一种集成式沼液水肥一体化系统的制作方法

本实用新型属于农业生产技术及设备领域，具体涉及一种集成式沼液水肥一体化系统。

背景技术：

沼液消纳问题：禽畜粪污厌氧发酵过程不仅是一个生产沼气能源的过程，也是产生大量沼渣沼液的过程。据测算，截至2015年底，全国由中央和地方投资支持建成各类型沼气工程达到110975处，每年可生产7100万吨沼肥(源自《全国农村沼气发展“十三五”规划》)，大量沼液未得到及时处理，将成为新的污染源。

沼液的好处：沼液中保留了作物生长所需的氮、磷、钾等营养元素，同时也存留了丰富的氨基酸、b族维生素、各种水解酶、某些植物生长素、对病虫害有抑制作用的物质或因子，是一种优质的有机肥料，可用作有机蔬菜种植及大田作物施用，减少化肥施用量。因此沼液不经利用排放，还会造成资源浪费。

人工水肥混合方式效率低，劳动强度大，无法满足设施农业的施肥需求。

其他技术缺点包括：集成度不高、维护不便(不能反冲洗)、不能流量控制(水肥输出流量)、系统稳定性差。

现有中国专利文件cn109566037a智能沼液水肥一体化泵站及其工作方法，采用真空饮水泵，其具有以下缺点：

(1)安装有限制：饮水罐宜安装在最靠近水源的地方，减小引水罐吸水管的长度。

(2)操作有限制：在使用过程中，每次水泵抽送完毕，罐体内的水位降低，无法达到下一次水泵启动时所需的真空度时，就需人工加水。如遇水泵启停频繁的情况，则导致操作人员劳动强度大。

(3)易损坏：当抽送污水时，水中含有的细小杂质容易在抽送过程中进入泵体，对水泵叶片及管道等造成磨损，甚至损坏。

本实用新型旨在克服上述缺点，提供一种集成度高、易维护、流量可控、运行稳定的沼液水肥一体化系统，能高效的实现沼液水肥一体化，提高灌溉质量和效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种集成度高、易维护、流量可控、运行稳定的集成式沼液水肥一体化系统。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种集成式沼液水肥一体化系统，包括依次连接的沼液箱、离心过滤器、砂石过滤器及叠片过滤器，所述沼液箱与离心过滤器之间设有施肥泵及清水泵；

所述施肥泵一侧设有霍尔流量计，所述清水泵一侧连接清水水源，远离清水水源的另一侧连接就地压力表；

所述叠片过滤器远离砂石过滤器的一侧依次连接压力变送器、电导率分析仪、ph分析仪及电磁流量计；

系统还包括控制终端，所述控制终端连接沼液箱、离心过滤器、砂石过滤器、叠片过滤器、施肥泵及清水泵，并对其进行控制；所述控制终端中设置两个变频控制器，分别对清水泵和施肥泵所对应的电机进行转速控制，从而调节水肥的出流量。

进一步的，所述离心过滤器一侧设有排砂口。

进一步的，所述沼液箱、离心过滤器、砂石过滤器及叠片过滤器均在工厂进行预制，在现场通过管道连接。

作为优选，所述管道均可分段拆卸使用。

作为优选，所述清水泵根据管道上的压力变送器，通过控制终端的清水泵变频控制器，实现整个滴灌系统的恒压变频供水。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1)集成度高，采用工厂预制，现场直接对接，安装简单方便。

2)采用全自动反冲洗过滤器，过滤器利用原水自动反冲洗，维护频率低，操作简单。

3)沼液管道与清水管道分别设置流量计，对水肥流量进行计量；通过变频控制器调节清水泵和施肥泵的电机转速，实现水肥比的调节，满足植物水肥需求。

4)沼液管道与清水管道分别使用独立的泵机，运行稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，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为本实用新型的系统平面布置图；

图2为本实用新型的施肥泵部分局部示意图；

图3为本实用新型的叠片过滤器部分局部示意图；

图中：1-沼液箱，2-离心过滤器，3-砂石过滤器，4-叠片过滤器，5-控制终端，6-施肥泵，7-清水泵，8-就地压力表，9-霍尔流量计，10-压力变送器，11-电导率分析仪，12-ph分析仪，13-电磁流量计，21-排砂口。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但所举实施例只作为对本实用新型的说明，不作为对本实用新型的限定。

如图1-3所示的一种集成式沼液水肥一体化系统，包括依次连接的沼液箱1、离心过滤器2、砂石过滤器3及叠片过滤器4，所述沼液箱1与离心过滤器2之间设有施肥泵6及清水泵7；所述施肥泵6一侧设有霍尔流量计9，所述清水泵7一侧连接清水水源，远离清水水源的另一侧连接就地压力表8；所述叠片过滤器4远离砂石过滤器3的一侧依次连接压力变送器10、电导率分析仪11、ph分析仪12及电磁流量计13；系统还包括控制终端5，所述控制终端5连接沼液箱1、离心过滤器2、砂石过滤器3、叠片过滤器4、施肥泵6及清水泵7，并对其进行控制；所述控制终端5中设置两个变频控制器，分别对清水泵7和施肥泵6所对应的电机进行转速控制，从而调节水肥的出流量。

所述离心过滤器2一侧设有排砂口21，方便及时排出杂质。所述沼液箱1、离心过滤器2、砂石过滤器3及叠片过滤器4均在工厂进行预制，在现场通过管道直接连接即可，操作简单，方便快捷。

电导率分析仪11是具有中文显示、中文菜单式操作、全智能、多功能、测量性能高、环境适应性强等特点。二次表配上常数为1.0或10的电极可测量一般液体的电导率；配上0.1或0.01的电极，能准确测量纯水或超纯水的电导率。

ph分析仪12为高智能化在线连续监测仪，由传感器和二次表两部分组成,配上纯水和超纯水电极，可适用于电导率小于3μs/cm的水质。其工作原理为:

ph分析仪12主要采用离子选择电极测量法来实现精确检测的。仪器上的电极:ph和参比电极。ph电极有一离子选择膜，会与被测样本中相应的离子产生反应，膜是一离子交换器，与离子电荷发生反应而改变了膜电势，就可检测液，样本和膜间的电势。膜两边被检测的两个电势差值会产生电流，样本，参考电极，参考电极液构成"回路"一边，膜,内部电极液，内部电极为另一边。

内部电极液和样本间的离子浓度差会在工作电极的膜两边产生电化学电压，电压通过高传导性的内部电极引到到放大器，参考电极同样引到放大器的地点。通过检测一个精确的已知离子浓度的标准溶液获得定标曲线，从而检测样本中的离子浓度。

溶液中被测离子接触电极时，在离子选择电极基质的含水层内发生离子迁移。迁移的离子的电荷改变存在着电势，因而使膜面间的电位发生变化，在测量电极与参比电极间产生一个电位差。离子选择式电极，电极内含有已知离子浓度的电极液，通过离子选择电极膜与样本中相应离子相互渗透，从而在膜的两边产生膜电位，样本中离子浓度不用，产生的电位信号的大小也不同，通过测量电位信号大小就可以测知样本中离子的浓度。

电极内液与样本之间的离子浓度差使电极膜产生电化学电位，这个电位可由电极取出，输往放大器的输入端，放大器的另一个输入端与参比电极连接并接地，电极电压可进一步放大。形成电压差，决定着被测样本的离子浓度。

本实用新型控制终端5对其他过滤器的控制过程为：

每台过滤器均设有一个压差开关，引压管取自过滤器进出水管。若进出水管道的实际压差值达到压差开关内部设定值，则开始自动清洗。运行时间和单次清洗时间可在控制终端5的触摸屏面板上设定。压差与运行时间设定值，只要其中一个条件触发，则开始清洗。程序控制不同的过滤器依次轮流清洗。

本实用新型控制终端5采用西门子s7-200可编辑程序控制器(plc)，在控制终端表面设有触摸屏，plc的通讯端口通过通讯电缆与触摸屏的通讯端口相连，plc的多路输入端分别与压力变送器10、电导率分析仪11、ph分析仪12、电磁流量计13及霍尔流量计9的输出相连，plc的多路输出端口分别接砂石过滤器3、叠片过滤器4，施肥泵6及清水泵7各对应控制器。plc数据通过移动通讯网络或无线网络传输至云平台管理系统，是一种plc+现场触摸屏+云平台联合控制的智能控制系统。设备可根据事先编辑好的控制条件实现自动运行，亦可根据用户需要，现场手动控制，也可云平台远程监控和操作。pc、移动设备等客户端云平台和现场plc柜的触摸屏信息互通互联，实现全方位的远程识别、读取和操控、互动。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优势：

1)集成度高，采用工厂预制，现场直接对接，安装简单方便。

2)采用全自动反冲洗过滤器，过滤器利用原水自动反冲洗，维护频率低，操作简单。

3)沼液管道与清水管道分别设置流量计，对水肥流量进行计量；通过变频控制器调节清水泵7和施肥泵6的电机转速，实现水肥比的调节，满足植物水肥需求。

4)沼液管道与清水管道分别使用独立的泵机，运行稳定。

本实用新型中未做详细描述的内容均为现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。