CN114391458A - 一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，涉及新植物品种培育雾化灌溉技术领域，包括若干灌溉攀架、回流通道、回流池、固液分离器、过滤池、储液池以及灌溉通道，灌溉攀架的底部设有回流通道，回流通道上且位于灌溉攀架的底部铺设有滤水网，回流通道连通回流池，回流池连通固液分离器，固液分离器连通过滤池，过滤池连通灌溉通道，灌溉通道连通于灌溉攀架上的灌溉管道，固液分离器包括一级固液分离器和二级固液分离器。本发明具有满足了点对点全面灌溉的需求，还能将多余的灌溉水全面的回收，提高回收的灌溉水的可利用率，避免浪费，节省能源的效果。

Description

一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统

技术领域

本发明涉及新植物品种培育雾化灌溉技术领域，尤其涉及一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统。

背景技术

随着智能化农业技术的成熟发展，人工智能技术、嵌入式技术、机器人技术以及物联网技术作为当前新兴科技，将其运用到植物培育中。如针对植物生长过程中所需的土壤湿度需求，土壤湿度条件对植物的生长有重要的影响，在温度适宜的条件下，土壤水分充裕时，植物才能长成发育；如果土壤缺水，植物生长也会缓慢，甚至导致死亡；土壤水分含量过高也会对植物生长产生不利影响，容易引起植物根部霉烂。满足土壤湿度需求的方式通常采用灌溉的方式，而智能化灌溉在目前的农业中的应用也十分广泛。

但是目前的智能化灌溉，通常对采用集体化智能浇灌的方式来实现，而集体化浇灌的过程中，由于大面积的喷洒，能被植物利用到的水是一部分，还有相当一大部分是喷洒到不需要的地面上，即使是采用点对点的喷灌的方式，也会有部分水从植物的土壤处渗出而造成浪费，并且，目前浇灌的水中，还掺有为植物提供营养的营养液，浇灌水的浪费，意味着营养液也随之浪费掉了，虽然市场上也出现了将浇灌水回收的方式，但是市场上的回收方式回收率低，回收后的营养液可利用率低。

基于上述问题，本发明设计出了一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统来解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，包括若干灌溉攀架、回流通道、回流池、固液分离器、过滤池、储液池以及灌溉通道，所述灌溉攀架的底部设有回流通道，所述回流通道上且位于灌溉攀架的底部铺设有滤水网，所述回流通道连通回流池，回流池连通固液分离器，固液分离器连通过滤池，过滤池连通灌溉通道，所述灌溉通道连通于灌溉攀架上的灌溉管道，其中：

所述固液分离器包括一级固液分离器和二级固液分离器。

进一步的，所述灌溉攀架包括中心支撑管、环状灌溉管、外围支撑管以及培育管；

所述中心支撑管竖直设置；

所述培育管绕中心支撑管四周均匀设置，培育管底端设有隔网；

环状灌溉管沿着中心支撑管的竖直方向均设有若干，每个环状灌溉管上绕其周向设有若干喷嘴，每个喷嘴对应一培育管；

外围支撑管支撑设置于环状灌溉管外，且与环状灌溉管相连通，若干外围支撑管一端均封闭，另一端相互汇集后连通于灌溉通道上。

进一步的，所述培育管倾斜向上设置于竖直设置的中心支撑管上。

进一步的，所述一级固液分离器包括外壳体、内网筒以及驱动件，所述外壳体内形成空腔，所述壳体内沿其长度方向且位于空腔内设有内网筒，所述内网筒由驱动件驱动旋转，所述外壳体一端设有进料口，另一端设有出渣口，外壳体底部设有出水口；

所述内网筒的网径间隙设为50-1000μm。

进一步的，所述一级固液分离器沿着自回流池至过滤池的方向呈高度逐渐降低的方式倾斜设置。

进一步的，所述二级固液分离器包括分离管道以及固体留置块：

分离管道自回流池至过滤池的方向呈高度逐渐降低的方式倾斜设置；

所述固体留置块沿着分离管道的长度方向设置于分离管道的内底板上，固体留置块截面呈直角三角型，且直角三角型的直角边朝向回流池的方向。

进一步的，所述过滤池包括沉淀区以及过滤区，沉淀区采用自然沉降，过滤区包括依次水平设置的若干过滤层。

进一步的，所述储液池内设有水泵、温度传感器和水位计。

进一步的，还包括控制器，所述控制器与驱动件、水泵、温度传感器、水位计电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中，通过设置空中灌溉喷灌，不仅能实现点对点的植物灌溉，而且便于实现灌溉水的全面回收，此外，通过在回流结构上设置固液分离器进行两级固态分离，以及过滤池进行净化过滤，不仅可以提高液态灌溉水的回收率，同时提高灌溉水的可利用率。

在灌溉攀架与固液分离器、过滤池的配合作用，满足了点对点全面灌溉的需求，还能将多余的灌溉水全面的回收，如喷洒中多余的灌溉水以及从土壤根部渗出的水，在固液分离器和过滤池的加持作用下，进行深层的过滤，提高回收的灌溉水的可利用率，避免浪费，节省能源。

附图说明

图1为本发明的系统示意图；

图2为本发明中喷灌攀架的结构示意图；

图3为本发明中环状灌溉管的结构示意图；

图4为本发明中一级固液分离器的内部结构示意图；

图5为本发明中二级固液分离器的内部结构示意图。

图中：1、灌溉攀架；11、中心支撑管；12、环状灌溉管；13、外围支撑管；14、培育管；2、回流通道；3、回流池；4、固液分离器；41、一级固液分离器；42、外壳体；43、内网筒；44、驱动件；45、进料口；46、出渣口；47、出水口；48、二级固液分离器；49、分离管道；410、留置块；5、喷嘴；6、过滤池；7、储液池；8、灌溉通道；9、滤水网。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，包括若干灌溉攀架1、回流通道2、回流池3、固液分离器4、过滤池6、储液池7以及灌溉通道8。

灌溉攀架1的底部设有回流通道2，回流通道2上且位于灌溉攀架1的底部铺设有滤水网9，回流通道2连通回流池3，回流池3连通固液分离器4，固液分离器4连通过滤池6，过滤池6连通灌溉通道8，灌溉通道8连通于灌溉攀架1上的灌溉管道。

储液池7内储存有灌溉液，该灌溉液可以为纯浇灌水，也可以为掺有营养液的灌溉水。储液池7内设有水泵，水泵将储液池7内的灌溉水驱动至灌溉通道8内，并由灌溉通道8输送至灌溉攀架1上，以实现对灌溉攀架1上的培育的植物的浇种，浇种过程中有部分水被植物利用，还有部分水喷洒到不需要的地面或是从植物根部流出的水，通过滤水网9流动至装置回流通道2内，并通过回流通道2回流至回流池3，并经固液分离器4、过滤池6过滤后重新回到储液池7，再由储液池7经灌溉通道8浇灌至灌溉攀架1上的植物上，形成可循环利用的灌溉水系统。

为了保证循环灌溉水过滤的效果，固液分离器4包括一级固液分离器41和二级固液分离器48。由一级固液分离器41和二级固液分离器48经两级固液分离，将循环回收的灌溉水进行固液分离。

首先，具体地，在一个可能的实施例中，如图2-3所示，灌溉攀架1包括中心支撑管11、环状灌溉管12、外围支撑管13以及培育管14。

其中，中心支撑管11竖直设置，中心支撑管11的一端固定安装于滤水网9上，另一端自由设置。优选的，中心支撑管11的直径为50-100cm。

培育管14绕中心支撑管11四周均匀设置，即培育管14中心支撑管11的竖直方向设置有若干组，每组培育管14上包括绕中心支撑管11周向等角度设置的若干个培育管14，每个培育管14的一端插设于中心支撑管11内，且每个培育管14底端(即插入中心支撑管11的一端)设有隔网；隔网的设置是为了既能兜住培育植物所需的土壤，还能渗水，避免水分过多造成烂根，且便于回收未被利用的灌溉水。

环状灌溉管12沿着中心支撑管11的竖直方向均设有若干，每个环状灌溉管12在水平方向上对应一组培育管14，每个环状灌溉管12上绕其周向等角度设有若干喷嘴5，且每个喷嘴5对应一培育管14。这样，可以保证每个培育管14均能得到一对一的浇灌。

外围支撑管13支撑设置于环状灌溉管12外，且与环状灌溉管12相连通，每个外围支撑管13一端均封闭，多个外围支撑管13的另一端相互汇集后连通于灌溉通道8上。

这样，灌溉时，从灌溉通道8输送来的水到达外围支撑管13，经外围支撑管13输送至环状灌溉管12，由环状灌溉管12上的喷嘴5呈一对一方式浇灌至培育管14上的植物上。

这样的空中灌溉攀架1，不仅能满足点对点的灌溉，保证每个植物的灌溉需求，而且能满足植物攀援的需求，同时能够便于回收多余的灌溉水，功能多样，为循环回收灌溉水的需求提供基础。

此外，培育管14倾斜向上设置于竖直设置的中心支撑管11上。这样，不仅有助于植物的生长，而且可以保证从植物根部渗出的水能尽快回流。

经滤水网9、回收通道回流至回流池3内的灌溉水，由于经过植物土壤以及地面，灌溉水中不免会掺杂一些固态杂质，如根茎物，泥土等。此时，在对灌溉水进行回收时，经灌溉水中的固态杂质去除是十分重要的。因此，本申请中设置有固液分离器。固液分离器包括一级固态分离和二级固液分离器48。

具体地，在一个可能的实施例中，如图4所示，一级固液分离器41包括外壳体42、内网筒43以及驱动件44，外壳体42内形成空腔，壳体内沿其长度方向且位于空腔内设有内网筒43，内网筒43由驱动件44驱动旋转，外壳体42一端设有进料口45，另一端设有出渣口46，外壳体42底部设有出水口47。优选的，进料口45设置于外壳体42的顶部，出渣口46设置于外壳体42的尾部，出水口47设置于外壳体42的底部。优选的，驱动件44采用驱动电机。

一级固液分离器41工作时，待处理灌溉水经进料口45进入内网筒43，驱动件44驱动内网筒43高速旋转，处于内网筒43内的灌溉水在高速离心力的作用下，朝着内网筒43外侧壁的方向甩出，此时液态水被甩出内网筒43，由出水口47排出，而较大颗粒的固态杂质被留在内网筒43内，由出渣口46排出，以实现大颗粒固态杂质初步的分离。

内网筒43的网径间隙设为50-1000μm。即通过内网筒43网径的设置，将超过该网径固态杂质收集至内网筒43内，而小于该内网筒43网径的液体和小颗粒固态杂质被甩出内网筒43。

并且，一级固液分离器41沿着自回流池3至过滤池6的方向呈高度逐渐降低的方式倾斜设置。这样，由分离出的固态杂质有助于更快导出一级固液分离器41，加快分离的速度。

经出水口47初步分离后的灌溉水紧接着进入二级固液分离器48。

如图5所示，二级固液分离器48包括分离管道49以及固体留置块410。

进入分离管道49内的灌溉水，经分离管道49进行较小颗粒的固态杂质的二次分离。

分离管道49自回流池3至过滤池6的方向呈高度逐渐降低的方式倾斜设置。这样，有助于加快分离水从回流池3至过滤池6的速度。

固体留置块410沿着分离管道49的长度方向设置于分离管道49的内底板上，固体留置块410截面呈直角三角型，且直角三角型的直角边朝向回流池3的方向。并且，若干固体留置块410等距离均匀设置。

这样，当灌溉水经过分离管道49的过程中，要依次经过每个留置块410，由于留置块410直角三角型的形状，使得小颗粒的固态杂质被阻隔并吸附在该直角三角型的直角边上，起到对小颗粒固态杂质的分离。

经过一级固液分离器41和二级固液分离器48之后的灌溉水，其中的较大颗粒固态杂质和较小颗粒的固态杂质均依次被分离出，经分离后的灌溉水接着到达过滤池6。

过滤池6用于对灌溉水进行洁净处理，以使得其达到能够被再次利用的程度。

具体地，在一个可能的实施例中，过滤池6包括沉淀区以及过滤区，沉淀区采用自然沉降，优选的，自然沉降的时间控制在2小时左右。

过滤区包括依次水平设置的若干过滤层。若干过滤层可依次包括粗过滤孔、活性炭布料吸附层、细过滤支撑布、细过滤孔和活性炭细过滤层。依次经过若干过滤层后的灌溉水即可达到重复循环利用的程度。

将其重新导回至储液池7内，即可循环利用。

储液池7内设有温度传感器和水位计。温度传感器用于感应储液池7内的温度，根据不同的植物，控制灌溉水的温度，以提高灌溉水的适应性。

水位计用于测量储液池7内的水位，以使得工作人员能及时、准确的把握储液池7内的水位，从而判断是否需要将过滤池6内导入储液池7内，以及控制灌溉的量。

此外，整个系统还包括控制器，控制器与驱动件44、水泵、温度传感器、水位计电性连接。优选的，控制器采用PLC控制器，控制器的型号为MAM-300，需要注意的是，控制电路通过本领域的技术人员编程即可实现，属于本领域的公知常识，仅对其进行使用，未对其进行改进，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。图

本发明的具体实施原理是：工作时，将浇灌过程中喷洒到不需要的地面以及从植物土壤处渗出的喷灌水，经滤水网9回流通道2回流至固液分离器和过滤池6进行过滤，以重现导入储液池7，实现灌溉水的循环利用，经过固液分离器的两级固态分离之后，可以将固态分离中的大颗粒和小颗粒的固态杂质分离出来，再配合过滤池6的净化过滤，不仅可以提高液态灌溉水的回收率，同时提高灌溉水的可利用率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，其特征在于，包括若干灌溉攀架(1)、回流通道(2)、回流池(3)、固液分离器(4)、过滤池(6)、储液池(7)以及灌溉通道(8)，所述灌溉攀架(1)的底部设有回流通道(2)，所述回流通道(2)上且位于灌溉攀架(1)的底部铺设有滤水网(9)，所述回流通道(2)连通回流池(3)，回流池(3)连通固液分离器(4)，固液分离器(4)连通过滤池(6)，过滤池(6)连通灌溉通道(8)，所述灌溉通道(8)连通于灌溉攀架(1)上的灌溉管道，其中：

所述固液分离器(4)包括一级固液分离器(41)和二级固液分离器(48)。

2.根据权利要求1所述的一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，其特征在于，所述灌溉攀架(1)包括中心支撑管(11)、环状灌溉管(12)、外围支撑管(13)以及培育管(14)；

所述中心支撑管(11)竖直设置；

所述培育管(14)绕中心支撑管(11)四周均匀设置，培育管(14)底端设有隔网；

环状灌溉管(12)沿着中心支撑管(11)的竖直方向均设有若干，每个环状灌溉管(12)上绕其周向设有若干喷嘴(5)，每个喷嘴(5)对应一培育管(14)；

外围支撑管(13)支撑设置于环状灌溉管(12)外，且与环状灌溉管(12)相连通，若干外围支撑管(13)一端均封闭，另一端相互汇集后连通于灌溉通道(8)上。

3.根据权利要求2所述的一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，其特征在于，所述培育管(14)倾斜向上设置于竖直设置的中心支撑管(11)上。

4.根据权利要求3所述的一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，其特征在于，所述一级固液分离器(41)包括外壳体(42)、内网筒(43)以及驱动件(44)，所述外壳体(42)内形成空腔，所述外壳体(42)内沿其长度方向且位于空腔内设有内网筒(43)，所述内网筒(43)由驱动件(44)驱动旋转，所述外壳体(42)一端设有进料口(45)，另一端设有出渣口(46)，外壳体(42)底部设有出水口(47)；

所述内网筒(43)的网径间隙设为50-1000μm。

5.根据权利要求4所述的一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，其特征在于，所述一级固液分离器(41)沿着自回流池(3)至过滤池(6)的方向呈高度逐渐降低的方式倾斜设置。

6.根据权利要求5所述的一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，其特征在于，所述二级固液分离器(48)包括分离管道(49)以及固体留置块(410)：

分离管道(49)自回流池(3)至过滤池(6)的方向呈高度逐渐降低的方式倾斜设置；

所述固体留置块(410)沿着分离管道(49)的长度方向设置于分离管道(49)的内底板上，固体留置块(410)截面呈直角三角型，且直角三角型的直角边朝向回流池(3)的方向。

7.根据权利要求2或6所述的一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，其特征在于，所述过滤池(6)包括沉淀区以及过滤区，沉淀区采用自然沉降，过滤区包括依次水平设置的若干过滤层。

8.根据权利要求7所述的一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，其特征在于，所述储液池(7)内设有水泵、温度传感器和水位计。

9.根据权利要求8所述的一种新植物品种培育用可循环利用的自动雾化灌溉系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与驱动件(44)、水泵、温度传感器、水位计电性连接。

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