一种智能化水肥一体灌溉系统首部技术方案

本发明专利技术公开了一种智能化水肥一体灌溉系统首部，其供水模块包括连接水源的主泵和主管道；过滤模块包括三条并联的过滤支路A1、A2、和A3，过滤支路包括依次连接的第一电磁阀、第二电磁阀、第一过滤器、第二过滤器、第三电磁阀，其中第二电磁阀连接排污管；过滤模块还包括安装在主管道上的加压泵、第四电磁阀以及与第四电磁阀连接的支回路B1、B2、B3；供肥模块包括依次安装在供肥支管上的供肥泵、稳压器、肥料罐以及位于肥料罐内的搅拌器；智能控制系统包括压力传感器、流量传感器、电源、信号处理器、显示器以及控制电路，连接并控制以上所述模块，实现调压供水，精确施肥以及自动除堵。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于节水灌溉装备领域，特别涉及管道灌溉施肥装置的系统首部。
技术介绍
喷微灌、滴灌和管道灌溉等先进的节水灌溉技术是重要节水措施，可提高作物产量和品质，对地形和土质的适用性强，能保持水土等优点，在我国获得了广泛的应用，逐渐成为设施农业和经济作物的主要灌溉方式，成为现代农业的重要标志。 水肥一体化可实现水分和养分的综合协调和一体化管理，水肥一体化技术主要利用管道灌溉系统，将肥料溶解在水中，实现灌溉和施肥的同步，最终目标是实现水肥同步管理和水肥的高效利用，是减少农业用水，实现国家“一减、两控、三基本”目标的重要基础工作。要实现水肥一体化灌溉，需要在灌溉系统的首部配置供水装置和施肥装置。由相关技术规范知，喷微灌、滴灌和管道灌溉系统的首部通常包括供水泵、施肥装置、过滤装置、检测装置、控制装置和保护装置等，现有系统的首部大多固定安装在泵房内，以控制设计区域的灌溉和施肥，当系统控制面积较小时，首部成本占灌溉系统总成本的比例非常大。此外，固定点取水也造成了灌溉系统使用的局限性，例如首部与灌区距离较远，需采用长输水管路，往往会引起较大的压力损失，在灌溉系统设计时，需选择功率和扬程均较高的供水泵，导致建设成本增加。这些因素对水肥一体化技术的推广造成了一定负面影响。现有技术关于可移动灌溉首部的成果：中国专利第CN104067755A号公开了一种“可移动的灌溉施肥首部”，将柴油机抽水装置和比例施肥器等安装在推车上，以解决每个灌溉系统的取水点均需建立泵站的问题，同时还可节约灌溉系统安装与管道架设的成本。中国专利第CN204428962U号公开了一种“节水灌溉系统首部”，在节水灌溉系统首部依次进行沙石过滤和二次过滤，在二次过滤前还进行排污阀的排污处理，可解决现有节水灌溉系统首部的过滤效果差的技术问题。中国专利第CN20470001U号专利公开了“一种移动撬块式灌溉系统首部装置”，将施肥装置和发电机等集成安装在撬块平台上，可解决无电地块、面积小地块无法灌溉的问题。上述技术共通性在于，可移动灌溉首部只是对现有装备的简单集成，灌溉首部中每个设备功能相对独立，缺少利用各设备间交互作用改善灌溉系统首部功能的成果。此外，喷微灌和滴灌系统在使用中还需要引入过滤器对水源进行过滤，过滤器在使用中的堵塞多发、更换困难。现有技术中有采用反冲装置对过滤器进行反冲，但是常见的反冲装置都是采用水源水碓过滤器进行反冲，当水源条件较差时，反冲反而会加剧堵塞现象，从而直接影响喷灌效果以及供水机组的使用寿命。针对以上不足，本专利技术提出一种智能化水肥一体灌溉系统首部，用于喷微灌、滴灌或管道灌溉系统中，实现随喷洒形式改变管网工作压力，可精确施肥，自动除堵。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种智能化水肥一体灌溉系统首部，用于喷微灌、滴灌或管道灌溉系统中，实现随喷洒形式改变管网工作压力，可精确施肥，自动除堵。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种智能化水肥一体灌溉系统首部，该智能喷灌装置包括：主管路，以及依次串联在主管路上的供水模块、过滤模块、供肥模块、和末端模块；其还包括智能控制系统，连接并控制以上所述模块，实现精确施肥和自动除堵。所述供水模块包括连接水源的主泵；所述过滤模块从上游到下游依次包括三条并联的过滤支路A1、A2和A3，安装在主管路上的加压泵，第十电磁阀；所述第十电磁阀安装在加压泵的出口处；所述过滤支路A1包括依次连接的第一电磁阀、第二电磁阀、第一过滤器、第二过滤器、第三电磁阀；所述过滤支路A2包括依次连接的第四电磁阀、第五电磁阀、第三过滤器、第四过滤器、第六电磁阀；所述过滤支路A3包括依次连接的第七电磁阀、第八电磁阀、第五过滤器、第六过滤器、第九电磁阀；其中第二电磁阀、第五电磁阀、第八电磁阀均连接排污管；所述供肥模块包括依次安装在供肥支管上的肥料罐、供肥泵、稳压器，、肥料罐以及位于所述肥料罐内设有搅拌器；所述智能控制系统包括压差计、流量传感器、电源、信号处理器、显示器以及控制电路。所述过滤模块还包括支回路B1、B2、B3，所述支回路B1连接第十电磁阀和过滤支路A1的第三电磁阀；所述支回路B2连接第十电磁阀和过滤支路A2的第六电磁阀；所述支回路B3连接第十电磁阀和过滤支路A3的第九电磁阀。所述压差计包括第一压差计，第二压差计和第三压差计，第一压差计用于测量第一过滤器入口与第二过滤器出口的压力差，第二压差计用于测量第三过滤器入口与第四过滤器出口的压力差，第三压差计用于测量第五过滤器入口与第六过滤器出口的压力差；所述流量传感器安装在加压泵的进口处，稳压器安装在供肥泵的出口处；所述压差计、稳压器、流量传感器连接信号处理器，信号处理器与控制电路电联，控制电路分别连接电磁阀、主泵、加压泵；所述显示器与信号处理器相连，以显示信号处理器接受的压力和流量数据，所述电源为智能控制系统供电。所述智能控制电路接收第一压差计所测量的第一过滤器入口与第二过滤器出口的压力差信号，第二压差计所测量得第三过滤器入口与第四过滤器出口的压力差信号，第三压差计所测量的第五过滤器入口与第六过滤器出口的压力差；根据压差大小判断过滤器是否发生堵塞，并通过控制第一到第四电磁阀的开闭实现过滤和反向冲洗的切换；当任一过滤支路的过滤器发生堵塞时，采用剩余过滤支路过滤过的水经过加压泵的加压对堵塞的过滤器进行反冲。本专利技术的有益效果为：本专利技术能够通过控制切换实现喷灌、滴灌、施肥，一机多用；采用经过过滤的水对过滤器进行反冲洗，并根据压差信号对反冲水进行增压，自动去堵的同时保证了去堵的效果；采用流量传感器、稳压器、搅拌器配合实现水肥精确配比。附图说明图1为本专利技术的智能化水肥一体灌溉系统首部的装配简图；图2本专利技术的智能控制系统示意图；1-主泵，2-主管路，3-第一电磁阀、4-第二电磁阀、5-第一过滤器、6-第一压差计、7-第二过滤器、8-第三电磁阀，9-第四电磁阀、10-第五电磁阀、11-第三过滤器、12-第二压差计、13-第四过滤器、14-第六电磁阀，15-第七电磁阀、16-第八电磁阀、17-第五过滤器、18第三压差计、19第六过滤器、20-第九电磁阀，21-排污管，22-流量传感器，23-加压泵，24-第十电磁阀，25-稳压器，26-供肥泵，27-搅拌器，28-肥料罐，29-末端灌溉设备。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明：参见图1和图2，智能化水肥一体灌溉系统首部的装配简图，其包括：主管路，以及依次串联在主管路上的供水模块、过滤模块、供肥模块、和末端模块；其还包括智能控制系统，连接并控制以上所述模块，实现稳压输送以及自动除堵。供水模块包括连接水源的主泵；过滤模块包括三条并联的过滤支路A1、A2、A3，过滤支路包括依次连接的第一电磁阀、第二电磁阀、第一过滤器、第二过滤器、第三电磁阀，其中第一电磁阀控制过滤支路连通，第二电磁阀连接排污管，能够控制过滤支路和排污支路之间的切换，第三电磁阀连接支回路，能够控制过滤支路和反向冲洗回路之间的切换；该过滤模块还包括安装在主管道上的加压泵、能够控制主管路和支回路之间切换的第十电磁阀以及与第十电磁阀连接的支回路B1、B2、B3，其中支回路B1连接过滤支路A1的第三电磁阀，支回路B2连接过滤支路A2的第六电磁阀，支回路B3连接过滤支路A3的第九电磁阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能化水肥一体灌溉系统首部，其特征在于：包括：主管路，以及依次串联在主管路上的供水模块、过滤模块、供肥模块和末端模块，还包括智能控制模块，连接并控制以上所述模块，实现调压供水，精确施肥以及自动除堵。

【技术特征摘要】
1.一种智能化水肥一体灌溉系统首部，其特征在于：包括：主管路，以及依次串联在主管路上的供水模块、过滤模块、供肥模块和末端模块，还包括智能控制模块，连接并控制以上所述模块，实现调压供水，精确施肥以及自动除堵。2.根据权利要求1所述的智能化水肥一体灌溉系统首部，其特征在于，所述供水模块包括连接水源的主泵；所述过滤模块从上游到下游依次包括三条并联的过滤支路A1、A2和A3，安装在主管路上的加压泵，第十电磁阀；所述第十电磁阀安装在加压泵的出口处；所述过滤支路A1包括依次连接的第一电磁阀、第二电磁阀、第一过滤器、第二过滤器、第三电磁阀；所述过滤支路A2包括依次连接的第四电磁阀、第五电磁阀、第三过滤器、第四过滤器、第六电磁阀；所述过滤支路A3包括依次连接的第七电磁阀、第八电磁阀、第五过滤器、第六过滤器、第九电磁阀；其中第二电磁阀、第五电磁阀、第八电磁阀均连接排污管；所述供肥模块包括依次安装在供肥支管上的肥料罐、供肥泵、稳压器，所述肥料罐内设有搅拌器；所述智能控制系统包括压差计、流量传感器、电源、信号处理器、显示器以及控制电路。3.根据权利要求2所述的智能化水肥一体灌溉系统首部，其特征在于，所述过滤模块还包括支回路B1、B2、B3，所述支回路B1连接第十电磁阀和过滤支路A1的第三电磁阀，所述支回路B2连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，李红，汤攀，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32