一种水肥气一体化滴灌系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种水肥气一体化滴灌系统，包括水气耦合单元、施肥单元、滴灌控制单元，进水管路上设有进水口、第一阀门、水流量计、出水口，出水口连接储水容器；进气管路上设有第二阀门、气体流量计、多级离心泵、乳化器；储水容器连接有气水混合管路，施肥单元包括依次连接的施肥罐、施肥泵、肥液流量计、第二单向阀、第四阀门，滴灌控制单元包括依次连接的滴灌泵、混合液流量计、第五阀门。设有多级离心泵、乳化器，可以提高水中的气泡效果，提高掺气率，而且掺气率可调。既可灌溉、施肥同时进行，还可以实现单独灌溉、单独施肥，满足用户需求。

An integrated drip irrigation system of water, fertilizer and gas

【技术实现步骤摘要】
一种水肥气一体化滴灌系统
本技术涉及灌溉
，具体涉及一种水肥气一体化滴灌系统。
技术介绍
土壤的水、肥、气是制约作物生长发育的主要环境要素，其中任何一个单独因素的变动，都会影响作物的生长、发育，造成作物生长缓慢，停止生长甚至死亡的现象。但是在灌溉过程中，灌溉水的渗入会将土壤孔隙中的空气驱逐开来而造成根区短暂缺氧的难题，根区土壤中的通气性较差，会抑制植物根系的生长和养分的吸收，进而影响作物的产量及品质。如授权公告号CN204707474U的技术专利公开的一种简易式水肥一体滴灌系统，该系统包括真空吸水装置、水泵、砂石过滤装置、压差式施肥罐、网式过滤装置、输水主管路。该灌溉系统，仅是涉及水、肥的混合。水肥气一体化滴灌将微纳米气泡与水肥溶液混合后通过地下滴灌系统输送到作物根区，能有效改善植物根区微环境，维持根系正常的新陈代谢和呼吸功能，促进和协调植物地上和地下部分的生长发育，是一种节水省肥、提质增效的新型灌溉技术。如何把空气与水肥溶液均匀混合，是事关水肥气耦合灌溉成败的关键问题如果掺入的空气没有与水肥溶液均匀混合，或者形成大的气泡，都有可能在管道运输当中出现水气分层的现象，影响到空气出流的均匀度，甚至出现空气难于进入土壤的情形。目前国外一般采用美国MazzeiInjector公司生产的Mazzei文丘里射流器来完成空气的注入，由于受到结构和能耗的影响其掺气率(气相与气液二相流总体积之比)一般维持在12％左右。以番茄、辣椒为供试作物，设置掺气率递度试验(0、12％和19％)，研作究发现物产量随着掺气率递增而增大，因此得出结论：提高农作物灌溉掺气率，可能获得更好的作物产量。为满足不同土壤-植物系统健康持续生长对气体的需求，迫切需要研发高效率、低能耗具备更高曝气比率的新型曝气系统。如何有效提高水气出流均匀度，是水肥气耦合灌溉应用中亟待解决的另外一个关键技术问题。Goorahooetal(2002a)发现曝气滴灌对辣椒产量的影响主要集中在毛管的前0～150英尺范围内，辣椒的产量和毛管长度间呈极显著的二次线性关系，而普通地下滴灌毛管距离和辣椒的数量没有明显的关系，据此认为水、气出流量不均匀是导致该现象出现的主要原因。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种水肥气一体化滴灌系统，以解决现有技术中存在的掺气率较低的技术问题。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种水肥气一体化滴灌系统，包括水气耦合单元、施肥单元、滴灌控制单元，水气耦合单元包括进水管路、进气管路，进水管路上设有进水口、第一阀门、水流量计、出水口，出水口连接储水容器；进气管路上设有进气口、第二阀门、气体流量计、多级离心泵、乳化器，进气管路的末端连通所述储水容器；储水容器连接有气水混合管路，气水混合管路连接施肥单元，气水混合管路上于施肥单元与储水容器之间设有第三阀门、第一单向阀；施肥单元包括依次连接的施肥罐、施肥泵、肥液流量计、第二单向阀、第四阀门，施肥罐用于存储肥液；气水混合管路与施肥单元的连接处连接所述滴灌控制单元，滴灌控制单元包括依次连接的滴灌泵、混合液流量计、第五阀门、混合液输出口。进一步地，所述进水管路上还设有第一过滤装置，用于对水进行过滤。进一步地，所述进气管路还包括气体磁化支路，气体磁化支路包括第六阀门、磁化器，气体磁化支路的一端连接在第二阀门与多级离心泵之间，另一端连接连通所述储水容器。.进一步地，气体磁化支路还并联有切换支路，切换支路上设有第七阀门。进一步地，所述储水容器内设有液位计。进一步地，所述储水容器连接有溶氧仪。进一步地，所述滴灌控制单元于滴灌泵与第五阀门之间设有压力表。进一步地，水肥气一体化滴灌系统还包括田间监测单元，田间监测单元包括检测土壤的温度、湿度、PH和电导率中至少一个的传感器。本技术的有益效果：本技术一种水肥气一体化滴灌系统，设有储水容器，连接有进水管路、进气管路，可以进水，还可以混入气体，实现水气耦合；储水容器连接有气水混合管路，将混入气体的水气混合物排出，连接滴灌控制系统，可以实现单独灌溉，水中含有气体，利用农作物生长。而且，进气管路上设有进气流量计，可以实时监测进气量，根据需要进行调节，使得掺气率可调。进气管路上，设有多级离心泵，乳化器，可以提高水中的气泡效果，提高掺气率。气水混合管路上于滴灌控制单元的连接处，连接有施肥单元，施肥泵可以将施肥罐内的肥液泵至灌溉的管路中，与水气混合，成水、气、肥液三者混合的水气肥混合液，进行施肥、灌溉。各管路上均设有阀门，通过调节阀门的开、关，还可以实现单独灌溉、单独施肥，满足用户需求，根据田地情况，精确管理。附图说明图1是本技术一种水肥气一体化滴灌系统的构成原理示意图。图中标记对应的名称：1、进水口，2、第一过滤装置，3、第一阀门，4、水流量计，5、储水容器，6、液位计，7、溶氧仪，8、进气口，9、气体流量计，10、第二阀门，11、第六阀门，12、磁化器，13、第七阀门，14、多级离心泵，15、第一压力表，16、乳化器，17、第三阀门，18、第一单向阀，19、第四阀门，20、第二单向阀，21、肥液流量计，22、施肥泵，23、施肥罐，24、滴灌泵，25、混合液流量计，26、第二压力表，27、第二过滤装置，28、第五阀门，29、四合一传感器，30、田地。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例：如图1所示，一种水肥气一体化滴灌系统，包括水气耦合单元、施肥单元、滴灌控制单元。水气耦合单元包括进水管路A、进气管路B，进水管路上设有进水口1、第一过滤装置2、第一阀门3、水流量计4、出水口，进水口连接水源，第一阀门采用电磁阀，用于控制进水的通断，由进水泵抽水进行供水。第一过滤装置2、第一阀门3、水流量计4沿进水方向依次串接。出水口连接储水容器5，出水口也即进水管路的末端，延伸至储水容器内。第一过滤装置，采用现有技术中的过滤器即可，对水进行初步过滤，过滤砂石等杂质。进气管路B上设有进气口8、气体流量计9、第二阀门10、多级离心泵14、第一压力表15、乳化器16，进气管路的末端连通所述储水容器5；进气口1连接气源。乳化器为现有技术，储水容器5连接有气水混合管路C，气水混合管路C连接施肥单元，气水混合管路上于施肥单元与储水容器之间设有第三阀门17、第一单向阀18，用于排出气体与水混合的气水混合物。本实施例中，第三阀门17采用电磁阀，第一单向阀18仅允许液体由储水容器朝滴灌控制单元的方向流动。施肥单元包括依次连接的施肥罐23、施肥泵22、肥液流量计21、第二单向阀20、第四阀门19，施肥罐用于存储肥液。根据作物的需肥规律，将一定量的水溶性肥料加入施肥罐中，利用内部的搅拌机将其充分混合。肥液流量计，用于计量肥液的流量。本实施例中，第四阀门19采用手动阀。施肥泵连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水肥气一体化滴灌系统，其特征在于：包括水气耦合单元、施肥单元、滴灌控制单元，水气耦合单元包括进水管路、进气管路，/n进水管路上设有进水口、第一阀门、水流量计、出水口，出水口连接储水容器；/n进气管路上设有进气口、第二阀门、气体流量计、多级离心泵、乳化器，进气管路的末端连通所述储水容器；/n储水容器连接有气水混合管路，气水混合管路连接施肥单元，气水混合管路上于施肥单元与储水容器之间设有第三阀门、第一单向阀；/n施肥单元包括依次连接的施肥罐、施肥泵、肥液流量计、第二单向阀、第四阀门，施肥罐用于存储肥液；/n气水混合管路与施肥单元的连接处连接所述滴灌控制单元，滴灌控制单元包括依次连接的滴灌泵、混合液流量计、第五阀门、混合液输出口。/n

【技术特征摘要】
1.一种水肥气一体化滴灌系统，其特征在于：包括水气耦合单元、施肥单元、滴灌控制单元，水气耦合单元包括进水管路、进气管路，
进水管路上设有进水口、第一阀门、水流量计、出水口，出水口连接储水容器；
进气管路上设有进气口、第二阀门、气体流量计、多级离心泵、乳化器，进气管路的末端连通所述储水容器；
储水容器连接有气水混合管路，气水混合管路连接施肥单元，气水混合管路上于施肥单元与储水容器之间设有第三阀门、第一单向阀；
施肥单元包括依次连接的施肥罐、施肥泵、肥液流量计、第二单向阀、第四阀门，施肥罐用于存储肥液；
气水混合管路与施肥单元的连接处连接所述滴灌控制单元，滴灌控制单元包括依次连接的滴灌泵、混合液流量计、第五阀门、混合液输出口。


2.根据权利要求1所述的水肥气一体化滴灌系统，其特征在于：所述进水管路上还设有第一过滤装置，用于对水进行过滤。


3.根据权利要求1所述的水肥气一体...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷宏军，张振华，肖红瑞，潘红卫，刘鑫，
申请(专利权)人：河南丰润环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41