申请/专利权人：中国农业科学院农田灌溉研究所

申请日：2017-12-07

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN107787661B

主分类号：A01C23/04

分类号：A01C23/04;A01C23/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2018.04.06#实质审查的生效;2018.03.13#公开

摘要：本发明涉及农业灌溉领域，具体而言，涉及一种小麦水肥一体喷灌系统。小麦水肥一体喷灌系统，其包括储水池、肥料罐、预处理罐、混合罐、喷灌头和控制装置。预处理罐具备风泵和圆锥螺旋形延伸的导管；导管具有相对的第一端和第二端，第一端位于圆锥螺旋的底面，第二端靠近圆锥螺旋锥顶的位置；风泵的出口与导管的第一端连通。肥料罐通过第一管路与预处理罐的第一端连接，预处理罐的第二端通过第二管路与混合罐连接，储水池通过第三管路与混合罐连接，混合罐通过第四管路与喷灌头连接，储水池通过第五管路与喷灌头连接。控制装置分别与储水池、肥料罐、预处理罐、混合罐和喷灌头电连接。如此，显著地改善了现有技术中使用效果不佳的问题。

主权项：1.一种小麦水肥一体喷灌系统，其特征在于：包括储水池、肥料罐、预处理罐、混合罐、喷灌头和控制装置；所述预处理罐具备风泵和圆锥螺旋形延伸的导管；所述导管具有相对的第一端和第二端，所述第一端位于所述圆锥螺旋的底面，所述第二端靠近圆锥螺旋锥顶的位置；所述风泵的出口与所述导管的第一端连通；所述肥料罐通过第一管路与所述预处理罐的第一端连接，所述预处理罐的第二端通过第二管路与所述混合罐连接，所述储水池通过第三管路与所述混合罐连接，所述混合罐通过第四管路与喷灌头连接，所述储水池通过第五管路与喷灌头连接；所述控制装置分别与所述储水池、肥料罐、预处理罐、混合罐和喷灌头电连接；所述喷灌头包括管体和处理单元；所述管体呈螺旋形延伸的管体，所述管体长度方向的一端封闭，所述管体长度方向的另一端具备开口；所述处理单元贯穿地设置在所述管体进行向外的侧壁上，所述处理单元具备多个预设口径的喷水口；喷灌头为微喷灌头；所述处理单元为多个栅条组成的格栅，相邻栅条之间围合形成所述喷水口；当肥料灌中的肥料颗粒通过圆锥螺旋形延伸的导管时，在风泵的作用下，肥料颗粒会在导管内壁撞击破损，随着肥料颗粒沿导管运动，导管螺旋面面积越来越小，颗粒被压缩挤压得更加激烈，从而使得肥料颗粒更加粉碎为小颗粒，被完全粉碎为小颗粒的肥料被送入混合罐与来自储水池的水流混合成为达到预设要求的水肥，用以喷灌植株及土壤；同时控制装置能够精确地控制水肥的浓度。

全文数据：小麦水肥一体喷灌系统技术领域[0001]本发明涉及农业灌溉领域，具体而言，涉及一种小麦水肥一体喷灌系统。背景技术[0002]在旱田小麦灌溉的过程中，水肥的含量和浓度是很关键的参数，这对小麦的生长具有重要的意义。小麦的植株的特点，使得小麦更适合喷这样的灌溉方式。[0003]然而现有技术中，对小麦进行水肥喷灌时，常常出现肥料混合不均，喷灌方式单一的缺点。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种小麦水肥一体喷灌系统，其能够高效、快捷地完成喷灌的任务，且这样的小麦水肥一体喷灌系统结构简单、操作方便，能够明显地改善现有技术中肥料混合不均匀的缺点，且制造方便，有利于大规模流水线生产。[0005]本发明的实施例是这样实现的：[0006]小麦水肥一体喷灌系统，其包括储水池、肥料罐、预处理罐、混合罐、喷灌头和控制装置；[0007]预处理罐具备风泵和圆锥螺旋形延伸的导管;导管具有相对的第一端和第二端，第一端位于圆锥螺旋的底面，第二端靠近圆锥螺旋锥顶的位置;风泵的出口与导管的第一端连通；[0008]肥料罐通过第一管路与预处理罐的第一端连接，预处理罐的第二端通过第二管路与混合罐连接，储水池通过第三管路与混合罐连接，混合罐通过第四管路与喷灌头连接，储水池通过第五管路与喷灌头连接；[0009]控制装置分别与储水池、肥料罐、预处理罐、混合罐和喷灌头电连接。[0010]小麦是小麦系植物的统称，是单子叶植物，是一种在世界各地广泛种植的禾本科植物，小麦的颖果是人类的主食之一。小麦是三大谷物之一，几乎全作食用。中国是世界最早种植小麦的国家之一。土层深厚，结构良好耕层较深，有利于蓄水保肥，促进根系发育。土壤结构是指固体有机体和无机体）、液体、气体的组成比例，它与土壤水分、空气，温度、养分有着密切关系，土壤结构与小麦生产的品质和产量直接相关。小麦长日照作物每天8至12小时光照），如果日照条件不足。就不能通过光照阶段，不能抽穗结实。[0011]正是，因为这样，良好的水分和养料对小麦生产至关重要，喷灌技术具有覆盖范围广，水肥效果出众的特点，在小麦种植灌溉中被广泛使用。然而现有技术的喷灌过程常常出现喷灌的肥料混合效果不好，到时小麦养分供给不佳，进而影响小麦的品质的问题。发明人发现，之所以出现，肥料混合效果不好，是由于肥料颗粒不均匀，在水肥混合时，部分肥料颗粒不能很好地扩散到水中，从而导致得到的水肥不均匀，进而影响喷灌的效果。[0012]据此，发明人发明了一种了小麦水肥一体喷灌系统，小麦水肥一体喷灌系统的肥料罐中肥料会进过预处理罐处理再进而混合罐进行水肥配置。进一步地，预处理罐具备风泵和圆锥螺旋形延伸的导管；导管具有相对的第一端和第二端，第一端位于圆锥螺旋的底面，第二端靠近圆锥螺旋锥顶的位置;风泵的出口与导管的第一端连通。使用时，肥料罐通过第一管路与预处理罐的第一端连接，预处理罐的第二端通过第二管路与混合罐连接，储水池通过第三管路与混合罐连接，混合罐通过第四管路与喷灌头连接。当肥料灌中的肥料颗粒通过圆锥螺旋形延伸的导管时，在风栗的作用下，肥料颗粒会在导管内壁撞击破损，随着肥料颗粒沿导管运动，导管螺旋面面积越来越小，颗粒被压缩挤压得更加激烈，从而使得肥料颗粒更加粉碎为小颗粒，被完全粉碎为小颗粒的肥料被送入混合罐与来自储水池的水流混合成为达到预设要求的水肥，用以喷灌植株及土壤。同时控制装置能够精确地控制水肥的浓度。[0013]综上，这样的小麦水肥一体喷灌系统结构简单、操作方便，能够明显地喷灌水肥时的品质，且制造方便，有利于大规模流水线生产。[0014]在本发明的一种实施例中：[0015]上述喷灌头包括管体和处理单元;管体呈螺旋形延伸的管体，管体长度方向的一端封闭，管体长度方向的另一端具备开口；处理单元贯穿地设置在管体进行向外的侧壁上，处理单元具备多个预设口径的喷水口。[0016]在本发明的一种实施例中：[0017]上述处理单元为多个栅条组成的格栅，相邻栅条之间围合形成喷水口。[0018]在本发明的一种实施例中：[0019]上述喷灌头的管体为圆柱形螺旋。[0020]在本发明的一种实施例中：[0021]上述喷灌头还包括设置在地面上的支架，支架通过螺杆与管体螺纹连接。[0022]在本发明的一种实施例中：[0023]上述螺杆远离管体和支架的端部设置有旋钮。[0024]在本发明的一种实施例中：[0025]上述支架上还设置有防松螺母。[0026]在本发明的一种实施例中：[0027]上述小麦水肥一体喷灌系统还包括加热装置；[0028]加热装置设置在第三管路上，加热装置与控制装置连接。[0029]在本发明的一种实施例中：[0030]上述小麦水肥一体喷灌系统还包括温度传感器和湿度传感器；[0031]温度传感器和湿度传感器均与控制装置连接。[0032]在本发明的一种实施例中：[0033]上述小麦水肥一体喷灌系统还包括供氧装置；[0034]供氧装置设置在第三管路上，且供氧装置与控制装置连接。[0035]本发明实施例的有益效果是：[0036]小麦水肥一体喷灌系统包括储水池、肥料罐、预处理罐、混合罐、喷灌头和控制装置。使用时，肥料罐通过第一管路与预处理罐的第一端连接，预处理罐的第端通过第二管路与混合罐连接，储水池通过第三管路与混合罐连接，混合罐通过第四管路与喷灌头连接。当肥料灌中的肥料颗粒通过圆锥螺旋形延伸的导管时，在风泵的作用下，肥料颗粒会在导管内壁撞击破损，随着肥料颗粒沿导管运动，导管螺旋面面积越来越小，颗粒被压缩挤压得更加激烈，从而使得肥料颗粒更加粉碎为小颗粒，被完全粉碎为小颗粒的肥料被送入混合罐与来自储水池的水流混合成为达到预设要求的水肥，用以喷灌植株及土壤。这样的小麦水肥一体喷灌系统结构简单、操作方便，能够显著改善现有技术中肥料混合不均匀的问题。附图说明[0037]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。[0038]图1为本发明实施例提供的一种小麦水肥一体喷灌系统的结构示意图；[0039]图2为图1的预处理罐的结构示意图；[0040]图3为图1中喷灌头的结构示意图；[0041]图4为图3的局部示意图。[0042]图标：10-小麦水肥一体喷灌系统；100-储水池;200-肥料罐;300-预处理罐;310-风泵；32〇_导管;400-混合罐;5〇〇-喷灌头；510-管体；520-处理单元;521-喷水口；530-支架;540-螺杆;600-控制装置;710-第一管路;720-第二管路;730-第三管路;740-第四管路；75〇_第五管路;810-加热装置;820-供氧装置。具体实施方式[0043]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。[0044]因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。[0045]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。[0046]在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0047]此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。[0048]在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0049]实施例[0050]请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种小麦水肥一体喷灌系统10的结构示意图。图2为图1的预处理罐300的结构示意图。从图1和图2中可以看出一种小麦水肥一体喷灌系统10,其包括储水池100、肥料罐200、预处理罐300、混合罐400、喷灌头500和控制装置600。[0051]预处理罐300具备风栗310和圆锥螺旋形延伸的导管320;导管320具有相对的第一端和第二端，第一端位于圆锥螺旋的底面，第二端靠近圆锥螺旋锥顶的位置;风泵310的出口与导管320的第一端连通。[0052]肥料罐200通过第一管路710与预处理罐300的第一端连接，预处理罐300的第二端通过第二管路720与混合罐400连接，储水池100通过第三管路730与混合罐400连接，混合罐400通过第四管路740与喷灌头500连接，储水池100通过第五管路750与喷灌头500连接。[0053]控制装置600分别与储水池100、肥料罐200、预处理罐300、混合罐400和喷灌头500电连接。[0054]小麦是小麦系植物的统称，是单子叶植物，是一种在世界各地广泛种植的禾本科植物，小麦的颖果是人类的主食之一。小麦是三大谷物之一，几乎全作食用。中国是世界最早种植小麦的国家之一。土层深厚，结构良好耕层较深，有利于蓄水保肥，促进根系发育。土壤结构是指固体有机体和无机体）、液体、气体的组成比例，它与土壤水分、空气，温度、养分有着密切关系，土壤结构与小麦生产的品质和产量直接相关。小麦长日照作物每天8至12小时光照），如果日照条件不足。就不能通过光照阶段，不能抽穗结实。[0055]正是，因为这样，良好的水分和养料对小麦生产至关重要，喷灌技术具有覆盖范围广，水肥效果出众的特点，在小麦种植灌溉中被广泛使用。然而现有技术的喷灌过程常常出现喷灌的肥料混合效果不好，到时小麦养分供给不佳，进而影响小麦的品质的问题。发明人发现，之所以出现，肥料混合效果不好，是由于肥料颗粒不均匀，在水肥混合时，部分肥料颗粒不能很好地扩散到水中，从而导致得到的水肥不均匀，进而影响喷灌的效果。[0056]据此，发明人发明了一种了小麦水肥一体喷灌系统10,小麦水肥一体喷灌系统10的肥料罐200中肥料会进过预处理罐300处理再进而混合罐400进行水肥配置。进一步地，预处理罐300具备风泵310和圆锥螺旋形延伸的导管320;导管320具有相对的第一端和第二端，第一端位于圆锥螺旋的底面，第二端靠近圆锥螺旋锥顶的位置;风泵310的出口与导管320的第一端连通。使用时，肥料罐2〇〇通过第一管路71〇与预处理罐300的第一端连接，预处理罐300的第二端通过第二管路720与混合罐400连接，储水池100通过第三管路730与混合罐400连接，混合罐400通过第四管路740与喷灌头500连接。当肥料灌中的肥料颗粒通过圆锥螺旋形延伸的导管320时，在风栗310的作用下，肥料颗粒会在导管320内壁撞击破损，随着肥料颗粒沿导管320运动，导管32〇螺旋面面积越来越小，颗粒被压缩挤压得更加激烈，从而使得肥料颗粒更加粉碎为小颗粒，被完全粉碎为小颗粒的肥料被送入混合罐400与来自储水池100的水流混合成为达到预设要求的水肥，用以喷灌植株及土壤。同时控制装置6〇〇能够精确地控制水肥的浓度。[G057]喷灌对各种地形适应性强，不需要像地面灌溉那样整平土地，在坡地和起伏不平的地面均可进行喷灌。特别是在土层薄、透水性强的沙质土，非常适合采用喷灌。：由于喷灌可以控制喷水量和均匀性，避免产生地面径流和深层渗漏损失，使水的利用率大为提高。[0058]进一步地，在本发明的本实施例中，喷灌头500为微喷灌头500。[0059]相较于一般的喷灌，微喷罐头能够更好地完成灌溉，且喷出的流体部分呈雾化，更能持久地萦绕在植株周围，对土壤表面造成水滴坑口的情况更少，且有利于植株叶片对水肥的吸收。[0060]图3为图1中喷灌头500的结构示意图。[0061]请参照图1-图3,在本发明的本实施例中，上述喷灌头500包括管体510和处理单元520;管体510呈螺旋形延伸的管体510,管体510长度方向的一端封闭，管体510长度方向的另一端具备开口；处理单元520贯穿地设置在管体510进行向外的侧壁上，处理单元520具备多个预设口径的喷水口521。[0062]螺旋形延伸的管体510方便了管体510周围均能得到均匀的流体喷水，相较于转动的喷灌头500,这样的设置方式节约了能源，使用效果更好。[0063]图4为图3的局部示意图。[0064]请参照图1-图4,进一步地，上述处理单元520为多个栅条组成的格栅，相邻栅条之间围合形成喷水口521。[G065]格栅具有结构简单，加工方便、持续耐久的特点。可以理解的是，在本发明其他实施例中，处理单元520也可以是其他结构。[0066]可选地，上述喷灌头500的管体510为圆柱形螺旋。圆柱形螺旋使得结构更加稳定，加工制造业更加方便。[0067]在本发明的本实施例中，喷灌头500还包括设置在地面上的支架530,支架530通过螺杆540与管体510螺纹连接。进一步地，上述螺杆540远离管体510和支架530的端部设置有旋钮。可选地，上述支架530上还设置有防松螺母。[0068]这样，通过旋转旋钮就能带动螺杆540转动，使得喷灌头500沿支架530高度方向移动，以适应不同植株的生长高度，或者同一植株在不同生长期的不同高度，增加了产品的适应性。防送螺母还能很好地稳固喷灌头500的位置。[0069]在本发明的本实施例中，上述小麦水肥一体喷灌系统10还包括加热装置810;加热装置810设置在第三管路730上，加热装置810与控制装置600连接。[0070]加热装置810能够适当地提升水流的温暖，保障水肥时混合均匀，也能防止植株被冻伤，可以起到调节微气候的作用。[0071]进一步地，小麦水肥一体喷灌系统10还包括温度传感器和湿度传感器;温度传感器和湿度传感器均与控制装置600连接。[0072]温度传感器和湿度传感器能够及时监控植株周边的生态参数，以供控制装置600的调控。[0073]在本发明的本实施例中，小麦水肥一体喷灌系统10还包括供氧装置820;供氧装置820设置在第三管路730上，且供氧装置82〇与控制装置600连接。[0074]供氧装置820能够适当地通过水流增加氧含量，为植株生长提供足够的氧气量，保障植株得到良好的生长。[0075]使用时，肥料罐2〇0通过第一管路710与预处理罐300的第一端连接，预处理罐300的第二端通过第二管路72〇与混合罐400连接，储水池1〇〇通过第三管路730与混合罐400连接，混合罐400通过第四管路740与喷灌头500连接。当肥料灌中的肥料颗粒通过圆锥螺旋形延伸的导管32〇时，在风栗31〇的作用下，肥料颗粒会在导管320内壁撞击破损，随着肥料颗粒沿导管320运动，导管32〇螺旋面面积越来越小，颗粒被压缩挤压得更加激烈，从而使得肥料颗粒更加粉碎为小颗粒，被完全粉碎为小颗粒的肥料被送入混合罐400与来自储水池100的水流混合成为达到预设要求的水肥，用以喷灌植株及土壤。[0076]这样的小麦水肥一体喷灌系统10结构简单、操作方便，能够显著改善现有技术中肥料混合不均匀的问题。[0077]以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种小麦水肥一体喷灌系统，其特征在于：包括储水池、肥料罐、预处理罐、混合罐、喷灌头和控制装置；所述预处理罐具备风泵和圆锥螺旋形延伸的导管;所述导管具有相对的第一端和第二端，所述第一端位于所述圆锥螺旋的底面，所述第二端靠近圆锥螺旋锥顶的位置;所述风泵的出口与所述导管的第一端连通；所述肥料罐通过第一管路与所述预处理罐的第一端连接，所述预处理罐的第二端通过第二管路与所述混合罐连接，所述储水池通过第三管路与所述混合罐连接，所述混合罐通过第四管路与喷灌头连接，所述储水池通过第五管路与喷灌头连接；所述控制装置分别与所述储水池、肥料罐、预处理罐、混合罐和喷灌头电连接。2.根据权利要求1所述的小麦水肥一体喷灌系统，其特征在于：所述喷灌头包括管体和处理单元;所述管体呈螺旋形延伸的管体，所述管体长度方向的一端封闭，所述管体长度方向的另一端具备开口；所述处理单元贯穿地设置在所述管体进行向外的侧壁上，所述处理单元具备多个预设口径的喷水口。3.根据权利要求2所述的小麦水肥一体喷灌系统，其特征在于：所述处理单元为多个栅条组成的格栅，相邻栅条之间围合形成所述喷水口。4.根据权利要求2所述的小麦水肥一体喷灌系统，其特征在于：所述喷灌头的管体为圆柱形螺旋。5.根据权利要求2-4中任一项所述的小麦水肥一体喷灌系统，其特征在于：所述喷灌头还包括设置在地面上的支架，支架通过螺杆与所述管体螺纹连接。6.根据权利要求5所述的小麦水肥一体喷灌系统，其特征在于：所述螺杆远离所述管体和所述支架的端部设置有旋钮。7.根据权利要求5所述的小麦水肥一体喷灌系统，其特征在于：所述支架上还设置有防松螺母。8.根据权利要求1-4中任一项所述的小麦水肥一体喷灌系统，其特征在于：所述小麦水肥一体喷灌系统还包括加热装置；所述加热装置设置在所述第三管路上，所述加热装置与所述控制装置连接。9.根据权利要求1-4中任一项所述的小麦水肥一体喷灌系统，其特征在于：所述小麦水肥一体喷灌系统还包括温度传感器和湿度传感器；所述温度传感器和湿度传感器均与所述控制装置连接。10.根据权利要求1-4中任一项所述的小麦水肥一体喷灌系统，其特征在于：所述小麦水肥一体喷灌系统还包括供氧装置；所述供氧装置设置在所述第三管路上，且所述供氧装置与所述控制装置连接。

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