一种农药和化肥的配比装置和方法与流程

本发明涉及农、林和卫生防疫领域，主要涉及用药和化肥的配比技术。

背景技术：

目前农业、林业病虫害的防治主要依赖于施用农药的化学防治，然而农药的不合理使用又会对植物和土壤造成严重污染，并通过生物链危害着人类健康。目前农业病虫防治中一个突出的问题就是农药用量偏高，利用率偏低。

农药除一些特殊的低浓度粉剂、颗粒剂等可以直接使用外，多数剂型需要加水，或泥粉、细沙等稀释，配制成一定浓度或倍数后再使用。在我国施药生产过程中，农药基本都是采用手工进行配制，农药在剂量、混合的均匀度等方面都有着很大的误差，而且农民传统上重治轻防，大多未经培训，打保险药、乱用药，擅自增加用药次数，一些农民治虫防病心切，对农技、植保部门指导的用药品种、用量不精确，施药时任意增加品种和用量，导致作物抗药性上升快，恶性循环。

随着社会的发展，国家对病虫害防治及其环保方面的投入也不断加强，中国已明确提出大力发展专业化统防统治的要求，搞好科学用药、减量用药，提高农药利用率。为了实现上述国家要求，规范化用药是精准农业中的一个重点内容，只有掌握了准确的农药使用浓度的配制，才能充分发挥农药的效能，避免人畜中毒事故和植物药害，减少对环境的污染，收到预期的防治效果。

技术实现要素：

针对背景技术中存在的问题，本发明提出一种农药和化肥的配比装置，包括：

预混合箱，所述预混合箱具有进药口、进水口和出药口；和

次级混合箱，所述次级混合箱具有次级进药口、次级进水口和次级出药口，其中次级混合箱的次级进药口连接到预混合箱的出药口；

主控器，所述主控器实时调整预混合箱和次级混合箱的进水量和进药量。

本发明还提出一种农药和化肥的配比方法，包括：

1)在预混合箱中按照第一稀释比例来稀释药品；

2)在次级混合箱中按照第二稀释比例来稀释药品，其中次级混合箱的药品来自所述预混合箱；

3)根据所需稀释比例实时调整预混合箱的第一稀释比例。

本发明的目的包括：

1、采用药水分离、实时配制、充分混合和精确配比；

2、药水随用随混、定量使用，作业前后检测对比；

3、数据实时传输上报，有效地控制乱用药、多用药和浪费药。

本发明的优点包括：

1、采用了配药设备完成配药，避免了手工配药的不精确性；

2、避免了人与药的直接接触，消除了潜在威胁；

3、在线混药是根据喷施的条件来精确计量；

4、药水分离，节约了资源，剩余的原液可以回收储存；

5、设备的恒温装置可以保证农药在恶劣的环境中保证药效；

6、可以记录显示每次工作的用水量和用药量，便于上传统计数据；

7、使用自动化精确配比，工作完成后自动冲洗，省时省力。

附图说明

图1为本发明的农药和化肥的配比装置的结构原理图；

图2为本发明的农药和化肥的配比方法的流程图。

附图标记

1-药箱 11-电磁阀 12-流量计 13-药泵 14-单向阀 15-回收瓶 16-按压阀

2a-内部水箱 2b-外部水箱 21-电磁阀 22-流量计 23-清水泵

24-单向阀 25-浮球阀 27-截止阀 28-单向阀 29-过滤器

3-预混合箱 31-过滤器 32-搅拌器 33-液位传感器 34-截止阀

4-主控器 5-承药箱 6-次级混合箱 61-次级进药口 62-次级进水口

63-次级出药口 64-流量计 65-泵 66-单向阀 67-流量计。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施方式，其中相同的部件用相同的附图标记表示。下面以农药进行举例，但本发明的应用领域不仅仅限制于农药，还可以是化肥，通常的药品等领域。

农药除一些特殊的低浓度粉剂、颗粒剂等可以直接使用外，多数剂型需要加水，或泥粉、细沙等稀释，配制成一定浓度或倍数后再使用。下面以原药和清水进行混合来描述本发明，但是本发明不限于原药和清水，可以是任意两种液体，或者两种粉末，或者液体与粉末，也可以是多种原药混合。

配比装置的第一实施方式

图1显示了本发明的配比装置的结构图。

本发明的配比装置包括预混合箱3和次级混合箱6。预混合箱3具有进药口、进水口和出药口。次级混合箱6具有次级进药口61、次级进水口62和次级出药口63。预混合箱3的进药口连接到外部的药箱1，进水口连接到外部的水箱2a。次级混合箱6的次级进药口61连接到预混合箱3的出药口，次级进水口62连接到水箱2a，次级出药口63连接到外部的承药箱5。

其中，在预混合箱3的进药口处设置有流量计12，用于计量流入的药量。在在预混合箱3的进水口处设置有流量计22，用于计量流入的水量。在预混合箱3中，来自药箱1内的原液和来自水箱2a的水充分混合。由于流量计12和流量计22的精确计量，可以配比出精确比例的药液。

在次级混合箱6的次级进药口处61和次级进水口62处也分别设置有流量计，用于计量流入的药量和水量。次级混合箱6能够按照内部设置的药水比例关系控制流入的水量和药量，并进行充分自动混合，外部设置的流量计实时监控，并与次级混合箱的内部设置的比例关系相比较。

当前可以采用稀释泵作为次级混合箱6，稀释泵设定稀释比例(1:X2)后，当进水口进水时，其自动从进药口吸进药液，进行充分混合，实时从出药口出药。但是当前的稀释泵有其缺陷：首先，设定的稀释比例是固定的，即使可调，其可调的范围也很小，不适用于需要大比例稀释的农药。其次，当前的稀释泵都是实时吸药混合，实时将混合后的农药排出，但是某些农药需要混合后静置一段时间(有的可能需要几天)，等药效充分达标后才能喷洒，显然当前的稀释泵满足不了如此的需求。第三，当前的稀释泵一般不适合多种药品的混配。

为此，本发明设置了预混合箱3，预混合箱3可以设置多个进药口，其能够满足多种药品的混配，满足药品需要静置的需求，而且还具有一定稀释比例(1:X1)，与次级混合箱6(1:X2)的配合后，可以满足很大范围的稀释比例的农药。

本发明的配比装置还包括主控器4，主控器4根据预混合箱3的体积(V)或用药量(L)，以及稀释比例(1:X1；1:X2)计算流入预混合箱3的药量和水量，实时接收流量计12、22和64、67传输的数据。

优选地，药箱1与预混合箱3的连接通路上还设置药泵13，用于将药箱1中的原液泵入预混合箱3。在水箱2a与预混合箱3的连接通路上还设置清水泵23，用于将水箱2a中的水泵入预混合箱3。

优选地，本发明的配比装置还可以外联外部水箱2b，外部水箱2b内装的也是清水，作为补充水源或替代水箱2a。外部水箱2b连接到水箱2a，用于给水箱2a供水。外部水箱2b和次级混合箱6的连接通路上设置有单向阀28和过滤器29。该连接通路上还设置有泵65，用于对输送的清水进行加压。在输送药液的过程中，外部水箱2b利用泵65通过分支管路将清水补充到水箱2a中。

本发明的配比装置有两种工作方式。

第一种为单次输药，主控器4设置输药比例(即药:水＝1:X)和输药量(L)。主控器4计算原液量(L/X)和预混合箱3的输药比例(1:X1)所需的清水量(L*X1/X-L/X)。主控器4启动药泵13和清水泵23，同时监控流量计12和22的流量，根据流量计12和22的计量将定量的原液和清水注入预混合箱3，然后停止药泵13和清水泵23。

预混合箱3将清水和药液充分混合后，主控器4开启泵26，清水由水箱2b进入次级混合箱6，同时次级混合箱6自动打开次级进药口61，吸入预混合箱3内的混合液。其中，主控器4根据次级混合箱6的输药比例为(1:X2)计算泵65应该泵入的清水量。

第二种为持续输药，主控器4设置输药比例(即药:水＝1:X)。其中，在预混合箱3的输药比例为(1:X1)，体积为(V)，在稀释泵的混合比例为(1:X2)。主控器4计算预混合箱3的原液量(V/X)和所需的清水量(V*X1/X-V/X)。输药过程中，主控器4检测预混合箱3内的剩余药水量，判断直接送入次级混合箱6进而二次稀释，还是先补充预混合箱3内的药量然后再送入次级混合箱6进行二次稀释。

第三种为中途配比变化输药，因为施药设备的不同，可能会在配制过程中出现浓度变化的要求。如果需要变换比例(由1：X变为1：Y)，主控器4根据要求的比例现将预混合箱3内的剩余药水调整为合适比例然后再经过次级混合箱6二次稀释。

Y＝Y1*Y2＝Y1*X2(X＝X1*X2，其中X2＝Y2，固定不变。通过改变X1来改变X。)

假设预混合箱3的体积为V，变比例时箱内还剩余T升浓度为1:X1的药水，

如果Y>X,比例由1:X变为1:Y需要再加入M升水。

T/X1÷(T+M)＝1/Y1；

M＝T*Y1/X1-T。

如果Y<X,比例由1:X变为1:Y需要再加入M升原液

(T/X1+M)÷(T+M)＝1/Y1；

M＝(T-T*Y1/X1)/(Y1-1)

如果M>(V-T)，则主控器4提示放出预混合箱3内的药水重新配制。

配比装置的第二实施方式

本发明的第二实施方式是对第一实施方式的各种改进。

在本实施方式中，本发明的配比装置还可以包括：药箱1和水箱2a。药箱1中存放待混合的药品(或原液)，根据需要，可以设置多个药箱1。水箱2a中存放清水。药箱1中的原液和水箱2a中的水流入到预混合箱3中进行混合。流量计12可以设置在每一个药箱1和预混合箱3的连接通路上，也就是为每一个药箱1配置一个流量计12来监控其流量。流量计22可以设置在水箱2a和预混合箱3的连接通路上。

优选地，药箱1与预混合箱3的连接通路上设置有电磁阀11，电磁阀11用于开启关闭药箱1的开口。

优选地，药箱1与预混合箱3的连接通路上还设置单向阀14，防止预混合箱3内的混合液反向流入药箱1中。

同样，在水箱2a与预混合箱3的连接通路上可以设置有电磁阀21，电磁阀21用于开启关闭水箱2a的开口。

优选地，在水箱2a与预混合箱3的连接通路上还设置单向阀24，防止预混合箱3内的混合液反向流入水箱2a中。

优选地，在预混合箱3的进口处设置过滤器31，用于过滤原液内的杂质或大颗粒。

优选地，预混合箱3内设置搅拌器32，以将原液和水充分混合。优选地，在预混合箱3配置药水的过程中，搅拌器32自动启动，药泵13和清水泵23都停止工作后，延时一段时间，搅拌器32停止。如原液水溶性较差，可选择持续搅拌。

优选地，预混合箱3内设置液位传感器33，用于监测预混合箱3内的混合液高度，防止混合液过多。

主控器4用于控制上述控制器件，主控器4可以根据搅拌时间控制搅拌器32的开关。主控器4可以接收液位传感器33采集的信号，确定混合液的量，从而控制是否继续送液。

优选地，水箱2a内设置有浮球阀25，用于控制水箱2a内的清水液面。水箱2a还可以设置截止阀27，用于排出剩余的清水。

优选地，主控器4具有显示器，用于显示配比过程中的各种数据。

配比装置的第三实施方式

第三实施方式是在第一和第二实施方式的基础上的改进。

次级混合箱6和预混合箱3连接的通路上设置有单向阀66，防止次级混合箱6内的液体回流到预混合箱3。该通路上还设置有流量计67，流量计67采集的数据传输到主控器4。设置外部水箱2b，次级混合箱6和水箱2b的连接通路上设置有流量计64，流量计64采集的数据传输到主控器4。

而且，流量计64和67的作用是为了验证次级混合箱6内部设置的药水比例关系是否准确(例如管子、活塞密封泄露等)。流量计64和67采集的数据传输到主控器4，次级混合箱6内部设置的药水比例关系也传输到主控器4，主控器4根据两者的数据对比来确定次级混合箱6的工作是否准确。

另外，本发明的配比装置还包括回收瓶15，回收瓶15连接到药箱1上，两者的连接通路上设置按压阀16，主控器4打开按压阀16，药箱1内残留的原液流入到回收瓶15内。

另外，因更换药品或设备长时间停工存放，需要对原液药箱1、预混合箱3等进行清洗。当需要清洗时，主控器4开启水箱2a的电磁阀21、清水泵23和药泵13，将水箱2a中的清水和药箱3中加入的清水一起泵入预混合箱3，搅拌器32搅拌冲洗预混合箱3，开启预混合箱3上设置的截止阀34，冲洗后的液体经由截止阀34流出。

另外，本发明的配比装置配置有制冷器(图中未示出)和温度传感器(图中未示出)，制冷器和温度检测器放置在药箱1内或外。外界温度较高，温度传感器检测到原液温度传输至主控器4，当原液温度高于设定值后，主控器4启动制冷器对原液冷却。当原液温度低于设定值下限时，主控器4关闭制冷器，当原液温度高于上限时再次启动。如此可以保证原液长时间放置保持温度恒定。

配比装置的第四实施方式

本发明的配比装置配置有扫描器，用于扫描农药外包装上的条码，所述条码含有该农药的生产信息，例如：药品名称、药品生产地、出厂日期、有效期、使用方法、药品成分、物流信息等。

主控器4具有通信模块，通信模块将商品信息发送至远程的数据中心进行商品验证。如果验证成功，则主控器4控制药箱1的进药口打开。

配比方法

图2显示了本发明的方法的流程图。

在步骤S1，在预混合箱3中按照第一稀释比例来稀释药品。

在步骤S2，在次级混合箱6中按照第二稀释比例来稀释药品，其中次级混合箱6的药品来自所述预混合箱3。

预混合箱3和次级混合箱6的连接方式见上述实施例。

在步骤S3，根据所需稀释比例实时调整预混合箱3的第一稀释比例。

进一步，本发明的配比方法包括：对进入预混合箱3的进药量和进水量进行实时监控。

进一步，本发明的配比方法包括：在次级混合箱6的外部设置流量计，对进入次级混合箱的进药量和进水量进行实时监控，并与次级混合箱的内部设置的药水比例关系相比较。

下面进一步详述本发明的配比方法的步骤S3。

单次输药：设置输药比例(即药:水＝1:X)和输药量(L)。计算原液量(L/X)和预混合箱3的输药比例(1:X1)所需的清水量(L*X1/X-L/X)。监控流量计的流量，将定量的原液和清水注入预混合箱3。清水和药液在预混合箱3内充分混合后，将清水进入次级混合箱6，同时将预混合箱3内的混合液进入次级混合箱6。根据次级混合箱6的输药比例为(1:X2)计算应该泵入的清水量。

持续输药：设置输药比例(即药:水＝1:X)。其中，在预混合箱3的输药比例为(1:X1)，体积为(V)，在稀释泵的混合比例为(1:X2)。计算预混合箱3的原液量(V/X)和所需的清水量(V*X1/X-V/X)。输药过程中，监测预混合箱3内的剩余药水量，判断直接送入次级混合箱6进而二次稀释，还是先补充预混合箱3内的药量然后再送入次级混合箱6进行二次稀释。

输药过程中，监测预混合箱3内的剩余药水量，判断直接送入次级混合箱6进而二次稀释，还是先补充预混合箱3内的药量然后再送入次级混合箱6进行二次稀释。

中途配比变化输药：因为施药设备的不同，可能会在配制过程中出现浓度变化的要求。如果需要变换比例(由1：X变为1：Y)，根据要求的比例现将预混合箱3内的剩余药水调整为合适比例然后再经过次级混合箱6二次稀释。

Y＝Y1*Y2＝Y1*X2(X＝X1*X2，其中X2＝Y2，固定不变。通过改变X1来改变X。)

假设预混合箱3的体积为V，变比例时箱内还剩余T升浓度为1:X1的药水，

如果Y>X,比例由1:X变为1:Y需要再加入M升水。

T/X1÷(T+M)＝1/Y1；

M＝T*Y1/X1-T。

如果Y<X,比例由1:X变为1:Y需要再加入M升原液

(T/X1+M)÷(T+M)＝1/Y1；

M＝(T-T*Y1/X1)/(Y1-1)

如果M>(V-T)，则提示放出预混合箱3内的药水重新配制。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。