一种控堵型灌溉施肥装置及灌溉系统的制作方法

本实用新型涉及农林机械技术领域，特别是涉及一种控堵型灌溉施肥装置及灌溉系统。

背景技术：

近年来我国水资源危机日益严重，已成为制约我国社会经济可持续发展的主要瓶颈之一。然而农业作为用水大户(2017年占全年总用水量62.32％)，其农田灌溉水有效利用系数仅为0.536，远低于发达国家的0.70-0.80，农业节水具有较大的提升潜力。同时我国还是化肥使用大国，据国家统计局数据，2017年我国农用化肥施用量5859.41万吨，约占世界农用化肥总施用量的1/3。目前我国相对粗放的农业管理模式造成了水肥资源浪费、农业生产成本增加，同时也引发了面源污染、耕地板结、土壤酸化等一系列环境问题，因此提升水肥管理技术势在必行。水肥一体化技术是提高农业综合生产力的重要方式。当前世界发达国家采用的典型水肥一体化技术模式是借助微灌系统同时进行灌溉施肥，可实现对水分与养分的精细管理，有效提高水分与肥料的利用效率。

而制约该技术应用推广的主要障碍之一就是灌水器堵塞问题，灌水器作为保证滴灌系统高效运行的关键的部件，其借助内部复杂且狭长的流道或微孔对有压水流进行消能，从而使水流以稳定均匀的水滴状滴入土壤。由于消能的需求，流道结构复杂且尺寸狭小(通常在0.5-1.2mm)。在水肥一体化系统中，由于肥料中含有大量的化学元素，随着肥料注入到滴灌系统中容易发生化学离子的重新组合和沉淀极易于造成灌水器的堵塞，这不仅直接决定了水肥一体化系统的使用寿命与效益，同时会造成灌水施肥均匀度的显著降低，影响作物正常生长发育，已经成为制约水肥一体化技术发展与应用的短板问题。因此，有效控制水肥一体化系统灌溉施肥同步造成的灌水器堵塞问题具有重要的实用价值。而目前主要是通过注入酸性化学试剂降低灌溉水ph值，来解决肥料析出沉淀导致的灌溉系统堵塞问题，这样虽然可以显著防止化学沉淀的生产与累积，但存在诸多弊端，例如，加酸可能造成过低的ph环境，对滴灌系统中的管部件造成腐蚀危害，对土壤与作物产生酸害，并且对操作人员存在不安全性等。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种控堵型灌溉施肥装置及灌溉系统，用于解决或部分解决现有的通过加酸来解决肥料析出沉淀导致的灌溉系统堵塞的方式存在诸多弊端的问题。

本实用新型实施例提供一种控堵型灌溉施肥装置，包括管路主体和磁化机构，所述磁化机构设置于所述管路主体上，所述管路主体包括：

供水管路，设置有用以连通水源的入口、第一出口和第二出口；

供肥管路，设置有用以连通肥源的第一入口、第二入口和出口，所述供肥管路的第二入口与所述供水管路的第二出口连通；以及，

出口管路，设置有第一入口、第二入口和用以连通灌溉管路的出口，所述出口管路的第一入口和第二入口分别连通所述供水管路的第一出口和所述供肥管路的出口。

其中，所述供水管路上和/或所述出口管路上设置有所述磁化机构。

其中，所述供水管路上且靠近所述供水管路的入口设置有所述磁化机构；所述出口管路上且靠近所述出口管路的出口设置有所述磁化机构。

其中，所述磁化机构设置于所述管路主体的外管壁；和/或，

所述磁化机构为可拆卸地设置于所述管路主体上。

其中，所述管路主体包括设置有所述磁化机构的磁化段，所述磁化机构为沿所述磁化段的延伸方向延伸的筒状设置，所述磁化机构套设于所述磁化段的外侧。

其中，所述磁化机构包括：

外壳，罩设置于所述磁化段的外侧，所述外壳与所述磁化段的外管壁围合形成了安装腔；以及，

磁体对，设置于所述安装腔内，所述磁体对包括两个在与所述磁化段的延伸方向垂直的方向上相对的磁体。

其中，所述外壳为屏磁外壳；和/或，

所述屏磁外壳包括两个在第一方向上相对的半壳，所述两个半壳在第二方向上一端为能沿所述磁化段的延伸方向上轴线转动连接，在所述第二方向上另一端通过扣合结构连接，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述磁化段的延伸方向相互垂直；和/或，

所述磁化机构还包括固定管，所述固定管位于所述安装腔内且套设于所述磁化段的外侧，所述磁体对位于所述固定管的外侧；和/或，

所述两个磁体其中之一的正极和另一个的负极相互靠近。

其中，所述出口管路的第二入口位于所述出口管路的第一入口与出口之间，所述出口管路上设置有第一控制阀，所述第一控制阀位于所述出口管路的第一入口与第二入口之间；和/或，

所述供水管路的第一出口位于所述供水管路的第二出口与入口之间，所述供水管路上设置有第二控制阀，所述第二控制阀位于所述供水管路的第一出口与第二出口之间。

其中，所述供水管路设置有多个第二出口，所述出口管路设置有多个第二入口，所述供肥管路包括：

文丘里吸肥器，所述文丘里吸肥器的入口和出口分别为所述供肥管路的第二入口和出口，所述文丘里吸肥器设置有多个，所述多个文丘里吸肥器的入口和出口分别与所述供水管路的多个第二出口和所述出口管路的多个第二入口一一对应连通；以及，

吸肥管路，所述吸肥管路的入口为所述供肥管路的第一入口，所述吸肥管路设置有多个，所述多个吸肥管路的出口与所述多个文丘里吸肥器的喉部一一对应连通。

其中，每一个所述文丘里吸肥器的入口与所述供水管路对应的第二出口之间通过第一支管连通，所述第一支管上设置有止回阀。

本实用新型实施例还提供一种灌溉系统，包括如上所述的控堵型灌溉施肥装置和灌溉管路，所述控堵型灌溉施肥装置的出口管路的出口与所述灌溉管路的入口连通。

本实用新型实施例提供的控堵型灌溉施肥装置通过磁化机构对管路主体内的水流进行磁化，形成磁化水，能提高化肥颗粒在水中的溶解度，由于溶解度的增加，化肥颗粒不会在管路的内侧壁堆积结垢，并且，磁化机构的磁化作用还能使得化肥的晶体结构变得蓬松，这样也不利于化肥颗粒在管路的内侧壁堆积结垢。同时，通过设置磁化机构还可以提升肥料利用效率，且改良土壤板结、盐渍化的作用明显，实现对农田的高效率灌溉施肥。如不需施肥，磁化水仍可以促进植物细胞的分裂、生长和发育，从而促进植株的生长，对农作物的生长具有积极作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例中的一种控堵型灌溉施肥装置的结构示意图；

图2为图1中磁化机构的一剖视图；

图3为图1中磁化机构的又一剖视图；

图4为图1中文丘里吸肥器处的结构示意图；

附图标记说明：控堵型灌溉施肥装置100、磁化机构1、外壳11、半壳111、扣合结构112、安装腔12、磁体13、固定管14、供水管路2、第二控制阀21、供肥管路3、文丘里吸肥器31、喉部311、吸肥管路32、第一支管33、止回阀34、第二支管35、出口管路4、第一控制阀41、横管42、纵管43。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种控堵型灌溉施肥装置，能运用于灌溉系统，如图1所示，控堵型灌溉施肥装置100包括管路主体和磁化机构1，管路主体包括供水管路2、供肥管路3以及出口管路4。

供水管路2设置有用以连通水源的入口、第一出口和第二出口，水流能自供水管路2的入口流入供水管路2内。其中，供水管路2的形状可以根据实际需要进行设定，例如，如图1所示，在本实施例中，供水管路2为沿第三方向延伸，供水管路2的一端设置有入口，另一端为封口设置，供水管路2的侧壁设置有第一出口和第二出口，供水管路2的第一出口位于供水管路2的入口与第二出口之间。

供肥管路3设置有用以连通肥源的第一入口、第二入口和出口，供肥管路3的第二入口与供水管路2的第二出口连通，化肥和供水管路2的水流能分别自供肥管路3的第一入口和第二入口流入供肥管路3内混合而形成肥液。

出口管路4设置有第一入口、第二入口和用以连通灌溉管路的出口，出口管路4的第一入口和第二入口分别连通供水管路2的第一出口和供肥管路3的出口，供水管路2的水流和供肥管路3内的肥液能分别自出口管路4的第一入口和第二入口流入出口管路4内，并经出口管路4后流入灌溉系统的灌溉管路。其中，出口管路4的形状可以根据实际需要进行设定，例如，如图1所示，在本实施例中，出口管路4包括沿第三方向延伸的横管42和沿第一方向延伸的纵管43，横管42的一端与纵管43的一端连通，纵管43远离横管42的一端设置有出口管路4的第一入口，横管42远离纵管43的一端设置有出口管路4的出口，横管42的侧壁设置有出口管路4的第二入口。

如图1所示，在本实施例中，供水管路2的第一出口位于供水管路2的第二出口与入口之间，供水管路2上设置有第二控制阀21，第二控制阀21位于供水管路2的第一出口与第二出口之间，这样当第二控制阀21关闭时，供水管路2的水流不会流入供肥管路3内与化肥混合而形成肥液，供水管路2的水流只能自出口管路4的第一入口流入出口管路4内，此时，控堵型灌溉施肥装置100只向灌溉管路供给水流进行灌溉。

同样的，如图1所示，在本实施例中，出口管路4的第二入口位于出口管路4的第一入口与出口之间，出口管路4上设置有第一控制阀41，第一控制阀41位于出口管路4的第一入口与第二入口之间，这样当第一控制阀41关闭时，供水管路2的水流不会经出口管路4流入灌溉管路内，供水管路2的水流只能流入供肥管路3内与化肥混合而形成肥液后，经出口管路4流入灌溉管路内，此时，控堵型灌溉施肥装置100只向灌溉管路供给肥液进行灌溉。通常的，控堵型灌溉施肥装置100还包括控制器，用以通过控制器控制管路主体上阀门。

磁化机构1设置于管路主体上，磁化机构1会形成磁感线，当水经过磁化机构1时，水被垂直于管路的磁感线切割，水会被磁化形成磁化水，这样能提高化肥小颗粒在水中的溶解度，由于溶解度的增加，化肥颗粒不会在管路的内侧壁堆积结垢，并且，磁化机构1的磁化作用还能使得化肥的晶体结构变得蓬松，这样也不利于化肥颗粒在管路的内侧壁堆积结垢，从而实现了无耗能或低耗能的环保型灌溉施肥装置，且成本低，操作方便，适用范围广。其中，磁化机构1设置于管路主体上可以是在供水管路2、供肥管路3和出口管路4至少其中之一上设置一个或者多个磁化机构1，例如，如图1所示，在本实施例中，供水管路2上和出口管路4上设置有磁化机构1，并且，供水管路2上且靠近供水管路2的入口设置有磁化机构1(即供水管路2上且位于供水管路2的入口和第一出口之间的位置设置有磁化机构1，以下将供水管路2上的磁化机构1称为第一磁化机构)，出口管路4上且靠近出口管路4的出口设置有磁化机构1(即出口管路4上且位于出口管路4的第二入口和出口之间的位置设置有磁化机构1，以下将出口管路4上的磁化机构1称为第二磁化机构)。供水管路2内的水流会被第一磁化机构磁化形成磁化水后，进入供肥管路3与化肥混合，这样能提高化肥小颗粒在水中的溶解度。当化肥进入磁化水中后，随磁化水流汇集，由于溶解度的增加，化肥颗粒不会在管道内壁堆积结垢。但水的磁性会随着时间的推移减弱，所以在出口管路4上设置第二磁化机构，将水流进行二次磁化，这样可增强水的磁性，保证不会因为磁性减弱导致管路后部被化肥堵塞。

磁化机构1设置于管路主体上，可以是在管路主体的内侧壁设置磁化机构1；也可以是在管路主体的外侧壁设置磁化机构1；还可以是同时在管路主体的内侧壁和外侧壁设置磁化机构1。具体的，如图1至图3所示，在本实施例中，管路主体包括设置有磁化机构1的磁化段(未在图中示出)，磁化机构1为沿磁化段的延伸方向延伸的筒状设置(如图1所示，在本实施例中，磁化段的延伸方向为第三方向)，磁化机构1套设于磁化段的外侧。将磁化机构1设置于管路主体的外侧壁，这样不但便于将磁化机构1安装于管路主体上，也不会增加管路主体的流阻。进一步，由于磁化机构1通常为可拆卸地设置于管路主体上，故可以在磁化段的外侧壁对应磁化机构1凸设两个环形凸起，且该两个限位凸起位于磁化机构1在磁化段的延伸方向上的两侧，以在磁化段的延伸方向上对磁化机构1进行限位。

通过磁化机构1能对水流和液肥进行磁化，磁化机构1的具体设置方式可以根据实际需求进行设定，具体的，如图1至图3所示，在本实施例中，磁化机构1包括外壳11以及磁体对，外壳11罩设置于磁化段的外侧，外壳11与磁化段的外管壁围合形成了安装腔12；磁体对，设置于安装腔12内，磁体对包括两个在与磁化段的延伸方向垂直的方向上相对的磁体13(磁体13可以为永磁体等，并且，在本实施例中，两个磁体13其中之一的正极和另一个的负极相互靠近)。这样磁化机构1的结构较为简单，并能产生匀强磁场。

进一步，如图1至图3所示，在本实施例中，外壳11为屏磁外壳，将外壳11设置为屏磁外壳，能避免出现漏磁的情况。其中，外壳11可以为屏磁材料制成或者外壳11的内侧面设置有屏磁层。

如上所介绍的，磁化机构1可以为可拆卸地设置于管路主体上，具体的，如图2所示，在本实施例中，屏磁外壳11包括两个在第一方向上相对的半壳111，两个半壳111在第二方向上一端为能沿磁化段的延伸方向上轴线转动连接，在第二方向上另一端通过扣合结构112连接，这样磁化机构1的拆装较为方便。其中，第一方向、第二方向和磁化段的延伸方向相互垂直。

如图1至图3所示，在本实施例中，磁化机构1还包括固定管14，固定管14位于安装腔12内且套设于磁化段的外侧，磁体对位于固定管14的外侧，通过设置固定管14，有利于将磁体对牢固地固定于安装腔12内。并且，在本实施例中，由于外壳11包括两个半壳111，故固定管14包括两个半管(未在图中示出)，且该两个半管分别连接两个半壳111。

进一步，安装腔12内填设有填充层(未在图中示出)，这样能保持磁化机构1的稳定性。并且，当填充层为导磁胶时，能提升磁化机构1的磁化效果。

磁化机构1的形状是跟磁化段的形状相关的，磁化段通常为圆管段，故如图2和图3所示，在本实施例中，固定管14也为圆管，而外壳11为方壳状，磁体13为与外壳11形状相适配的方块状，两个磁体13分别设置于外壳11在第一方向上的两侧壁上，每一个磁体13在第二方向上的两端分别抵接于外壳11在第二方向上的两侧壁上，每一个磁体13在第三方向上的两端分别抵接于外壳11在第三方向上的两侧壁上，固定管14在第一方向上被夹持于两个磁体13之间，固定管14在第二方向上被夹持于外壳11在第二方向上的两侧壁之间。同样的，磁化机构1的尺寸是根据磁化段的尺寸来选定的，例如，在本实施例中，磁化机构1在第三方向上的尺寸为200mm，磁化机构1在第一方向上的尺寸为150mm，磁化机构1在第二方向上的尺寸为120mm，外壳11的厚度为5mm，磁体13的厚度为15mm。

本实用新型实施例提供的控堵型灌溉施肥装置100通过磁化机构1对管路主体内的水流进行磁化，形成磁化水，能提高化肥颗粒在水中的溶解度，由于溶解度的增加，化肥颗粒不会在管路的内侧壁堆积结垢，并且，磁化机构1的磁化作用还能使得化肥的晶体结构变得蓬松，这样也不利于化肥颗粒在管路的内侧壁堆积结垢。同时，通过设置磁化机构1还可以提升肥料利用效率，且改良土壤板结、盐渍化的作用明显，实现对农田的高效率灌溉施肥。如不需施肥，磁化水仍可以促进植物细胞的分裂、生长和发育，从而促进植株的生长，对农作物的生长具有积极作用。

控堵型灌溉施肥装置100通过供肥管路3能形成液肥，具体的，如图1和图4所示，在本实施例中，供水管路2设置有多个第二出口，出口管路4设置有多个第二入口，供肥管路3包括文丘里吸肥器31以及吸肥管路32，文丘里吸肥器31的入口和出口分别为供肥管路3的第二入口和出口，文丘里吸肥器31设置有多个，多个文丘里吸肥器31的入口和出口分别与供水管路2的多个第二出口和出口管路4的多个第二入口一一对应连通；吸肥管路32的入口为供肥管路3的第一入口，吸肥管路32设置有多个，多个吸肥管路32的出口与多个文丘里吸肥器31的喉部311一一对应连通。供水管路2内的水流进入多个文丘里吸肥器31，利用水流经过文丘里吸肥器31的喉部311形成的真空区，而将高浓度的化肥溶液吸入吸肥管路32内，并进入文丘里吸肥器31内与水流混合形成液肥。其中，供肥管路3的形状可以根据实际需要进行设定，例如，如图1所示，在本实施例中，文丘里吸肥器31为沿第一方向延伸，多个文丘里吸肥器31在第三方向为并行设置。

进一步，如图1所示，在本实施例中，每一个文丘里吸肥器31的入口与供水管路2对应的第二出口之间通过第一支管33连通，第一支管33上设置有止回阀34，通过设置止回阀34，能避免文丘里吸肥器31内的液肥回流到供水管路2内。

如图1所示，在本实施例中，每一个文丘里吸肥器31的出口与出口管路4对应的第二入口之间通过第二支管35连通，且第二支管35包括渐扩段，渐扩段在从文丘里吸肥器31的出口到出口管路4的第二入口的方向上呈逐渐外扩设置，通过设置渐扩段，有利于文丘里吸肥器31内的液肥均匀地流入出口管路4内。

本实用新型实施例还提供了一种灌溉系统，包括如上所述的控堵型灌溉施肥装置100和灌溉管路，控堵型灌溉施肥装置100的出口管路4的出口与灌溉管路的入口连通。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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