CN209121076U - 智能节水水肥药一体化灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能节水水肥药一体化灌溉装置，是在塔架顶部设水封套管，水封套管的外壁上设轴承，轴承外设的轴承套外壁上设大齿轮，大齿轮与电机驱动的减速机输出端的小齿轮啮合；在轴承套上端设过度套管，过度套管与水封套管的上套管底部近似接触，过度套管的外管壁与上套管的内管壁间设水密封；在轴承套上设转动架套管，转动架套管上设转动架，转动架套管顶部设牵拉架，牵拉架上设转动架牵拉钢索；转动架上设与转动架套管连通的带喷雾头的药液输送管和带淋浴头的水输送管，输水管与下套管连通。本实用新型节约水源，实现了水、肥、药一体化灌溉，治沙和农田灌溉效果好，智能化程度高。

Description

智能节水水肥药一体化灌溉装置

技术领域

本实用新型涉及灌溉装置，具体涉及一种智能节水水肥药一体化灌溉装置，是一种用于沙漠治理、高原种植等缺水地区的节水灌溉装置。

背景技术

在我国北方，尤其是西北地区，土壤沙漠化问题严重。大量农田随着风沙的侵袭而变成沙地，甚至变成植被不能生长的沙漠。荒漠化扩展的主要原因是人类的不合理活动、干旱缺水、植被稀少、风力助推等作用。现有治理沙漠的方法主要是在沙漠化土壤里栽种树木用以挡风固土，由于水源短缺，不能够及时浇水，树木成活率低，出现投入大收效差的现状，并且治沙需要付出大量的人力，劳动强度大，成本高。因此，如果能从缓解水资源短缺、增加荒漠区地表植被、降低风力助推作用等方面寻找突破口， 沙漠治理就能迎刃而解，大量的沙漠就可能变成良田。

另外，我国其它一些地方，尤其在西北黄土高原地区，由于缺水少雨，农作物、植被因干旱而生长不良，大量农田因未能得到及时浇灌而造成农作物产量低，农民种粮的积极性大大降低。农民为了增收，常需要在田间铺设水管，而这些水管使用期短，有的软管被遗留在田里会造成土壤污染，这不仅增加了农民们的投资成本，而且劳动强度大，严重制约了农业的发展。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能节水水肥药一体化灌溉装置，该灌溉装置能够根据需要随时启动智能节水灌溉，并且还能够实现水、肥、药的一体化灌溉，既能节约水、肥、药，又能提高效率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种智能节水水肥药一体化灌溉装置，包括塔架，在所述塔架的顶部通过底部法兰固设由上套管和下套管组成的水封套管，上套管的直径大于下套管的直径；在下套管的外壁上套设两轴承，两轴承外设轴承套，在轴承套外壁上固设大齿轮，大齿轮与塔架上所设的减速机输出端的小齿轮啮合，减速机由设置在塔架上并由控制柜控制的电机驱动；在轴承套上端部连设的中部法兰上固设过度套管，过度套管伸入到上套管底部并与上套管近似接触，在过度套管的外管壁与上套管的内管壁的空隙间设橡胶水密封；在中部法兰上固设转动架套管，在转动架套管上对称设两转动架，在转动架套管顶部通过上部法兰固设牵拉架，牵拉架上设多根与两转动架连接的牵拉钢索；在两转动架上分别设与转动架套管连通的药液输送管和水输送管，在药液输送管上设多个喷雾头，在水输送管上设多个淋浴头；与水源连接的输水管与下套管连通。

所述药液输送管上设的多个喷雾头从药液输送管与转动架套管的连接端到另一端密度由疏至密；所述水输送管上设的多个淋浴头从水输送管与转动架套管的连接端到另一端密度由疏至密，两药液输送管和水输送管上分别设电磁阀，电磁阀由控制柜控制。

在治沙及农田灌溉时，为了及时对树木、农作物、植被等进行喷药和施肥，在所述每个塔架下还设由储存水肥、药液的罐体和加压泵组成的水肥药一体机，水肥药一体机与输水管管道连接，管道上设电磁阀，电磁阀由控制柜控制。

由于在工作过程中，橡胶水密封易磨损，为了防止在过度套管与上套管间出现漏水，在所述橡胶水密封上设水封压紧件。

为了增加灌溉装置工作时的承载力，确保安全稳定运行，在所述底部法兰上设平行压力轴承，轴承套下端连设在平行压力轴承上并能随平行压力轴承转动。

所述水源为在地面上设水井，压力溶气罐与水井管道连接，与压力溶气罐连接的输水管为多个灌溉装置供水，输水管上设有电磁阀，电磁阀由控制柜控制。

进一步地，为了实现智能化控制，还在转动架上设由控制柜无线控制的摄像头，在移动终端上装载APP***，APP***远程控制控制柜。

进一步地，还设土壤墒情检测装置，土壤墒情检测装置与控制柜连接。

所述控制柜内设有控制面板、中央处理器、定时控制器、限时控制器以及各电磁阀的控制开关，定时控制器、限时控制器与中央处理器连接，中央处理器与各电磁阀控制连接。

所述灌溉装置的供电方式为太阳能发电装置供电，或者由市电供电。

本实用新型采用上述技术方案所设计的智能节水水肥药一体化灌溉装置，由于在塔架上设固定不动的水封套管，还设通过轴承转动的轴承套、转动架套管、转动架、牵拉架，电机驱动转动部分转动，在控制柜的控制下，使水、药水、水肥通过连设在转动架套管上的水输送管和药液输送管对植被进行喷淋。在沙漠化治理时，可根据需要随时对沙漠植被进行间断性智能化喷水、喷药和施肥，确保植被生长需要，并且能够节约水源，确保沙漠化治理效果，能够有效增加耕地面积。对于缺水地区的农田可实施农作物的及时灌溉，确保农业丰收。本实用新型一次搭建，长期使用，避免了现有重复铺设水管的问题，有效防止对土壤的污染，降低了成本，减少了劳动力，减轻了劳动强度。塔基占地面积小，节约了耕地。并且喷淋均匀，确保了农药、肥料喷洒均匀，确保粮食增产丰收，带动了农民们的种粮积极性，确保国家粮食安全。本实用新型能够根据需要随时启动植被的间断性智能节水灌溉，实现了水、肥、药的一体化灌溉，是目前尤其在沙漠化治理、农田缺水灌溉方面理想的灌溉装置。

附图说明

图1表示本实用新型智能节水水肥药一体化灌溉装置的结构示意图；

图2表示本实用新型转动部分的截面结构示意图；

图3表示本实用新型多个灌溉装置与高压水源的连接结构示意图。

图中：1-水井，2-电磁阀，3-电磁阀，4-塔架底座，5-控制柜，6-太阳能发电装置，7-压力溶气罐，8-水肥药一体机，9-塔架，10-输水管，11-摄像头，12-水输送管，13-淋浴头，14-药液输送管，15-喷雾头，16-转动架，17-牵拉钢索，18-牵拉架，19-电机，20-减速机，21-小齿轮，22-大齿轮，23-水封套管，24-中部法兰，25-转动架套管，26-上部法兰，27-药液出口，28-水出口，29-过度套管，30-水封压紧件，31-橡胶水密封，32-轴承套，33-轴承，34-水、药水、水肥或其混合物，35-法兰，36-底部法兰，37-平行压力轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型智能节水水肥药一体化灌溉装置作具体说明。

参见图1至图3，本实用新型智能节水水肥药一体化灌溉装置，包括塔架9，塔架9固定在塔架基座4上，塔架基座4为预制的四方框石条底座，整个塔架基座4可达5T重，这样确保安装后的塔架稳固，并且使塔架基座占用较少的土地面积。在塔架9的顶部固设底部法兰36，在底部法兰36的上部固设水封套管23，水封套管23由上套管和下套管组成，上套管的直径大于下套管的直径。在水封套管23的下套管的外壁上套设两轴承33，两轴承33外设轴承套32。在轴承套32的外壁上固设大齿轮22，大齿轮22与小齿轮21啮合，小齿轮21设置在减速机20的输出轴上，减速机20设置在塔架9上，减速机20由塔架9上的电机19驱动，电机19由控制柜5控制转动。在轴承套32的上端部连设中部法兰24，中部法兰24的下底部上固设过度套管29，过度套管29伸入到上套管底部并与上套管近似接触（即似接非接状）。过度套管29的外管壁与水封套管23的上套管的内管壁间有一定的空隙，在该空隙内压设橡胶水密封31。由于在工作过程中，橡胶水密封31易磨损，为了防止在过度套管29与上套管间出现漏水，在橡胶水密封31上还设水封压紧件30，当需要对橡胶水密封31进一步向下压紧时，只需拧动水封压紧件30上的螺栓使其进一步压紧橡胶水密封31即可。在中部法兰24上部固设转动架套管25，在转动架套管25的两侧上对称设两转动架16，在转动架套管25的顶部通过上部法兰26固设牵拉架18，牵拉架18上设多根与两转动架16连接的牵拉钢索17。在两转动架16上分别设药液输送管14和水输送管12，药液输送管14通过转动架套管25上的药液出口27与转动架套管25连通，水输送管12通过转动架套管25上的水出口28与转动架套管25连通,在药液输送管14上设多个喷雾头15，在水输送管12上设多个淋浴头13。药液输送管14上所设的多个喷雾头15从药液输送管14与转动架套管25连接端到另一端密度由疏至密，水输送管12上设的多个淋浴头13从水输送管12与转动架套管25连接端到另一端密度由疏至密，这样喷淋更均匀，不至于塔架9周围喷淋过多，而远处喷淋过少。在底部法兰36的法兰孔内再密封嵌设一法兰35，与水源连接的输水管10密封通过法兰35连通水封套管23的下套管，这样，从输水管10输进的水、药水、水肥34就汇集在由水封套管23、过度套管29和转动架套管25组成的空腔内，再经过药液出口27为药液输送管14输送药液，经过水出口28为水输送管12输送水。输水管10上设有电磁阀2，药液输送管14和水输送管12上也均设有电磁阀（图中未示），各电磁阀的开闭均由控制柜控制。本实用新型为了增加灌溉装置工作时的承载力，确保安全稳定运行，在底部法兰36上设平行压力轴承37，轴承套32下端连设在平行压力轴承37上并能随平行压力轴承转动。

本实用新型塔架9、底部法兰36、水封套管23组成固定不转动的部分，轴承套32、中部法兰24、转动架套管25、上部法兰26、两转动架16、牵拉架18组成转动部分，电机19通过减速机20、小齿轮21、大齿轮22在两轴承33的作用下驱动转动部分转动。制作时可将每个转动架16做成长度为50米的架子，这样，一台灌溉装置就能喷灌15亩土地，效率很高。使用时，可通过控制相应的电磁阀开闭实现不同的灌溉装置进行间断性的喷灌，达到需要喷灌的区域能够及时得到喷灌。

在灌溉时，为了能够及时地对树木、农作物、植被等进行喷药和施肥，在每个塔架9处的地面上还设由储存水肥、药液的罐体和加压泵组成的水肥药一体机8，水肥药一体机8与输水管10通过管道连接，管道上设置电磁阀3用于控制管道的开闭。水源为在地面上打一水井1，压力溶气罐7与水井1管道连接，压力溶气罐7通过输水管10可为多个灌溉装置供水，实现一个水源多个灌溉装置使用，不仅节约水资源，降低建造成本，而且控制也更方便。

为了实现智能化控制，还在转动架16上设由控制柜5无线控制的摄像头11，在移动终端上装载APP***，APP***通过主机（或单片机）远程控制控制柜5，从而控制某个或某些灌溉装置运转和停止。APP***远程控制是利用云计算、云数据、云分析、云监控，通过手机APP远程控制，可随时随地启动或关闭某个或某些灌溉装置的运转，通过摄像头11及时了解灌溉装置的运转情况。本实用新型还可设土壤墒情检测装置，土壤墒情检测装置与控制柜连接。土壤墒情检测装置是由多个传感器（采集器）将土壤水分、土壤温度等参数采用GPRS，GSM和4G等先进的网络通讯传输给主机***，主机***与控制柜连接，主机***根据土壤墒情的现状，通过控制柜自动启动或关闭某个或某些灌溉装置的运转。上述智能化控制聚均属于现有技术，已被广泛应用。

本实用新型的控制柜内主要设有控制面板、中央处理器、定时控制器、限时控制器、各电磁阀的控制开关及其它相应的电子元器件，定时控制器、限时控制器与中央处理器连接，中央处理器与各电磁阀控制连接。定时控制器可定时灌溉装置的启动时间，限时控制器可限制灌溉装置的喷淋时间，上述控制***属于现有技术。

本实用新型灌溉装置的电源供电方式可采用由太阳能电池组件（阵列）、蓄电池、逆变器等组成的太阳能发电装置6，用于沙漠地带或架设电线不方便的区域，也可采用市电供电，当然，对于风力良好的地方，也可采用风力发电装置供电。

Claims (10)

1.一种智能节水水肥药一体化灌溉装置，包括塔架，其特征是在所述塔架的顶部通过底部法兰固设由上套管和下套管组成的水封套管，上套管的直径大于下套管的直径；在下套管的外壁上套设两轴承，两轴承外设轴承套，在轴承套外壁上固设大齿轮，大齿轮与塔架上所设的减速机输出端的小齿轮啮合，减速机由设置在塔架上并由控制柜控制的电机驱动；在轴承套上端部连设的中部法兰上固设过度套管，过度套管伸入到上套管底部并与上套管近似接触，在过度套管的外管壁与上套管的内管壁的空隙间设橡胶水密封；在中部法兰上固设转动架套管，在转动架套管上对称设两转动架，在转动架套管顶部通过上部法兰固设牵拉架，牵拉架上设多根与两转动架连接的牵拉钢索；在两转动架上分别设与转动架套管连通的药液输送管和水输送管，在药液输送管上设多个喷雾头，在水输送管上设多个淋浴头；与水源连接的输水管与下套管连通。

2.根据权利要求1所述的智能节水水肥药一体化灌溉装置，其特征是所述药液输送管上设的多个喷雾头从药液输送管与转动架套管的连接端到另一端密度由疏至密；所述水输送管上设的多个淋浴头从水输送管与转动架套管的连接端到另一端密度由疏至密，两药液输送管和水输送管上分别设电磁阀，电磁阀由控制柜控制。

3.根据权利要求1所述的智能节水水肥药一体化灌溉装置，其特征是在所述每个塔架下还设由储存水肥、药液的罐体和加压泵组成的水肥药一体机，水肥药一体机与输水管管道连接，管道上设电磁阀，电磁阀由控制柜控制。

4.根据权利要求1所述的智能节水水肥药一体化灌溉装置，其特征是在所述橡胶水密封上设水封压紧件。

5.根据权利要求1所述的智能节水水肥药一体化灌溉装置，其特征是在所述底部法兰上设平行压力轴承，轴承套下端连设在平行压力轴承上并能随平行压力轴承转动。

6.根据权利要求1所述的智能节水水肥药一体化灌溉装置，其特征是所述水源为在地面上设水井，压力溶气罐与水井管道连接，与压力溶气罐连接的输水管为多个灌溉装置供水，输水管上设有电磁阀，电磁阀由控制柜控制。

7.根据权利要求1所述的智能节水水肥药一体化灌溉装置，其特征是还在转动架上设由控制柜无线控制的摄像头，在移动终端上装载APP***，APP***远程控制控制柜。

8.根据权利要求1所述的智能节水水肥药一体化灌溉装置，其特征是还设土壤墒情检测装置，土壤墒情检测装置与控制柜连接。

9.根据权利要求1所述的智能节水水肥药一体化灌溉装置，其特征是所述控制柜内设有控制面板、中央处理器、定时控制器、限时控制器以及各电磁阀的控制开关，定时控制器、限时控制器与中央处理器连接，中央处理器与各电磁阀控制连接。

10.根据权利要求1所述的智能节水水肥药一体化灌溉装置，其特征是所述灌溉装置的供电方式为太阳能发电装置供电，或者由市电供电。