一种精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置，将进水阀通过管道连接在混肥罐中上部，将浮球液位控制开关设于混肥罐内，将吸肥电磁阀、文丘里泵通过管道连接，文丘里泵通过管道连接到混肥罐；将施肥泵的输入端通过管道连接在混肥罐上，该连接点位于混肥罐内最低水位高度之下，施肥泵的输出分为两路，一路为回流管路，一路为灌溉施肥输出管路，其中回流管路包含吸肥管路和EC、PH回流管路。本实用新型在确定施肥泵、管道以及文丘里泵各项参数及其相互关系的情况下，通过控制吸肥电磁阀的工作数量及工作时间达到精确控制配方配比、肥料浓度和pH的目的。
【专利说明】一种精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于农用机械装置领域，尤其涉及一种精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置。
【背景技术】
[0002]20世纪70年代，我国开始引进灌溉施肥技术并开展相关技术研究和推广，虽然在灌溉智能控制方面取得了长足的进步，但是国内至今未能在自动精准配肥控制研究和相关设备研发上取得突破，国内实际应用较多的依然是以色列、意大利等国外施肥系统，系统构建成本昂贵。因而有必要整合多学科和已有科研成果，研制一种经济实用可实现自动精准配肥的水肥一体化精准控制系统，满足农业生产需求。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置，旨在解决灌溉过程中难以按需实现自动精准配肥的问题。
[0004]本实用新型是这样实现的，一种精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置，包括混肥罐，进水阀，用于根据混肥罐内最低和最高水位高度自动控制进水阀进行相应开关操作的浮球液位控制开关，文丘里泵，吸肥电磁阀，用于将混肥罐中液体输出的施肥泵，以及灌溉施肥输出阀门；其中，
[0005]所述进水阀通过管道连接在混肥罐中上部；
[0006]所述浮球液位控制开关设于混肥罐内；
[0007]所述吸肥电磁阀、文丘里泵通过管道连接，所述文丘里泵通过管道连接到混肥te ；
[0008]所述施肥泵的输入端通过管道连接在混肥罐上，该连接点位于混肥罐内最低水位高度之下，施肥泵输出端与灌溉施肥输出阀门之间通过灌溉施肥输出管路连接。
[0009]优选地，该施肥装置还包括肥料浓度采集装置以及回流管路；其中，所述回流管路输入端与施肥泵的又一输出端连接；所述回流管路包括两个输出端，其中，所述回流管路第一输出端连接在文丘里泵和吸肥电磁阀之间的管道上，所述回流管路第二输出端与混肥罐连接，该连接点位于施肥泵的输入端与混肥罐的管道连接点上方；所述回流管路第二输出端与混肥罐之间的连接管道上设有肥料浓度采集装置。
[0010]优选地，该施肥装置还包括pH采集装置；其中，所述pH采集装置设于回流管路第二输出端与混肥罐之间的连接管道上。
[0011]优选地，该施肥装置还包括控制系统，所述控制系统包括:
[0012]数据收集模块，用于收集肥料浓度采集装置以及pH采集装置分别采集到的肥料浓度和PH值；
[0013]调节模块，用于根据所述数据收集模块的采集值控制所述施肥泵、吸肥电磁阀工作，以使肥料在所述回流管路、混肥罐按照要求循环流转过程中准确调控肥液的EC、PH值；其中，
[0014]所述肥料浓度采集装置以及pH采集装置分别与数据收集模块连接，所述数据收集模块与调节模块连接，所述调节模块分别与施肥泵、吸肥电磁阀连接。
[0015]优选地，该施肥装置还包括触屏人机交互界面，用于实时显示肥料浓度采集装置以及PH采集装置的采集值和工作状态，以及通过触屏操作方式设置配肥配方、肥料浓度、PH控制目标参数；其中，所述触屏人机交互界面与调节模块连接。
[0016]相比于现有技术的缺点和不足，本实用新型具有以下有益效果:
[0017]1、配肥精度高
[0018]本实用新型采用闭环方式调控肥液EC、PH值，以高精度传感器采集参数、快速反应调节机构为基础，结合高实时性软件调控计算，获得快速、稳定的EC、PH控制效果。
[0019]2、性价比高
[0020]本实用新型基于成熟技术独立研发系统软硬件，降低成本；可以同时满足智能清水灌溉和自动精准施肥要求，一机两用。
[0021]3、实用性强
[0022]本实用新型支持多灌区同时施肥灌溉，触摸屏人机交互支持施肥配方及调控参数的现场设置，保证控制调整灵活性以及灌溉施肥作业的及时性。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025]如图1所示，其中，图1是本实用新型精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置一实施例的结构示意图。
[0026]一种精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置，包括混肥罐1，进水阀2，用于根据混肥罐I内最低和最高水位高度自动控制进水阀2进行相应开关操作的浮球液位控制开关3，文丘里泵4，吸肥电磁阀5，用于将混肥罐I中液体输出的施肥泵6，以及灌溉施肥输出阀门7 ;其中，所述进水阀2通过管道连接在混肥罐I中上部；所述浮球液位控制开关3设于混肥罐I内；所述吸肥电磁阀5、文丘里泵4通过管道连接，所述文丘里泵4通过管道连接到混肥罐I ;所述施肥泵6的输入端通过管道连接在混肥罐I上，该连接点位于混肥罐I内最低水位高度之下，施肥泵6输出端与灌溉施肥输出阀门7之间通过灌溉施肥输出管路连接。
[0027]在本实用新型的实际应用过程中，进水阀2选取在混肥罐I较高位置，保持进水具有一定动力，促进混肥罐I内肥水融合，提高混肥速度和均匀度。本实用新型采用文丘里泵4配合吸肥电磁阀5吸取肥料，其中文丘里泵4利用射流原理，通过流经文丘里泵4的水流驱动产生吸肥动力，电磁阀5作为可控部件，由其开关时间控制其单位控制周期的吸肥量。
[0028]文丘里泵4吸肥流量大小与吸肥管路的流量和压力都有关系，为使文丘里泵4工作尽量稳定在其标称吸肥流量附近，(I)施肥泵6流量参数选择可依照公式:施肥泵6流量值 > =出水管路流量最大量+文丘里泵4个数*标称流量；(2)确定施肥泵6的扬程参数时，一方面要满足灌溉管网压力的要求，同时施肥泵6的扬程随流量大小变化的范围值最好能对应在文丘里泵4吸肥流量差值较小的几个工作压力区间内。
[0029]在确定施肥泵6、管道以及文丘里泵4各项参数及其相互关系的情况下，通过控制吸肥电磁阀5的工作数量及工作时间达到精确控制配方配比、肥料浓度和pH的目的。
[0030]在进一步的实施过程中，为了便于对肥料浓度的及时监控和实时调节，在本实用新型实施例中，该施肥装置还包括肥料浓度采集装置8以及回流管路9 ;
[0031]所述回流管路9输入端与施肥泵6的又一输出端连接；所述回流管路9包括两个输出端，其中，所述回流管路9第一输出端连接在文丘里泵4和吸肥电磁阀5之间的管道上，所述回流管路9第二输出端与混肥罐I连接，该连接点位于施肥泵6的输入端与混肥罐I的管道连接点上方；所述回流管路9第二输出端与混肥罐I之间的连接管道上设有肥料浓度采集装置8。
[0032]在本实用新型的实际应用过程中，回流管路9采用施肥泵6提供动力，使得肥料进入混肥罐I时具有足够动力，能够快速充分的与清水混合。
[0033]更具体的，为了便于对肥料pH的及时监控和实时调节，在本实用新型实施例中，该施肥装置还包括PH采集装置10 ;其中，所述pH采集装置10设于回流管路9第二输出端与混肥罐I之间的连接管道上。操作原理与上述浓度调节过程相同，在此不再赘述。
[0034]在本实用新型实施例中，为了保证肥料浓度EC和酸碱度PH的调节精度，一方面肥料浓度采集装置8、pH采集装置10均为精度较高的传感器，其中EC传感器精度约为0.05?0.lms/cm, PH传感器精度约为0.01?0.05 ;另一方面，回肥采样传感器安装采用U型管装置，保证管路中能有持续均匀可检测的肥液回流。吸肥电磁阀5选用快速反应的脉冲电磁阀，反应时间等级在20?80ms左右，动作次数在1.5千万次以上，能较好的适应配肥调节过程的快速频繁开关。
[0035]将管道上EC、PH传感器采集的EC和PH值作为闭环控制反馈值，依据其与设定EC、PH值的差值进行PID调节，由计算得到的输出PWM信号脉宽(=单位时间所需吸肥量/文丘里泵吸肥速率)，通过脉冲信号去控制各路脉冲吸肥电磁阀5的开关时间，控制单位时间内的吸肥量从而控制肥料的浓度。
[0036]在进一步的实施过程中，为了使装置更加智能化以便于操作和管理，在本实用新型实施例中，该施肥装置还包括控制系统11，所述控制系统11包括:数据收集模块111，用于收集肥料浓度采集装置以及PH采集装置分别采集到的肥料浓度和pH值；调节模块112，用于根据所述数据收集模块111的采集值控制所述施肥泵6、吸肥电磁阀5工作，以使肥料在所述回流管路9、混肥罐I按照要求循环流转过程中准确调控肥液的EC、PH值；其中，所述肥料浓度采集装置8以及pH采集装置10分别与数据收集模块111连接，所述数据收集模块111与调节模块112连接，所述调节模块112分别于施肥泵6、吸肥电磁阀5连接。
[0037]更具体的，该施肥装置还包括触屏人机交互界面12，用于实时显示肥料浓度采集装置8以及pH采集装置10的采集值和工作状态，以及通过触屏操作方式设置配肥配方、月巴料浓度、PH控制目标参数；其中，所述触屏人机交互界面12与调节模块112连接。
[0038]在本实用新型的实际应用过程中，可以通过触屏操作发送具体的指令，控制肥料的浓度、PH以及施加量，并且实时监控各有关参数的状态，例如肥料浓度值、PH值、阀门工作状态等，系统在施肥过程中不间断的动态调节肥液浓度。调节模块112对肥料浓度采集装置8采集到的数据进行实时分析，当肥料浓度过高时，调节模块112缩短文丘里泵4、吸肥电池阀5打开时间，浓度过低时，则延长文丘里泵4、吸肥电池阀5吸肥时间，肥料在肥罐I和管路循环过程中混合均匀，由灌溉施肥阀门送出，整个配肥调节过程中施肥过程连续不断，不影响灌溉施肥作业，使用更加智能方便，实用性更强，调节精度更高。
[0039]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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置，其特征在于，包括混肥罐，进水阀，用于根据混肥罐内最低和最高水位高度自动控制进水阀进行相应开关操作的浮球液位控制开关，文丘里泵，吸肥电磁阀，用于将混肥罐中液体输出的施肥泵，以及灌溉施肥输出阀门；其中， 所述进水阀通过管道连接在混肥罐中上部； 所述浮球液位控制开关设于混肥罐内； 所述吸肥电磁阀、文丘里泵通过管道连接，所述文丘里泵通过管道连接到混肥罐； 所述施肥泵的输入端通过管道连接在混肥罐上，该连接点位于混肥罐内最低水位高度之下，施肥泵输出端与灌溉施肥输出阀门之间通过灌溉施肥输出管路连接。
2.如权利要求1所述的精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置，其特征在于，该施肥装置还包括肥料浓度采集装置以及回流管路；其中， 所述回流管路输入端与施肥泵的又一输出端连接；所述回流管路包括两个输出端，其中，所述回流管路第一输出端连接在文丘里泵和吸肥电磁阀之间的管道上，所述回流管路第二输出端与混肥罐连接，该连接点位于施肥泵的输入端与混肥罐的管道连接点上方；所述回流管路第二输出端与混肥罐之间的连接管道上设有肥料浓度采集装置。
3.如权利要求2所述的精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置，其特征在于，该施肥装置还包括PH采集装置；其中，所述pH采集装置设于回流管路第二输出端与混肥罐之间的连接管道上。
4.如权利要求3所述的精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置，其特征在于，该施肥装置还包括控制系统，所述控制系统包括: 数据收集模块，用于收集肥料浓度采集装置以及PH采集装置分别采集到的肥料浓度和pH值； 调节模块，用于根据所述数据收集模块的采集值控制所述施肥泵、吸肥电磁阀工作，以使肥料在所述回流管路、混肥罐按照要求循环流转过程中准确调控肥液的EC、PH值；其中， 所述肥料浓度采集装置以及PH采集装置分别与数据收集模块连接，所述数据收集模块与调节模块连接，所述调节模块分别与施肥泵、吸肥电磁阀连接。
5.如权利要求4所述的精准配肥与清水灌溉两用的施肥装置，其特征在于，该施肥装置还包括触屏人机交互界面，用于实时显示肥料浓度采集装置以及PH采集装置的采集值和工作状态，以及通过触屏操作方式设置配肥配方、肥料浓度、PH控制目标参数；其中，所述触屏人机交互界面与调节模块连接。
【文档编号】A01C23/04GK203827729SQ201420208386
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】张侃谕, 牛寅 申请人:上海邦伯现代农业技术有限公司