技术领域
本发明涉及灌溉技术领域，具体而言，涉及一种水肥灌溉系统。
背景技术
为了保证作物正常生长，获取高产稳产，必须供给作物以充足的水分和肥料。目前，人们通常采用单独施肥和单独灌溉的方式，工作效率比较低。
因此，提供一种水肥灌溉系统，这对于灌溉技术的发展具有比较重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种水肥灌溉系统，该系统能够将灌溉用水和肥料直接输送到农田中。
本发明是这样实现的：
一种水肥灌溉系统，包括：
水肥制备设备，所述水肥制备设备包括溶解装置及放料装置，所述放料装置位于所述溶解装置的上方，用于将肥料放入到溶解装置中，
所述溶解装置包括溶解池及搅拌器，所述搅拌器设置在所述溶解池的底部，所述搅拌器包括螺旋状扇叶，
所述溶解池中还设置有温度传感器及加热器；
水源管，所述水源管的一端与水源连接，另一端通向所述溶解池；
干管，所述干管与所述溶解池的底部连通，所述干管及所述水源管上均设置有流量控制阀及水泵；
支管，多个所述支管连接在所述干管上；
出水管，多个所述出水管设置在所述支管上，所述出水管的一端封闭，另一端与所述支管连通，所述出水管的管壁上设置有多个通孔。
进一步，
所述水肥灌溉系统还包括：
控制器，所述控制器分别与搅拌器、温度传感器、加热器、水泵及流量控制阀电连接。
由于夏季天气比较炎热，春秋季节天气偏冷，工作人员在外面操作设备比较辛苦。通过设置控制器，实现了远程操作，从而减轻了工作人员的劳动强度。
当温度传感器检测到溶解池中的水温太低不利于肥料溶解时，控制器启动加热器加热并加速搅拌器的转速；当水温升高到合适温度后，控制器关闭加热器。
另外，还可以通过控制器控制水泵的开关、调节流量控制阀及压力控制阀的开度。
进一步，
所述放料装置包括：
储存仓，用于储存肥料；
放料机构，所述放料机构设置在所述储存仓的下方，并位于所述输送带的上方，
所述放料机构包括下料筒及闸板阀，所述下料筒的一端与所述储存仓的底部连接，另一端连接闸板阀；
输送带，所述输送带倾斜设置，所述输送带位于所述放料机构的下方；
缓存仓，所述缓存仓位于所述输送带尾端的下方，所述缓存仓的底部通过称重仪与地基连接，所述称重仪与所述控制器连接；
所述缓存仓的底部设置有仓门及开启机构，所述开启机构将所述仓门打开时，所述缓存仓内的肥料能够落入到所述溶解池中。
当需要定量向溶解池中加入肥料时，闸板阀打开，肥料落到输送带上，肥料被输送到尾端后落入到缓冲仓。称重仪实时监测落入到缓存仓内肥料的重量，并将数据传递给控制器。当重量达到预设值时，关闭闸板阀。
另外，输送带倾斜设置使得首端相对于地面的高度可以尽量放低，使得储料仓相对于地面的高度能够降低，便于向储料仓内添加肥料。
进一步，
所述缓存仓的底部设置有下料溜管，所述下料溜管的一端与所述缓存仓连接，另一端设置有环形挡圈，所述环形挡圈的外边缘与所述下料溜管连接；
所述仓门为圆锥状，包括大端和小端，所述大端设置有环形板，所述大端位于所述下料溜管外，所述小端位于所述下料溜管内，
所述仓门与所述下料溜管之间还设置有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧使得所述环形板与所述环形挡圈抵接配合；
所述开启机构包括拉杆及浮球杆，所述拉杆的一端与所述仓门转动连接，所述浮球杆的一端设置有浮球，另一端与所述拉杆的自由端铰接，
所述浮球杆通过转轴与所述溶解池铰接，所述浮球杆及所述转轴形成杠杆机构，在受到水的浮力时，所述浮球能够通过杠杆机构将仓门打开。
不同作物需要的水肥浓度不同，故需要对水肥浓度进行较精确地调配。
上述设计中，当仓门打开时，由于仓门设置成圆锥状，故肥料不会在仓门上堆积，即，缓存仓内的绝大部分肥料会落入到溶解池中；从而使得落入到溶解池中肥料质量更加接近预设质量。
另外，上述设计中，由于仓门是通过水的浮力打开，只有溶解池中的水到达预设水位时，拉杆才能受到足够大的拉力，从而将仓门拉开。因此，只有溶解池中的水量达到预设水量时，仓门才会打开。水量达到预设水量时，关闭水源管上的流量控制阀。
综上，上述仓门及开启机构相互配合可以使得肥料重量及水量均符合预设值，从而使得水肥浓度更加精确。另外，开启机构还实现了自动开仓，降低了工作人员的劳动强度。
另外，具体操作时，可以通过调节输送水源管的流量来控制的水位上升速度，防止缓存仓内的肥料重量达到预设值之前，水位提前到预设水位提前打开仓门。
进一步，
所述环形挡圈的边缘设置有电磁铁，所述电磁铁与所述控制器电连接，所述仓门的环形板为铁质材料；
所述控制器能够控制所述电磁铁断电通电。
当缓存仓中的肥料重量还没有达到预设值时，如果水位先到达预设水位，仓门被打开，肥料落到溶解池中；这直接导致水肥浓度与预设值不符。因此，通过设置电磁铁，当肥料重量还没有达到预设值时，即便是水位先达到预设水位，仓门也不会被打开。
因此，通过设置电磁铁能够进一步确保水肥浓度的精确；并且无需监控水位上升速度，提高了自动化程度。
进一步，
所述转轴与所述溶解池可拆卸连接，所述浮球杆上设置有多个通孔，所述转轴安装在通孔中。
进一步，
所述开启机构还包括固定架，所述固定架与所述溶解池固定连接；
所述固定架高度方向上设置有多个连接部，所述转轴与所述固定架上的连接部可拆卸连接。
通过上述设计，通过调整转轴的高度，可以调整预设水位的高度。
进一步，
所述浮球为空心塑料球。
进一步，
所述控制器包括单片机或PLC。
进一步，
所述输送带的横截面的中部凹陷。
本发明的有益效果是：
本发明通过上述设计得到的水肥灌溉系统，使用时，放料装置中提前储存有肥料，放料装置将肥料喂到溶解池中，水源管向溶解池中供水；肥料在溶解池中溶解形成水肥，并通过干管及支管供给农作物。搅拌器可以使得溶解池中产生涡流，从而加速溶解。当水温太低时，启动加热器能够加速肥料溶解；另外，温度传感器可以实时监测水温，当水温偏高可能影响作为生长时关闭加热器。
通过上述设计得到的水肥灌溉系统，将灌溉与施肥集成到一个系统，从而减轻了工作人员的劳动量，提高了效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施方式提供的水肥灌溉系统的结构示意图；
图2是本发明实施方式提供的水肥调配设备的结构示意图；
图3是本发明实施方式提供的储存仓及放料机构的结构示意图；
图4是本发明实施方式提供的缓存仓及溶解池的结构示意图；
图5是本发明实施方式提供的下料溜管及仓门的结构示意图。
图标：200-水肥灌溉系统；100-水肥制备设备；110-放料装置；112-储存仓；114-放料机构；1142-下料筒；1144-闸板阀；115-输送带；116-缓存仓；1161-称重仪；1162-仓门；1164-环形板；117-开启机构；1172-浮球杆；1174-浮球；1176-拉杆；1178-固定架；118-下料溜管；119-环形挡圈；120-溶解装置；122-溶解池；124-搅拌器；210-水源管；211-第一流量控制阀；220-干管；221-第二流量控制阀；230-支管；231-第三流量控制阀；240-控制器。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例：
如图1，本实施例提供了一种水肥灌溉系统200，其主要包括水肥制备设备100、水源管210、干管220及支管230。水源管210一端与水源连接，另一端与水肥制备设备100连接，用于给水肥制备设备100供水。水肥制备设备100用于将水与肥料调配成肥料溶液，并通过干管220输送到各个支管230，最终输送给农作物。
具体地，如图1，水源管210上设置有第一流量控制阀211，干管220上设置有第二流量控制阀221，与干管220连接的支管230上还设置有第三流量控制阀231。另外，支管230上设置有多个出水管，出水管的一端封闭，另一端与支管230连通，出水管的管壁上设置有多个通孔，通孔沿圆周分布。
水肥输配系统还包括控制器240，本实施例中控制器240采用了单片机，流量控制阀为电磁流量控制阀；控制器240分别与第一流量控制阀211、第二流量控制阀221及第三流量控制阀231电连接，从而能够远程调节流量。
如图2，水肥制备设备100包括溶解装置120及放料装置110，放料装置110位于溶解装置120的上方，用于给溶解装置120喂料。溶解装置120包括溶解池122及搅拌器124，搅拌器设置在溶解池122的底部，搅拌器包括螺旋状扇叶。螺旋状扇叶在搅拌时，溶解池122中的水流朝上走，并带动肥料朝上走；防止沉积在底部，从而加速溶解。
溶解池122中还设置有温度传感器及加热器，温度传感器用于实时监测溶解池122中的水温。当水温过低不利于肥料溶解时，开启加热器进行加热；当水温升高到合适温度后关闭加热器。
本实施例中，控制器240分别与温度传感器、加热器及搅拌器上的驱动电机均电连接，从而能够远程监测水温远程操作设备。
如图2和图3，放料装置110包括储存仓112、放料机构114、输送带115及缓存仓116。储存仓112用于储存肥料；放料机构114用于控制储存仓112内的肥料落到下方的输送带115上；输送带115将肥料输送到缓存仓内；缓存仓116用于称重并将定量的肥料送到下方的溶解池122中。
放料机构114包括下料筒1142及闸板阀1144，下料筒1142的一端与储存仓112的底部连接，另一端连接闸板阀1144。
闸板阀1144包括气动缸及闸板，闸板在气动缸的驱动下能够打开或关闭下料筒1142，从而控制肥料的落下。放料机构114还包括空气压缩机，空气压缩机通过管路与气动缸连接。
输送带115倾斜设置，其首端位于地面以下，从而能够使得储料仓相对于地面的高度较低，便于向储料仓中添加肥料。另外，输送带115的横截面中部凹陷，避免肥料从输送带上落下。
缓存仓116位于下料筒1142的下方，缓存仓116的底部通过称重仪1161与地基连接，称重仪1161与控制器240连接，从而将称重数据实时传输给控制器240。
缓存仓116的底部设置有仓门1162及开启机构117，仓门1162打开时，缓存仓116内的肥料能够落入到溶解池122中。
当需要定量向溶解池122中加入肥料时，闸板阀1144打开，肥料落到输送带115上，并在输送带115的尾端落入到缓存仓116内，称重仪1161实时监测落入到缓存仓内肥料的重量，并将数据传递给控制器240。当重量达到预设值时，控制器240通过控制气动缸上的电磁阀关闭闸板阀1144；从而停止落料。
缓存仓116的底部设置有下料溜管118，用于将缓存仓116内的肥料导入到溶解池122中。下料溜管118的一端与缓存仓116连接，另一端设置有环形挡圈119，环形挡圈119的外边缘与下料溜管118连接。
仓门1162为圆锥状，是由钢板折弯制作而成，包括大端和小端。大端设置有环形板1164，仓门1162与下料溜管118装配后，大端位于下料溜管118外，小端位于下料溜管118内。
仓门1162与下料溜管118之间还设置有拉伸弹簧，拉伸弹簧的一端与下料溜管118外壁连接，另一端与环形板1164连接；拉伸弹簧使得环形板1164与环形挡圈119抵接配合。并且当仓门1162关闭时，拉伸弹簧的弹力足够大，使得在不借助外力的情况下，缓存仓116内的肥料重力不能打开仓门1162。
开启机构117包括拉杆1176、浮球杆1172及固定架1178，拉杆1176的一端与仓门1162转动连接。浮球杆1172的一端设置有浮球1174，另一端与拉杆1176的自由端铰接；本实施例中，浮球1174采用了空心塑料球，其体积可根据打开仓门1162所需要的拉力进行选择。
浮球杆1172通过转轴与溶解池122铰接，具体地，固定架1178与溶解池122固定连接，转轴设置在固定架1178上。浮球杆1172及转轴形成杠杆机构，在受到水的浮力时，浮球1174能够通过杠杆机构将仓门1162打开。
并且，转轴与溶解池122可拆卸连接，浮球杆1172上设置有多个通孔，转轴安装在通孔中。另外，固定架1178高度方向上设置有多个连接部，转轴与固定架1178上的连接部可拆卸连接。
不同作物需要的水肥浓度不同，故需要对水肥浓度进行较精确地调配。上述设计中，当仓门1162打开时，由于仓门1162设置成圆锥状，故肥料不会在仓门1162上堆积，即，缓存仓116内的绝大部分肥料会落入到溶解池122中；从而使得落入到溶解池122中肥料质量更加接近预设质量。
另外，上述设计中，由于仓门1162是通过水的浮力打开，只有溶解池122中的水到达预设水位时，拉杆1176才能受到足够大的拉力，从而将仓门1162拉开。因此，只有溶解池122中的水量达到预设水量时，仓门1162才会打开；另外，当溶解池122中水量达到预设水量时即关闭水源管210上的流量控制阀。
综上，上述仓门1162及开启机构117相互配合可以使得肥料质量及水量均符合预设值，从而使得水肥浓度更加精确。另外，开启机构117还实现了自动开仓，降低了工作人员的劳动强度。
进一步，环形挡圈119的边缘设置有电磁铁，电磁铁与控制器240电连接，仓门1162大端的环形板1164为铁质材料，控制器240能够控制电磁铁断电通电。溶解池122中还设置有水位传感器，水位传感器与控制器240连接，当水位到达预设水位时，水位传感器给控制器240信号，控制器240关闭水源管210上的流量控制阀。
当缓存仓116中的肥料重量还没有达到预设值时，如果水位先到达预设水位，仓门1162被打开，肥料落到溶解池122中；这直接导致水肥浓度与预设值不符。因此，通过设置电磁铁，当肥料重量还没有达到预设值时，即便是水位先达到预设水位，仓门1162也不会被打开。
因此，通过设置电磁铁能够进一步确保水肥浓度的精确；并且无需监控水位上升速度，提高了自动化程度。
本实施例中所提供的水肥灌溉系统200的使用方法及工作原理如下：
首先确定水肥浓度，并调整控制器的相关参数，然后通过控制器打开水源管210上的流量控制阀给溶解池122供水，并打开放料机构114使得肥料从储存仓112内落入到输送带115上，输送带115将肥料输送到缓存仓116内。当缓存仓116内肥料的重量达到设定值时，控制器将缓存仓116底部环形挡圈119上的电磁铁断电，并且将放料机构114关闭。随着溶解池122中水位上升，浮球1174受到浮力，当浮力足够大时，拉杆的拉力将仓门1162打开，缓存仓116内的肥料落入到溶解池中。当溶解池中的水位到达预设水位时，控制器240关闭水源管210，并开启干管220上的水泵，将水肥输送到对应的支管230中，并最终输送到农田中。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。