一种精准施肥的水肥一体化机的制作方法

发明涉及农业浇灌设备技术领域，具体涉及一种精准施肥的水肥一体化机。

背景技术：

水肥一体化技术将肥料和灌溉水融合，利用管道系统对农作物进行适度的灌溉，在灌溉的同时农作物必需的养分也得到了满足，通过水肥一体化技术对于水分和肥料的同步化管理，使水肥一体化技术具有“三节、一省、四提”的优势。因而，关于水肥一体化机的研究得到了业内很大程度的重视。而在农业生产中水分和养分的是影响农作物生长的两个非常重要的因素，水肥之间的关系非常复杂。在农田灌溉系统中，水分和养分之间存在着互相激励和拮抗的动态平衡。唯有合理搭配施肥和灌水，才能起到“以肥调水，以水激肥”，水分和养分这两个因素的高效利用，充分发挥这两个因素所带来的增产效应。然而目前国内这一方面做的并不到位，往往都是在田间直接在将肥料和水直接混合施肥，采用这种粗放式作业，使得用肥用水带来巨量浪费，且通常无法将灌溉设备和施肥技术充分的结合起来，仅仅对灌溉设备进行了相应的改进，并没有考虑到施肥的含量和比例，因此，针对作物水肥一体化的综合解决方案还不完善，使得灌溉技术设备和优化施肥之间形成了一定的脱节，亟待改进。

技术实现要素：

发明的目的是提供一种精准施肥的水肥一体化机，通过单元化的设计，便于生产和安装，更加经济实用，同时使得整个装置结构紧凑，空间利用率高，外形小巧，设计巧妙，结构新颖；通过比例混合泵来实现对施肥比例的灵活控制；通过比例混合泵和内部过滤装置使设备抗堵性能更优越。

为实现以上目的，发明通过以下技术方案予以实现：

一种精准施肥的水肥一体化机，包括主机单元和肥料配比单元；所述主机单元包括进水管、增压泵和灌溉管；所述进水管与所述增压泵连接；所述肥料配比单元包括肥料桶、供水管、比例混合泵和出肥管；所述肥料桶上的肥料传送管通过过滤器二与所述比例混合泵的进液端连接；所述供水管通过供水支管分别与所述肥料桶和比例混合泵的进液端连通；所述比例混合泵的出液端与所述出肥管连通；所述进水管通过弯管与所述供水管连通，所述灌溉管通过弯管与所述出肥管连通，以此实现所述主机单元与肥料配比单元的连接。

进一步地，还设有过滤器一；所述过滤器一与所述进水管连接。

进一步地，还设有机架；所述主机单元和肥料配比单元分别设在所述机架内；所述机架为后侧开口的箱体结构。

进一步地，所述进水管的下端通过增压泵固定设在所述机架内侧的底部；所述灌溉管平行固定设在所述进水管之上，且所述增压泵设在u形弯管结构的进水管和灌溉管的中间位置处。

进一步地，所述供水管和出肥管固定设在所述机架内侧，并与所述进水管和灌溉管的位置对应设置；所述比例混合泵设在所述供水管和出肥管的中间位置处。

进一步地，还设有搅拌器；所述搅拌器设在所述肥料桶的上部。

进一步地，还设有主控制器，所述主控制器与所述比例混合泵、止回阀、增压泵、电磁阀、搅拌器连接；所述机架的前端主控制器的控制面板上还设有显示屏、电源开关按钮和电压显示模块。

进一步地，还设有可拆卸的堵头；所述堵头分别设在所述肥料配比单元的供水管的出液端和出肥管的出液端可拆卸连接。

进一步地，所述供水支管包括肥料供水管和供水连接管；所述肥料供水管的出水端与所述肥料桶连通，且所述肥料供水管的出水端设在所述出肥管的之上；所述供水连接管的出水端与所述比例混合泵连通，且所述供水连接管的出水端设在所述出肥管之上。

一种组合式精准施肥的水肥一体化，包括主机单元和多个肥料配比单元；所述主机单元包括进水管、增压泵和灌溉管；所述进水管与所述增压泵连接；所述肥料配比单元包括肥料桶、供水管、比例混合泵和出肥管；所述肥料桶上的肥料传送管通过过滤器二与所述比例混合泵的进液端连接；所述供水管通过供水支管分别与所述肥料桶和比例混合泵的进液端连通；所述比例混合泵的出液端与所述出肥管连通；所述进水管通过弯管与所述供水管连通，所述灌溉管通过弯管与所述出肥管连通，以此实现所述主机单元与单个肥料配比单元的连接；两两相邻的所述肥料配比单元的供水管和出肥管的相邻端分别通过弯管对应连通，以此实现多个所述肥料配比单元依次连接。

与现有技术相比，发明的有益效果为：

1、本发明通过设置两个单元来实现肥料配比，通过两个弯管即可实现主机单元与肥料配比单元的连通，两连接单元安装连接方便，便于运输和管理，便于单元化的维修和使用，检修更加方便便捷；且通过将肥料注水混合过滤后再通过比例混合泵来对肥料进行二次配比，大大提高了对肥料的有效配比，水肥混合更加均匀，使得施肥比例更加精确。

2、本发明通过内嵌于机架内的主机单元和肥料配比单元，便于单元化的生产和安装，更加经济实用，同时使得整个装置结构紧凑，空间利用率高，外形小巧，设计巧妙，结构新颖。

3、本发明通过堵头将施肥通道的进液口和出液口堵上，当用户需要使用施肥通道的进液口和出液口时，使用活接和管道连接的结构即可满足自身的需求，使用灵活。

4、本发明通过进水管进水端和肥料传送管进液端设置的过滤器，使得水肥一体化机的防堵塞能力强，设置更加合理。

当然，实施发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为发明实施例一的立体结构示意图；

图2为发明实施例一的俯视图；

图3为发明实施例一的后视图；

图4为发明实施例一的内部连接结构示意图；

图5为发明实施例一的图4的俯视图；

图6为发明实施例一的加上盖板后的后视图；

图7为发明实施例一的简化结构示意图；

图8为发明实施例二的结构示意图；

图中标号说明：

1、主机单元；11、进水管；12、增压泵；13、灌溉管；14、过滤器一；2、肥料配比单元；21、肥料桶；211、肥料传送管；212、排污管道；22、供水管；23、比例混合泵；24、过滤器二；25、出肥管；26、输出连接管；3、弯管；4、机架；41、显示屏；42、电源开关按钮；43、电压显示模块；5、搅拌器；6、堵头；7、供水支管；71、肥料供水管；72、供水连接管；8、电磁阀；9、止回阀；10、开关阀；20、盖板。

具体实施方式

为使发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明实施例，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

结合附图1至图8，对发明作进一步地说明：

结合附图1至图7，实施例一，一种精准施肥的水肥一体化机，包括主机单元1和肥料配比单元2；所述主机单元1包括进水管11、增压泵12和灌溉管13；所述进水管11与所述增压泵12连接；所述肥料配比单元2包括肥料桶21、供水管22、比例混合泵23、过滤器二24和出肥管25；所述肥料桶21上的肥料传送管211通过所述过滤器二24与所述比例混合泵23的进液端连接；所述供水管22上的两个供水支管7分别与所述肥料桶21和比例混合泵23的进液端连通；所述比例混合泵23的出液端与所述出肥管25连通；所述进水管11通过弯管3与所述供水管22连通，所述灌溉管13通过弯管3与所述出肥管25连通，以此实现所述主机单元1与肥料配比单元2的连接。本发明通过设置两个单元来实现肥料配比，通过两个弯管3即可实现所述主机单元1与肥料配比单元2的连通，两连接单元安装连接方便，便于运输和管理，便于单元化的维修和使用，检修更加方便便捷；且通过将肥料注水混合过滤后再通过比例混合泵23来对肥料进行二次配比，大大提高了对肥料的有效配比，水肥混合更加均匀，使得施肥比例更加精确。

还设有过滤器一14；所述过滤器一14与所述进水管11连接；所述过滤器一14设在所述增压泵12的出水端。

优选的，过滤器一14和过滤器二24分别为dn25网式过滤器和dn50叠片式过滤器；dn25网式过滤器的一端连接肥料桶21，另一端连接至水力驱动型比例混肥泵，主要是对肥料桶21出来的肥液进行过滤，dn50叠片式过滤器则置于增压泵12后面，对进入水肥一体化机的灌溉水进行过滤；通过这两个过滤器分别对肥液和灌溉水进行过滤，大大降低了肥液和灌溉水的含杂率；

优选的，所述比例混合泵23为水力驱动，通过水力驱动将肥液从肥料桶21内注入到管路中，因此所述比例混合泵23为直射性进口，防堵塞能力强；当在管道中接通水流后，比例混合泵23会自动启动，而在水流中断后比例混合泵23会自动停止。用户也可以通过调节比例泵上的比例标尺来对吸肥比例进行调节，进而实现施肥比例的精准控制，比例调整容易而且迅速；同时该比例混合泵23安装容易，现场维护简单，密封密件可以更换，便于后期的维护；通过在所述进水管11进水端和肥料传送管211进液端设置的过滤器，同时通过所述比例混合泵23的直射性进口设计，使得水肥一体化机的防堵塞能力强，从而最终实现本装置的优越抗堵性能。

还设有机架4；所述主机单元1和肥料配比单元2分别设在所述机架4内；所述机架4为后侧开口的箱体结构；所述进水管11的下端通过增压泵12固定设在所述机架4内侧的底部；所述灌溉管13平行固定设在所述进水管11之上，且所述增压泵12设在u形弯管3结构的进水管11和灌溉管13的中间位置处；所述供水管22和出肥管25固定设在所述机架4内侧，并与所述进水管11和灌溉管13的位置对应设置；所述比例混合泵23设在u形弯管结构的供水管22和出肥管25的中间位置处；所述肥料桶21和主控制器均设在所述机架4的前端。本发明通过内嵌于机架4内的主机单元1和肥料配比单元2，便于单元化的生产和安装，更加经济实用，同时使得整个装置结构紧凑，空间利用率高，外形小巧，设计巧妙，结构新颖。

还设盖板20，所述盖板20与所述机架的后侧开口匹配设置，以此实现对所述机架的盖设。

优选的，所述灌溉管13设在所述进水管11之上，并通过固定在两个机架4上的卡扣结构来实现管路的定位设置。

所述机架4的前端主控制器的控制面板上还设有显示屏41、电源开关按钮42和电压显示模块43。

还设有搅拌器5；所述搅拌器5设在所述肥料桶21的上部，用于对肥料桶21内的肥料进行搅拌混合。

还设有可拆卸的堵头6；所述堵头6分别设在所述肥料配比单元2的供水管22的出液端和出肥管25的出液端可拆卸连接；所述堵头6将施肥通道的进液口和出液口堵上，当用户需要使用施肥通道的进液口和出液口时，使用活接和管道连接的结构即可满足自身的需求，使用灵活。

所述肥料桶21的底部设有排污管道212，排污管道212与肥料桶21连接，用于清洗肥料桶21。

所述进水管11的进液端、灌溉管13的出液端和排污管道212的出液端均设有开关阀10；所述开关阀10为球阀；用以实现对排污管路的通断。

所述供水支管7包括肥料供水管71和供水连接管72；所述肥料供水管71的出水端与所述肥料桶21连通，且所述肥料供水管71的出水端设在所述出肥管25的之上；所述肥料供水管71上还设有电磁阀8；所述供水连接管72的出水端与所述比例混合泵23连通，且所述供水连接管72的出水端设在所述出肥管25之上；所述肥料供水管71设在所述肥料传送管211的右侧，所述供水连接管72设在所述肥料传送管211的左侧，以此实现对所述比例混合泵23的有效定位支撑。

所述肥料传送管211的进液端设在所述肥料桶21的下部；所述肥料传送管211的进液端设在所述排污管道212和供水管22之间；所述肥料传送管222上还设有电磁阀8；所述肥料传送管211的出液端设在所述出肥管25之上，并与所述比例混合泵23的进液端连接。

还设有输出连接管26；所述输出连接管26的一端与所述比例混合泵23的出液端连通，另一端与所述出肥管25连通；所述输出连接管26上还设有止回阀9；所述止回阀9是在当水肥一体化机停止运行时，可以防止管道内残余的混合液回流。

优选的，所述弯管3为可拆卸连接结构；所述电磁阀8可以通过主控制器来控制导通和关断，从而使用户在主机前即可操控水肥一体化进行施肥操作。

优选的，所述过滤器一14和过滤器二24设在所述机架4的后侧开口结构内；且所述过滤器一14和过滤器二24为可拆卸的过滤器结构，便于后期的对过滤器等部件的检修，设置更加合理。

由于肥料在混合的时候，通常在顶部加水，且肥料的输出管设在底部由于底部的溶剂的肥料溶解的更加充分，但是通常由于肥料的沉淀和杂质等一些不容物会沉淀到底部，导致不容物进入到肥料转送管内，影响施肥的效果。本发明通过肥料配比单元2的供水管22、供水支管7、肥料传送管211和出肥管25的连接结构，在实现顶部加水和搅拌，底部出料的同时，还通过过滤器来实现对不容物的隔挡，有效减少肥料的浪费，且输出的肥料输出更加充分，避免出现不容物的通过排出，使得施肥时避免出现肥料不均匀的情况，大大提高了施肥的配比的精细化，施肥的效果更好。

优选的，所述比例混合泵23设在所述供水支管7和出液端管道之间，且所述比例混合泵23设在所述肥料传送管211上，在实现了管路的连接的同时，还实现了对比例混合泵23的安装定位，安装更加方便快捷。

所述主控制器可以通过显示屏41来控制整个水肥一体化机的运行，还可以通过在显示屏41上输入时间或者施肥量来实现定时定量的施肥方式；这样的模块化设计既简化了水肥一体化机的操控，方便了用户的使用，也使得水肥一体化机集成度高，易于运输和后期的维护。

所述肥料桶21内设有上、下限水位感应器，通过感应器可在主控制器部分提示用户是否需要进行补水操作，用户在想要进行补水操作时，只点击机架4上的显示屏41上相应的图标，水肥一体化机即可自动进行补水操作；当用户准备清理肥料桶21时，打开排污管道212后的排污阀门即可对肥料桶21进行清理。

还包括主控制器，所述主控制器与所述比例混合泵23、止回阀9、增压泵12、电磁阀8、搅拌器5和上、下限水位感应器连接，通过主控制器就可以控制整个系统的运行和停止。

还包括与主控制器连接的电源模块、时钟模块、数据存储模块、水流量检测模块、电磁阀8主控制器和控制按键，电磁阀8主控制器和水流量检测模块与电磁阀8主体的阀芯连接，电源模块向主控制器供电，通过控制按键设定浇灌时间、浇灌量等参数输入主控制器并存储在数据存储模块中，主控制器根据设定的浇灌时间参数并配合时钟模块控制电磁阀8主控制器开启阀芯，水流量检测模块检测电磁阀8主体的水流量并将流量信息输送至主控制器，由主控制器在水流量达到设定浇灌量时控制电磁阀8主控制器关闭阀，以此实现定时定量的施肥；所述电压显示模块43与电源模块和主控制器连接，在产品设置和工作中检测电源模块的供电电压并将检测信息输送至主控制器，由主控制器判断供电电压低于设定值时提示更换电源。

还包括远程控制端；所述远程控制端通过互联网对主控制器进行接管操作；还包括内部控制模块，所述内部控制模块包括服务器，所述服务器为电脑，所述电脑安装有数据处理软件，利用远程控制端，比如手机，电脑等通过互联网对内部控制模块进行接管操作。

本发明在工作时，先按下主机上的电源开关按钮42，设备通电，主机上的显示屏41亮起，用户可以先通过电压显示模块43查看电压是否正常；然后用户可以通过显示屏41登录进入水肥一体化机的管理界面，之后即可对设水肥一体化机进行操控；主机的显示屏41上有各个部件的图标控制按键，点击相应的图标，就可以控制与之对应的部件；用户只需点击吸肥通道电磁阀8图标，使吸肥通道电磁阀8打开，施肥通道即可导通，再点击增压泵12图标，增压泵12运转，灌溉水进入水肥一体化机，设备即可运行。

当水肥一体化机开始运行时，灌溉水先从进水管11流入主机，然后经过增压泵12和dn50叠片式过滤器后流入施肥通道，然后流经水力驱动型比例混合泵23后，带着混合后的混合液从流出，并经过灌溉管13流入主机，然后从灌溉管13出液端将混合好的混合液输送至灌溉区；如果需要对肥料桶21内的肥料进行搅拌，点击肥料桶21图标即可；如需定时定量施肥，则在施肥通道中输入时间或者施肥量即可，当到达设定目标时，施肥通道即停止运行，当施肥通道关闭后，增压泵12会自动停止。

在正常工况下高水位指示灯为黑色，低水位指示灯为绿色；当施肥通道内肥料桶21的水位超过高水位界限时，高水位指示灯则显示绿色，此时应关闭补水通道；当肥料桶21水位低于低水位界限时，低水位指示灯显示黑色，此时点击相应补水通道电磁阀8按钮，打开补水通道上的补水通道电磁阀8，水肥一体化机即可实现自动的补水操作；如果需要清洗肥料桶21，可在冲入灌溉水后打开排污阀门即可实现对肥料桶21内污水进行排放。

结合附图8，实施例二，与实施例一不同的是，包括多个所述肥料配比单元2；两两相邻的所述肥料配比单元2的供水管22和出肥管25的相邻端分别通过弯管3对应连通，以此实现多个所述肥料配比单元2依次连接。本方案可通过所述的主机和施肥通道的连接方式可实现单通道工作或者多通道工作，可实现不同比例的精准添加不同的营养成分，同时用户也可根据不同作物的水肥一体化的需求来进行添加相应的肥液，既实现农业的可持续发展，也对环境起到了一定的保护作用，有利于人与自然的和谐共处。

优选的，通过设置一个主机单元1和三个施肥配比单元，使得三个施肥通道既可以作为一个整体来工作，亦可单独的工作，只需手动操作控制模块来控制电磁阀8的通断即可实现精准施肥。

所述主机单元1上的主控制器与多个所述施肥配比单元的所述比例混合泵23、止回阀9、增压泵12、电磁阀8、搅拌器5和上、下限水位感应器连接，通过主控制器就可以控制整个系统的运行和停止。

所述肥料配比单元2的排污管道212分别与连接总管连通，并通过连接总管来实现汇总排污。

本发明是一种精准施肥的水肥一体化机，可实现定时定量施肥、施肥比例也可精准而又灵活的控制，同时水肥一体化机的抗防堵塞能力也得到了大大地提高，大大减少了水肥的不必要浪费，有利于农业的可持续发展。本装置结构简单，安装操作便捷，可重复利用，经济实用，使用灵活，设计合理，结构紧凑，便于运输和管理，使用操作简单，维护方便便捷，具有很好的市场前景。

需要说明的是，比例混合泵23、止回阀9、增压泵12、电磁阀8、搅拌器5和上、下限水位感应器的具体构造均为现有技术，可直接采购获得；所述主控制器包括plc控制器和电源，plc控制器与比例混合泵23控制端、止回阀9控制端、增压泵12控制端、电磁阀8控制端、搅拌器5控制端和上、下限水位感应器信号端无线通信连接，以此实现利用主控制器来实现对比例混合泵23、止回阀9、增压泵12、电磁阀8、搅拌器5和上、下限水位感应器的调节控制，其结构和技术均为本领域技术人员熟知，本领域技术人员完全可以理解；主控制器还包括控制电路、电源开关按钮42、显示和电压显示模块43，通过主控制器的人机交互系统及其方法就可以控制整个系统的有效运行，本控制系统中的主控制器还可以根据人机交互界面或是远程监控单元输入的数据执行施水施肥操作,其具体结构在本领域有着极其广泛的应用；同时关于管与管的管道连接的具体构造和密封方式等具体构造在本领域有着较广泛的应用，本领域技术人员完全可以理解，此处不再详述。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述发明和简化描述，而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，因此不能理解为对发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对发明的限制，本领域的普通技术人员在发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。