多功能缓释施肥器的制作方法

本发明涉及施用肥料的浇水系统，特别是一种多功能缓释施肥器。

背景技术：

纵观当今灌溉领域，微灌的灌溉水利用系数可达90％以上，因此“九五”以来微灌技术在我国得到了较快发展，截止2009年全国微灌面积已达1800万亩，为落实2011年中央一号文件和中央水利工作会议精神，全国规划发展节水灌溉工程面积约1.95亿亩，其中微灌4816万亩，在全国范围内大力发展节水灌溉的新一轮热潮已经兴起。现代微灌技术可实现灌溉与施肥的一体化作业，因此需要在灌溉系统的压力管道内注入肥料，常用的注肥装置有压差式施肥罐、文丘里施肥器和注肥泵等，但现有的这些装置有些设施庞大、操作不便、浪费严重；有些不易调节、施肥不匀，都难以适应节水灌溉系统要求进行多样化肥水一体化管理的要求。

文丘里施肥器是由收缩管、扩长管、喉部、吸肥管组成。将文丘里施肥器与微灌给水系统连接安装，使用时调节阀门，让水压在阀门前、后形成一定压力差，水流通过由大渐小的管道后再通过由小渐大的管道，文丘里管喉部水流经过狭窄部分时流速加大，当喉部管径水流速达到一定程度时收缩口和扩长口水流形成负压，喉管侧壁上的小口将肥料溶液从敞口肥料桶内通过小管吸入肥料。文丘里施肥器因其结构简单、无运动部件等特点，在日光温室、拱形温室等小规模微灌系统中得到较多应用，但文丘里施肥器吸肥过程中不仅需另外使用肥液桶，使得操作不方便，而且存在压力损耗大、临界工作压差高、吸肥流量易随工作压力而波动、肥液浓度难以控制等缺点，同样也难以适应滴灌、渗灌、微喷等微灌系统对肥水一体化施肥浓度控制和小型多样化便捷操作的要求。

为解决上述问题，本申请人发明了一种环形罐装式缓释施肥器（中国实用新型专利说明书CN203301985U）。请参阅图1，它包括一通水管D3，通水管D3具有进水口D1和出水口D6，通水管D3上靠近进水口D1的一端连有倒L型支管D2，通水管D3靠近出水口D6的一端连有肥液管D4，支管D2与肥液管D4的上端相连，并与通水管D3形成环形结构且相对封闭。作为一种实施例，该通水管D3的管径为32mm，支管D2管径为20mm，肥液管D4中段较粗的一段肥液管（形成存储肥液的罐装式圆管）管径为63mm。该环形罐装式缓释施肥器还具有以下结构：通水管D3 的出水口D6向外延伸出灌溉管段D8，灌溉管段D8上设有数个滴头D81（也可以是喷头）的出水孔，并且灌溉管段D8的尾端D82处封闭（也可以设置开关）；肥液管D4的顶端，并位于支管D2与肥液管D4的连接处上方，具有加肥口D5，并设有加肥口开关D51；支管D2下端具有泄水口D22，并设有泄水口开关D23。

该环形罐装式缓释施肥器的运作步骤如下：

1.关闭进入通水管D3的水源，打开泄水口开关D23，打开加肥口开关D51，将肥液管D4和支管D2中高于泄水口开关D23的水排空。

2.关闭泄水口开关D23，从加肥口D5 处向肥液管D4中加入肥液，关闭加肥口开关D51。

3.打开水源使水从进水口D1流入通水管D3并经出水口D6流入灌溉管段D8，水流会逐渐缓慢的带走肥液管D4中的肥液。当从灌溉管段D8流出的水量小于从进水口D1流入通水管D3的水量时，水流从肥液管D4底端产生向上压力的同时，也会通过支管D2从肥液管D4的顶端产生反方向的压力，从而使肥液管D4内两端的压力处于相对平衡状态，使肥液管D4中的肥液通过分子扩散的方式逐渐缓慢的进入通水管D3进入灌溉管段D8，这样不仅可以很好地控制肥液在水中的浓度，也可保证从肥液管D4中进入通水管D3和灌溉管段D8的液体浓度相对均匀，以保证施肥的缓释性、均匀性和高效性。

在其他应用中，泄水口和泄水口开关也可设置在肥液管的下端；肥液管下端靠近通水管处还可设置截流阀门，截流阀门较佳地设于泄水口下方（若有泄水口），作用是可以在从肥液管的加肥口加肥时，尤其是在加入固体肥料时，关闭截流阀门，以避免肥料沉入通水管中，以保证灌溉施肥的均匀性。

虽然上述现有的环形罐装式缓释施肥器具有上述特点，但是在实际使用中仍然还存在一些问题：

1、实际使用中发现，在向肥液管D4中加入肥液后，由于该装置肥液管D4内两端的压力处于相对平衡状态，使肥液管D4中的肥液通过分子扩散的方式逐渐缓慢的进入通水管D3进入灌溉管段D8，因此出肥量很小，施肥浓度过低，致使在确定的灌溉时间内，难以施入足够的肥料。

2、该装置只能适用于施加肥液，即肥液管D4中加入预先溶解调配好的肥液，不适合使用可溶解的固态肥料。其主要原因在于：

由于该装置的肥液管D4与通水管D3是上下直接连通的，其连通面通常比较大（否则施液肥浓度太低），当固体肥料加入肥液管D4后，就会直接落入通水管中，即便在通水管输送过程中进行了溶解，但是往往肥液浓度很大或者还有很多固态肥料没有溶解.达不到预设的施肥效果。

（3、由于无法施用可溶解的固态肥料，而肥液管的容积又比较小，因此，如果要保证足够的施肥量，这种现有装置的肥液管中就需要反复频繁地加入肥液，比较麻烦。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多功能缓释施肥器，主要解决上述现有技术所存在的技术问题，它可直接采用可溶解的固态肥料进行肥水一体化灌溉施肥，施肥快速、稳定、高效，且结构简单，便于操作。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种多功能缓释施肥器，它包括通水管、肥料容器、肥水引流管和支管；其特征在于：该肥水引流管设置于肥料容器内并向外延伸与通水管连通，该肥水引流管上具有通孔与肥料容器相连，该通水管具有进水口和出水口，该肥料容器具有可开闭的加肥口，该通水管上靠近进水口的一端通过补水口与支管下端连通，该支管上端与肥料容器连通，该通水管的出水口向外延伸出灌溉管段；施肥时，该肥料容器通过支管可从进水口补水。

所述的多功能缓释施肥器，其特征在于：该通水管在补水口与出水口之间具有壶口，肥水引流管与壶口与出水口之间的通水管相连通。

所述的多功能缓释施肥器，其特征在于：该肥料容器上端设置有连接排气阀的排气口。

所述的多功能缓释施肥器，其特征在于：该排气阀是浮球排气阀。

所述的多功能缓释施肥器，其特征在于：该通水管靠近进水口处具有与通水管连通的爬升管段。

所述的多功能缓释施肥器，其特征在于：该肥料容器的加肥口处具有加肥口开关，该加肥开关是球阀结构或拧盖结构。

所述的多功能缓释施肥器，其特征在于：该通水管包括直接与进水口和出水口连接的主管，该主管上具有第一壶口，该第一壶口设置在补水口与出水口之间,该主管上并联一分管，该分管的进口和出口与主管连通并位于第一壶口两侧，该分管上具有第二壶口，该肥水引流管与分管上靠近第二壶口出水端处连通。

所述的多功能缓释施肥器，其特征在于：该灌溉管段还连接一直通水管，该直通水管与通水管并联；该直通水管上具有第一电动阀，该进水口处设置第二电动阀，该出水口处设置第三电动阀，在肥水引流管外伸段的旁通管上设置一个泄水用的第四电动阀，上述阀门均由控制器控制。

进一步地，该出水口处设置可延时打开的常闭阀，上述阀门均由控制器控制。

本发明具有如下优点：

1、本发明使用时，可以适用于可溶解固态肥料的添加、溶解和施放，可以在较小容积的肥料容器内一次性加入较多肥料，解决了肥液的添加量比较有限的问题，施肥便捷、快速、均匀、高效。

2、本发明，采用支管补水和肥水引流等方式，不仅解决了快速直接施用可溶性固体肥料的问题，而且可使施肥的浓度达到大多数植物田间施肥的需求，同时保证了施肥的时效性、稳定性和均匀度。

3、本发明除了可以适用于可溶解的固态肥料，仍然可以适用于肥液，而且施肥的效率与现有的技术相比有较大的提高。。

4、本发明装置结构简单、操作方便，特别是可以配合直通水管进行灌溉和施肥的多功能自动控制操作。

附图说明

图1是一种现有环形罐装式缓释施肥器的结构示意图。

图2是本发明实施例1的结构示意图。

图3是本发明实施例2的结构示意图。

图4是本发明实施例3的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图2，它是本发明一种多功能缓释施肥器实施例1的结构示意图。如图所示：它包括具有进水口1和出水口6的通水管，该通水管上方具有肥料容器9，该肥料容器9上端具有可开闭的加肥口16，该通水管上靠近进水口1的一端通过补水口2与支管12下端连通，该支管12上端与肥料容器9连通（优选为与肥料容器9上端连通），该通水管的出水口6向外延伸出灌溉管段，灌溉管段上设有数个滴头（也可以是喷头）的出水孔，并且灌溉管段的尾端处封闭（也可以设置开关）。该实施例的特点是：该肥料容器9内具有肥水引流管10，且该肥水引流管10从该肥料容器9内延伸出下端与通水管连通，在该肥料容器9内的该肥水引流管10具有通孔8、11。优选的是在肥水引流管10管壁上设置通孔8、11，而该肥水引流管10可以是上端封闭；更优选的，是通孔8、11分别设置在肥水引流管10的不同高度和方向上，比如：可以呈螺旋形环绕设置。本实施例1中，在靠近该肥料容器9的底部位置的肥水引流管10的管壁上以呈螺旋形环绕的方式和在肥水引流管10的上端位置的不同方向分别设置若干个4-6mm的小孔（在管壁上设置小孔，既可避免有过多的固体肥料直接进入肥水引流管10，又可以通过在不同位置、不同方向设置不同数量的小孔控制施肥的浓度和均匀度）。施肥时，将可溶解固体肥料从加肥口16加入肥料容器9中，（为便于加肥，可在肥料容器9的下端处或肥水引流管10的下端处或通水管上设置快速泄水阀，以在加肥前快速泄掉肥料容器9内留存的液体），打开进水口1，水流可通过支管12进入肥料容器9（当出水口6关闭时水流也可通过肥水引流管10及通孔8、11进入肥料容器9），打开出水口6，进入正常施肥时，肥料容器9通过支管12从进水口1得到补水，肥料容器9内固体肥料被不断溶解形成肥液，肥液再通过肥水引流管10的通孔8、11进入肥水引流管10并进入通水管后随供水系统一并输送到灌溉管段进行施放（肥液中可能会有少许固态肥料，也会随着水流逐渐溶解）。当然，本实施例也仍然适用于添加肥液，只是每次施肥的量会比直接加固体肥料少得多。

本实施例为确保施肥的稳定性，还采用如下结构：

该通水管包括直接与进水口1、补水口2和出水口6连接的主管，该主管上的补水口与出水口之间具有第一壶口4，该第一壶口4设置在补水口与出水口之间,该主管上并联一分管，该分管的进口3和出口5与主管连通并位于第一壶口4两侧，该分管上具有第二壶口7，该肥水引流管10的下端与分管上靠近第二壶口7出水端处连通。其中：分管上的第二壶口7有助于在肥水引流管10的下端形成类似于文丘里效应，确保肥水引流管10内的肥液不断稳定输出。主管上的第一壶口4可保证对支管12的补水。

本发明中，该肥料容器9通常是一个可以封闭并可以承受水压的容器（等同于现有技术中的肥液管D4），本实施例实现肥料容器9通过支管12从进水口1补水的结构是：

（a）该肥料容器9上端设置有连接排气阀15（如：浮球排气阀）的排气口13，这样就可以避免空气集聚在肥料容器9内而影响补水。

（b）该通水管靠近进水口1处具有与通水管连通的爬升管段17，只有当进水口1处水量达到一定量才能进入通水管，以保证通水管内的水流量。

（C）该主管上的补水口与出水口之间具有第一壶口4，该分管上具有第二壶口7，以保证具有足够的水流进入支管。

本实施例中，该肥料容器9的加肥口16处具有加肥口开关14，该加肥开关14是球阀结构（在其他实施例中也可以用拧盖等其他开闭结构）。在需要添加固态肥料或肥液时打开，添加完毕后关闭，以使支管12和肥料容器9通过肥水引流管10与通水管形成环形结构且相对封闭。

再请参阅图3，它是本发明实施例2的结构示意图，它是本发明一较佳实施例。如图所示：它除了具有实施例1的结构以外，该例还有一个与灌溉管段相连通的直通水管18，该直通水管18与通水管并联；该直通水管18上具有电动阀V1，该进水口1处设置电动阀V2，该出水口6处设置电动阀V3，在与肥水引流管10延伸段相连通的旁通管上设置一个泄水用的电动阀V4（用于在加肥前排放肥料容器9内的液体），上述阀门均由控制器C控制。控制器C对电动阀的控制可以根据需要设置多种方式，可以各个电动阀单独控制，也可以连通控制，反向控制、延时控制等，这都是现有电路控制技术可以实现的，在此不再赘述。

当不需要施肥而进行正常灌溉时，控制器C控制打开电动阀V1，水流通过直通水管18和灌溉管段向植物进行浇水灌溉。当需要施肥时，控制器C控制先将V4打开，以泄掉肥料容器9内的液体，便于从加肥口16往肥料容器9内加肥，在加肥完毕、关闭加肥口16后，在打开V2以前或者同时，必须关闭V1和V4，以免水流从直通水管18和V4直接流走，V3可与V2同时打开，但优选的，是略迟于V2打开，这样可使水流更快速的充满肥料容器9再通过V3和灌溉管段向植物进行肥水一体化灌溉施肥。另，请参阅图4，它是本发明的实施例3。与实施例1相比，其区别主要在于通水管只有一条具有壶口的主管而没有分管。实施例3也适用于固态肥料的使用，但是施肥浓度的控制比实施例1要差。当然，它与现有技术相比仍然是具有很大进步的，在此不再赘述。

作为本发明的变化例，该通水管在补水口与出水口之间具有的壶口也可以用可以控制水流通过的开关结构。

综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。