一种水肥一体化灌溉装置及其灌溉方法与流程

本发明涉及配水，尤其涉及一种水肥一体化灌溉装置及其灌溉方法。

背景技术：

1、传统的农业种植过程中施肥与灌溉多分开进行，其中施肥多以人工抛洒化肥为主，灌溉则多采用大水漫灌的方式，可知存在资源浪费、劳动强度大的问题。为解决上述技术问题，现有技术开始研究水肥一体灌溉装置，例如：

2、cn201610106337.x公开了一种温室水肥气热一体化智能灌溉系统，其包括动力源、水源、施肥加气单元，滴灌单元、检测单元、plc控制器和智能移动终端，该灌溉系统采用了清洁能源的动力源，减少了农田生产的电力投资，经济环保；通过plc控制器采集检测单元以及传感器数据从而控制水源、施肥加气单元以及滴灌系统，实现了自动灌溉、施肥、加气、加热；智能移动终端通过无线网络连接无线通讯器从而获得土壤的水分、盐分、温度以及作物生长情况等信息并能对plc控制器的整个自动化作业进行监控。

3、cn201910651211.4公开了用于地面灌溉的水肥一体化灌水施肥系统，该系统包括：施肥系统和用于将所述施肥系统中的水肥溶液输送至田间的低压管道；其中，所述施肥系统包括：肥料溶解装置、注肥装置和智能控制装置；所述肥料溶解装置包括：化肥投放口、进水口和水肥溶液出口，在所述进水口处设置有第一阀门；所述注肥装置包括：与所述水肥溶液出口相连接的进肥口和与所述低压管道相连接的注肥口；在所述水肥溶液出口和所述进肥口之间设置有第二阀门；在所述注肥口与所述低压管道之间设置有第三阀门；所述第一阀门、第二阀门和第三阀门均与所述智能控制装置相连接。通过灌水流量与注肥速率同步，满足地面灌条件下，畦/沟灌轮灌对水肥同步的需求。

4、可知现有的水肥一体灌溉存在以下问题：

5、1、混料桶中颗粒肥易在底部沉淀、堆积，溶解效果较差；

6、2、在灌溉前需要人工铺设软管，且在灌溉完成后，为了避免影响种植的正常进行，还需要对软管回收，依旧存在较大劳动强度。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种水肥一体化灌溉装置及其灌溉方法，通过将肥料颗粒装填到分装浮力球内，借助浮力使得分装浮力球漂浮在水内，便于充分与水接触后溶解，提高了溶解速率。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种水肥一体化灌溉装置，包括混料桶、与混料桶的输入口连通的蓄水桶和蓄肥桶、与混料桶的输出端连通的灌溉总管以及与灌溉总管连通的灌溉分支管，灌溉总管还经泵与水源连通，混料桶内部经下料板分隔成顶部下料仓和底部混合仓，顶部下料仓与蓄肥桶连通，底部混合仓与蓄水桶连通，底部混料仓内部设置有与顶部下料仓连通的分装浮力球组件，分装浮力球组件包括多个分装浮力球，分装浮力球的球壁上开设有进水孔。

3、优选的，分装浮力球组件包括多条呈竖向线性阵列布置的分装浮力条，每条分装浮力条上经拉绳串联有多个分装浮力球，拉绳依次穿过下料板和混料桶顶端后与同步收放机构连接；

4、相邻两个分装浮力球的相对侧以及最顶端的分装浮力球面向下料板的一侧均设置有开合组件，顶端下料仓经开合组件与分装浮力球连通。

5、优选的，分装浮力球上开设有径向穿孔，开合组件包括固定于径向穿孔内部的竖向连接管、分别竖向滑动设置于竖向连接管上下两端的顶端弧形板和底端弧形板，顶端弧形板与底端弧形板的相对侧经压紧弹簧连接，顶端弧形板的底端弧形板的相背侧分别经径向穿孔的顶端和径向穿孔的底端穿出分装浮力球，分装浮力球靠近径向穿孔的内壁与顶端弧形板或者底端弧形板压接；

6、顶端弧形板和底端弧形板上均开设有用于穿设拉绳的穿孔。

7、优选的，多条分装浮力条呈矩形阵列布置，同步收放机构包括对应每根拉绳垂直转动设置于混料桶顶端的卷筒、与卷筒同轴连接的从动链轮、对应同一列的从动链轮设置的主动链轮、与主动链轮连接的主动轴以及与主动轴连接的收放驱动电机；

8、卷筒与拉绳的顶端绕接，拉绳的底端依次穿过混料桶顶端、上料板、位于同一竖直线上的多个分装浮力球后与最底端的分装浮力球固定连接。

9、优选的，混料桶的内壁上且对应下料板的位置开设有放置槽，下料板的对称两侧分别经水平弹簧和振动组件与放置槽连接；

10、振动组件包括固定于放置槽内部的振动驱动电机、与振动驱动电机的输出轴偏心连接的水平转轴，水平转轴与下料板的侧壁贴合。

11、优选的，混料桶的顶部中间位置经下料管与蓄肥桶连通，下料管伸入混料桶内部的一端设置有均料喇叭管，均料喇叭管内固定有均料栅格网板。

12、优选的，灌溉分支管为橡胶软管，灌溉分支管缠绕于同步收放管机构上，同步收放管机构包括中间绕接有灌溉分支管的绕接轴、转动设置于绕接轴两端的支撑架、固定于支撑架底端的履带式行走小车；

13、位于绕接轴两端的两个履带式行走小车的行走驱动电机均与同步控制器相连；

14、绕接轴上且对应每个灌溉分支管的位置均垂直转动连接有竖向加强杆的一端，竖向加强杆的另一端垂直转动连接有行走轮；

15、绕接轴上且关于每个灌溉分支管的两侧均固定有环形挡板，两侧的环形挡板之间的间距不小于一个灌溉分支管的外径且小于两个灌溉分支管的外径和。

16、优选的，灌溉分支管的对称两侧分别设置有滴灌口和支撑组件，支撑组件包括粘接于灌溉分支管上的弧撑弹性护板，弧撑弹性护板的内壁与灌溉分支管的外壁相适配，弧撑弹性护板上且对应滴灌口的位置固定有卡塞；

17、卡塞的最低端高度高于弧形弹性护板的最低端高度。

18、优选的，蓄水桶的底端经泵与水源连通，蓄水桶的顶端设置成雨水收集喇叭口，蓄水桶内部且靠近雨水收集喇叭口的一端固定有滤网。

19、一种水肥一体化灌溉装置的灌溉方法，包括以下步骤：

20、s1、铺管：

21、打开行走驱动电机，行走驱动电机带动履带式行走小车沿待灌溉农田的田垄行走，行走的过程中放出灌溉分支管，直至行走至待灌溉农田的边缘或者完全放出灌溉分支管，关闭行走驱动电机；

22、s2、混料：

23、s21、打开收放驱动电机，收放驱动电机依次经主动轴、主动链轮和从动链轮带动多个卷筒同步收卷，缩短拉绳的长度，直至串联于拉绳上的多个分装浮力球相互压接，此时借助相邻两个分装浮力球之间压力，向径向穿孔内压动顶端弧形板和底端弧形板，顶端弧形板和底端弧形板与分装浮力球之间形成下料通道；

24、s22、打开蓄肥桶，蓄肥桶内的肥料沿下料管、均料喇叭管进入顶端下料仓内，打开振动驱动电机，顶端下料仓内的肥料颗粒沿下料通道进入最低端的分装浮力球内，直至最低端的分装浮力球装满，同样的依次装满位于同一竖直线上的多个分装浮力球后，关闭振动驱动电机，反向打开收放驱动电机，放出拉绳，顶端弧形板和底端弧形板在压紧弹簧的作用下重新压紧分装浮力球；

25、s23、打开蓄水桶向底部混料仓内注水，使得分装浮力球浮在底部混料仓内部，并借助水流冲击分装浮力球内部的肥料，直至肥料溶解；

26、s3、打开灌溉总管，向灌溉分支管内通入清水设定时间后，打开混料桶，溶解肥料的水流入灌溉总管内，并沿灌溉总管、灌溉分支管和滴灌口进行水肥灌溉，水肥灌溉设定时间后，关闭混料桶，再次灌溉清水设定时间，关闭灌溉总管；

27、s4、反向打开行走驱动电机，将灌溉分支管重新缠绕到绕接轴上对应两个环形挡板之间，且相邻两圈灌溉分支管中的内圈灌溉分支管上的弧形弹性护板内卡入外圈灌溉分支管，同时内圈灌溉分支管上的弧形弹性护板上的卡塞卡住外圈灌溉分支管上的滴灌口，直至收卷完毕，关闭行走驱动电机。

28、本发明具有以下有益效果：

29、1、通过将肥料颗粒装填到分装浮力球内，借助浮力使得分装浮力球漂浮在水内，便于充分与水接触后溶解，提高了溶解速率。

30、2、通过设置收放管机构，可机械化收放滴灌分支管，减轻了农民的劳动强度。

31、3、可利用蓄水桶在雨天蓄水，节约水资源。

32、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。