一种灌溉水肥一体机的制作方法

1.本实用新型涉及灌溉施肥装备技术领域，尤其是一种灌溉水肥一体机。


背景技术：

2.农村农田灌溉时，灌溉人员需要先将肥料撒到农田内，然后去配电房配电，再将水井中的灌溉泵启动完成施肥灌溉。
3.发明人发现，农村农田灌溉存在着许多问题：一方面，先施肥后灌溉的方式大大增加了工作强度；另一方面，农村农田中配电房与水井的距离较远，灌溉人员需要在配电房和水井之间来回操作，工作强度大，浪费了时间，且多户共用一个电表，使用前需缴纳充足的电费(满足一个月、三个月等时间段的使用量)，无法准确区分各户的用电量。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种灌溉水肥一体机，将灌溉施肥一体化，利用中央控制器协调射频器与各元件的工作，可通过刷卡同步控制电力的通断以及灌溉施肥的启停，解决了农田灌溉强度大、电费分配不清的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
6.第一方面，本实用新型的实施例提供了一种灌溉水肥一体机，包括控制柜以及设置在控制柜内部的刷卡控制系统和混合灌溉系统，所述混合灌溉系统由进水总管、混合液总管、混合液出口管以及若干进药管组成，每个进药管对应设有一个药液混合腔和一个进药阀门，所述药液混合腔的一端与进水总管连通，另一端与混合液总管连通，所述混合液总管与混合液出口管之间通过压力泵连接，所述进药阀门和压力泵均与刷卡控制系统连接。
7.作为进一步的实现方式，所述刷卡控制系统和混合灌溉系统相对设置在控制柜内的前后两侧，刷卡控制系统与混合灌溉系统之间通过隔板隔开，所述控制柜的前后两侧分别设有一个柜门。
8.作为进一步的实现方式，所述刷卡控制系统还与控制柜内的开关电源连接，开关电源与刷卡控制系统的连接电路上设有电源开关以及指示灯。
9.作为进一步的实现方式，所述刷卡控制系统由依次连接的射频器、人机交互界面以及中央控制器组成，所述射频器还与电能表连接。
10.作为进一步的实现方式，所述中央控制器依次通过空气开关、继电器、接触器以及控制柜上的接线器与外围电器设备连接，所述外围电器设备由水泵、药泵、进药阀门、压力泵以及外界的环境传感器构成。
11.作为进一步的实现方式，所述中央控制器通过变频器与压力泵连接。
12.作为进一步的实现方式，所述进药管具有进药端和出药端，所述进药端与控制柜上的进药口连通，出药端与药液混合腔连接。
13.作为进一步的实现方式，所述进药管上设有进药阀门、过滤器和观察窗，所述进药阀门邻近于出药端，过滤器邻近于进药口，所述观察窗位于进药阀门和过滤器之间。
14.作为进一步的实现方式，所述进水总管一端与控制柜上的进水口连接，另一端设有排空器。
15.作为进一步的实现方式，所述进水总管上还设有压力表，所述压力表位于药液混合腔与排空器之间。
16.上述本实用新型的有益效果如下：
17.1)本实用新型将灌溉施肥一体化，可实现灌溉、施肥的同步进行，大大提高了灌溉施肥的自动化，降低了劳动强度，利用刷卡控制系统协调各元件的工作，可通过刷卡同步控制电力的通断、水肥混合以及灌溉施肥的启停，无需提前缴纳电费，避免了各户电费的分配问题。
18.2)本实用新型每个进药管对应连接一个药液混合腔的设置，能够根据实际灌溉需求对每根进药管内药液的种类、浓度以及添加量进行独立控制，大大提高了灌溉水肥一体机的适应能力。
19.3)本实用新型进水总管设置了排空器和压力表，可对管路内的压力进行监测，当压力过高时可进行泄压，提高了装置的使用安全性。
20.4)本实用新型压力泵通过变频器控制，可控制混合液总管和混合液出口管中的压力值，以适应不同灌溉场景的需求，进一步提高了装置的适应能力。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
22.图1是本实用新型根据一个或多个实施方式的一种灌溉水肥一体机的主视结构示意图；
23.图2是本实用新型根据一个或多个实施方式的一种灌溉水肥一体机的后视结构示意图；
24.图3是本实用新型根据一个或多个实施方式的混合灌溉系统的结构示意图；
25.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
26.其中，1、前门；2、底座；3、安装台；4、安置板；5、分区框； 6、变频器；7、空气开关；8、射频器；9、人机交互界面；10、中央控制器；11、电能表；12、继电器；13、接触器；14、开关电源；15、接线器；16、电源开关；17、运行指示灯；18、报警指示灯；19、后门；20、进水口；21、进水总管；22、第一进药口；23、第二进药口； 24、第三进药口；25、过滤器；26、观察窗；27、进药阀门；28、药液混合腔；29、压力表；30、排空器；31、压力泵；32、混合液总管； 33、混合液出口管。
具体实施方式
27.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
28.正如背景技术所介绍的，农村农田灌溉存在着许多问题：一方面，先施肥后灌溉的
方式大大增加了工作强度；另一方面，农村农田中配电房与水井的距离较远，灌溉人员需要在配电房和水井之间来回操作，工作强度大，浪费了时间，且多户共用一个配电房，无法准确区分各户的用电量的问题，为解决上述问题，本实用新型提供了一种灌溉水肥一体机。
29.实施例1
30.本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1-图3所示，提出了一种灌溉水肥一体机，包括，控制柜以及设置在控制柜内部的刷卡控制系统和混合灌溉系统，其中，刷卡控制系统与混合灌溉系统相对设置，二者之间通过隔板隔开。
31.本实施例中为了便于描述，将控制柜设置刷卡控制系统的一侧作为前侧，相应的设置混合灌溉系统的一侧作为控制柜的后侧，具体的，控制柜为中空结构，由前门1、底座2、顶板、侧板以及后门19组成，刷卡控制系统和混合灌溉系统设置在控制柜内部，且刷卡控制系统位于控制柜的前侧，混合灌溉系统位于控制柜的后侧，二者之间通过隔板隔开，利用前门1和后门19对控制柜内的部件进行保护。
32.由图1所述，刷卡控制系统主要由中央控制器10和电力控制机构构成，中央控制器10内设有plc控制系统，中央控制器10分别与电力控制机构以及外围电器设备连接。
33.具体的，电力控制机构由射频器8、人机交互界面9以及电能表11 组成，人机交互界面9具有人机交互功能，人机交互界面9分别与射频器8和中央控制器10连接，当使用射频卡接近射频器8时，射频器8可读取卡上电量信息并传输至人机交互界面9，人机交互界面9接收到电量信息后可向中央控制器10发出指令，从而通过中央控制器10控制外围电器设备工作；
34.射频器8还与电能表11连接，可通过电能表11读取射频卡上的电量，射频器8、人机交互界面9均通过安装台3固定设置在控制柜内部的上方。
35.中央控制器10和电能表11通过分区框5固定设置在控制柜内部的下方，分区框5上还固定设有空气开关7、继电器12、接触器13以及开关电源14，其中，开关电源14与外界的220v交流电线路连接，用于为整个控制电路提供24v的稳定直流电源，外围电器设备依次通过接触器13、继电器12、空气开关7与中央控制器10连接。
36.分区框5的下方固定设有安置板4，安置板4上固定设有接线器15，接线器15与接触器13的输出端连接，主要用于外围电器设备与接触器 13的连接。
37.其中，外围电器设备为水泵、药泵、管路上的电磁阀、环境传感器等设备，继电器12用于控制管路上的阀门，接触器13用于控制各外围电器设备电机的启停，以实现灌溉施肥的自动化。
38.电能表11与中央控制器10之间也设有空气开关7，以防止电能表 11的损坏。
39.控制柜的内侧壁上固定设有变频器6、电源开关16、运行指示灯17以及报警指示灯18，其中，变频器6分别与中央控制器10和混合灌溉系统中的泵体连接，用于控制水肥灌溉工作的启停；
40.电源开关16和运行指示灯17均与开关电源14连接，当按下电源开关16时开关电源14给控制柜内元件供电，同时运行指示灯17亮起绿色，以便于操作人员观察控制柜内是否通电，报警指示灯18与控制柜的电路连接，当控制柜电路出现故障时可亮出红光给予警示。
41.如图2-图3所示，混合灌溉系统由若干进药管、一根进水总管21、一根混合液总管32和一根混合液出口管33组成，进药管的进药端与设置在控制柜后侧外壳体下方的进药口
连通，进水总管21与设置在控制柜后侧外壳体下方的进水口20连通，混合液总管32与压力泵31的进水孔连接，压力泵31的出水孔与混合液出口管33连接，压力泵31受变频器6的控制，以控制混合液总管32和混合液出口管33中的压力值。
42.本实施例中进药管设置了三根，每根进药管对应连通一个进药口，可以理解的是，在其他实施例中进药管也可以设置其他数量，具体的设置数量可根据实际设计要求进行确认，这里不做过多的限制。
43.具体的，本实施例中进药口设置了三个，分别为第一进药口22、第二进药口23以及第三进药口24，三个进药口依次间隔布置在控制柜后侧外壳体的下方，每个进药口对应连接一根进药管，每根进药管的出药端(即远离进药口的一端)均连接一个药液混合腔28；
44.药液混合腔28的一端与进水总管21连通，药液混合腔28的另一端与混合液总管32连通，进水总管21中的灌溉水可以对应进入不同的药液混合腔28内，同时，不同的药液可通过不同的进药管进入各自对应的药液混合腔28内与灌溉水混合，最终每个药液混合腔28内的混合液体可进入混合液总管32内并被排出，以实现水肥的同时灌溉。
45.每根进药管上均设有一个观察窗26、一个进药阀门27和一个过滤器25，其中，进药阀门27位于临近药液混合腔28的一端(即出药管的出药端)，进药阀门27与中央控制器10连接，可根据实际工况控制进药管的通断；过滤器25靠近于进药口处，以对进入进药管内的药液进行过滤，以防止管道的堵塞；观察窗26位于进药阀门27与过滤器25 之间，观察窗26为透明结构，可实时观察进药管内的药液情况。
46.每个进药管对应连接一个药液混合腔28的设置，能够根据实际灌溉需求对每根进药管内药液的种类、浓度以及添加量进行独立控制，大大提高了灌溉水肥一体机的适应能力。
47.进水总管21远离进水口20的一端设有排空器30，同时，进水总管 21靠近排空器30的位置处设有压力表29，可对管路中的压力进行监测，当压力过高时可通过排空器30进行泄压。
48.需要注意的是，压力表29需要设置在药液混合腔28与排空器30 之间，以保证压力检测的准确性。
49.通过上述设置，可实现灌溉、施肥的同时进行，大大简化了灌溉操作，降低了劳动强度，且将电力控制机构与混合灌溉系统集成，通过刷卡的方式控制混合灌溉系统的启停，无需提前缴纳电费，避免了各户电费的分配问题。
50.具体的工作原理为：
51.将控制柜放置在施肥灌溉就近的位置，打开控制柜的前门1和后门19，进水口20接通水源，第一进药口22、第二进药口23、第三进药口24分别对应接通一个药液桶(分别为药液桶a、药液桶b和药液桶c)，使得混合液出口管33与灌溉管路连通，按下电源开关16接通控制柜的电源，此时运行显示灯17亮起绿色，如果控制柜电路存在问题，则报警指示灯18亮起红色；
52.使用射频卡靠近安装台3上的射频器8，射频器8读取射频卡上的电量信息，电能表11显示剩余可用量，人机交互界面9进入操作界面，通过人机交互界面9向中央控制器10发出指令，中央控制器10通过其内设程序控制外围电器设备，开关电源14为电路提供24v的稳压电源。
53.具体的，中央控制器10通过变频器6控制压力泵31的启停，进而控制混合液总管32和混合液出口管33中的压力值，药液桶a、b、c中的药液分别通过各自对应的进药口进入进药管，通过观察窗26可以实时观察药液情况，每个进药管上的进药阀门27均通过中央控制器10 进行控制，可根据实际情况开闭，药液进入各自对应的混合腔28内与进水总管21中的水混合，混合后在压力泵31的抽力下进入混合液总管 32内，然后经过混合液出口管33进入灌溉管路。
54.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。