[发明专利]一种水肥气一体化灌溉控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种水肥气一体化灌溉控制系统，它包括承压水箱（17），其特征在于空气压缩机（1）经逆止阀（26）与承压水箱（17）顶端相连通；所述承压水箱（17）上设置有压力安全阀（2）、水位控制器（3）、压力控制器（4）、内循环水口（8）、空气循环口（9）、入水口（10）、排污口（16）、低位出水口（19）、导流板（20）、温度变送器（21）、溶氧控制器（22）、高位出水口（24）；承压水箱（17）的顶端设压力安全阀（2）、水位控制器（3）、压力控制器（4）和空气循环口（9），水位控制器（3）位于承压水箱（17）内，排污口（16）位于承压水箱（17）的底端；内循环水口（8）和入水口（10）分别位于承压水箱（17）同侧的上部和下部，低位出水口（19）和高位出水口（24）分别位于承压水箱（17）同侧的上部和下部，温度变送器（21）和溶氧控制器（22）的位置介于低位出水口（19）和高位出水口（24）之间，导流板（20）位于承压水箱（17）内部；

所述入水口（10）与水源入水口（15）之间串联有空气射流器（12），并且在空气射流器（12）与水源入水口（15）之间并联有施肥器（25），入水电磁阀（14）与空气射流器（12）相串联，并位于空气射流器（12）与施肥器（25）之间；

所述空气循环口（9）与空气射流器（12）的进气嘴相连通；内循环水口（8）与空气射流器（12）相连通，连通位置在空气射流器（12）与入水电磁阀（14）之间，并在内循环水口（8）与空气射流器（12）连通的管路上设有增压泵（11）和逆止阀（13），其中逆止阀（13）位置靠近于空气射流器（12），增压泵（11）的位置靠近于内循环水口（8）。

2.根据权利要求1所述的一种水肥气一体化灌溉控制系统，其特征在于所述的水位控制器（3）上设置有高水位（5）、低水位（6）和参考水位（7）三个控制水位，其中高水位（5）距离承压水箱（17）顶端不小于20cm，高水位（5）、低水位（6）和参考水位（7）之间的距离不小于15cm。

3.根据权利要求1或２所述的一种水肥气一体化灌溉控制系统，其特征在于所述的内循环水口（8）和高位出水口（24）均位于低水位（6）的下方。

4.根据权利要求1所述的一种水肥气一体化灌溉控制系统，其特征在于所述的低位出水口（19）和高位出水口（24）上分别设有第二出水电磁阀（18）和第一出水电磁阀（23）。

5.上述权利要求1－4所述的任一水肥气一体化灌溉控制系统的控制方法，其特征在于它包括如下步骤：

a，将水源入水口与有压供水源相连通，将低位出水口或者高位出水口与地下滴灌管道相连通，并将另外一个出水口始终保持关闭状态；

b，设置压力安全阀限值，设置压力控制器调控上限，当承压水箱内的空气压力高于所设定的压力安全阀限值时，压力安全阀自动泄气直到压力达到所设限值；

c，开启电源总开关，空气压缩机、水位控制器、压力控制器、溶氧控制器处于工作状态，并设置溶氧控制器值域，当承压水箱内的空气压力达到控制压力上限时，空气压缩机停止工作；

d，开启入水电磁阀，使其处于工作状态，水位自动检测，当检测水位低于低水位时，水位控制器触发入水电磁阀工作，开始向承压水箱供水，同时施肥器开始工作；供水过程中，由于承压水箱中被封闭的空气被压缩，承压水箱压力升高，当压力高于控制压力上限时，压力安全阀开始泄气；当水位上升到低水位时，开启增压泵进入运行状态，水肥流体通过内循环水口经空气射流器流回承压水箱形成内循环流动，在内循环流动过程中空气射流器向通过的水肥流体曝气；压力控制器对承压水箱内的封闭空气压力自动检测，并与所设定的压力上限对比，高于压力上限时，压力安全阀自动泄气直到压力达到所设值域；当水位继续上升，达到高水位时，入水电磁阀关闭；溶氧控制器处于开启状态，溶解氧自动检测；当承压水箱内的水肥溶液中的溶解氧达到设定值域时，关闭增压泵停止内循环流动和空气射流器的曝气，第一出水电磁阀或者第二出水电磁阀打开，并持续向滴灌管道供水，直至水位下降至低水位线，第一出水电磁阀或者第二出水电磁阀关闭，并启动入水电磁阀进水，同时施肥器开始工作，保持承压水箱内的水位在低水位线之上，如此周而复始的对水位、压力、溶解氧的监测和控制实现完整的灌溉过程。