CN113207402B - 一种山地茶园施肥灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种山地茶园施肥灌溉系统，属于施肥灌溉技术领域。该系统包括水溶肥稀释装置和进水管，所述水溶肥稀释装置的进水口通过注水管与进水管的中部连接，所述水溶肥稀释装置的出液口通过排液管与进水管的中部连接，所述排液管上安装有电动球阀C，所述进水管上在注水管和排液管之间安装有电动球阀D，所述进水管的一端设有喷灌组件和滴灌组件。施肥时，可以根据茶树实际施肥需求，选择喷灌施肥或滴灌施肥方式进行施肥；灌溉时，可以根据降水、空气湿度和土壤湿度等，选择喷灌或滴灌方式向茶树补充水分，使用灵活，有利于节约水资源和肥料。
Description
技术领域
本发明涉及一种山地茶园施肥灌溉系统，属于施肥灌溉技术领域。
背景技术
茶叶适合在低海拔、寡日照、雨量充沛、云雾多、空气湿度大的条件下生长。并且种植过程中需要施水肥，当生长期遇到干旱天气，需要进行人工增湿，以利于茶叶生长；以前对茶叶施水肥都是人工操作，这种方式施水肥不均匀，还浪费水，不利于茶叶生长，并且人工施水肥的劳动强度大、效率极低。
为此，公开号为CN210247519U的中国专利文献，公开了一种茶叶种植用灌溉与雾化系统，包括净水箱、配料罐、灌溉箱和过滤器，净水箱通过出水管道连接灌溉箱；出水管道通过分水管道连接配料罐；配料罐包括罐体和罐盖；罐体上设有加料斗、排渣口和排液管；加料斗通过输肥管道连接罐体；排液管连接出水管道；出水管道的出水末端连接过滤器；灌溉箱的出水端连接输液管，输液管上设有水泵，输液管末端通过文丘里管连接灌溉主管；灌溉主管连接配水网主管；配水网主管上连接多个灌溉分管；灌溉分管上连接多个喷灌支管，喷灌支管上依次连接雾化喷头和旋转喷头。便于配制肥液，实现山地喷雾和施肥一体化、自动化，提高施肥和喷雾效率。
但是，该系统无论是灌溉还是施肥均采用喷灌方式，较为浪费肥料和水资源。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种山地茶园施肥灌溉系统。
本发明通过以下技术方案得以实现：
一种山地茶园施肥灌溉系统，包括水溶肥稀释装置和进水管，所述水溶肥稀释装置的进水口通过注水管与进水管的中部连接，所述水溶肥稀释装置的出液口通过排液管与进水管的中部连接，所述排液管上安装有电动球阀C，所述进水管上在注水管和排液管之间安装有电动球阀D，所述进水管的一端设有喷灌组件和滴灌组件。
所述水溶肥稀释装置包括主稀释罐、控制器和二级稀释组件，主稀释罐内设有液体浓度传感器，主稀释罐的顶部设有搅拌电机和初级稀释组件，初级稀释组件上设有粉碎投料组件，主稀释罐内设有搅拌组件，搅拌组件的一端与搅拌电机的输出轴连接，主稀释罐内在搅拌组件的下方设有布料组件，二级稀释组件的一端与初级稀释组件的底部连接，另一端通过泵送组件与布料组件连接，控制器与液体浓度传感器、搅拌电机、电动球阀C和电动球阀D电性连接。
所述初级稀释组件包括初级稀释罐，注水管设在初级稀释罐上，注水管上安装有流量控制阀和电动球阀A，流量控制阀和电动球阀A与控制器电性连接。
所述注水管位于初级稀释罐侧壁的顶部，并与初级稀释罐相切。
所述二级稀释组件为螺旋管，该螺旋管盘绕在主稀释罐上。
所述螺旋管的表面设有电磁感应加热器，螺旋管上设有温度传感器，电磁感应加热器和温度传感器均与控制器电性连接，螺旋管上靠近泵送组件的一端设有滤网。
所述布料组件为布料盘，泵送组件包括送料泵，送料泵的出料口通过管道B与布料盘的底部连接，管道B上靠近布料盘的一端安装有单向阀，送料泵与控制器电性连接。
所述管道B上设有气管，气管与管道B的连接点位于单向阀和布料盘之间，气管上靠近管道B的一端安装有电动球阀B，电动球阀B与控制器电性连接。
所述喷灌组件包括喷灌总管和若干喷灌支管，喷灌总管与进水管连接，喷灌总管上靠近进水管的一端安装有增压泵，增压泵与控制器电性连接，若干喷灌支管与喷灌总管连接，若干喷灌支管上均设有多个喷头。
所述滴灌组件包括过滤器和与过滤器连接的若干滴灌支管，过滤器通过滴灌总管与进水管连接，滴灌总管上安装有电动球阀E，电动球阀E与控制器电性连接，若干滴灌支管上均设有多个滴液孔。
本发明的有益效果在于：
1、施肥时，可以根据茶树实际施肥需求，选择喷灌施肥或滴灌施肥方式进行施肥；灌溉时，可以根据降水、空气湿度和土壤湿度等，选择喷灌或滴灌方式向茶树补充水分，使用灵活，有利于节约水资源和肥料。
2、经过滤器过滤后再进行滴灌，避免滴液孔堵塞。
3、水溶肥和水在初级稀释罐内进行一次混合和溶解，在螺旋管内进行二次混合和溶解，最后在主稀释罐内进行三次混合和溶解，水溶肥溶解速度快，稀释效率高。
4、本装置既适用于稀释液体水溶肥，又适用于稀释固体水溶肥；用于稀释固体水溶肥时，先通过双辊粉碎机将固体水溶肥粉碎为粉末，再进行溶解，有助于提高水溶肥溶解速度和稀释效率。
5、通过电磁感应加热器加热螺旋管内的溶液，适当提高溶液温度，有助于提高分子扩散速度，以提高水溶肥的溶解速度和溶解效率。
6、螺旋管内的溶液经送料泵加压泵送到布料盘内，然后经布料盘喷射到主稀释罐内，有助于加快主稀释罐内溶液的上下流动速度，以提高水溶肥溶解速度和溶解效率。
7、通过气管向布料盘内通压缩空气进行曝气，有助于加快主稀释罐内溶液的上下流动速度，加快水溶肥溶解。
8、通过流量控制阀计量进入初级稀释罐内水的体积，并通过控制器控制电动球阀A的打开和关闭，以定量添加水，将水溶肥稀释到所需浓度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的水溶肥稀释装置的结构示意图；
图3为图2拆除主稀释罐、控制器、搅拌电机、搅拌组件后的结构示意图；
图4为为本发明的搅拌电机和搅拌组件的装配结构示意图。
图中：1-主稀释罐，2-控制器，3-搅拌电机，4-粉碎投料组件，5-初级稀释组件，50-初级稀释罐，51-注水管，6-二级稀释组件，7-送料泵，8-管道B，9-气管，10-布料组件，11-搅拌组件，12-进水管，13-电动球阀D，14-排液管，15-滴灌总管，16-过滤器，17-滴灌支管，18-喷灌支管，19-喷头，20-增压泵。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图4所示，本发明所述的一种山地茶园施肥灌溉系统，包括水溶肥稀释装置和进水管12，所述水溶肥稀释装置的进水口通过注水管51与进水管12的中部连接，所述水溶肥稀释装置的出液口通过排液管14与进水管12的中部连接，所述排液管14上安装有电动球阀C，所述进水管12上在注水管51和排液管14之间安装有电动球阀D13，所述进水管12的一端设有喷灌组件和滴灌组件。施肥时，可以根据茶树实际施肥需求，选择喷灌施肥或滴灌施肥方式进行施肥；灌溉时，可以根据降水、空气湿度、土壤湿度和地表水资源情况等，选择喷灌或滴灌方式向茶树补充水分，使用灵活，有利于节约水资源和水溶肥。
所述水溶肥稀释装置包括主稀释罐1、控制器2和二级稀释组件6，主稀释罐1内安装有液体浓度传感器，主稀释罐1的顶部安装有搅拌电机3和初级稀释组件5，初级稀释组件5上安装有粉碎投料组件4，主稀释罐1内安装有搅拌组件11，搅拌组件11的一端与搅拌电机3的输出轴连接，主稀释罐1内在搅拌组件11的下方安装有布料组件10，二级稀释组件6的一端与初级稀释组件5的底部连接，另一端通过泵送组件与布料组件10连接，控制器2与液体浓度传感器、搅拌电机3、电动球阀C和电动球阀D13电性连接。
所述粉碎投料组件4为双辊粉碎机，双辊粉碎机的底部通过管道A与初级稀释组件5连接，管道A上安装有球阀A40。在使用时，双辊粉碎机包括进料斗、主粉碎辊和副粉碎辊，副粉碎辊的两端均与进料斗活动连接，主粉碎辊的一端与安装在进料斗上的粉碎电机的输出轴连接，另一端与进料斗活动连接，并与副粉碎辊齿轮传动，粉碎电机与控制器2电性连接。装置用于稀释固体水溶肥时，通过粉碎电机驱使主粉碎辊和副粉碎辊转动，先将固体水溶肥粉碎为粉末，再进行溶解，有助于提高固体水溶肥的溶解速度和溶解效率。
所述初级稀释组件5包括初级稀释罐50，注水管51焊接在初级稀释罐50上，注水管51上安装有流量控制阀和电动球阀A，流量控制阀和电动球阀A与控制器2电性连接。水溶肥和水在初级稀释罐50内进行一次混合、溶解和稀释。
所述注水管51位于初级稀释罐50侧壁的顶部，并与初级稀释罐50相切。通过注水管51注入初级稀释罐50的水，会沿周向在初级稀释罐50的内壁上流动，并逐渐向下流动与水溶肥混合，一是能够在初级稀释罐50内形成漩涡，使水与水溶肥充分混合，提高水溶肥溶解速度，二是能够冲刷初级稀释罐50的内壁，避免大量水溶肥残留在初级稀释罐50的内壁上。
所述二级稀释组件6为螺旋管，该螺旋管盘绕在主稀释罐1上。水和水溶肥在螺旋管内进行二次混合、溶解和稀释。
所述螺旋管的表面安装有电磁感应加热器，螺旋管上安装有温度传感器，电磁感应加热器和温度传感器均与控制器2电性连接，螺旋管上靠近泵送组件的一端安装有滤网。在使用时，螺旋管的表面全部包覆有电磁感应加热器，通过温度传感器检测螺旋管内的溶液温度，通过电磁感应加热器加热螺旋管内的溶液，适当提高溶液温度，有助于提高分子扩散速度，进一步提高水溶肥的溶解速度。螺旋管上靠近泵送组件的一端安装有滤网，避免未溶解的水溶肥颗粒进入送料泵7和布料盘造成堵塞。。
所述布料组件10为布料盘，泵送组件包括送料泵7，送料泵7的出料口通过管道B8与布料盘的底部连接，管道B8上靠近布料盘的一端安装有单向阀，送料泵7与控制器2电性连接。螺旋管内的溶液经送料泵7加压泵送到布料盘内，然后经布料盘喷入主稀释罐1，有助于加快主稀释罐1内溶液的上下流动速度，以提高水溶肥的溶解速度和溶解效率。
所述管道B8上设有气管9，气管9与管道B8的连接点位于单向阀和布料盘之间，气管9上靠近管道B8的一端安装有电动球阀B，电动球阀B与控制器2电性连接。通过气管9向布料盘内通压缩空气进行曝气，有助于加快主稀释罐1内溶液的上下流动速度，以提高水溶肥的溶解速度和溶解效率。
所述喷灌组件包括喷灌总管和若干喷灌支管18，喷灌总管与进水管12连接，喷灌总管上靠近进水管12的一端安装有增压泵20，增压泵20与控制器2电性连接，若干喷灌支管18与喷灌总管连接，若干喷灌支管18上均安装有多个喷头19。
所述滴灌组件包括过滤器16和与过滤器16连接的若干滴灌支管17，过滤器16通过滴灌总管15与进水管12连接，滴灌总管15上安装有电动球阀E，电动球阀E与控制器2电性连接，若干滴灌支管17上均加工有多个滴液孔。通过过滤器16过滤后再进行滴灌，避免滴液孔堵塞。
本发明所述的山地茶园施肥灌溉系统，其工作原理或使用过程如下：
水溶肥稀释过程如下：
向双辊粉碎机内定量投入固体水溶肥，水溶肥经双辊粉碎机粉碎后进入初级稀释罐50，然后与通过注水管51注入的水在初级稀释罐50内进行一次混合和溶解。
而后混合液流入螺旋管，水溶肥与水在螺旋管内完成二次混合和溶解；此外，通过电磁感应加热器对螺旋管内的溶液进行加热，以加快水溶肥溶解速度。
然后通过送料泵7将螺旋管内的溶液加压泵送到布料盘内，溶液经布料盘喷射到主稀释罐1内，以提高主稀释罐1内溶液的上下流动速度，加快水溶肥溶解；同时，搅拌电机3带动搅拌组件11转动，使水溶肥快速溶解。
送料泵7停止后，气管9上的电动球阀B打开，向布料盘内通压缩空气，以对主稀释罐1内的溶液进行曝气，以提高主稀释罐1内溶液的上下流动速度，加快水溶肥溶解。
通过液体浓度传感器检测主稀释罐1内水溶肥的浓度，同时通过流量控制阀计量进入初级稀释罐50内水的体积，并通过控制器2控制电动球阀A的打开和关闭，以定量添加水，将水溶肥稀释到所需浓度。
施肥灌溉过程如下：
关闭电动球阀D13和电动球阀E，打开电动球阀C并启动增压泵20，主稀释罐1内的水溶肥溶液经排液管14、进水管12后进入喷灌总管，然后经增压泵20增压后从各喷头19喷出，对茶树进行喷灌施肥。
关闭电动球阀D13和增压泵20，打开电动球阀C和电动球阀E，主稀释罐1内的水溶肥溶液经排液管14、进水管12和滴灌总管15后，进入过滤器16，然后从滴灌支管17上的滴液孔滴出，直接对茶树根部进行滴灌施肥。
降雨稀少，茶树根部土壤干燥，且地表水资源较为丰富的地区，关闭电动球阀C、电动球阀A和电动球阀E，打开电动球阀D13，并启动增压泵20，进水管12内的水经增压泵20增压后从各喷头19喷出，对茶树进行喷灌。
降雨稀少，茶树根部土壤干燥，且地表水资源较为匮乏的地区，关闭电动球阀C、电动球阀A和增压泵20，打开电动球阀D13和电动球阀E，进水管12内的水经滴灌总管15、过滤器16后，从滴灌支管17上的滴液孔滴出，对茶树根部补充水分。
本发明提供的山地茶园施肥灌溉系统，其有益效果如下：
1、施肥时，可以根据茶树实际施肥需求，选择喷灌施肥或滴灌施肥方式进行施肥；灌溉时，可以根据降水、空气湿度和土壤湿度等，选择喷灌或滴灌方式向茶树补充水分，使用灵活，有利于节约水资源和肥料。
2、经过滤器16过滤后再进行滴灌，避免滴液孔堵塞。
3、水溶肥和水在初级稀释罐50内进行一次混合和溶解，在螺旋管内进行二次混合和溶解，最后在主稀释罐1内进行三次混合和溶解，水溶肥溶解速度快，稀释效率高。
4、本装置既适用于稀释液体水溶肥，又适用于稀释固体水溶肥；用于稀释固体水溶肥时，先通过双辊粉碎机将固体水溶肥粉碎为粉末，再进行溶解，有助于提高水溶肥溶解速度和稀释效率。
5、通过电磁感应加热器加热螺旋管内的溶液，适当提高溶液温度，有助于提高分子扩散速度，以提高水溶肥的溶解速度和溶解效率。
6、螺旋管内的溶液经送料泵7加压泵送到布料盘内，然后经布料盘喷射到主稀释罐1内，有助于加快主稀释罐1内溶液的上下流动速度，以提高水溶肥溶解速度和溶解效率。
7、通过气管9向布料盘内通压缩空气进行曝气，有助于加快主稀释罐1内溶液的上下流动速度，加快水溶肥溶解。
8、通过流量控制阀计量进入初级稀释罐50内水的体积，并通过控制器2控制电动球阀A的打开和关闭，以定量添加水，将水溶肥稀释到所需浓度。
Claims (5)
1.一种山地茶园施肥灌溉系统，其特征在于：包括水溶肥稀释装置和进水管(12)，所述水溶肥稀释装置的进水口通过注水管(51)与进水管(12)的中部连接，所述水溶肥稀释装置的出液口通过排液管(14)与进水管(12)的中部连接，所述排液管(14)上安装有电动球阀C，所述进水管(12)上在注水管(51)和排液管(14)之间安装有电动球阀D(13)，所述进水管(12)的一端设有喷灌组件和滴灌组件；
所述水溶肥稀释装置包括主稀释罐(1)、控制器(2)和二级稀释组件(6)，主稀释罐(1)内设有液体浓度传感器，主稀释罐(1)的顶部设有搅拌电机(3)和初级稀释组件(5)，初级稀释组件(5)上设有粉碎投料组件(4)，主稀释罐(1)内设有搅拌组件(11)，搅拌组件(11)的一端与搅拌电机(3)的输出轴连接，主稀释罐(1)内在搅拌组件(11)的下方设有布料组件(10)，二级稀释组件(6)的一端与初级稀释组件(5)的底部连接，另一端通过泵送组件与布料组件(10)连接，控制器(2)与液体浓度传感器、搅拌电机(3)、电动球阀C和电动球阀D(13)电性连接；
所述二级稀释组件(6)为螺旋管，该螺旋管盘绕在主稀释罐(1)上；
所述螺旋管的表面设有电磁感应加热器，螺旋管上设有温度传感器，电磁感应加热器和温度传感器均与控制器(2)电性连接；螺旋管上靠近泵送组件的一端设有滤网；
所述布料组件(10)为布料盘，泵送组件包括送料泵(7)，送料泵(7)的出料口通过管道B(8)与布料盘的底部连接，管道B(8)上靠近布料盘的一端安装有单向阀；送料泵(7)与控制器(2)电性连接；
所述管道B(8)上设有气管(9)，气管(9)与管道B(8)的连接点位于单向阀和布料盘之间，气管(9)上靠近管道B(8)的一端安装有电动球阀B，电动球阀B与控制器(2)电性连接。
2.如权利要求1所述的山地茶园施肥灌溉系统，其特征在于：所述初级稀释组件(5)包括初级稀释罐(50)，注水管(51)设在初级稀释罐(50)上，注水管(51)上安装有流量控制阀和电动球阀A；流量控制阀和电动球阀A与控制器(2)电性连接。
3.如权利要求2所述的山地茶园施肥灌溉系统，其特征在于：所述注水管(51)位于初级稀释罐(50)侧壁的顶部，并与初级稀释罐(50)相切。
4.如权利要求1所述的山地茶园施肥灌溉系统，其特征在于：所述喷灌组件包括喷灌总管和若干喷灌支管(18)，喷灌总管与进水管(12)连接，喷灌总管上靠近进水管(12)的一端安装有增压泵(20)，增压泵(20)与控制器(2)电性连接，若干喷灌支管(18)与喷灌总管连接，若干喷灌支管(18)上均设有多个喷头(19)。
5.如权利要求1所述的山地茶园施肥灌溉系统，其特征在于：所述滴灌组件包括过滤器(16)和与过滤器(16)连接的若干滴灌支管(17)，过滤器(16)通过滴灌总管(15)与进水管(12)连接，滴灌总管(15)上安装有电动球阀E，电动球阀E与控制器(2)电性连接，若干滴灌支管(17)上均设有多个滴液孔。
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