一种农田专用水肥一体化加氧加温灌溉设备制造技术

本发明专利技术提供了一种农田专用水肥一体化加氧加温灌溉设备，解决现有滴灌技术无法满足作物对水、肥、气、热的需求，进而导致作物无法正常生长发育的问题，该设备包含空气预热装置，水肥初步混合装置、水肥加氧稀释装置以及输水管路；输水管路上至少设有出水端口A和出水端口B，且在该输水管路上设有可控制出水端口A和出水端口B任一导通或同时导通的阀门，输水管路上设有水流加热保温装置，空气预热装置、水肥初步混合装置及水肥加氧稀释装置之间通过文丘里管连通。

A Special Water and Fertilizer Integrated Oxygenation and Warming Irrigation Equipment for Farmland

The invention provides an integrated oxygenation and heating irrigation equipment for farmland, which solves the problem that the existing drip irrigation technology can not meet the demand of crops for water, fertilizer, gas and heat, thus causing the crop to grow and develop normally. The equipment includes air preheating device, water and fertilizer preliminary mixing device, water and fertilizer oxygenation dilution device and water pipeline at least. Water port A and water outlet B are provided in the pipeline, and any or both of them can be controlled. Water heating and heat preservation devices are installed in the pipeline, and air preheating devices, water and fertilizer preliminary mixing devices and water and fertilizer oxygen dilution devices are connected through Venturi pipes.

【技术实现步骤摘要】
一种农田专用水肥一体化加氧加温灌溉设备
本专利技术涉及一种农田专用水肥一体化加氧加温灌溉设备。
技术介绍
随着全球水资源短缺危机的出现，农业生产作为水资源消耗大户，如何提高农业灌溉水的水分利用效率是目前世界农业灌溉领域迫切需要解决的问题。目前各种灌溉技术和湿润土壤的过程均表现为水分驱动土壤颗粒孔隙中的空气，因而灌溉方式不可避免地导致作物根区土壤空气的亏缺，对作物生长产生了不利影响。滴灌是目前最先进的灌溉技术，只是湿润了作物根区部分土体空间，与大水漫灌相比，滴灌作物根区空气含量稍有改善，但据有关研究表明，滴灌仍然会导致作物根系的氧气胁迫。目前新疆等干旱地区灌溉方式主要以膜下滴灌和地下滴灌为主，这两种灌溉方式均会造成土壤高粘滞性和低渗透率，进而导致根区土壤空气含量降低，若再存在长时间灌溉、昼夜温差大、灌溉水温偏低等因素，则将致使无法满足作物生长的需求。因此，如何解决灌溉过程当中出现的空气减少、氧气胁迫和温度偏低现象，是制约进一步提高农田灌溉综合效果的瓶颈。“水、肥、气、热”是影响作物生长发育的主要因素，作物根区土壤适宜的气体含量、组分和温度对作物生长极为重要，滴灌过程中根区缺氧会削弱根系的呼吸作用，影响水分和营养物质的运输，抑制作物生长；作物在生长发育阶段，对温度有最高、最适及最低的要求，当温度在最适范围内时，作物才能正常地生长发育。近年来，在节水灌溉领域，地下滴灌技术有了较大的推广应用，这种封闭的管网灌溉模式，可以运用合适的加气、加温设备将气体和水运送至作物根区来改变根部土壤水气环境，具有改善土壤质量和促进作物增产增效等优点。因此，目前急需找到一种新的适于农田灌溉和施肥又能加氧加温的一体化装置，其即能够均匀灌溉和施肥，又能改善根区土壤气体和温度状况。
技术实现思路
本专利技术提供了一种农田专用水肥一体化加氧加温灌溉设备，解决现有滴灌技术无法满足作物对水、肥、气、热的需求，进而导致作物无法正常生长发育的问题。为了解决上述问题，本申请提供了一种农田专用水肥一体化加氧加温灌溉设备，该设备包含空气预热装置，水肥初步混合装置、水肥加氧稀释装置以及输水管路（5）；所述输水管路（5）上至少设有出水端口A（51）和出水端口B（52），且在该输水管路（5）上设有可控制出水端口A（51）和出水端口B（52）任一导通或同时导通的阀门（53），所述输水管路（5）上设有水流加热保温装置（54），该水流加热保温装置（54）设置在出水端口A（51）和出水端口B（52）之前，该水流加热保温装置（54）包含加热腔（541）和温度控制器（542），所述加热腔（541）内设有发热管（5411）和至少一组输水盘管（5412），该输水盘管（5412）与输水管路（5）连通，所述温度控制器（542）可控制加热腔（541）处于恒温；所述空气预热装置、水肥初步混合装置及水肥加氧稀释装置之间通过文丘里管（4）连通，所述空气预热装置包含连接有空气压缩机（11）的储气罐（10），该储气罐（10）的出气口端设有空气加热器（12），该空气加热器（12）的出口端与所述文丘里管（4）的进口接通；所述水肥初步混合装置包含混料仓（20），所述混料仓（20）上设有进料口（201），进水口（202）和出料口（203），所述进水口（202）与所述输水管路（5）上的出水端口A（51）连通，所述出料口（203）与所述文丘里管（4）的负压口连接并在该连接处设有压力调节阀（2031）；所述水肥加氧稀释装置包含水肥稀释仓（30），该水肥稀释仓（30）上设有注水口（301），水肥注入口（302），水肥排出口（303）以及叶轮组件，所述注水口（301）与所述输水管路（5）上的出水端口B（52）接通，所述水肥注入口（302）与所述文丘里管（4）的出口接通，且由该水肥注入口（302）进入的水肥气混合液可推动叶轮组件转动，进而实现水肥气混合液的搅拌，所述水肥排出口（303）端连接有滴灌支管（6）。作为本申请的优选方案，所述注水口（301）处设有倒锥形导流管（3011），该倒锥形导流管（3011）安装位置设置在叶轮组件中心偏前的位置，注水口（301）进入的水流经该倒锥形导流管（3011）可冲击叶轮组件加速转动。作为本申请的优选方案，所述混料仓（20）内设有可拆卸的滤网（205）和/或搅拌装置（204），所述滤网（205）可过滤经过出料口（203）的水肥混合液，所述搅拌装置（204）可将水、肥混合均匀。作为本申请的优选方案，所述混料仓（20）和/或水肥稀释仓（30）上设有电导分析仪（32），该电导分析仪（32）的探头靠近混料仓（20）和/或水肥稀释仓（30）的底部位置。作为本申请的优选方案，所述水肥稀释仓（30）上设有测温仪（33），且在该水肥稀释仓（30）的水肥排出口（303）处设有过滤网（3031）和控制阀（3032）；所述储气罐（10）上设有压力检测器（101）；所述空气加热器（12）上设有温度调节器（121）。本申请中的该设备包含空气预热装置，水肥初步混合装置、水肥加氧稀释装置以及输水管路5，输水管路5上设有水流加热保温装置54，利用该三组装置和输水管路5上的水流加热保温装置54可对需要滴灌的水肥混合液进行加热和加氧，因此，与现有技术相比，本申请中的该设备存在以下优势：（1）利用空气预热装置在对空气加热的同时，也可向水肥混合液中加入适量的气体，以满足作物在不同生育期的需氧量，解决了灌溉过程中作物根系区易缺氧，抑制作物生长的现状，解除土壤低氧胁迫、提高土壤导气率、改善土壤氧环境；（2）利用输水管路5上的水流加热保温装置54，不仅可加块混料仓20和水肥稀释仓30中肥料的溶解速度，而且可将水肥稀释仓30内的水肥气混合液控制在合适范围内，如此，在滴灌时可有效提高作物根区微生物活性，促进作物生长；（3）水肥加氧稀释装置中设置了叶轮组件，利用来自文丘里管4出口端的水气二相流冲击其转动，取代了传统使用电力驱动搅拌机构的现象，同时，利用该叶轮组件可对进入水肥稀释仓30的未溶解肥料颗粒充分搅拌，使肥料充分溶解，提高了肥料的溶解速度和使用效率，同时，叶轮31转动将大气泡破碎成小气泡，保证气体以微小形式均匀地掺入到灌溉水中，促进空气溶解速率。因此，利用本申请中的该设备，实现了对滴灌用水肥混合液进行加热和加氧，避免了现有滴灌技术无法满足作物对水、肥、气、热的需求，进而导致作物无法正常生长发育的问题。附图说明图1是本专利技术实施例提供的水肥一体化加氧加温灌溉设备的主视结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的水流加热保温装置的一种内部结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的水流加热保温装置的另一种内部结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的空气加热器内部结构示意图。附图标记储气罐10，压力检测器101，空气压缩机11，空气加热器12，温度调节器121，空气加热腔122，风扇123，电热丝124，输气软管13，混料仓20，进料口201，进水口202，出料口203，压力调节阀2031，搅拌装置204，滤网205，固定架21，水肥稀释仓30，注水口301，倒锥形导流管3011，肥注入口302，水肥排出口303，过滤网3031，控制阀3032，叶轮31，支撑架301，电导分析仪32，测温仪33，文丘里管4，输水管路5，出水端口A51，出水端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农田专用水肥一体化加氧加温灌溉设备，其特征在于，该设备包含空气预热装置，水肥初步混合装置、水肥加氧稀释装置以及输水管路（5）；所述输水管路（5）上至少设有出水端口A（51）和出水端口B（52），且在该输水管路（5）上设有可控制出水端口A（51）和出水端口B（52）任一导通或同时导通的阀门（53），所述输水管路（5）上设有水流加热保温装置（54），该水流加热保温装置（54）设置在出水端口A（51）和出水端口B（52）之前，该水流加热保温装置（54）包含加热腔（541）和温度控制器（542），所述加热腔（541）内设有发热管（5411）和至少一组输水盘管（5412），该输水盘管（5412）与输水管路（5）连通，所述温度控制器（542）可控制加热腔（541）处于恒温；所述空气预热装置、水肥初步混合装置及水肥加氧稀释装置之间通过文丘里管（4）连通，所述空气预热装置包含连接有空气压缩机（11）的储气罐（10），该储气罐（10）的出气口端设有空气加热器（12），该空气加热器（12）的出口端与所述文丘里管（4）的进口接通；所述水肥初步混合装置包含混料仓（20），所述混料仓（20）上设有进料口（201），进水口（202）和出料口（203），所述进水口（202）与所述输水管路（5）上的出水端口A（51）连通，所述出料口（203）与所述文丘里管（4）的负压口连接并在该连接处设有压力调节阀（2031）；所述水肥加氧稀释装置包含水肥稀释仓（30），该水肥稀释仓（30）上设有注水口（301），水肥注入口（302），水肥排出口（303）以及叶轮组件，所述注水口（301）与所述输水管路（5）上的出水端口B（52）接通，所述水肥注入口（302）与所述文丘里管（4）的出口接通，且由该水肥注入口（302）进入的水肥气混合液可推动叶轮组件转动，进而实现水肥气混合液的搅拌，所述水肥排出口（303）端连接有滴灌支管（6）。...

【技术特征摘要】
2019.01.08 CN 20191001432051.一种农田专用水肥一体化加氧加温灌溉设备，其特征在于，该设备包含空气预热装置，水肥初步混合装置、水肥加氧稀释装置以及输水管路（5）；所述输水管路（5）上至少设有出水端口A（51）和出水端口B（52），且在该输水管路（5）上设有可控制出水端口A（51）和出水端口B（52）任一导通或同时导通的阀门（53），所述输水管路（5）上设有水流加热保温装置（54），该水流加热保温装置（54）设置在出水端口A（51）和出水端口B（52）之前，该水流加热保温装置（54）包含加热腔（541）和温度控制器（542），所述加热腔（541）内设有发热管（5411）和至少一组输水盘管（5412），该输水盘管（5412）与输水管路（5）连通，所述温度控制器（542）可控制加热腔（541）处于恒温；所述空气预热装置、水肥初步混合装置及水肥加氧稀释装置之间通过文丘里管（4）连通，所述空气预热装置包含连接有空气压缩机（11）的储气罐（10），该储气罐（10）的出气口端设有空气加热器（12），该空气加热器（12）的出口端与所述文丘里管（4）的进口接通；所述水肥初步混合装置包含混料仓（20），所述混料仓（20）上设有进料口（201），进水口（202）和出料口（203），所述进水口（202）与所述输水管路（5）上的出水端口A（51）连通，所述出料口（203）与所述文丘里管（4）的负压口连接并在该连接处设有压力调节阀（2031）；所述水肥加氧稀释装置包含水肥稀释仓（30），该水肥稀释仓（30）上设有注水口（301），水肥注入口（302），水肥排出口（303）以及叶轮组件，所述注水口（301）与所述输水管路（5）上的出水端口B（52）接通，所述水肥注入口（302）与所述文丘里管（4）的出口接通，且由该水肥注入口（302）进入的水肥气混合液可推动叶轮组件转动，进而实现水肥气混合液的搅拌，所述水肥排出口（303）端连接有滴灌支管（6）。2.如权利要求1所述的农田专用水肥一体化加氧加温灌溉设备，其特征在于，所述注水口（301）处设有倒锥形导流管（3011），该倒锥形导流管（3011）安装位置设置在叶轮组件中心偏前的位置，注水口（301）进入的水流经该倒...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨广，任富天，李发东，胡松可，刘赛华，王泽林，闫珂，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：新疆,65