一种经济型高效混合水肥同施系统及方法

摘要

本发明公开一种经济型高效混合水肥同施系统及方法，包括设置在泵房内的液态肥料处理组件和固态肥料处理组件；液态肥料处理组件包括液态肥料池，固态肥料处理组件包括泡料池，泡料池连通有固态肥料池，液态肥料池与固态肥料池之间连通有管道机构，管道机构的进水端连通有进水口，管道机构的出水端连通有出水口，进水口和出水口均开设在泵房的墙壁上，管道机构电性连接有控制系统，本发明整体装置及方法的生产成本较低，使用方便，更利于推广和在简单的农业灌溉水肥一体化灌溉中使用，系统的准确性高，水肥一体化灌溉的工作效率较优，结构简单且易于操作。

说明书

技术领域

本发明涉及水肥同施技术领域，特别是涉及一种经济型高效混合水肥同施系统及方法。

背景技术

水肥一体化技术，指灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌,均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量；同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况，作物不同生长期需水，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。针对于目前的水肥一体化技术而言，其整个系统需要在肥料池内设置注水、吸肥的动力泵，动力需求大，动力泵布局不合理，导致了生产成本较高，不仅如此，由于固态肥料溶解速度低，难溶解于水，影响整体系统对固态肥料的注入量的准确把控，同时难溶解的大块固态肥料容易堆积在管道内造成堵塞。

发明内容

本发明的目的是提供一种经济型高效混合水肥同施系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种经济型高效混合水肥同施系统，包括设置在泵房内的液态肥料处理组件和固态肥料处理组件；

所述液态肥料处理组件包括液态肥料池，所述固态肥料处理组件包括泡料池，所述泡料池连通有固态肥料池，所述液态肥料池与所述固态肥料池之间连通有管道机构，所述管道机构的进水端连通有进水口，所述管道机构的出水端连通有出水口，所述进水口和出水口均开设在所述泵房的墙壁上，所述管道机构电性连接有控制系统。

优选的，所述泵房内设有液态肥料堆放区和固态肥料堆放区，所述固态肥料堆放区的一侧设有电子秤，所述液态肥料堆放区的一侧设有量筒。

优选的，所述管道机构包括第一管道，所述第一管道的两端分别连通所述进水口和所述出水口，所述第一管道上连通有第二管道，所述第二管道分别与所述液态肥料池和所述泡料池连通，所述第一管道上连通有第三管道，所述液态肥料池远离所述第二管道的一端与所述第三管道连通，所述固态肥料池远离所述泡料池的一端与所述第三管道连通。

优选的，所述固态肥料池内对称设有两个搅拌器，任一个所述搅拌器的转向为顺时针，另一个所述搅拌器的转向为逆时针，两个所述搅拌器之间留有间隙，所述间隙与所述泡料池的出料口位于同一直线。

优选的，所述泡料池的出料口上铺设有止水橡胶，所述止水橡胶内包覆有可开闭的斗门。

优选的，所述搅拌器包括固定架，所述固定架固定在所述固态肥料池的底壁上，所述固定架上固定有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴上周向固定有搅拌叶片。

优选的，所述固态肥料池的出料端连通有吸肥管，所述吸肥管与所述第三管道连通，所述吸肥管与所述第三管道的连接处安装有电磁阀和流量计。

优选的，所述第二管道与所述液态肥料池和所述泡料池的连接处设有电磁阀，所述第三管道与所述液态肥料池的连接处设有电磁阀和流量计。

优选的，所述第一管道上安装有增压泵。

一种经济型高效混合水肥同施方法，包括以下步骤：

步骤一：称重，根据田间肥料需求，将液态肥料和固态肥料分别进行称重，并分别注入至液态肥料池和泡料池内；

步骤二：施肥前在泡料池内浸泡固态肥料，使固态肥料溶解；

步骤三：灌水，由外界引水，通过管道机构循环，将泡料池内的肥料冲洗并引入固态肥料池；

步骤四：在固态肥料池内对固态肥料搅拌，启动外界水泵进行灌溉，通过控制系统设置灌水时间，控制系统根据灌水时间设置固态肥料、液态肥料的注入量，对应准确控制施肥量，同时控制吸肥时间，通过管道机构将液态肥料及固态肥料施放到大田进行灌溉。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明增加了泡料池，泡料池设置在固态肥料池内，能够充分溶解固态肥料，使得固态肥料的注入量更加准确，同时防止大块固态肥料堆积在管道内造成堵塞，整体系统根据实际生产中水肥一体化灌溉的需要，合理布置了泵房内各功能性部件的布局，提高了系统的准确性，同时提高了水肥一体化灌溉的工作效率，结构简单且易于操作，本发明的水肥同施系统及施放方法的使用成本较低，使用方便，更利于推广和在简单的农业灌溉水肥一体化灌溉中使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明经济型高效混合水肥同施系统的结构示意图；

图2为本发明固态肥料池的俯视图；

图3为本发明固态肥料池的主视图；

图4为本发明泡料池的俯视图；

图5为本发明控制系统的结构示意图；

图6为本发明处理器的结构示意图；

其中，1为泵房，2为液态肥料池，3为泡料池，4为固态肥料池，5为进水口，6为出水口，7为控制系统，8为液态肥料堆放区，9为固态肥料堆放区，10为电子秤，11为量筒，12为第一管道，13为第二管道，14为第三管道，15为止水橡胶，16为斗门，17为固定架，18为搅拌电机，19为搅拌叶片，20为吸肥管，21为电磁阀，22为流量计，23为增压泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

参照图1-4，本发明提供一种经济型高效混合水肥同施系统，包括设置在泵房1内的液态肥料处理组件和固态肥料处理组件，通过液态肥料处理组件和固态肥料处理组件分别处理液态肥料和固态肥料；

所述液态肥料处理组件包括液态肥料池2，所述固态肥料处理组件包括泡料池3，固态肥料称重后加入泡料池3，泡料池3体积小，注水量小，有利于肥料溶解过程中蓄热，以加快溶解，所述泡料池3连通有固态肥料池4，所述液态肥料池2与所述固态肥料池4之间连通有管道机构，所述管道机构的进水端连通有进水口5，所述管道机构的出水端连通有出水口6，所述进水口5和出水口6均开设在所述泵房1的墙壁上，外界水泵连通进水口5，并通过管道机构向内灌水，所述管道机构电性连接有控制系统7，控制系统7控制固态肥料在固态肥料池4内搅拌均匀后，启动外界水泵，向大田灌溉，向控制系统7设置每个轮灌单元的灌水时间，根据灌水时间，设置固态、液态肥料的注入量，通过吸肥管20、电磁阀21和流量计22，准确注入每个灌溉单元的施肥量，同时控制吸肥时间。

进一步优化方案，所述泵房1内设有液态肥料堆放区8和固态肥料堆放区9，所述固态肥料堆放区9的一侧设有电子秤10，所述液态肥料堆放区8的一侧设有量筒11，泵房1内设置有固态、液态肥料堆放区，并设置了液态肥料计量设备(量筒11)、固态肥料称重设备(电子秤10)，根据田间肥料需求，分别注入精准的液态及固态肥料。

进一步优化方案，所述管道机构包括第一管道12，所述第一管道12的两端分别连通所述进水口5和所述出水口6，所述第一管道12上连通有第二管道13，所述第二管道13分别与所述液态肥料池2和所述泡料池3连通，所述第一管道12上连通有第三管道14，所述液态肥料池2远离所述第二管道13的一端与所述第三管道14连通，所述固态肥料池4远离所述泡料池3的一端与所述第三管道14连通，所述第二管道13与所述液态肥料池2和所述泡料池3的连接处设有电磁阀21，所述第三管道14与所述液态肥料池2的连接处设有电磁阀21和流量计22，所述固态肥料池4的出料端连通有吸肥管20，吸肥管20布置在固态肥料池4底部，所述吸肥管20与所述第三管道14连通，所述吸肥管20与所述第三管道14的连接处安装有电磁阀21和流量计22，整体系统增加的吸肥管20、电磁阀21及流量计22各两个，注水管(图中未标注)、电磁阀21两个，另外增加了固态肥料池4的搅拌器，大大提高了系统的准确性，提高了水肥一体化灌溉的工作效率，简单且易于操作。通过上述设置，使得整体系统不再需要设置肥料池注水、吸肥的动力泵，一台总的外界水泵解决了整个系统的所有动力需求，成本低，具体工作方法为：

a、水泵开机后启动固、液态肥料池电磁阀21注水；

b、注水完后关闭总泵；

c、固态肥料溶解后开启水泵，根据各吸肥管电磁阀及流量计的设置，可以实现田间的水肥一体化灌溉；

进一步优化方案，所述固态肥料池4内对称设有两个搅拌器，任一个所述搅拌器的转向为顺时针，另一个所述搅拌器的转向为逆时针，两个所述搅拌器之间留有间隙，所述间隙与所述泡料池3的出料口位于同一直线，所述搅拌器包括固定架17，所述固定架17固定在所述固态肥料池4的底壁上，所述固定架17上固定有搅拌电机18，所述搅拌电机18的输出轴上周向固定有搅拌叶片19，固态肥料池4内搅拌电机18垂直固定在池壁上，搅拌电机18上下分别安装搅拌叶片19，分上下两层搅拌，充分搅拌，保证肥料均匀度，固态肥料池4自动搅拌器的设置，提高了固态肥料的溶解速度，使得固态肥料的注入量更加准确，成本低廉，方便实用。

进一步优化方案，所述泡料池3的出料口上铺设有止水橡胶15，所述止水橡胶15内包覆有可开闭的斗门16，固态肥料浸泡好打开泡料池3斗门16，启动水泵(整个灌水过程中，顺时针和逆时针两个搅拌器一直工作，保证固态肥料注入的均匀度)，注水冲洗，全部进入固态肥料池4。泡料池3充分溶解固态肥料，泡料池3设置在固态肥料池4内，其高层比整个固态肥料池4矮20cm左右，设置横向斗门16运行期间直接向泡料池3内注水，其优点是保证溶解的固态肥料全部进入固态肥料池4，又不会减少固态肥料池4的整体体积。

进一步优化方案，所述第一管道12上安装有增压泵23，提高管道机构内的水流循环动力。

一种经济型高效混合水肥同施的施放方法，包括以下步骤：

步骤一：称重，根据田间肥料需求，将液态肥料和固态肥料分别进行称重，并分别注入至液态肥料池2和泡料池3内；

步骤二：施肥前在泡料池3内浸泡固态肥料，浸泡2-3小时，使固态肥料溶解；

步骤三：灌水，由外界引水，通过管道机构循环，将泡料池3内的肥料冲洗并引入固态肥料池4；

步骤四：在固态肥料池4内对固态肥料搅拌，启动外界水泵进行灌溉，通过控制系统7设置灌水时间，控制系统7根据灌水时间设置固态肥料、液态肥料的注入量，对应准确控制施肥量，同时控制吸肥时间，通过管道机构将液态肥料及固态肥料施放到大田进行灌溉。

本方法使用成本较低，使用方便，更利于推广和在简单的农业灌溉水肥一体化灌溉中使用。本系统系统集成了泵房1内固、液态肥料计量及快速混合装置，并根据实际生产中水肥一体化灌溉的需要，合理布置了泵房1内各功能性部件的布局，提高了水肥一体化灌溉的工作效率，简单且易于操作。

实施例2

参照图5-6，控制系统7包括处理器，以及与处理器电性连接的储存器、输入单元、智能终端和驱动芯片，驱动芯片与搅拌器、两个流量计22电性连接，驱动芯片电性连接有流量传感器，流量传感器与外界水泵信号连接，上述四个电磁阀21均并联驱动芯片，通过输入单元可向处理器设置每个轮灌单元的灌水时间，根据灌水时间，设置固态、液态肥料的注入量，由此可通过流量计22确定肥料的注入量，当注入量超标时，流量计22给出信号到处理器，处理器将该电信号转化为控制信号，传递至驱动芯片，使得驱动芯片停止搅拌器、水泵工作，并关闭四个电磁阀21及吸肥管20，处理器的处理数据上传至储存器作为历史工作记录，智能终端下载校准数据与处理器中的数据进行校正，保证设备稳定工作运行，这样也能够提高水泵的工作效率，防止排空，精准控制水肥同施。

处理器包括获取单元，上述输入单元与获取单元电性连接，且获取单元依次电性连接有滤波器、检测单元、计算单元、数据处理单元，检测单元与计算单元之间电性连接有调节单元，数据处理单元分别与储存器、智能终端电性连接，数据处理单元与驱动芯片之间连接有数据传输单元，且获取单元与驱动芯片之间也连接有数据传输单元，输入单元与获取单元直联，将灌溉时间输入获取单元，同时流量计22实时提供电信号数据通过数据传输单元传递至处理器中的获取单元，获取单元采集上述电信号，通过滤波器对电信号进行滤波，而后输送至检测单元，检测各电信号之间是否匹配，若参数匹配则直接传递给计算单元，对液态、固态肥料的注入量进行运算，若不匹配则将各电信号输入至调节单元，根据灌溉时间校正其余参数，计算完成后，通过智能终端比对校正，并将实时数据传递至储存器储存，校正核对无误后，通过数据处理单元将输出数据电信号转化为控制信号，控制信号通过数据传输单元传递给驱动芯片，进而调节电磁阀21、吸肥管20，同步带动水泵、搅拌器等功能器件正常运行。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。