形罐體6上部有一小口徑螺紋口罐蓋5，圓柱形罐體6的底部成錐臺(tái)狀，罐體由支腳7支撐，
[0030]所述的給水管道包括輸水主管道I和施肥旁支管道，施肥旁支管道包括施肥進(jìn)口管道3和施肥出口管道12，施肥進(jìn)口管道3的進(jìn)水端通過(guò)變徑三通接頭2垂直連接在輸水主管道I上，施肥進(jìn)口管道3的出水端設(shè)置在施肥罐的下部，所述的施肥出口管道12的進(jìn)水端設(shè)置在施肥罐的的上部，施肥出口管道12的出水端通過(guò)變徑三通接頭2垂直連接在輸水主管道I上；
[0031]在施肥進(jìn)口管道3和施肥出口管道12之間的輸水主管道I上設(shè)置有施肥電磁閥15，在施肥進(jìn)口管道3上設(shè)置有進(jìn)水電磁閥4，在施肥出口管道12上設(shè)置有出水電磁閥13，在圓柱形罐體6的底部設(shè)置有排污電磁閥8 ；
[0032]所述的濃度傳感器14安置在出水電磁閥13與輸水主管道I之間的施肥出口管道12上。
[0033]施肥罐包括圓柱形罐體6，圓柱形罐體6上部有一小口徑螺紋口罐蓋5，圓柱形罐體6的底部成錐臺(tái)狀，罐體由支腳7支撐，該結(jié)構(gòu)易于將不容水的雜質(zhì)匯集到罐體底部繼而經(jīng)排污閥排出。
[0034]運(yùn)行過(guò)程:
[0035]滴灌作業(yè)中，需進(jìn)行壓差施肥時(shí)，首先打開施肥罐的罐蓋，將肥料放入罐體內(nèi)，擰緊罐蓋。半閉合施肥電磁閥15，開啟進(jìn)水電磁閥4和出水電磁閥13，關(guān)閉排污電磁閥8。這樣輸水主管道I內(nèi)水流即會(huì)經(jīng)過(guò)施肥進(jìn)口管道3進(jìn)入施肥罐，進(jìn)而沖擊扇葉10，扇葉10運(yùn)轉(zhuǎn)后，將肥料與水不斷混合，而后進(jìn)入施肥出口管道12進(jìn)而進(jìn)入輸水主管道1，進(jìn)行施肥。此時(shí)濃度傳感器14不斷感應(yīng)肥液濃度變化，并把濃度顯示出來(lái)，待濃度衰減到水濃度時(shí)，施肥電磁閥15全部開啟，進(jìn)水電磁閥4和出水電磁閥13關(guān)閉，施肥結(jié)束，隨后，排污電磁閥8開啟開始排污。
[0036]在施肥過(guò)程中，通過(guò)濃度傳感器14實(shí)時(shí)監(jiān)控施肥濃度，方便的實(shí)現(xiàn)施肥濃度的監(jiān)控。
[0037]優(yōu)選地:還包括過(guò)濾網(wǎng)11，所述的過(guò)濾網(wǎng)11為圓柱形，過(guò)濾網(wǎng)11的上端與罐蓋平行，下端延伸至至罐體底部，過(guò)濾網(wǎng)11的底部通過(guò)密封墊圈壓實(shí)在施肥罐體的錐臺(tái)狀底部。設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)11，過(guò)濾網(wǎng)11為柱形，可拆卸。施肥時(shí)肥料通過(guò)網(wǎng)口直接施入過(guò)濾網(wǎng)11柱內(nèi)，即固體肥料尤其是不溶水的雜質(zhì)將保留在過(guò)濾網(wǎng)11內(nèi)部而不會(huì)進(jìn)入灌溉管道，可防止堵塞。
[0038]優(yōu)選地:所述的過(guò)濾網(wǎng)11的下端設(shè)置有一組扇葉10,扇葉10通過(guò)支架9固定在將施肥罐的底部，將施肥進(jìn)口管道3深入施肥罐底部靠近過(guò)濾網(wǎng)11，水流經(jīng)進(jìn)口管道流出后對(duì)扇葉10沖擊，扇葉10發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)高壓水流對(duì)扇葉10進(jìn)行沖擊，扇葉10轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而攪拌肥料，加速肥料的完全溶解。無(wú)需添加另外的動(dòng)力裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低。
[0039]優(yōu)選地:還包括控制箱16和PLC控制器18，所述的施肥電磁閥15、進(jìn)水電磁閥4、出水電磁閥13、排污電磁閥8和濃度傳感器14通過(guò)數(shù)據(jù)線與PLC控制器18連接，所述的控制箱16面上設(shè)置有按鈕17，所述的PLC控制器18設(shè)置在控制箱16內(nèi)。
[0040]通過(guò)PLC控制器18，將施肥電磁閥15、進(jìn)水電磁閥4、出水電磁閥13、排污電磁閥8和濃度傳感器14通過(guò)數(shù)據(jù)線與PLC控制器18，這樣操作起來(lái)就更容易，不需要人工去調(diào)整電磁閥的開啟，通過(guò)啟動(dòng)按鈕17就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)施肥過(guò)程的控制，自動(dòng)化程度更高，操作更方便。
[0041]優(yōu)選地:還包括無(wú)線傳輸模塊19，所述的無(wú)線傳輸模塊19設(shè)置在控制箱16內(nèi)，所述的無(wú)線傳輸模塊19與PLC控制器18相連接，所述的無(wú)線傳輸模塊19通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器20相連接，遠(yuǎn)程服務(wù)器20與控制器21相連接。
[0042]遠(yuǎn)程服務(wù)器20和控制器選擇為電腦或單片機(jī)等可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收與發(fā)送的機(jī)器。
[0043]通過(guò)設(shè)置無(wú)線傳輸模塊19、遠(yuǎn)程服務(wù)器20和控制器21，可以實(shí)現(xiàn)施肥過(guò)程的遠(yuǎn)程控制。
[0044]本實(shí)用新型的自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)經(jīng)過(guò)兩年的使用，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作方便，運(yùn)行成本低，沒(méi)有出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。
[0045]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)，其特征在于:包括給水管道、濃度傳感器和施肥罐， 所述的施肥罐包括圓柱形罐體，圓柱形罐體上部有一小口徑螺紋口罐蓋，圓柱形罐體的底部成錐臺(tái)狀，罐體由支腳支撐； 所述的給水管道包括輸水主管道和施肥旁支管道，施肥旁支管道包括施肥進(jìn)口管道和施肥出口管道，施肥進(jìn)口管道的進(jìn)水端通過(guò)變徑三通接頭垂直連接在輸水主管道上，施肥進(jìn)口管道的出水端設(shè)置在施肥罐的下部，所述的施肥出口管道的進(jìn)水端設(shè)置在施肥罐的的上部，施肥出口管道的出水端通過(guò)變徑三通接頭垂直連接在輸水主管道上； 在施肥進(jìn)口管道和施肥出口管道之間的輸水主管道上設(shè)置有施肥電磁閥，在施肥進(jìn)口管道上設(shè)置有進(jìn)水電磁閥，在施肥出口管道上設(shè)置有出水電磁閥，在圓柱形罐體的底部設(shè)置有排污電磁閥； 所述的濃度傳感器安置在出水電磁閥與輸水主管道之間的施肥出口管道上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)，其特征在于:還包括過(guò)濾網(wǎng)，所述的過(guò)濾網(wǎng)為圓柱形，過(guò)濾網(wǎng)的上端與罐蓋平行，下端延伸至至罐體底部，過(guò)濾網(wǎng)的底部通過(guò)密封墊圈壓實(shí)在施肥罐體的錐臺(tái)狀底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)，其特征在于:所述的過(guò)濾網(wǎng)的下端設(shè)置有一組扇葉，扇葉通過(guò)支架固定在將施肥罐的底部，施肥進(jìn)口管道深入施肥罐底部靠近過(guò)濾網(wǎng)，水流經(jīng)進(jìn)口管道流出后對(duì)扇葉沖擊，扇葉發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)，其特征在于:還包括控制箱和PLC控制器，所述的施肥電磁閥、進(jìn)水電磁閥、出水電磁閥、排污電磁閥和濃度傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與PLC控制器連接，所述的控制箱面上設(shè)置有按鈕，所述的PLC控制器設(shè)置在控制箱內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自動(dòng)控制壓差施肥系統(tǒng)，其特征在于:還包括無(wú)線傳輸模塊，所述的無(wú)線傳輸模塊設(shè)置在控制箱內(nèi)，所述的無(wú)線傳輸模塊與PLC控制器相連接，所述的無(wú)線傳輸模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器相連接，遠(yuǎn)程服務(wù)器與控制器相連接。
【文檔編號(hào)】A01G25/02GK203912543SQ201420224795
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】韓啟彪, 李金山, 李 浩, 范永申, 段福義, 賈艷輝, 陳偉偉 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所