[發(fā)明專利]一種水肥氣一體化灌溉控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310269807.0
• 申請(qǐng)日: 2013-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN103314697A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張振華;雷宏軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張振華
• 主分類號(hào): A01C23/04
• 分類號(hào): A01C23/04;A01G25/16
• 代理公司: 煙臺(tái)雙聯(lián)專利事務(wù)所(普通合伙) 37225
• 代理人: 曲顯榮;矯智蘭

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域，具體地講是一種水肥氣一體化灌溉控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

隨著地下滴灌技術(shù)的日臻完善和大面積推廣應(yīng)用，普通地下滴灌在灌溉時(shí)造成的植物根系暫時(shí)缺氧問題，影響了大田根區(qū)土壤的通氣環(huán)境。利用地下滴灌系統(tǒng)把摻氣水或者摻氣水肥混合流體輸送到植物根區(qū)，能有效改善植物根圍的水、肥、氣、熱環(huán)境，達(dá)到提高水肥利用效率、增加經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和改善收獲品質(zhì)的目的。如何把空氣以微小氣泡的形式均勻地?fù)饺氲降喂喙艿老到y(tǒng)的水當(dāng)中，是事關(guān)該方法成敗的關(guān)鍵問題。如果摻入的空氣沒有與水均勻混合，或者形成大的氣泡，都有可能在管道運(yùn)輸當(dāng)中出現(xiàn)水氣分層的現(xiàn)象，影響空氣進(jìn)入到土壤當(dāng)中的均勻度，或者出現(xiàn)空氣難于進(jìn)入土壤的情形。目前國(guó)外多采用Mazzei?Injector公司生產(chǎn)的Mazzei文丘里注射器來完成空氣的摻入，Mazzei文丘里注射器的工作原理與普通文丘里一樣，遵循伯努利定律：當(dāng)一定壓力的水流從文丘里進(jìn)水端進(jìn)入到喉道時(shí)，由于喉道半徑變小導(dǎo)致水流速度變大，水的壓力相應(yīng)降低，當(dāng)壓力低于外界大氣壓時(shí)，空氣就會(huì)通過進(jìn)氣口被吸進(jìn)來?yè)饺氲剿鳟?dāng)中，當(dāng)高速的水氣混合體從喉部流向文丘里出口端時(shí)，由于管道半徑變大導(dǎo)致水流流速降低，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能使壓力增加，繼續(xù)以有壓流體的形式流入主管道，經(jīng)過輸移后最后經(jīng)滴頭入滲到土壤當(dāng)中。Mazzei文丘里注射器的價(jià)格高昂，考慮到設(shè)備的造價(jià)和能量的損耗，其摻氣的比率（管道內(nèi)水氣的體積比）有限，維持在12%左右。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種水肥氣一體化灌溉控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種水肥氣一體化灌溉控制系統(tǒng)的控制方法。

本發(fā)明主要解決現(xiàn)有的普通地下滴灌在灌溉時(shí)造成的植物根系暫時(shí)缺氧及采用Mazzei文丘里射流器摻氣比率有限等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種水肥氣一體化灌溉控制系統(tǒng)，它包括承壓水箱，其特殊之處在于空氣壓縮機(jī)經(jīng)逆止閥與承壓水箱頂端相連通；所述承壓水箱上設(shè)置有壓力安全閥、水位控制器、壓力控制器、內(nèi)循環(huán)水口、空氣循環(huán)口、入水口、排污口、低位出水口、導(dǎo)流板、溫度變送器、溶氧控制器、高位出水口；承壓水箱的頂端設(shè)壓力安全閥、水位控制器、壓力控制器和空氣循環(huán)口，水位控制器位于承壓水箱內(nèi)，排污口位于承壓水箱的底端；內(nèi)循環(huán)水口和入水口分別位于承壓水箱同側(cè)的上部和下部，低位出水口和高位出水口分別位于承壓水箱同側(cè)的上部和下部，溫度變送器和溶氧控制器的位置介于低位出水口和高位出水口之間，導(dǎo)流板位于承壓水箱內(nèi)部；

所述入水口與水源入水口之間串聯(lián)有空氣射流器，并且在空氣射流器與水源入水口之間并聯(lián)有施肥器，入水電磁閥與空氣射流器相串聯(lián)，并位于空氣射流器與施肥器之間；

所述空氣循環(huán)口與空氣射流器的進(jìn)氣嘴相連通；內(nèi)循環(huán)水口與空氣射流器相連通，連通位置在空氣射流器與入水電磁閥之間，并在內(nèi)循環(huán)水口與空氣射流器連通的管路上設(shè)有增壓泵和逆止閥，其中逆止閥位置靠近于空氣射流器，增壓泵的位置靠近于內(nèi)循環(huán)水口。

進(jìn)一步的，所述的水位控制器上設(shè)置有高水位、低水位和參考水位三個(gè)控制水位，其中高水位距離承壓水箱頂端不小于20cm，高水位、低水位和參考水位之間的距離不小于15cm。

進(jìn)一步的，所述的內(nèi)循環(huán)水口和高位出水口均位于低水位的下方。

進(jìn)一步的，所述的低位出水口和高位出水口上分別設(shè)有第二出水電磁閥和第一出水電磁閥。

本發(fā)明的水肥氣一體化灌溉控制系統(tǒng)的控制方法，其特殊之處在于它包括如下步驟：

a，將水源入水口與有壓供水源相連通，將低位出水口或者高位出水口與地下滴灌管道相連通，并將另外一個(gè)出水口始終保持關(guān)閉狀態(tài)；

b，設(shè)置壓力安全閥限值，設(shè)置壓力控制器調(diào)控上限，當(dāng)承壓水箱內(nèi)的空氣壓力高于所設(shè)定的壓力安全閥限值時(shí)，壓力安全閥自動(dòng)泄氣直到壓力達(dá)到所設(shè)限值；

c，開啟電源總開關(guān)，空氣壓縮機(jī)、水位控制器、壓力控制器、溶氧控制器處于工作狀態(tài)，并設(shè)置溶氧控制器值域，當(dāng)承壓水箱內(nèi)的空氣壓力達(dá)到控制壓力上限時(shí)，空氣壓縮機(jī)停止工作；