一种罐状施肥装置及定量施肥方法与流程

本发明涉及灌溉水肥一体化机械技术领域，具体来说，披露了一种罐状施肥装置及定量施肥方法。

背景技术：

灌溉水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、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，浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况；作物不同生长期需水，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，按比例直接提供给作物。

灌溉水肥一体化技术具有“三节、一省、四提”的优势。“三节”即可实现节水、节肥和节药。该项技术可由管道及时定量地向作物根层供水，可根据作物需要对局部进行定量灌溉与施肥，大大提高水的利用效率，实现农业水资源大幅节约。“一省”是指省工，由于采用灌溉设备实现自动施肥浇水，可以大量减少以往灌水施肥的劳动投入和劳动强度。“四提”是指该技术可提高水资源利用效率，提高肥料利用效率，同时由于水肥适时合理供给，可显著增加作物产量，提高单位耕地的产出效率，因此也提高了耕地资源利用效率。此外，该技术可以实现肥料利用效率的提高，因此可以减轻甚至避免农业施肥对土壤、水体面源污染的风险，同时，由于水肥的合理使用可以减少病虫害的发生，减少农药使用，提高农产品生产安全水平和农业生态水平，减轻农药残留对环境污染和对人体的危害。

目前大部分灌溉水肥技术采用水肥预拌的方式，即，在标准含肥水进入灌溉系统之前，通过搅拌装置对水和肥料进行混合预拌得到标准含肥水，再导入灌溉系统，含肥水到达最终施灌点时间太长，加之其他环境因素影响，很可能导致含肥水浓度变化，降低了肥效。另外，一般含肥水动能有限，不能达到离施灌点较远的位置，或到达离施灌点较远的位置的含肥水过少，同样降低了肥水一体化技术的施肥效果。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出了一种罐状施肥装置，其特征在于，包括肥液罐4和射流混合施肥器7，所述肥液罐4位于所述射流混合施肥器7上方，所述肥液罐4与所述射流混合施肥器7的吸肥口9相连。

优选的，在上述罐状施肥装置中，在所述射流混合施肥器7中，进水口2与喷嘴8相连；吸入室10与第一混合室11相连；扩散段12的尾部连接第二混合室13，第二混合室13内交替安装有左旋导叶14和右旋导叶15，其中，灌溉水通过进水口2时，经所述喷嘴8射出，在吸入室10中，由于液体射流的作用，在吸入室10形成局部真空，在大气压与罐体肥液自身重力的作用下，肥液由吸肥口9进入射流混合施肥器7，完成吸肥动作，两股流体在第一混合室11混合，通过扩散段12将混合流体的动能转换为压能，压送到第二混合室13，在第二混合室13内左旋导叶14和右旋导叶15的作用下，混合液体产生切割、剪切、旋转和进一步混合。

优选的，在上述罐状施肥装置中，所述射流混合施肥器7的喷嘴8采用收缩圆锥型。

优选的，在上述罐状施肥装置中，所述射流混合施肥器7的吸入室10与第一混合室11之间收缩角取α＝20°～40°。

优选的，在上述罐状施肥装置中，所述射流混合施肥器7的扩散段12的扩散角取β＝5°～8°。

优选的，在上述罐状施肥装置中，所述射流混合施肥器7的第二混合室13内交替安装三个左旋导叶14和两个右旋导叶15。

优选的，上述罐状施肥装置还包括带有加肥漏斗的盖子。

优选的，上述罐状施肥装置还包括过滤网5。

优选的，在上述罐状施肥装置中，所述过滤网5的目数选择100目到200目之间。

一种定量施肥方法，其特征在于，将上述罐状施肥装置与主管道并联安装于微灌系统首部，所述射流混合施肥器7的进水口2和出水口3均连接于微灌系统输水管道上，灌溉水通过进水口2时，经所述喷嘴8射出，在吸入室10中，由于液体射流的作用，在吸入室10形成局部真空，在大气压与罐体肥液自身重力的作用下，肥液由吸肥口9进入射流混合施肥器7，完成吸肥动作，两股流体在第一混合室11混合，通过扩散段12将混合流体的动能转换为压能，压送到第二混合室13，在第二混合室13内左旋导叶14和右旋导叶15的作用下，混合液体产生切割、剪切、旋转和进一步混合；在此过程中，保持进水口2工作流体的进水压力，则肥液的吸入量基本保持不变；当改变进水压力，则可改变吸肥量。

通过本发明所披露的罐装施肥装置及定量施肥方法，可实现稳定含肥水的浓度，即可定比例/定量施肥，实现水肥方案的精准化，有助于提高施肥效果，降低损耗，并且为含肥水进入微灌系统进一步提供动能，可进一步提升灌溉水肥一体化解决方案的效率。

附图说明

图1为本发明实施例中的罐装施肥装置的三视图。

图2为本发明实施例中的罐状施肥装置的透视图。

图3为本发明实施例中的罐状施肥装置内的射流混合施肥器的透视图。

附图标记：

1-罐体、2-进水口、3-出水口、4-肥液罐、5-过滤网、6-底座、7-射流混合施肥器、8-喷嘴、9-吸肥口、10-吸入室、11-第一混合室、12-扩散段、13-第二混合室、14-左旋导叶、15-右旋导叶。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述的罐状施肥装置做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。

图1为本发明实施例中的罐状施肥装置的三视图。如图1中所示，本发明实施例中的罐状施肥装置从外部观察，可见罐体1、进水口2、出水口3三个结构。

图2为本发明实施例中的罐状施肥装置的透视图。如图2中所示，本发明实施例中的罐状施肥装置，包括肥液罐4、过滤网5、底座6和射流混合施肥器7。罐体1为开放的立式圆柱形，上端有出口，内部包括两部分，上部为肥液罐4，呈倒锥形，肥液罐4可用于注入和储存肥液，下面出口输送肥液。罐体1上方开口处可加装盖子，防止杂物落入罐体内，亦可加装带有加肥漏斗的盖子，便于添加肥液或肥料，同时防止杂物落入罐内，且便于过滤网5的安装与拆卸清洗。考虑到微灌系统的抗堵塞性能，过滤网5的目数选择100目到200目之间，安装于罐体1内部，用于阻止肥液内杂质进入微灌系统，当过滤网5阻塞后可将其取出清洗并进行二次利用。射流混合施肥器7为罐状施肥装置的核心部件，用以将罐体内的肥液与灌溉系统中灌溉水均匀混合并注入微灌管道内。

图3为本发明实施例中的罐状施肥装置内的射流混合施肥器7的透视图。如图3中所示，本发明实施例中的射流混合施肥器包括进水口2、喷嘴8、吸肥口9、吸入室10、第一混合室11、扩散段12、第二混合室13、出水口3、以及左旋导叶14和右旋导叶15。

如图3中所示，喷嘴8与进水口2连接，一般采用收缩圆锥型，吸入室10与第一混合室11之间收缩角取α＝20°～40°，扩散段12的扩散角一般取β＝5°～8°。扩散段12的尾部连接第二混合室13，第二混合室13内交替安装有三个左旋导叶和两个右旋导叶，其目的在于使经过第一混合室11混合后的灌溉水和肥液的混合溶液在扩散段12扩散后在第二混合室13内的导叶作用下产生切割、剪切、旋转和重新混合，使液体时而左旋，时而右转旋，不断改变流动混合方向，不仅将中心处溶液推向周边，而且将周边溶液推向中心，从而造成良好的径向混合效果，达到灌溉水和肥液获得混合均匀的目的。

本实施例中的罐状施肥装置与主管道并联安装于微灌系统首部。射流混合施肥器7的进水口2和出水口3均连接于微灌系统输水管道上，灌溉水通过进水口2时，经所述喷嘴8射出，在吸入室10中，由于液体射流与周围被吸肥液发生动量交换，使肥液流速增加而压力降低，两股流体在第一混合室11混合，并进行能量和质量交换，两者速度、密度在第一混合室充分混合，通过扩散段12将混合流体的动能转换为压能，压送到第二混合室13，在第二混合室13内导叶的作用下，混合液体产生切割、剪切、旋转和进一步混合，使得混合液体在出口处的速度、密度渐趋一致，达到充分混合的目的。最后，充分混合的液体经出水口3进入微灌系统输水管道。

本发明实施例中的罐状施肥装置内的射流混合施肥器7的详细工作原理为：工作流体经喷嘴8喷射进入吸入室10，由于液体射流的作用，在吸入室10形成局部真空，在大气压与罐体肥液自身重力的作用下，肥液由吸肥口9进入射流混合施肥器，完成吸肥动作。在此过程中，保持进水口2工作流体的进水压力，则肥液的吸入量基本保持不变；当改变进水压力，则可改变吸肥量。因此，在微灌系统灌溉管道内，保证灌溉系统工作条件不变的条件下，其吸肥量不会发生变化，故可完成定比例施肥；同时，也可根据灌溉要求调节在射流混合施肥器7的进口压力，达到调节吸肥量的目的。

通过本发明所披露的罐装施肥装置及定量施肥方法，可实现稳定含肥水的浓度，即可定比例/定量施肥，实现水肥方案的精准化，有助于提高施肥效果，降低损耗，并且为含肥水进入微灌系统进一步提供动能，可进一步提升灌溉水肥一体化解决方案的效率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。