一种大田微灌分布式精确施肥施药装置制造方法
【专利摘要】一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，增设注肥注药系统、供肥供药管路，在分输水管上增设灌溉阀门，供肥供药系统与首部系统连通，供肥供药管路包括与供肥供药系统连通的总输肥输药管、与总输肥输药管连通的分输肥输药管，注肥注药系统的一端与分输肥输药管连通，注肥注药系统的另一端与灌溉阀门的进口连通。采用这种水、肥液药液单独输送的模式，然后在田间灌溉时根据实际需要打开相应的灌溉阀门，注肥注药系统就会将肥液药液同水一起注入分输水管内，混合一体化后灌入田间，实用性强，成本低，安装操作简单，有效解决了大面积农田施肥不均匀的问题。
【专利说明】一种大田微灌分布式精确施肥施药装置
【技术领域】
[0001]本发明属于农业节水灌溉【技术领域】，涉及到一种大田微灌分布式精确施肥施药装置。
【背景技术】
[0002]水肥一体化施肥灌溉与水药一体化施药灌溉是微灌的一个重要特点，对于大面积农田施肥施药，从现代农业生产角度而言，一般是采用集中施肥施药，即从微灌系统首部将肥料和农药混合进入灌溉水中，随着灌溉管网输送至田间。在实际生产中，农户为了降低微灌系统成本，在轮灌时分散打开阀门，通过分散流量减小管网管径进而降低系统成本。一般微灌系统总输水管中水流流速在2m/s以下。对于数百亩或者上千亩、上万亩且地形呈长条形的农田而言，灌溉系统的首部系统到农田末端的总输水管长达数公里，由于总输水管中水流的流速较小，当灌溉系统启动后，离首部系统近的农田已经开始施入肥、药，而经过十多分钟或者数十分钟以后，总输水管才能将肥、药送至远端的分输水管处。尽管首部系统处的注肥注药器注肥精确，而由于微灌总输水管具有距离时效差的特点，造成田间上的施肥施药不均匀。
【发明内容】
[0003]本发明为了克服现有技术的缺陷，设计了一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，采用水、肥液药液单独输送的模式，然后在田间灌溉时肥液药液同水一起注入分输水管内，混合一体化后灌入田间，实用性强，成本低，安装操作简单，有效解决了大面积农田施肥施药不均匀的问题。
[0004]本发明所采取的具体技术方案是:一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，包括首部系统、供肥供药系统、输水管路，首部系统的进水口与水源连通，输水管路包括与首部系统出水口连通的总输水管、与总输水管连通的分输水管，关键是:增设注肥注药系统、供肥供药管路，在分输水管上增设灌溉阀门，供肥供药系统与首部系统连通，供肥供药管路包括与供肥供药系统连通的总输肥输药管、与总输肥输药管连通的分输肥输药管，注肥注药系统的一端与分输肥输药管连通，注肥注药系统的另一端与灌溉阀门的进口连通。
[0005]所述的首部系统和供肥供药系统借助管路连通，管路上设置有进水阀门。
[0006]所述的首部系统包括水泵、过滤器，水泵的进水口与水源连通，水泵的出水口与过滤器的进水口连通，过滤器的出水口与总输水管连通，供肥供药系统与首部系统中过滤器的出水口连通。
[0007]所述的供肥供药系统包括肥料罐、供肥泵，供肥泵的进口与肥料罐的出口连通，供肥泵的出口与总输肥输药管连通，供肥供药系统中肥料罐的进口与首部系统连通。
[0008]所述的注肥注药系统包括注肥注药器，注肥注药器的进口与分输肥输药管连通，注肥注药器的出口与灌溉阀门的进口连通，注肥注药器为文丘里注肥注药器或比例注肥注药器。
[0009]所述的注肥注药系统包括注肥注药器、肥料药物储存罐，注肥注药器的进口与分输肥输药管连通，注肥注药器的出口与肥料药物储存罐的进口连通，肥料药物储存罐的出口与灌溉阀门的进口连通，注肥注药器为压差式注肥注药器或弯头旁通式注肥注药器。
[0010]所述的肥料药物储存罐内设置有液位计。
[0011]所述的灌溉阀门为电磁阀。
[0012]所述的进水阀门为球阀。
[0013]本发明的有益效果是:增设注肥注药系统、供肥供药管路，在分输水管上增设灌溉阀门，利用首部系统输水，供肥供药管路输肥输药，采用这种水、肥液药液单独输送的模式，然后在田间灌溉时根据实际需要打开相应的灌溉阀门，注肥注药系统就会将肥液药液同水一起注入分输水管内，混合一体化后灌入田间，实用性强，成本低，安装操作简单，有效解决了大面积农田施肥施药不均匀的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图。
[0015]附图中，I代表首部系统，2代表进水阀门，3代表供肥供药系统，4代表总输肥输药管，5代表总输水管，6代表分输水管，7代表注肥注药系统,8代表灌溉阀门,9代表分输肥输药管。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明做进一步说明:
[0017]如图1所示，一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，包括首部系统1、供肥供药系统3、输水管路，还包括注肥注药系统7、供肥供药管路，首部系统I包括水泵、过滤器，供肥供药系统3包括肥料罐、供肥泵，输水管路包括总输水管5、与总输水管5连通的分输水管6，分输水管6上设置有灌溉阀门8，优选为电磁阀，供肥供药管路包括与供肥供药系统3连通的总输肥输药管4、与总输肥输药管4连通的分输肥输药管9，水泵的进水口与水源连通，水泵的出水口与过滤器的进水口连通，过滤器的出水口与总输水管5连通，肥料罐的进口借助管路与过滤器的出水口连通，管路上设置有进水阀门2，优选为球阀，肥料罐的出口与供肥泵的进口连通，供肥泵的出口与总输肥输药管4连通，注肥注药系统7的一端与分输肥输药管9连通，注肥注药系统7的另一端与灌溉阀门8的进口连通。当供肥供药系统3进行肥药溶液配制时，打开进水阀门2，过滤器中的水经过管路进入肥料罐中，当肥药溶液配制完毕后关闭进水阀门2即可。
[0018]注肥注药系统7有两种结构:一种是只包括注肥注药器，注肥注药器的进口与分输肥输药管9连通，注肥注药器的出口与灌溉阀门8的进口连通，注肥注药器为文丘里注肥注药器或比例注肥注药器；另一种是包括注肥注药器、肥料药物储存罐，肥料药物储存罐内设置有液位计，注肥注药器的进口与分输肥输药管9连通，注肥注药器的出口与肥料药物储存罐的进口连通，肥料药物储存罐的出口与灌溉阀门8的进口连通，注肥注药器为压差式注肥注药器或弯头旁通式注肥注药器。
[0019]当注肥注药系统7内设置有肥料药物储存罐时，给肥料药物储存罐添加肥液药液时有两种方式:一是采用液位控制方式，即当肥料药物储存罐内的液位低到液位计的下限时，液位计发出报警信号，供肥供药系统3启动，通过总输肥输药管4向注肥注药系统7内的肥料药物储存罐内输送肥料，直至达到液位计的上限；二是在灌溉结束后，人为手动启动或者通过设定的程序自动启动打开供肥供药系统3，通过总输肥输药管4向注肥注药系统7内的肥料药物储存罐内输送肥料，直至达到液位计的上限。
[0020]实施例1、当所有的农田都需要灌溉且注肥注药器为文丘里注肥注药器或比例注肥注药器时，启动首部系统1，先打开离首部系统I最近的第一块农田所对应的灌溉阀门8，水源处的水在首部系统I的作用下经过总输水管5进入分输水管6，同时供肥供药系统3中的肥液药液经过总输肥输药管4进入分输肥输药管9，然后经过注肥注药系统7进入分输水管6，与分输水管6内的水混合均匀后进入田间。当第一块农田满足灌溉需求后，关闭第一块农田所对应的灌溉阀门8，然后打开第二块农田所对应的灌溉阀门8，依次类推，直至所有的农田都灌溉完成，采用这种水、肥液药液单独输送的模式，然后在田间灌溉时根据实际需要打开相应的灌溉阀门8，注肥注药系统7就会将肥液药液同水一起注入分输水管6内，混合一体化后灌入田间，实用性强，成本低，安装操作简单，有效解决了大面积农田施肥施药不均匀的问题。
[0021]实施例2、当所有的农田都需要灌溉且注肥注药器为压差式注肥注药器或弯头旁通式注肥注药器时，启动首部系统1，先打开离首部系统I最近的第一块农田所对应的灌溉阀门8，水源处的水在首部系统I的作用下经过总输水管5进入分输水管6，同时注肥注药系统7中的肥料药物储存罐会均匀地将肥液药液灌入分输水管6，与分输水管6内的水混合均匀后进入田间，灌溉结束后，利用供肥供药系统3给肥料药物储存罐添加肥液药液。当第一块农田满足灌溉需求后，关闭第一块农田所对应的灌溉阀门8，然后打开第二块农田所对应的灌溉阀门8，依次类推，直至所有的农田都灌溉完成，采用这种水、肥液药液单独输送的模式，然后在田间灌溉时根据实际需要打开相应的灌溉阀门8，注肥注药系统7就会将肥液药液同水一起注入分输水管6内，混合一体化后灌入田间，实用性强，成本低，安装操作简单，有效解决了大面积农田施肥施药不均匀的问题。
[0022]实施例3、当每块农田的需水量不同，有些需要灌溉，有些不需要灌溉，且注肥注药器为文丘里注肥注药器或比例注肥注药器时，启动首部系统1，打开需要灌溉的那块农田所对应的灌溉阀门8，水源处的水在首部系统I的作用下经过总输水管5进入分输水管6，同时供肥供药系统3中的肥液药液经过总输肥输药管4进入分输肥输药管9，然后经过注肥注药系统7进入分输水管6，与分输水管6内的水混合均匀后进入田间。当这块农田满足灌溉需求后，关闭这块农田所对应的灌溉阀门8，然后打开另一块需要灌溉的农田所对应的灌溉阀门8，如此根据需求只打开需要灌溉的农田所对应的灌溉阀门8，即可实现有选择性的灌溉，以满足不同农田的灌溉需求。采用这种水、肥液药液单独输送的模式，然后在田间灌溉时根据实际需要打开相应的灌溉阀门8，注肥注药系统7就会将肥液药液同水一起注入分输水管6内，混合一体化后灌入田间，实用性强，成本低，安装操作简单，有效解决了大面积农田施肥施药不均匀的问题。
[0023]实施例4、当每块农田的需水量不同，有些需要灌溉，有些不需要灌溉，且注肥注药器为压差式注肥注药器或弯头旁通式注肥注药器时，启动首部系统1，打开需要灌溉的那块农田所对应的灌溉阀门8，水源处的水在首部系统I的作用下经过总输水管5进入分输水管6，同时注肥注药系统7中的肥料药物储存罐会均匀地将肥液药液灌入分输水管6，与分输水管6内的水混合均匀后进入田间。当这块农田满足灌溉需求后，关闭这块农田所对应的灌溉阀门8，然后打开另一块需要灌溉的农田所对应的灌溉阀门8，如此根据需求只打开需要灌溉的农田所对应的灌溉阀门8，即可实现有选择性的灌溉，以满足不同农田的灌溉需求。采用这种水、肥液药液单独输送的模式，然后在田间灌溉时根据实际需要打开相应的灌溉阀门8，注肥注药系统7就会将肥液药液同水一起注入分输水管6内，混合一体化后灌入田间，实用性强，成本低，安装操作简单，有效解决了大面积农田施肥施药不均匀的问题。
[0024]下面给出本发明的实验数据:
[0025]以1000亩的地块来说，假设地块为长条形，从首部系统I位置到最后一块田间地头位置距离为5000米。按照管道流速2m/s计算，则如果采用传统的从首部系统I输水管中直接加肥供肥的话，则当肥液流到最后一块田间所需时间为5000/2 = 2500s，计42min。如果供肥系统不均匀，则经过42分钟后，肥液浓度已经降低，所以第一块田与最后一块田注入的肥液浓度相差较大。如果灌溉时间在40分钟内，则最后一块田就不能施入肥液。而采用现在设计的这种分布式精确施肥施药装置，因为在注肥注药系统7的肥料药物储存罐中一直充满肥液，所以当灌溉开启时，最后一块田间也在同步注肥，如果肥料药物储存罐中的肥液较少时，供肥供药系统3也会自动或手动的给注肥注药系统7供肥来补充肥液。如果田间没有肥料药物储存罐，因为使用的总输肥输药管4管径较小(一般管径在Φ16既可以满足需要)，所以总输肥输药管4内的流速较大，按照管道流速20m/s计算，则当肥液流到最后一块田间所需时间为5000/20 = 250s，计4分钟。所以相对传统的施肥施药方式，这种大田微灌分布式精确施肥施药装置注肥比较均匀。
[0026]相对传统的施肥施药方式来说，大田微灌分布式精确施肥施药装置只是把首部的供肥供药系统3单独拿出来组成输肥输药系统的供肥系统，在这种装置下，只是添加了输肥输药的管线，而管线由于采用的管径较小，所以管材的价格便宜，按1000亩地计算，增加输肥输药管线5000米，田间分布有5个注肥系统，注肥系统采用压差式注肥器，则成本大约在3000元。而采用这种大田分布式精确施肥施药装置可以使大面积农田的施肥施药均匀，促使农田增产，增产部分所得的利润远大于3000元。
【权利要求】
1.一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，包括首部系统(I)、供肥供药系统(3)、输水管路，首部系统(I)的进水口与水源连通，输水管路包括与首部系统(I)出水口连通的总输水管(5)、与总输水管(5)连通的分输水管￠)，其特征在于:增设注肥注药系统(7)、供肥供药管路，在分输水管(6)上增设灌溉阀门(8)，供肥供药系统(3)与首部系统(I)连通，供肥供药管路包括与供肥供药系统(3)连通的总输肥输药管(4)、与总输肥输药管(4)连通的分输肥输药管(9)，注肥注药系统(7)的一端与分输肥输药管(9)连通，注肥注药系统(7)的另一端与灌溉阀门(8)的进口连通。
2.根据权利要求1所述的一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，其特征在于:所述的首部系统(I)和供肥供药系统(3)借助管路连通，管路上设置有进水阀门(2)。
3.根据权利要求1所述的一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，其特征在于:所述的首部系统(I)包括水泵、过滤器，水泵的进水口与水源连通，水泵的出水口与过滤器的进水口连通，过滤器的出水口与总输水管(5)连通，供肥供药系统(3)与首部系统(I)中过滤器的出水口连通。
4.根据权利要求1所述的一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，其特征在于:所述的供肥供药系统(3)包括肥料罐、供肥泵，供肥泵的进口与肥料罐的出口连通，供肥泵的出口与总输肥输药管(4)连通，供肥供药系统(3)中肥料罐的进口与首部系统(I)连通。
5.根据权利要求1所述的一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，其特征在于:所述的注肥注药系统(7)包括注肥注药器，注肥注药器的进口与分输肥输药管(9)连通，注肥注药器的出口与灌溉阀门(8)的进口连通，注肥注药器为文丘里注肥注药器或比例注肥注药器。
6.根据权利要求1所述的一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，其特征在于:所述的注肥注药系统(7)包括注肥注药器、肥料药物储存罐，注肥注药器的进口与分输肥输药管(9)连通，注肥注药器的出口与肥料药物储存罐的进口连通，肥料药物储存罐的出口与灌溉阀门(8)的进口连通，注肥注药器为压差式注肥注药器或弯头旁通式注肥注药器。
7.根据权利要求6所述的一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，其特征在于:所述的肥料药物储存罐内设置有液位计。
8.根据权利要求1所述的一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，其特征在于:所述的灌溉阀门(8)为电磁阀。
9.根据权利要求2所述的一种大田微灌分布式精确施肥施药装置，其特征在于:所述的进水阀门(2)为球阀。
【文档编号】A01C23/04GK104396417SQ201410558859
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】康跃虎, 李晓彬, 尹凤琴, 蒋树芳, 郭少磊, 万书勤 申请人:中国科学院地理科学与资源研究所