一種自動控制壓差施肥系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自動控制壓差施肥系統，包括給水管道、濃度傳感器和施肥罐，所述的給水管道包括輸水主管道和施肥旁支管道，施肥旁支管道包括施肥進口管道和施肥出口管道，在施肥進口管道和施肥出口管道之間的輸水主管道上設置有施肥電磁閥，在施肥進口管道上設置有進水電磁閥，在施肥出口管道上設置有出水電磁閥，在圓柱形罐體的底部設置有排污電磁閥；所述的濃度傳感器安置在出水電磁閥與輸水主管道之間的施肥出口管道上。本實用新型的施肥系統通過設置四個電磁閥和濃度傳感器，通過濃度傳感器檢測濃度并反饋信號，可以方便的監控施肥過程的濃度變化，方便控制施肥過程，操作方便。整個施肥操作只需按下啟動按鈕，即可全自動完成施肥過程。
【專利說明】一種自動控制壓差施肥系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種自動控制壓差施肥系統，屬于農田灌溉機械領域。
【背景技術】
[0002]滴灌施肥是一種高效節水灌溉施肥技術，對提高我國水肥資源利用率、緩解我國水資源短缺形勢、降低肥料帶來的農業面源污染等有重要意義。目前滴灌常用的施肥裝置有壓差式施肥罐、文丘里施肥器和注肥泵，其中:壓差式施肥罐結構簡單，成本低廉，操作容易，是現在國內應用最普遍的滴灌施肥裝置。
[0003]由于壓差施肥是通過施肥罐前后形成的壓差，使部分主管道水流流進施肥罐內不斷稀釋肥料溶液并將其帶入滴灌系統進行灌溉施肥的，所以，施肥肥液濃度隨時間不斷衰減是壓差施肥的最主要特征。然而，對于這個肥料溶液濃度不停衰減的密封的施肥裝置，我們無法直觀觀察施肥過程是否已經結束，通常只能通過灌溉經驗或試驗公式大致評估，這使得壓差施肥的自動化程度較低，無法實現施肥的自動化和智能化。部分研究雖對自動化壓差施肥進行了探索，但多通過添加三通管道和泵等方式實現，其中仍有較多手動調閥環節，且操作步驟多、偏復雜，距離全自動化尚有一定距離。
[0004]同時，由于國內滴灌施肥多采用固態肥，施肥過程中的肥料溶解問題及其衍生的滴灌帶堵塞風險也是目前困擾壓差施肥進一步發展的重要原因，由此，需要通過技術方法研究如何加快固態肥料的溶解并合理過濾以防止雜質對滴灌系統進行堵塞。
[0005]因此，設計一種能實現自動控制的滴灌壓差施肥系統，實現壓差施肥過程的自動化，提高肥料溶解速率，降低施肥堵塞風險，有重要意義。
實用新型內容
[0006]本實用新型提供了一種自動控制壓差施肥系統，解決了現有壓差施肥系統，無法直觀觀察施肥過程是否已經結束，通常只能通過灌溉經驗或試驗公式大致評估，這使得壓差施肥的自動化程度較低的問題；以及施肥過程中容易產生堵塞的問題。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0008]一種自動控制壓差施肥系統，包括給水管道、濃度傳感器和施肥罐，
[0009]所述的施肥罐包括圓柱形罐體，圓柱形罐體上部有一小口徑螺紋口罐蓋，圓柱形罐體的底部成錐臺狀，罐體由支腳支撐，
[0010]所述的給水管道包括輸水主管道和施肥旁支管道，施肥旁支管道包括施肥進口管道和施肥出口管道，施肥進口管道的進水端通過變徑三通接頭垂直連接在輸水主管道上，施肥進口管道的出水端設置在施肥罐的下部，所述的施肥出口管道的進水端設置在施肥罐的的上部，施肥出口管道的出水端通過變徑三通接頭垂直連接在輸水主管道上；
[0011]在施肥進口管道和施肥出口管道之間的輸水主管道上設置有施肥電磁閥，在施肥進口管道上設置有進水電磁閥，在施肥出口管道上設置有出水電磁閥，在圓柱形罐體的底部設置有排污電磁閥；
[0012]所述的濃度傳感器安置在出水電磁閥與輸水主管道之間的施肥出口管道上。
[0013]進一步，本實用新型的一種優選方案為:還包括過濾網，所述的過濾網為圓柱形，過濾網的上端與罐蓋平行，下端延伸至至罐體底部，過濾網的底部通過密封墊圈壓實在施肥罐體的錐臺狀底部。設置過濾網，過濾網為柱形，可拆卸。施肥時肥料通過網口直接施入過濾網柱內，即固體肥料尤其是不溶水的雜質將保留在過濾網內部而不會進入灌溉管道，可防止堵塞。
[0014]進一步，本實用新型的一種優選方案為:所述的過濾網的下端設置有一組扇葉，扇葉通過支架固定在將施肥罐的底部，施肥進口管道深入施肥罐底部靠近過濾網，水流經進口管道流出后對扇葉沖擊，扇葉發生轉動。通過高壓水流對扇葉進行沖擊，扇葉轉動，進而攪拌肥料，加速肥料的完全溶解。無需添加另外的動力裝置，結構簡單，運行成本低。
[0015]進一步，本實用新型的一種優選方案為:還包括控制箱和PLC控制器，所述的施肥電磁閥、進水電磁閥、出水電磁閥、排污電磁閥和濃度傳感器通過數據線與PLC控制器連接，所述的控制箱面上設置有按鈕，所述的PLC控制器設置在控制箱內。
[0016]通過設置PLC控制器，可以方便的實現對施肥系統的自動化控制，從而提高系統的實用性。
[0017]進一步，本實用新型的一種優選方案為:還包括無線傳輸模塊，所述的無線傳輸模塊設置在控制箱內，所述的無線傳輸模塊與PLC控制器相連接，所述的無線傳輸模塊通過無線網絡與遠程服務器相連接，遠程服務器與控制器相連接。
[0018]通過設置無線傳輸模塊、遠程服務器和控制器，可以實現施肥過程的遠程控制。
[0019]本實用新型的有益效果:
[0020]本實用新型的施肥系統通過設置四個電磁閥和濃度傳感器，通過濃度傳感器檢測濃度并反饋信號，可以方便的監控施肥過程的濃度變化，方便控制施肥過程，操作方便。
[0021]本實用新型的施肥系統降低了施肥帶來的堵塞風險，通過在罐體內增加一個可拆卸的過濾網，內置肥料進行過濾，實際操作中，此過濾網可拆卸清洗，清洗過程更加便捷。在罐體底部設置一組扇葉，通過水力驅動旋轉進而攪拌肥料，加速溶解，實際操作中，該裝置無需外力驅動，省時省力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為為本實用新型的一個實施例的結構示意圖；
[0024]圖2為圖1中的扇葉的結構示意圖；
[0025]圖3為控制箱的結構示意圖；
[0026]圖中，I為輸水主管道,2為變徑三通接頭,3為施肥進口管道,4為進水電磁閥,5為螺紋口罐蓋，6為圓柱形罐體,7為支腳,8為排污電磁閥,9為支架，10為扇葉，11為過濾網，12為施肥出口管道，13為出水電磁閥，14為濃度傳感器，15為施肥電磁閥，16為控制箱，17為按鈕，18為PLC控制器，19為無線傳輸模塊，20為遠程服務器，21為控制器。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0028]如圖1-3所示，一種自動控制壓差施肥系統，包括給水管道、濃度傳感器14和施肥罐，
[0029]所述的施肥罐包括圓柱形罐體6，圓柱形罐體6上部有一小口徑螺紋口罐蓋5，圓柱形罐體6的底部成錐臺狀，罐體由支腳7支撐，
[0030]所述的給水管道包括輸水主管道I和施肥旁支管道，施肥旁支管道包括施肥進口管道3和施肥出口管道12，施肥進口管道3的進水端通過變徑三通接頭2垂直連接在輸水主管道I上，施肥進口管道3的出水端設置在施肥罐的下部，所述的施肥出口管道12的進水端設置在施肥罐的的上部，施肥出口管道12的出水端通過變徑三通接頭2垂直連接在輸水主管道I上；
[0031]在施肥進口管道3和施肥出口管道12之間的輸水主管道I上設置有施肥電磁閥15，在施肥進口管道3上設置有進水電磁閥4，在施肥出口管道12上設置有出水電磁閥13，在圓柱形罐體6的底部設置有排污電磁閥8 ；
[0032]所述的濃度傳感器14安置在出水電磁閥13與輸水主管道I之間的施肥出口管道12上。
[0033]施肥罐包括圓柱形罐體6，圓柱形罐體6上部有一小口徑螺紋口罐蓋5，圓柱形罐體6的底部成錐臺狀，罐體由支腳7支撐，該結構易于將不容水的雜質匯集到罐體底部繼而經排污閥排出。
[0034]運行過程:
[0035]滴灌作業中，需進行壓差施肥時，首先打開施肥罐的罐蓋，將肥料放入罐體內，擰緊罐蓋。半閉合施肥電磁閥15，開啟進水電磁閥4和出水電磁閥13，關閉排污電磁閥8。這樣輸水主管道I內水流即會經過施肥進口管道3進入施肥罐，進而沖擊扇葉10，扇葉10運轉后，將肥料與水不斷混合，而后進入施肥出口管道12進而進入輸水主管道1，進行施肥。此時濃度傳感器14不斷感應肥液濃度變化，并把濃度顯示出來，待濃度衰減到水濃度時，施肥電磁閥15全部開啟，進水電磁閥4和出水電磁閥13關閉，施肥結束，隨后，排污電磁閥8開啟開始排污。
[0036]在施肥過程中，通過濃度傳感器14實時監控施肥濃度，方便的實現施肥濃度的監控。
[0037]優選地:還包括過濾網11，所述的過濾網11為圓柱形，過濾網11的上端與罐蓋平行，下端延伸至至罐體底部，過濾網11的底部通過密封墊圈壓實在施肥罐體的錐臺狀底部。設置過濾網11，過濾網11為柱形，可拆卸。施肥時肥料通過網口直接施入過濾網11柱內，即固體肥料尤其是不溶水的雜質將保留在過濾網11內部而不會進入灌溉管道，可防止堵塞。
[0038]優選地:所述的過濾網11的下端設置有一組扇葉10,扇葉10通過支架9固定在將施肥罐的底部，將施肥進口管道3深入施肥罐底部靠近過濾網11，水流經進口管道流出后對扇葉10沖擊，扇葉10發生轉動。通過高壓水流對扇葉10進行沖擊，扇葉10轉動，進而攪拌肥料，加速肥料的完全溶解。無需添加另外的動力裝置，結構簡單，運行成本低。
[0039]優選地:還包括控制箱16和PLC控制器18，所述的施肥電磁閥15、進水電磁閥4、出水電磁閥13、排污電磁閥8和濃度傳感器14通過數據線與PLC控制器18連接，所述的控制箱16面上設置有按鈕17，所述的PLC控制器18設置在控制箱16內。
[0040]通過PLC控制器18，將施肥電磁閥15、進水電磁閥4、出水電磁閥13、排污電磁閥8和濃度傳感器14通過數據線與PLC控制器18，這樣操作起來就更容易，不需要人工去調整電磁閥的開啟，通過啟動按鈕17就可以實現整個施肥過程的控制，自動化程度更高，操作更方便。
[0041]優選地:還包括無線傳輸模塊19，所述的無線傳輸模塊19設置在控制箱16內，所述的無線傳輸模塊19與PLC控制器18相連接，所述的無線傳輸模塊19通過無線網絡與遠程服務器20相連接，遠程服務器20與控制器21相連接。
[0042]遠程服務器20和控制器選擇為電腦或單片機等可以實現數據接收與發送的機器。
[0043]通過設置無線傳輸模塊19、遠程服務器20和控制器21，可以實現施肥過程的遠程控制。
[0044]本實用新型的自動控制壓差施肥系統經過兩年的使用，系統運行穩定，操作方便，運行成本低，沒有出現堵塞現象。
[0045]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種自動控制壓差施肥系統，其特征在于:包括給水管道、濃度傳感器和施肥罐， 所述的施肥罐包括圓柱形罐體，圓柱形罐體上部有一小口徑螺紋口罐蓋，圓柱形罐體的底部成錐臺狀，罐體由支腳支撐； 所述的給水管道包括輸水主管道和施肥旁支管道，施肥旁支管道包括施肥進口管道和施肥出口管道，施肥進口管道的進水端通過變徑三通接頭垂直連接在輸水主管道上，施肥進口管道的出水端設置在施肥罐的下部，所述的施肥出口管道的進水端設置在施肥罐的的上部，施肥出口管道的出水端通過變徑三通接頭垂直連接在輸水主管道上； 在施肥進口管道和施肥出口管道之間的輸水主管道上設置有施肥電磁閥，在施肥進口管道上設置有進水電磁閥，在施肥出口管道上設置有出水電磁閥，在圓柱形罐體的底部設置有排污電磁閥； 所述的濃度傳感器安置在出水電磁閥與輸水主管道之間的施肥出口管道上。
2.根據權利要求1所述的一種自動控制壓差施肥系統，其特征在于:還包括過濾網，所述的過濾網為圓柱形，過濾網的上端與罐蓋平行，下端延伸至至罐體底部，過濾網的底部通過密封墊圈壓實在施肥罐體的錐臺狀底部。
3.根據權利要求2所述的一種自動控制壓差施肥系統，其特征在于:所述的過濾網的下端設置有一組扇葉，扇葉通過支架固定在將施肥罐的底部，施肥進口管道深入施肥罐底部靠近過濾網，水流經進口管道流出后對扇葉沖擊，扇葉發生轉動。
4.根據權利要求1-3任一項所述的一種自動控制壓差施肥系統，其特征在于:還包括控制箱和PLC控制器，所述的施肥電磁閥、進水電磁閥、出水電磁閥、排污電磁閥和濃度傳感器通過數據線與PLC控制器連接，所述的控制箱面上設置有按鈕，所述的PLC控制器設置在控制箱內。
5.根據權利要求4所述的一種自動控制壓差施肥系統，其特征在于:還包括無線傳輸模塊，所述的無線傳輸模塊設置在控制箱內，所述的無線傳輸模塊與PLC控制器相連接，所述的無線傳輸模塊通過無線網絡與遠程服務器相連接，遠程服務器與控制器相連接。
【文檔編號】A01G25/02GK203912543SQ201420224795
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】韓啟彪, 李金山, 李 浩, 范永申, 段福義, 賈艷輝, 陳偉偉 申請人:中國農業科學院農田灌溉研究所