水肥一体机施肥量调节装置的制作方法

1.本实用新型涉及设施农业灌溉技术领域，尤其涉及一种水肥一体机施肥量调节装置。


背景技术：

2.水肥一体化机是现代农业生产关键设备，它是将已配好的肥料以适当的流量注入到灌溉水中，施肥与灌溉同步进行。与原来传统灌溉方式相比，通过此设备可实现自动灌溉控制，可较精准的根据用户需求进行水肥灌溉，从而达到节肥节水的功能，特别有利于干旱地区和半干旱地区。目前此设备在发达国家已广泛使用，如以色列、荷兰等国家。
3.目前，水肥一体化机在我国尚处于起步推广阶段，根据国内用户的实际使用要求，有许多技术难点问题需待解决：目前水肥一体化机中的核心为施肥装置，现有的施肥装置主要包括文丘里管、施肥机水泵和流量控制装置(电磁阀或电动调节阀)；其原理是由施肥机主水泵为文丘里管提供压力差，通过文丘里管把存储罐中的肥料(或酸、碱等物质)吸到灌溉水管中进行同步灌溉与施肥，目前市场上的流量控制装置主要安装在每组施肥文丘里管的吸入口和存储罐之间的管道上，其装置及控制方法为：
4.1、安装节制阀，手动旋转节制阀的开度来调节施肥管道流量；
5.2、安装电动(磁)阀或电磁调节阀，每组1个，通过一定的算法控制电磁阀开关时间比例或电动调节阀开度来调节施肥管道流量；
6.3、安装水泵，通过调整水泵转速调节施肥管道流量；
7.4、采用专用阀球开度控制装置，通过电机控制球阀开度来调节施肥管道流量。
8.采用以上方式存在缺陷：
9.1、电磁阀：是一个全开或全关的控制，有个最大工作频率限制，不能实现连续调节功能。另外工作频率越大成本越高，市场上同一管径的电磁阀价格可以相差20倍以上，要达到较理想的控制，适合目前市场水肥一体机的单个电磁阀价格要在1000 元以上，成本大。
10.2、电动调节阀：电动调节阀可以较好的解决水肥流量控制，但一般存在全行程时间较长问题(10～60秒不等)，不适合水培种植等灌溉，全行程短的调节阀价格很高，适合目前市场水肥一体机的单个调节阀价格要在3500元以上。
11.3、水泵控制施肥管道流量：用水泵控制施肥管道，需专用控制电路或变频器控制转速，较复杂。
12.4、用阀球开度进控制施肥管道流量：机械结构及控制电路较复杂，需要做一套专用设备来实现，这对目前市场量不多的情况而言，成本压力较大。
13.根据市场调查，国内大部分农户对水肥灌溉系统的ec、ph值得精度要求不高，一般不高于
±
5～10％，实际使用时不太需要配置上述现有技术中精度高、造价贵的施肥量调节装置。用户希望在降低一定精度的情况下，降低施肥量调节装置的成本，以满足实际生产需求。


技术实现要素：

14.为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种水肥一体机施肥量调节装置，其采用多种不同管径的管道进行组合来调节的文丘里吸肥管的流量，能够实现流量分级自动调节，具有控制简单、无需专用配件、阀门寿命长、成本低廉等优点。
15.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
16.水肥一体机施肥量调节装置，设于储液罐出口和文丘里管吸入口之间，包括输入流量导流部件、流量分配调节器和输出流量汇接排，所述流量分配调节器包括安装支架和多个子管道，多个所述子管道集束排列设置在所述安装支架中，所述子管道按管径流量比例依次按几何倍数递减设置，每个所述子管道上设有独立控制的控制阀；所述输入流量导流部件的输入端与所述储液罐出口相连，所述输入流量导流部件的输出端与集束排列设置的所述子管道的入口相连，所述子管道的出口与输出流量汇接排的输入端相连，所述输出流量汇接排的输出端再与所述文丘里管吸入口相连。
17.进一步的，所述子管道包括六个，六个所述子管道的管径比为1：√2：2： 2√2：4：4√2，其中管径最大的所述子管道的流量为所述文丘里管吸入口流量的一半。
18.进一步的，所述输入流量导流部件中设有喇叭型的导流筒，所述导流筒内设有流量分布盘和导流板，所述子管道的入口与所述导流筒内的流量分布盘对应相连。
19.进一步的，所述控制阀包括电磁阀或气控阀，所述控制阀与控制器相连。
20.进一步的，所述安装支架中设有水平并排或环形排列的安装卡口，所述子管道固定在对应的安装卡口中。
21.本实用新型具有如下有益效果：
22.1、本实用新型在储液罐出口和文丘里管吸入口之间设置输入流量导流部件、流量分配调节器和输出流量汇接排，分配调节器中并排设置管径比例不同的管道，每个管道中设置独立控制的控制阀，通过多种不同管径的管道进行组合来调节的文丘里吸肥管的流量，能够通过控制阀启闭不同管道实现流量分级自动调节，能够满足大部分常规生产的调节精度要求，具有控制简单可靠、成本低廉等优点。
23.2、本实用新型通过对多种不同管径的管道进行组合控制，控制阀采用常规的开关阀即可，无需专用配件，无需采用造价昂贵的流量调节阀，开关控制阀造价低、阀门寿命长。
附图说明
24.图1为本实用新型水肥一体机施肥量调节装置的结构示意图。
25.附图标记说明：
26.1、储液罐；2、文丘里管；3、输入流量导流部件；4、流量分配调节器； 41、安装支架；42、子管道；5、输出流量汇接排；6、控制阀。
具体实施方式
27.以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：
28.参见图1所示，水肥一体机施肥量调节装置，设于储液罐1出口和文丘里管2吸入口之间，包括输入流量导流部件3、流量分配调节器4和输出流量汇接排5，所述流量分配调节器4包括安装支架41和多个子管道42，多个所述子管道42集束排列设置在所述安装支架41
中，所述安装支架41中设有水平并排或环形排列的安装卡口，所述子管道42固定在对应的安装卡口中；所述子管道42按管径流量比例依次按几何倍数递减设置，每个所述子管道42 上设有独立控制的控制阀6；所述输入流量导流部件3的输入端与所述储液罐 1出口相连，所述输入流量导流部件3的输出端与集束排列设置的所述子管道 42的入口相连，所述子管道42的出口与输出流量汇接排5的输入端相连，所述输出流量汇接排5的输出端再与所述文丘里管2吸入口相连。
29.所述子管道42包括六个，六个所述子管道42的管径比为1：√2：2：2 √2：4：4√2，其中管径最大的所述子管道42的流量为所述文丘里管2吸入口流量的一半。假设六个子管道42全部打开时值为1，全部关闭时值为0。当六个子管道42开启状态(按管径从大到小排列，1代表开，0代表关)等于110000时，其开度＝(1*32 1*16 0*8 0*4 0*2 0*1)/64＝75％；当六个子管道42开启状态等于010010时，其开度＝(0*32 1*16 0*8 0*4 1*2 0*1)/64＝28.125％；当六个子管道42开启状态等于000001时，其开度＝(0*32 0*16 0*8 0*4 0*2 1*1)/64＝1.56％；所以通过设置六个子管道42，其流量调节级数就可达64级，流量调节精度高于2％，能够满足常规的控制精度要求。调节精度要求更高时还可以采用8个以上管道进行组合。
30.所述输入流量导流部件3中设有喇叭型的导流筒31，所述导流筒31内设有流量分布盘和导流板，所述子管道42的入口与所述导流筒31内的流量分布盘对应相连，流量分布盘上设有与每个所述子管道42对应的孔径，通过导流筒31内部的导流板和流量分布盘使输入流量分配均衡，流量基本稳定。
31.所述控制阀6包括电磁阀或气控阀，所述控制阀6与外接的控制器相连，控制器中设置相应的控制程序。
32.本实用新型工作时，肥料由储液罐1出口管流出，经输入流量导流部件3、流量分配调节器4和输出流量汇接排5进入文丘里管2吸入口，通过流量分配调节器4中的六个子管道42不同组合的开启和关闭，能够改变管道流通的截面积，从而改变文丘里管2吸入口吸入液体肥料的流量。
33.这里六个子管道42的截面积之和除以储液罐1出口管的截面积为流量调节开度，当六个子管道42的控制阀6全部打开时，肥料经过各管进入到文丘里管2吸入口，此时调节开度为98.5％，接近全开；当最大管径的子管道42 打开时，调节开度为50％；当最大和第二大管径的子管道42打开时，调节开度为75％；当第二大、第三大管径的子管道42打开时，时调节开度为37.5％；同理根据并联的六个子管道42的控制阀6不同的组合开和关，可提供64级的开度控制。
34.六个子管道42的打开和关闭只要通过相对应的控制阀6控制即可，控制简单。目前水肥一体机在实际应用中，储液罐1和灌溉水的ec、ph值在使用过程中是基本不变的，在控制过程中，根据先测得到的各ec、ph值，很容易算出六个子管道42所对应的启闭状态，对六个子管道42进行控制的控制阀6无需频繁动作，工作频率要求不高，无需采用造价昂贵的流量调节阀，控制阀6造价低、阀门寿命长。
35.以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。