一种适用于山地的水肥一体化灌溉系统的制作方法

1.本实用新型涉及种植；播种；施肥的技术领域，特别涉及一种适用于山地的水肥一体化灌溉系统。


背景技术：

2.我国幅员辽阔，不同的省份适宜种植的作物大相径庭，而即使在同一区域，山地和平原的作物组成也存在差异，其中，山区的情况尤为特殊。受海拔高度和地形的影响，夏季的山地的温度要比同纬度的平原地区温度低，海拔600~1600m的月平均气温为25.4~19.6℃，适于喜温果菜和秋冬蔬菜的生长，因而利用山区夏季独特的自然条件，发展高山无公害蔬菜，是缓解平原地区蔬菜“伏缺”的有效措施，同时也是山区农民脱贫致富的一条好途径。
3.高山蔬菜是指在高山种植的蔬菜，确切地说，是指利用海拔500米以上高山的凉爽气候条件进行春夏菜延后或秋冬菜提前栽培、采收供应期主要为7-9月并具有一定规模的商品蔬菜，当然，各地区种植的高山蔬菜品种各异。
4.在利用山地地形进行种植的过程中，常常面临的问题在于地块及灌区形状不规则、灌溉区内最高点与最低点落差较大、温度、阳光及水分等气象条件存在较大差异、水源供应不稳定、引水耗能过大等问题，无法较好照顾到山地上每一灌区的待灌溉作物。


技术实现要素：

5.本实用新型解决了现有技术中存在的管理效率低、控制精度差、系统性程度低等问题，提供了一种优化结构的适用于山地的水肥一体化灌溉系统。
6.本实用新型所采用的技术方案是，一种适用于山地的水肥一体化灌溉系统，所述系统设有聚液池，对应所述聚液池设有一个或多个中转站，任一所述中转站配合设有配料枢纽，所述配料枢纽与聚液池的输出端配合设置，所述配料枢纽通过灌溉机构与山地配合设置；所述配料枢纽和灌溉机构与控制器配合设置。
7.优选地，配合所述聚液池设有市政管网和集水管路，所述集水管路包括铺设于山地的集水管和开设于山地的集水槽。
8.优选地，配合所述聚液池设有液位传感器，所述集水管与聚液池的连接处设有第一控制阀，所述集水槽的最低点与聚液池间设有闸阀，配合所述闸阀设有提升电机，所述液位传感器、第一控制阀和提升电机连接至控制器。
9.优选地，所述中转站包括首尾连接设置的墙面，配合所述墙面的顶部设有可控屋面板组；所述可控屋面板组包括若干屋面板单件，所述单件包括转轴，所述转轴外配合设有翅片，相邻单件的相对的翅片间通过密封层配合设置；所有的所述转轴端部设有传动链轮，所述传动链轮与转动电机的输出轴通过传动带配合设置，所述转动电机与控制器配合设置。
10.优选地，所述配料枢纽包括与聚液池的输出端连接的提升机构、所述提升机构的输出端设有配料机构，所述配料机构的输出端连接至灌溉机构，所述配料机构的输出端配
合设有过滤机构；配合所述配料枢纽设有监测机构和保护机构；所述提升机构、配料机构、监测机构和保护机构连接至控制器。
11.优选地，所述提升机构包括顺次设置的第一输入管、离心泵和第一输出管，所述监测机构包括设于第一输入管和第一输出管上的压力表，所述保护机构包括设于第一输入管和第一输出管上的第二控制阀及设于第一输出管上的排气阀。
12.优选地，所述配料机构包括与第一输出管通过若干进水阀连接的砂石过滤器；
13.所述砂石过滤器的输出端连接有第二输出管，所述第二输出管上设有t型引水管，所述t型引水管的两个输出端分别连接至配料罐和注水管；
14.所述注水管通过若干输出端分别连接至对应的若干搅拌罐，任一所述搅拌罐设有肥料入料口；
15.所有的所述搅拌罐通过回料管连接至配料罐；
16.所述配料罐通过引料管与t型引水管后的第二输出管连接；
17.所述监测机构还包括设于第二输出管末端的压力表、流量计、ph传感器，所述保护机构还包括设于引料管和t型引水管间及第二输出管末端的第三控制阀、设于第二输出管末端的止回阀及设于第二输出管末端的排气阀。
18.优选地，所述进水阀为三通阀，配合所有的所述进水阀设有排水管。
19.优选地，所述灌溉机构包括铺设于山地的地表内的干管和通过第四控制阀与干管配合的若干支管，任一所述支管上通过若干支杆配合设有喷头，所述喷头设于山地的地表上；所述干管和支管的至少一个端部设有泄水阀。
20.优选地，配合任一支杆和山地的地表间设有支撑架。
21.本实用新型涉及一种优化结构的适用于山地的水肥一体化灌溉系统，设有聚液池，对应聚液池设有一个或多个中转站，任一中转站配合设有配料枢纽，配料枢纽与聚液池的输出端配合设置，配料枢纽通过灌溉机构与山地配合设置；配料枢纽和灌溉机构与控制器配合设置。
22.本实用新型的有益效果在于：
23.（1）利用聚液池，对水源进行有计划的存储，从一定程度上缓解水源供应不稳定、引水耗能过大；
24.（2）利用一个或多个中转站在山地环境中进行分布，有效利用山地的地形、利用不同的气象条件进行灌溉机构的应用，并最终作用于不同的灌区，但其本身不依赖于山地地形，所有的结构可以以标准化形式进行设置；
25.（3）基于灌溉区内不同的海拔、气温等环境因素，利用配料枢纽对灌区内的作物进行有计划、可调节的灌溉，可以更好地照顾到山地上每一灌区的待灌溉作物，提升作物产量。
附图说明
26.图1为本实用新型的系统结构框图，箭头所示为系统中水流或肥料输出的方向；
27.图2为本实用新型中的聚液池的结构示意图；
28.图3为本实用新型的中转站的俯视图结构示意图；
29.图4为本实用新型的中转站的可控屋面板组在半开状态下的结构示意图；
30.图5为本实用新型的配料枢纽的结构示意图；
31.图6为本实用新型的灌溉机构的结构示意图，其中，箭头所示为灌溉的方向，省略支撑架；
32.图7为本实用新型的灌溉机构中任一喷头与支杆、支撑架和支管配合的结构示意图。
具体实施方式
33.下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。
34.本实用新型涉及一种适用于山地的水肥一体化灌溉系统，所述系统设有聚液池1，对应所述聚液池1设有一个或多个中转站，任一所述中转站配合设有配料枢纽，所述配料枢纽与聚液池1的输出端配合设置，所述配料枢纽通过灌溉机构与山地配合设置；所述配料枢纽和灌溉机构与控制器配合设置。
35.本实用新型中，系统通过聚液池1进行水源的聚集及暂存。
36.本实用新型中，由于系统面向的灌区为山地上的灌区，故在对山地进行整体勘察后确认可以划分至同一灌区的区域，对于每个区域设置中转站，一般来说，对应一个灌区设置一个中转站即可；中转站的设置可以由本领域技术人员根据需求自行设置，在实际的应用中，可以以山地的不同高度（段）和/或山地的阴阳面进行划分，进而设置的中转站客观可实现。
37.本实用新型中，灌溉的配料作业通过配料枢纽在每个中转站完成，避免长距离输送配置完成的肥料可能导致的管路堵塞等问题，同时确保了根据即时环境情况、作物生长情况可以快速有效调节灌溉的溶液浓度及灌溉强度。
38.本实用新型中，以灌溉机构与山地配合，对灌区进行全方位的灌溉。
39.本实用新型中，控制器主要完成了各个机构的启、闭，一般通过人工控制和传感设备等反馈的信号进行工作的触发；在实际的应用中，当系统运行出现异常时，包括但不限于没有及时对过滤器进行冲洗而造成的管路堵塞，或者由于恶劣天气（风速过大、雷暴等）造成系统无法正常工作时，系统可以进行报警，控制器关联的变频器、显示界面等将显示错误指令，使得操作人员能第一时间关闭电源，对系统进行及时维护检修，将损失减小到最低；同时控制器还针对系统联网模式和单机模式设置断电保护，当控制器检测到系统或中转站的电压过低时，将立即触发中断程序，若此时系统正在执行作业任务，则将自动保存当前的作业内容与执行情况，当系统进行初始化或重启后，执行的第一个动作就是掉电中断检测，确认系统断电前的设备状态，并进行恢复或重复；以上为本领域技术人员容易理解的内容，本领域技术人员可以依据需求自行设置。
40.配合所述聚液池1设有市政管网7和集水管路，所述集水管路包括铺设于山地的集水管2和开设于山地的集水槽3。
41.配合所述聚液池1设有液位传感器8，所述集水管2与聚液池1的连接处设有第一控制阀4，所述集水槽3的最低点与聚液池1间设有闸阀5，配合所述闸阀5设有提升电机6，所述液位传感器8、第一控制阀4和提升电机6连接至控制器。
42.本实用新型中，通过聚液池1对水源进行积极主动的储备，以确保应用的便利性；
具体来说，包括市政管网7和集水管路，分别对应实际缺水过程中的引水及对山地间的流水等积极主动的利用，当然，聚液池1设置在集水管2的汇集处、集水槽3的最低点。
43.本实用新型中，集水管路主要通过铺设在山地上的集水管2和开设在山地地表的集水槽3进行集水操作，其中，集水管2更适宜于应用在地势复杂或狭窄的区域，而集水槽3可以应用于大多数的山地地表，用于收集雨水、雪水等；集水管2和集水槽3为常规结构，本领域技术人员可以继基于需求自行设置。
44.本实用新型中，通过液位传感器8对聚液池1中的水源量进行监控，当聚液池1中的液位低于当前时间段的预计水位时，可以通过市政管网7进行水源的引入，而当聚液池1中的液位高于当前时间段的预计水位时，可以通过第一控制阀4及闸阀5控制集水量，避免出现聚液池1的破坏。
45.所述中转站包括首尾连接设置的墙面9，配合所述墙面9的顶部设有可控屋面板组；所述可控屋面板组包括若干屋面板单件，所述单件包括转轴10，所述转轴10外配合设有翅片11，相邻单件的相对的翅片11间通过密封层12配合设置；所有的所述转轴10端部设有传动链轮13，所述传动链轮13与转动电机14的输出轴通过传动带28配合设置，所述转动电机14与控制器配合设置。
46.本实用新型中，中转站配合配料枢纽，其可以包括多组，分别用于对应山地的不同灌区。
47.本实用新型中，通过建立中转站的形式，可以有效保护其中的配料枢纽，避免因为环境因素的影响而导致使用寿命的缩短。
48.本实用新型中，中转站设置为房屋形式，用于基本的防风及抵御高温或寒冷而造成的问题，同时为了有效的控制中转站的环境因素，可以配合在墙面9的顶部设置可控屋面板组；具体来说，可控屋面板组包括若干屋面板单件，当需要进行中转站内的气体置换、需要增加光照等，则转轴10转动一定角度、带动翅片11转动一定角度，而当需要对中转站进行顶部遮挡时，则转轴10反向转动一定角度、带动翅片11反向转动一定角度，相邻单件的相对的翅片11间闭合，并通过密封层12密封；在此过程中，可以由控制器控制转动电机14的正转和反转，转动电机14根据电流变化输出不同的功率，从而输出不同的转速和位置输出单元，进而通过传动带28和传动链轮13的配合带动转轴10进行转动。
49.本实用新型中，转动电机14可以与最端部的转轴10进行整合，确保结构设置的便利性。
50.所述配料枢纽包括与聚液池1的输出端连接的提升机构、所述提升机构的输出端设有配料机构，所述配料机构的输出端连接至灌溉机构，所述配料机构的输出端配合设有过滤机构；配合所述配料枢纽设有监测机构和保护机构；所述提升机构、配料机构、监测机构和保护机构连接至控制器。
51.所述提升机构包括顺次设置的第一输入管15、离心泵16和第一输出管17，所述监测机构包括设于第一输入管15和第一输出管17上的压力表18，所述保护机构包括设于第一输入管15和第一输出管17上的第二控制阀19及设于第一输出管17上的排气阀20。
52.所述配料机构包括与第一输出管17通过若干进水阀21连接的砂石过滤器22；
53.所述砂石过滤器22的输出端连接有第二输出管23，所述第二输出管23上设有t型引水管24，所述t型引水管24的两个输出端分别连接至配料罐25和注水管26；
54.所述注水管26通过若干输出端分别连接至对应的若干搅拌罐27，任一所述搅拌罐27设有肥料入料口；
55.所有的所述搅拌罐27通过回料管29连接至配料罐25；
56.所述配料罐25通过引料管30与t型引水管24后的第二输出管23连接；
57.所述监测机构还包括设于第二输出管23末端的压力表31、流量计32、ph传感器33，所述保护机构还包括设于引料管30和t型引水管24间及第二输出管23末端的第三控制阀34、设于第二输出管23末端的止回阀35及设于第二输出管23末端的排气阀36。
58.所述进水阀21为三通阀，配合所有的所述进水阀21设有排水管37。
59.本实用新型中，在主管道装稳压器，以使水压保持恒定。
60.本实用新型中，以离心泵16通过第一输入管15将聚液池1中的水源提升至不同的高度，为了使得提升的有效、并较少耗能，聚液池1和离心泵16间的扬程一般在100m以下，再通过第一输出管17输送至配料机构；通过设于第一输入管15和第一输出管17上的压力表18对提升作业进行检测，当气压高于阈值时，以排气阀20进行排气，延长配料枢纽的使用寿命，也保护了山地的环境安全。
61.本实用新型中，正常情况下，第一输出管17输出的水源首先通过若干进水阀21进入砂石过滤器22进行过滤，完成后，通过第二输出管23上的t型引水管24分配输送至配料罐25和注水管26，注水管26处输出的水源用于在搅拌罐27内搅拌肥料至预设浓度，而配料罐25处输出的水源则用于对多路搅拌罐27输出的肥料进行浓度配置，当然也可以不与肥料进行混合、直接输出水源，完成配料罐25处的处置后通过引料管30，自t型引水管24后的第二输出管23输出。
62.本实用新型中，还存在一种情况即是，存在洪涝风险或是过压的情况，故第一输出管17输出的水源还可以通过进水阀21的另一个出口，由排水管37直接排出。
63.本实用新型中，通过设置在第二输出管23末端（或输出端）的压力表31、流量计32、ph传感器33分别用于监测管内水压、流量、ph值等，通过设于引料管30和t型引水管24间及第二输出管23末端的第三控制阀34、设于第二输出管23末端的排气阀36进行控制或中止输出，当超过预设的阈值时，甚至可以通过前述排水管37直接排出来水，同时通过设于第二输出管23末端的止回阀35防止配置后溶液的回流。
64.本实用新型中，在第二输出管23处同样设置过滤机构44，防止输出端的堵塞，过滤机构44的两端应装有压力表，可以随时了解过滤机构44的堵塞情况。
65.所述灌溉机构包括铺设于山地的地表内的干管38和通过第四控制阀45与干管38配合的若干支管39，任一所述支管39上通过若干支杆40配合设有喷头41，所述喷头41设于山地的地表上；所述干管38和支管39的至少一个端部设有泄水阀42。
66.配合任一支杆40和山地的地表间设有支撑架43。
67.本实用新型中，通过干管38引出灌溉溶液，并通过支管39输送至当前灌区的不同位置。
68.本实用新型中，采用pe管和摇臂喷头41的结构，确保水肥一体化系统平稳、高效的运行，摇臂喷头41的结构为本领域公知技术，本领域技术人员可以依据需求自行设置。
69.本实用新型中，为了确保每个喷头41的有效，对支杆40以支撑架43进行支撑。
70.本实用新型中，为了保障干管38和每个支管39在突发情况下的安全性，对应干管
38和支管39至少有一端需要设置泄水阀42，同样由控制器控制启闭。
71.本实用新型的应用方式为：
72.应用包括湿润阶段、注肥阶段、清洗阶段，此为本实用新型的实施方式，本领域技术人员可以基于需求自行调节，或是以控制器的配置实现其他实施方式；
73.在湿润阶段中，先通过一定量的水湿润土壤、充盈管道，有助于肥料吸收及防止出现烧苗现象；
74.在注肥阶段中，根据用户设定的灌溉总水量、灌溉总肥量肥量以及管道中监测的水速，实时调控注肥速度，通过变频器控制灌溉施肥速率，利用流量计、电动球阀等设备完成水和肥料的定时定量抽取，并结合主管道的流速表和流量计控制任务执行进度；具体来说，通过搅拌罐将肥料原液与水按照一定比例进行预先稀释，混合成水肥基液，降低液体粘度，解决氮肥、磷肥和钾肥等肥料原液的粘性较高、流动性差导致的抽取困难问题，当水肥基液和灌溉水被抽入主管道后，设置缓冲器进行再次充分混合，最后通过增压泵将其输送到农田管网；当搅拌罐的实际液位高度小于设定下限值、实际施肥时间达到设定时间或实际施肥量达到设定施肥量时，缓慢降低施肥量，直至停止施肥，等待下一施肥流程；
75.在清洗阶段中，再通过一定量的水冲洗管道中滞留的肥料，将管壁上残余的肥料随水冲洗到农田中，防止带有腐蚀性的肥料长期残留，造成管道腐蚀。