CN111133874A - 一种水稻液体肥料施肥灌溉装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水稻液体肥料施肥灌溉装置。包括：实时调节注肥装置、监测单元和控制单元，包括吨桶、设置于所述吨桶中的搅拌机构、设置于所述吨桶下方的阀门和能够实时调节所述阀门开度比例的开度执行器，用于控制从吨桶中抽取液体肥料的流量；所述控制单元与所述EC传感器通讯连接，且与所述开度执行器电连接；所述EC传感器将所采集到的EC数据传输给控制单元，所述控制单元通过驱动所述开度执行器控制液体肥料的流量。本发明通过控制单元根据所浇灌的农田情况，对肥料的添加、搅拌以及混合均匀的肥料溶液排放实施控制，实时主动调节、定量定浓度驱送不同肥料注入待浇灌清水中，水肥液分布均匀，在实施灌溉的同时施撒肥料，省工省时。

Description

一种水稻液体肥料施肥灌溉装置
技术领域
本发明属于农业灌溉设备技术领域。更具体地，涉及一种水稻液体肥料施肥灌溉装置。
背景技术
水稻是我国的主要粮食作物，对我国粮食安全起着至关重要的作用。通过大量施用化肥获得高产是当前我国粮食生产中比较普遍的现象。当前我国水稻生产中存在肥料过量使用、氮肥利用率不高等问题，氮肥的当季利用率只有30％～40％，造成环境污染严重，水稻安全受到严重威胁。传统的水稻施肥环节，多是将人工施肥与机械施肥结合在一起，缺乏精细化的量化处理，且存在施肥量分布不均、施肥量超出土地肥力恢复的实际需要、肥力资源利用效率低等负面问题。这种情形不仅影响施肥效率，还将造成极大的经济资源和人力资源浪费。南方大田主要以水稻为主，水稻农作物面积大，片区比较广，传统采用人工撒肥，施肥强度比较大，且效率不高，施肥不均肥料浪费等问题，在一定程度上阻碍了农业科学的应用和推广，不能适用现代化农业生产。
随着农业现代化的发展，液体肥料施肥灌溉装置在发展设施农业、节水农业和生态农业等方面的重要性日益突出。水稻生长所需的营养主要由肥料提供，肥料灌溉装置需要能够自动、实时配比和调节肥料成分，不同的环境下，肥料的供给方案不相同，要保证肥料的精确供给，为了实现节水、节肥和保护环境的目的，需要构建一个操作方便、灵活，可根据需要调整溶肥池容量大小，适用于大中小型农场灌溉施肥***的水稻液体肥料施肥灌溉装置。
液体肥料施肥灌溉装置是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。液体肥料施肥灌溉装置调控型装备，将液体肥料按土壤养分含量和水稻的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道***供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量，浸润水稻根系发育生长区域，使主要根系始终保持适宜的含水量，同时根据不同的水稻的需肥特点，土壤环境和养分含量状况；水稻不同生长期需水、需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给水稻。
中国专利文献CN 106888660A公开了一种水稻液体肥料的施肥装置，包括上部开口的储肥容器、出肥管道和搅拌装置，所述出肥管道的入肥口和储肥容器的连接口通过可卸载螺母联通，出肥管道上从入肥口向出肥口方向依次设有控制流速球阀开关、均衡流速的压力补偿***；搅拌器置于储肥容器外部，和储肥容器配套使用让液体肥料更加均匀地分散施用。由此可知，该现有专利施肥过程中仅采用阀门和压力补偿***对流体进行通断控制，这样的灌溉施肥装置对不同环境下的作物不能实施针对性的施肥；不能实现根据农田情况实时主动调节施肥量并且施用几种定量定浓度的肥料或者农药，适用性较低。而且，采用诸如压力补偿***和阀门的配合进行引流灌溉对流体流量的控制不够精确，可控性差，这样会造成水肥灌溉量不足或者是浪费。此外，该现有专利将搅拌器置的固定底座放置与灌渠进水口，通过水流产生的动能有限，且该动能可控性差，无法有效驱动及可控调节搅拌浆片的转动速度实现实时主动调节、被动驱送定量定浓度的多种肥料或农药注入待浇灌清水中，液体肥料随水施入水稻田时，存在肥料使用量较高、且不能根据农田的情况实时调节肥料溶液的施用量以及浓度的问题。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的不足，提供一种根据待浇灌农田情况实时主动调节、定量定浓度驱送不同肥料注入待浇灌清水中的水稻液体肥料施肥灌溉装置。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种水稻液体肥料施肥灌溉装置，包括：
实时调节注肥装置，包括吨桶、设置于所述吨桶中的搅拌机构、设置于所述吨桶下方的阀门和能够实时调节所述阀门开度比例的开度执行器，用于控制从吨桶中抽取液体肥料的流量；
监测单元，包括EC传感器，用于监测灌溉液中的可溶性离子浓度；
控制单元，所述控制单元与所述EC传感器通讯连接，且与所述开度执行器电连接；所述EC传感器将所采集到的EC数据传输给控制单元，所述控制单元通过驱动所述开度执行器控制液体肥料的流量。
本发明使用时，首先向吨桶中加入固体肥料和水，进行搅拌，肥料经过多次循环搅拌后，溶肥池中的肥料即完全溶于清水，肥料即可直接用于田间施肥，或经由水渠***将肥料施入作物根系附近的土壤中，更加容易让作物吸收。
本发明所述吨桶适用于溶解固体水溶肥料或液体水溶肥料，可放在水渠上游或泵房处，便于运输。吨桶搅拌功能使肥料快速溶解，该结构明显提高了肥料的溶解速率，无需额外进行人工搅拌，省工省时。吨桶容量可按照用户需要调整大小，本发明是一种适用于大中小型农场的灌溉施肥***。
本发明在吨桶下方设有阀门和开度执行器，可以通过调控所述控制单元来自动调节阀门开度大小，所述控制单元安装有EC传感器，EC传感器将所采集到的EC数据传输给控制单元，所述控制单元自动分析数据，并与所需要的肥料浓度进行对比，然后驱动所述开度执行器控制液体肥料的流量。当监测的EC值小于所需要的浓度，控制单元输出端控制开度执行器开大阀门的型号，直至混合肥液的EC值达到需要的EC值，即达到需要的水肥浓度后，再保持开度阀门的大小；而当监测的EC值大于所需要的浓度，控制单元输出端控制开度执行器开小阀门的型号，直至混合肥液的达到需要的EC值，即达到需要的水肥浓度后，再保持开度阀门的大小。该水稻液体肥料施肥灌溉装置采用闭环控制原理，实时保持适当的水肥浓度，由此优化施肥效果。
作为一种优选技术方案，所述监测单元包括设置于所述吨桶外侧的电控箱和控制仪表。
作为一种优选技术方案，所述吨桶的底部设有排污口，用于排放溶肥池内的杂质、清洗后的污水及肥料残渣。
作为一种优选技术方案，所述排污口上设有排污开关。
作为一种优选技术方案，所述搅拌机构包括搅拌电机、搅拌轴，搅拌轴上安装有搅拌叶片，搅拌叶片上下两侧固定有陶瓷片；所述搅拌电机与所述搅拌轴可拆卸式固定连接，用于通过所述驱动杆驱动搅拌叶片转动。搅拌电机与所述搅拌轴可拆卸式固定连接，方便安装拆卸、更换及清洗；搅拌电机驱动搅拌轴做轴向或径向运动，搅拌叶片和陶瓷片对肥料进行搅拌和混匀，避免肥料沉淀成团，影响施肥的准确性和均匀性。
作为一种优选技术方案，所述搅拌电机与所述控制单元电连接，所述控制单元的控制端与搅拌电机电连接，通过调控所述控制单元来调节搅拌机构的搅拌速度。
作为一种优选技术方案，所述设置于所述吨桶下方的阀门为出水控制阀，所述吨桶底部还设有出水管；其中，出水控制阀一端与电控箱连接，另一端与开度执行器连接，所述开度执行器设置在出水管的管道上，所述出水管的一端与吨桶连接，另一端与水槽连接；吨桶中的液体肥料经出水控制阀和开度执行器传送至电控箱和控制仪表读取其流量并通过出水管送至水槽。
作为一种优选技术方案，所述水稻液体肥料施肥灌溉装置还包括进水控制阀和进水管，进水管的管道上设置有进水控制阀，进水管的上端与吨桶连接，下端与水槽连接，所述进水控制阀与所述电控箱通过信号线连接；水槽中的水经进水控制阀传送至电控箱和控制仪表读取其重量并通过进水管送至吨桶。
作为一种优选技术方案，所述进水管的材料为PVC塑料管、PE管、PP管或不锈钢管。
作为一种优选技术方案，所述吨桶的顶部开设导通有肥料进料口，所述肥料进料口与进水口对称设置在吨桶的顶端两侧。
作为一种优选技术方案，所述吨桶采用透明材质制成，便于观察容器内部情况；所述吨桶底部的内部为方形或U形，避免吨桶底部和边角无法搅拌，且便于清洗。
作为一种优选技术方案，所述吨桶可以设置多个，各个吨桶之间可通过串联或并联连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的液体肥料施肥灌溉装置，通过控制单元根据所浇灌的农田情况，对吨桶肥料的添加、搅拌以及混合均匀的肥料溶液排放实施控制。由此实现在浇灌时，根据农田实时的情况，制定浇灌方案，在灌溉水中添加不同浓度、不同种类的肥料，在实施灌溉的同时施撒肥料。另外，通过采集EC值以及灌溉水流量等浇灌参数，选择匹配的施肥模型。控制单元以施肥模型为基础，控制相应的搅拌机构实施搅拌、开度执行器通过调节阀门开启、开大、开小或关闭对施肥量进行调节，由此优化施肥效果。
(2)本发明装置结构简单、设备成本低，溶解肥料的过程非常简单方便，无需进行人工搅拌可使肥料迅速溶解，水肥液分布均匀，省工省时，提高了施肥效率，肥料利用率高。该装置操作方便，灵活，可根据需要更换溶肥池容量大小，阀门大小也可根据监测的EC值通过开度执行器进行实时调节，是一种适用于大中小型农场灌溉施肥***的溶肥装置，有利于促进废液的吸收，从而提高肥效，提高水稻的产量和品质。
附图说明
图1是本发明其中一种实施方式的水稻液体肥料施肥灌溉装置的结构布置图。
图2是本发明其中一种设置有进水管的实施方式的水稻液体肥料施肥灌溉装置的结构布置图。
其中：1-实时调节注肥装置，11-吨桶，12-搅拌机构，121-搅拌电机，13-开度执行器，14-EC传感器，15-电控箱，16-控制仪表，17-肥料进料口，2-水渠，21-出水控制阀，22-出水管，23-进水控制阀，24-进水管，25-信号线。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的简单修改或替换，均属于本发明的范围；若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1一种水稻液体肥料施肥灌溉装置
如图1所示，一种水稻液体肥料施肥灌溉装置，包括实时调节注肥装置1、监测单元和控制单元。其中：
实时调节注肥装置1，包括吨桶11、设置于该吨桶11中的搅拌机构12、设置于该吨桶11下方的阀门和能够实时调节该阀门开度比例的开度执行器13，用于控制从吨桶11中抽取液体肥料的流量；
监测单元，包括EC传感器14，用于监测灌溉液中的可溶性离子浓度；
控制单元，该控制单元与该EC传感器14通讯连接，且与该开度执行器13电连接；该EC传感器14将所采集到的EC数据传输给控制单元，该控制单元通过驱动该开度执行器13控制液体肥料的流量。
其中，该吨桶11的底部设有具有排污开关的排污口，用于排放溶肥池内的杂质、清洗后的污水及肥料残渣。
该水稻液体肥料施肥灌溉装置还包括出水控制阀21、出水管22、进水控制阀23和进水管24。出水控制阀21设置于吨桶11下方，吨桶11底部还设有出水管22；其中，出水控制阀21一端与电控箱15连接，另一端与开度执行器13连接，开度执行器13设置在出水管22的管道上，出水管22的一端与吨桶11连接，另一端与水槽2连接；吨桶11中的液体肥料经出水控制阀21和开度执行器13传送至电控箱15和控制仪表16读取其流量并通过出水管22送至水槽2。进水管24的管道上设置有进水控制阀23，进水管24的上端与吨桶11连接，下端与水槽2连接，进水控制阀23与电控箱15通过信号线25连接；水槽2中的水经进水控制阀23传送至电控箱15和控制仪表16读取其重量并通过进水管24送至吨桶11。进水管24和出水管22的设置可以改变漩涡水流方向，促进肥料溶解。吨桶11的顶部开设导通有肥料进料口17，肥料进料口17与进水口对称设置在吨桶11的顶端两侧。该进水管24的材料为PVC塑料管、PE管、PP管或不锈钢管。
该监测单元包括设置于该吨桶11外侧的电控箱15和控制仪表16。
该搅拌机构12包括搅拌电机121、搅拌轴，搅拌轴上安装有搅拌叶片，搅拌叶片上下两侧固定有陶瓷片；该搅拌电机与该搅拌轴可拆卸式固定连接，用于通过该驱动杆驱动搅拌叶片转动。搅拌电机与该搅拌轴可拆卸式固定连接，方便安装拆卸、更换及清洗；搅拌电机驱动搅拌轴做轴向或径向运动，搅拌叶片和陶瓷片对肥料进行搅拌和混匀，避免肥料沉淀成团，影响施肥的准确性和均匀性。该搅拌电机121与该控制单元电连接，该控制单元的控制端与搅拌电机电连接，通过调控该控制单元来调节搅拌机构12的搅拌速度。
该吨桶11采用透明材质制成，便于观察容器内部情况；该吨桶11底部的内部为方形或U形，避免吨桶11底部和边角无法搅拌，且便于清洗。本发明中吨桶11可以设置多个，各个吨桶11之间可通过串联或并联连接。
本发明使用时，首先向吨桶11中加入固体肥料和水，进行搅拌，肥料经过多次循环搅拌后，溶肥池中的肥料即完全溶于清水，肥料即可直接用于田间施肥，或经由水渠***将肥料施入作物根系附近的土壤中，更加容易让作物吸收。
本发明该吨桶11适用于溶解固体水溶肥料或液体水溶肥料，可放在水渠2上游或泵房处，便于运输。吨桶11的搅拌功能使肥料快速溶解，该结构明显提高了肥料的溶解速率，无需额外进行人工搅拌，省工省时。吨桶11容量可按照用户需要调整大小，本发明是一种适用于大中小型农场的灌溉施肥***。
本发明在吨桶下方设有阀门和开度执行器13，可以通过调控该控制单元来自动调节阀门开度大小，该控制单元安装有EC传感器，EC传感器14将所采集到的EC数据传输给控制单元，该控制单元自动分析数据，并与所需要的肥料浓度进行对比，然后驱动该开度执行器13控制液体肥料的流量。当监测的EC值小于所需要的浓度，控制单元输出端控制开度执行器13开大阀门的型号，直至混合肥液的EC值达到需要的EC值，即达到需要的水肥浓度后，再保持开度阀门的大小；而当监测的EC值大于所需要的浓度，控制单元输出端控制开度执行器13开小阀门的型号，直至混合肥液的达到需要的EC值，即达到需要的水肥浓度后，再保持开度阀门的大小。该水稻液体肥料施肥灌溉装置采用闭环控制原理，实时保持适当的水肥浓度，由此优化施肥效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明权利要求书所限定技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种水稻液体肥料施肥灌溉装置，其特征在于，包括：
实时调节注肥装置(1)，包括吨桶(11)、设置于所述吨桶(11)中的搅拌机构(12)、设置于所述吨桶(11)下方的阀门和能够实时调节所述阀门开度比例的开度执行器(13)，用于控制从吨桶(11)中抽取液体肥料的流量；
监测单元，包括EC传感器(14)，用于监测灌溉液中的可溶性离子浓度；
控制单元，所述控制单元与所述EC传感器(14)通讯连接，且与所述开度执行器(13)电连接；所述EC传感器(14)将所采集到的EC数据传输给控制单元，所述控制单元通过驱动所述开度执行器(13)控制液体肥料的流量。
2.根据权利要求1所述的水稻液体肥料施肥灌溉装置，其特征在于，所述监测单元包括设置于所述吨桶(11)外侧的电控箱(15)和控制仪表(16)。
3.根据权利要求1所述的水稻液体肥料施肥灌溉装置，其特征在于，所述吨桶(11)的底部设有排污口。
4.根据权利要求3所述的水稻液体肥料施肥灌溉装置，其特征在于，所述排污口上设有排污开关。
5.根据权利要求1所述的水稻液体肥料施肥灌溉装置，其特征在于，所述搅拌机构(12)包括搅拌电机(121)、搅拌轴，搅拌轴上安装有搅拌叶片，搅拌叶片上下两侧固定有陶瓷片；所述搅拌电机与所述搅拌轴可拆卸式固定连接，用于通过所述驱动杆驱动搅拌叶片转动。
6.根据权利要求5所述的水稻液体肥料施肥灌溉装置，其特征在于，所述搅拌电机(121)与所述控制单元电连接，所述控制单元的控制端与搅拌电机电连接，通过调控所述控制单元来调节搅拌机构(12)的搅拌速度。
7.根据权利要求1所述的水稻液体肥料施肥灌溉装置，其特征在于，所述设置于所述吨桶(11)下方的阀门为出水控制阀(21)，所述吨桶(11)底部还设有出水管(22)；其中，出水控制阀(21)一端与电控箱(15)连接，另一端与开度执行器(13)连接，所述开度执行器(13)设置在出水管(22)的管道上，所述出水管(22)的一端与吨桶(11)连接，另一端与水槽(2)连接；吨桶(11)中的液体肥料经出水控制阀(21)和开度执行器(13)传送至电控箱(15)和控制仪表(16)读取其流量并通过出水管(22)送至水槽(2)。
8.根据权利要求7所述的水稻液体肥料施肥灌溉装置，其特征在于，所述水稻液体肥料施肥灌溉装置还包括进水控制阀(23)和进水管(24)，进水管(24)的管道上设置有进水控制阀(23)，进水管(24)的上端与吨桶(11)连接，下端与水槽(2)连接，所述进水控制阀(23)与所述电控箱(15)通过信号线(25)连接；水槽(2)中的水经进水控制阀(23)传送至电控箱(15)和控制仪表(16)读取其重量并通过进水管(24)送至吨桶(11)。
9.根据权利要求8所述的水稻液体肥料施肥灌溉装置，其特征在于，所述进水管(24)的材料为PVC塑料管、PE管、PP管或不锈钢管。
10.根据权利要求1所述的水稻液体肥料施肥灌溉装置，其特征在于，所述吨桶(11)的顶部开设导通有肥料进料口(17)，所述肥料进料口(17)与进水口对称设置在吨桶(11)的顶端两侧。
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