一种药剂自动定量配比的节水灌溉系统及其灌溉方法
技术领域
本发明属于节水灌溉领域，特别涉及一种药剂自动定量配比的节水灌溉系统及其灌溉方法。
背景技术
随着农业科技的不断进步，农作物的产量、质量不断的提升，出现了许多新的农作物种植方法，农作物的种植结构、生长期内施肥次数、药量不断地变化、调整。传统的撒药、施肥方法，作业人员需要携带稀释好的农药化肥，进行手工喷洒，作业人员劳动强度大，费时费力，喷洒不均匀，药物吸收效果不好，造成了浪费。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种药剂自动定量配比的节水灌溉系统及其灌溉方法，能够在灌溉过程中进行农药自动配比浇灌，能够将药剂充分的溶于浇灌水溶液中。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种药剂自动定量配比的节水灌溉系统，包括主水管道、药剂容器、进水管、药剂管和定量配水装置，所述进水管的一端连通于主水管道设置，且另一端连通于定量配水装置，所述药剂管的一端连通于主水管道，且在水流方向上设置在进水管的后方，所述药剂管的另一端连接于定量配水装置上，所述定量配水装置定量的向药剂管导入水溶液，所述药剂管的管路上设置有药剂容器，所述药剂容器定量的向药剂管内的水溶液中投放药剂。
进一步的，所述定量配水装置包括驱动机构、伸缩机构、配水管和启闭阀组件，所述配水管垂直于进水管设置，且所述进水管的出水端连通于配水管内，所述配水管的进水管内设置有伸缩机构，所述伸缩机构通过驱动机构进行伸缩位移，且伸缩机构的伸缩动作频率与主水管道内的水流量呈线性正相关，所述启闭阀组件设置在进水管的出水端与配水管的出水端之间，所述启闭阀组件通过伸缩机构间歇交替性启闭设置，所述启闭阀组件间歇性的导通或阻断配水管与进水管之间的管路，所述配水管的出水端连通于药剂管的进水端设置；所述配水管中的水溶液流出时与药剂容器内的投放的药剂混合并从药剂管流入主水管道。
进一步的，所述驱动机构包括叶轮转子、主动杆、连杆和密封滑头，所述叶轮转子垂直于水流方向横向设置在所述主水管道的内腔中，所述叶轮转子通过主水管道内的水流回转驱动，所述叶轮转子的转轴上与主动杆的一端连接设置，且所述主动杆的另一端与连杆的一端铰接设置，所述连杆的另一端与密封滑头铰接设置，且所述所述密封滑头滑动密封设置在配水管内。
进一步的，所述启闭阀组件包括固定阀板、活动阀和弹性组件，所述固定阀板呈圆环状且同轴固定设置在配水管内，所述固定阀板包含阀孔，所述活动阀通过弹性组件弹性连接于固定阀板上，且所述活动阀设置在背离于密封滑头的一侧，且所述活动阀间距或密封阀孔；当密封滑头朝向固定阀板位移的状态下，所述固定阀板与密封滑头之间的内压增加，活动阀脱离于阀孔，当密封滑头远离固定阀板位移的状态下，所述固定阀板与密封滑头之间的内压减小，活动阀密封于阀孔，且同时主水管道内的水流通过进水管流入至配水管。
进一步的，所述主水管道水平设置，所述桨叶转子的转轴偏距于主水管道的中心高度横置在主水管道内，且所述桨叶转子的顶端间隙于主水管道的顶壁设置，且所述桨叶转子的底端间距于主水管道的底壁设置；在所述主水管道中低水位的状态下，所述桨叶转子静止。
进一步的，所述配水管的出水端连通设置有集液混合筒体，所述集液混合筒体的底端通过药剂管连通主水管道，所述药剂容器设置在集液混合筒体的顶部，且药剂容器的底端开设有药剂口，所述集液混合筒体内对应于药剂口设置有开闭组件，所述药剂口通过开闭组件周期性的打开或闭合。
进一步的，所述开闭组件包括回转叶轮和挡板，所述回转叶轮对应于配水管的出水口设置在集液混合筒体内，且所述回转叶轮的回转轴线垂直于配水管的出水水流方向设置，且所述配水管的水流驱动回转叶轮转动，所述挡板设置在回转叶轮的顶端上，且所述挡板贴合接触于药剂容器的底壁设置，所述挡板上贯通开设有出药口；在所述出药口与药剂口重合的状态下，所述药剂容器内的药剂流入集液混合容器内。
进一步的，所述药剂口、出药口均为圆形开口，所述药剂口、出药口相对的一侧面上分别嵌设有第一磁铁、第二磁铁，所述第一磁铁、第二磁铁分别位于药剂口、出药口的外圈，且所述第一磁铁与第二磁铁的磁极相斥设置；在所述药剂口、出药口正相对的状态下，通过第一磁铁与第二磁铁的磁极相斥而使得药剂口与出药口相互错位。
一种药剂自动定量配比的节水灌溉系统的灌溉方法：在主水管道内泵入流动的灌溉水溶液，当主水管道内的水流量较少时，主水管道内的水溶液不进入到定量配水装置内，当需要向灌溉水溶液中添加药剂时，增加主水管道内的水流量，且同时，主水管道内的部分水溶液通过进水管进入到定量配水装置内，通过定量配水装置根据水流量从主水管道内抽取预定比例的水溶液，再将抽取得到的水溶液与从药剂容器中定量投入的药剂进行混合溶解，混合后的药剂溶液通过药剂管再回流至主流管道内进行稀释溶解。
进一步的，主水管道内的水溶液流动并驱动叶轮转子进行转动，驱动机构工作并驱动密封滑头在配水管内往复位移，当密封滑头朝向固定阀板位移的状态下，固定阀板与密封滑头之间的内压增加，活动阀脱离于阀孔，当密封滑头远离固定阀板位移的状态下，固定阀板与密封滑头之间的内压减小，活动阀密封于阀孔，且同时主水管道内的水流通过进水管流入至配水管内，单位时间内流入至配水管内的水溶液总量与主流管道的水流量之比为常数；所述配水管中的水溶液在密封滑头的往复压缩过程中向集液混合筒体内流动并与药剂容器中定量投放的药剂混合成药剂溶液，药剂溶液再通过药剂管回流至主水管道。
有益效果：本发明能够在灌溉过程中进行农药自动配比浇灌，能够将药剂充分的溶于浇灌水溶液中，极大程度的提升了灌溉过程的自动化和系统化程度，且同时极大程度的降低作业人员的劳动强度。
附图说明
附图1为本发明的整体结构的立体示意图；
附图2为本发明的整体结构的俯视图；
附图3为本发明的A-A向半剖示意图；
附图4为本发明的本发明的整体结构的内部透视图；
附图5为本发明的定量配水装置的立体结构示意图；
附图6为本发明的局部B启闭阀组件的结构放大示意图；
附图7为本发明的配水管的内部结构立体示意图；
附图8为本发明的主水管道的内部结构示意图；
附图9为本发明的局部C集液混合筒体和开闭组件的半剖示意图；
附图10为本发明的挡板与药剂容器的爆炸示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至附图4所示，一种药剂自动定量配比的节水灌溉系统，包括主水管道1、药剂容器2、进水管3、药剂管4和定量配水装置5，所述进水管3的一端连通于主水管道1设置，且另一端连通于定量配水装置5，所述药剂管4的一端连通于主水管道1，且在水流方向上设置在进水管3的后方，所述药剂管4的另一端连接于定量配水装置5上，所述定量配水装置5定量的向药剂管4导入水溶液，所述药剂管4的管路上设置有药剂容器2，所述药剂容器2定量的向药剂管4内的水溶液中投放药剂，在进水管3、药剂管4内均设置有单向阀，使得水流只能单向流动，在主水管道1内泵入流动的灌溉水溶液，当需要向灌溉水溶液中添加药剂时，主水管道内的部分水溶液通过进水管进入到定量配水装置内，通过定量配水装置5根据主水管道1内在单位时间内的水流量、流速从主水管道内抽取预定比例的水溶液，单位时间内进入到定量配水装置内的水溶液与单位时间内通过主水管道1的水流量之比为常数，定量配水装置将抽取得到的水溶液与从药剂容器2中定量投入的药剂进行混合溶解，其中抽取的水溶液与定量的药剂混合为第一次稀释，目的在于将药剂充分的溶解水溶液中，混合后的药剂溶液通过药剂管4再回流至主流管道1内进行稀释溶解，此为药剂的第二次稀释，由于在单位时间内，流经定量配水装置5、主水管道1内的水流量之比为常数，则二次稀释后的药剂浓度是可预期和可调整的。本发明能够在灌溉过程中进行农药自动配比浇灌，能够将药剂充分的溶于浇灌水溶液中，极大程度的提升了灌溉过程的自动化和系统化程度，且同时极大程度的降低作业人员的劳动强度。
如附图4和附图5所示，所述定量配水装置5包括驱动机构6、伸缩机构7、配水管8和启闭阀组件14，所述配水管8垂直于进水管3设置，且所述进水管3的出水端连通于配水管8内，所述配水管8的进水管内设置有伸缩机构7，所述伸缩机构7通过驱动机构6进行伸缩位移，且伸缩机构7的伸缩动作频率与主水管道1内的水流量呈线性正相关，所述启闭阀组件14设置在进水管3的出水端与配水管8的出水端之间，所述启闭阀组件14通过伸缩机构7间歇交替性启闭设置，所述启闭阀组件7间歇性的导通或阻断配水管8与进水管3之间的管路，所述配水管8的出水端连通于药剂管4的进水端设置；所述配水管8中的水溶液流出时与药剂容器2内的投放的药剂混合并从药剂管4流入主水管道1。通过伸缩机构7的伸缩动作对启闭阀组件的开闭进行周期性的控制，以使得主水管道1内的水溶液能进入到配水管内。
所述驱动机构6包括叶轮转子9、主动杆11、连杆12和密封滑头13，所述叶轮转子9垂直于水流方向横向设置在所述主水管道1的内腔中，所述叶轮转子9通过主水管道内的水流回转驱动，则叶轮转子9的转动频率与主水管道1内的水流速度、水流总量成正比，所述叶轮转子9的输出端设置有齿轮减速组件10，用以调整驱动机构的输出的转动速度，所述叶轮转子9的转轴上与主动杆11的一端连接设置，且所述主动杆11的另一端与连杆12的一端铰接设置，所述连杆12的另一端与密封滑头13铰接设置，且所述所述密封滑头13滑动密封设置在配水管8内，由于所述叶轮转子9通过主水管道内的水流回转进行驱动，则叶轮转子9的转动频率与主水管道1内的水流速度、水流总量成正比，单位时间内流入至配水管8内的水溶液总量与主流管道1的水流量之比为常数，则使得流经定量配水装置内的水溶液总量与通过叶轮转子9后的水溶液总量呈固定比例，则可得到定量配比的依次药剂溶液。
如附图5至附图7所示，所述启闭阀组件14包括固定阀板15、活动阀16和弹性组件，所述固定阀板15呈圆环状且同轴固定设置在配水管8内，所述固定阀板15包含阀孔21，所述活动阀16通过弹性组件弹性连接于固定阀板15上，且所述活动阀16设置在背离于密封滑头13的一侧，且所述活动阀16间距或密封阀孔21；所述弹性组件包括导向杆17和套设在导向杆17上的弹簧复位件18，所述导向杆17的一端连接于活动阀16上，且另一端活动穿过固定阀板15，所述复位弹簧18的一端连接于导向杆的端部上，且另一端抵接于固定阀板15，所述活动阀16通过复位弹簧进行复位，当密封滑头13朝向固定阀板15位移的状态下，所述固定阀板15与密封滑头13之间的内压增加，活动阀16脱离于阀孔21，当密封滑头13远离固定阀板15位移的状态下，所述固定阀板15与密封滑头13之间的内压减小，活动阀16密封于阀孔21，且同时主水管道内的水流通过进水管3流入至配水管8，其中伸缩组件7、活动阀16和固定阀板15共同组成定量的抽吸泵体结构，且其抽吸水量自适应于主水管道1内的水流速度和水流总量。
在所述进水管3内还设有缓流件19，以用于缓流，防止主水管道内水流冲击活动阀。
如附图8所示，所述主水管道1水平设置，所述桨叶转子9的转轴偏距于主水管道1的中心高度横置在主水管道1内，且所述桨叶转子9的顶端间隙于主水管道1的顶壁设置，且所述桨叶转子9的底端间距于主水管道1的底壁设置；在所述主水管道1中低水位的状态下，当主水管道1内的水流量较少，所述桨叶转子9不能通过水流驱动而静止，主水管道1内的水溶液不进入到定量配水装置内，当需要向灌溉水溶液中添加药剂时，增加主水管道1内的水流量，且同时，主水管道内的部分水溶液通过进水管进入到定量配水装置内，在滴灌灌溉过程中，鞥能够适用于定期加药灌溉。
如附图5和附图9所示，所述配水管8的出水端连通设置有集液混合筒体21，所述集液混合筒体21的底端通过药剂管连通主水管道1，所述药剂容器2设置在集液混合筒体21的顶部，且药剂容器2的底端开设有药剂口24，所述集液混合筒体21内对应于药剂口24设置有开闭组件，所述药剂口24通过开闭组件周期性的打开或闭合，且所述开闭组件的周期性动作与伸缩组件的动作频率相同，药剂容器内的药剂通过药剂口24流入到集液混合筒体21中。
所述开闭组件包括回转叶轮20和挡板25，所述回转叶轮20对应于配水管8的出水口设置在集液混合筒体21内，且所述回转叶轮20的回转轴线垂直于配水管8的出水水流方向设置，所述集液混合筒体21内设置有镂空的支撑板23，用于支撑回转叶轮20，且所述回转叶轮20的底端穿过支撑板23后设置有搅拌叶片29，以用于搅拌混合。所述配水管8的水流驱动回转叶轮20转动，所述挡板25设置在回转叶轮20的顶端上，且所述挡板25贴合接触于药剂容器2的底壁设置，所述挡板25上贯通开设有出药口26；在所述出药口26与药剂口24重合的状态下，所述药剂容器内的药剂流入集液混合容器21内，在所述出药口26与药剂口24不重合的状态下，药剂口24被挡板25阻隔。当配水管8内的水溶液通过配水管8的出水端而作用在回转叶轮20上时，回转叶轮20圆周转动，以驱动挡板25转动。
如附图10所示，所述药剂口24、出药口26均为圆形开口，所述药剂口24、出药口26相对的一侧面上分别嵌设有第一磁铁27、第二磁铁28，所述第一磁铁27、第二磁铁28分别位于药剂口24、出药口26的外圈，且所述第一磁铁27与第二磁铁28的磁极相斥设置；在所述药剂口24、出药口26正相对的状态下，通过第一磁铁27与第二磁铁28的磁极相斥而使得药剂口24与出药口26相互错位，从而避免当回转叶轮20失去水流的冲击作用时，药剂口24和出药口26刚好正对的现象。
一种药剂自动定量配比的节水灌溉系统的灌溉方法：在主水管道1内泵入流动的灌溉水溶液，当主水管道1内的水流量较少时，主水管道1内的水溶液不进入到定量配水装置内，当需要向灌溉水溶液中添加药剂时，增加主水管道1内的水流量，且同时，主水管道内的部分水溶液通过进水管进入到定量配水装置内，通过定量配水装置5根据水流量从主水管道内抽取预定比例的水溶液，再将抽取得到的水溶液与从药剂容器2中定量投入的药剂进行混合溶解，混合后的药剂溶液通过药剂管4再回流至主流管道1内进行稀释溶解。
进一步的，主水管道1内的水溶液流动并驱动叶轮转子9进行转动，驱动机构6工作并驱动密封滑头13在配水管8内往复位移，当密封滑头13朝向固定阀板15位移的状态下，固定阀板15与密封滑头13之间的内压增加，活动阀16脱离于阀孔21，当密封滑头13远离固定阀板15位移的状态下，固定阀板15与密封滑头13之间的内压减小，活动阀16密封于阀孔21，且同时主水管道内的水流通过进水管3流入至配水管8内，单位时间内流入至配水管8内的水溶液总量与主流管道1的水流量之比为常数；所述配水管8中的水溶液在密封滑头13的往复压缩过程中向集液混合筒体21内流动并与药剂容器2中定量投放的药剂混合成药剂溶液，药剂溶液再通过药剂管4回流至主水管道。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
