[发明专利]一种水肥一体化施肥设备多功能试验台

说明书

技术领域

本发明属于农业水肥一体化领域，具体为水肥一体化施肥设备多功能试验台。

背景技术

随着人口增长及工业化、城镇化进程加速，我国耕地减少、水资源匮乏等资源环境约束越趋紧张，与此同时，大水漫灌、过量施肥现象在很多地方还比较普遍，水肥利用率较低。水肥一体化（Fertigation）是将施肥技术（Fertilization）与灌溉技术（Irrigation）相结合的一项新技术，是精确施肥与精确灌溉相结合的产物，在微灌技术中占有重要地位，是微灌系统最为鲜明的特征之一。水肥一体化技术利用灌溉系统，将肥料溶解在水中，同时进行灌溉与施肥，适时、适量地满足农作物对水分和养分的需求，达到水肥同步管理和节水节肥以及增产的目的。自20世纪70年代初期我国引进微灌技术以来，水肥一体化在果树、蔬菜、棉花和保护地栽培作物上得到越来越多的应用。为大力推广水肥一体化技术，农业部在2013年发布的《水肥一体化技术指导意见》中指出，要着力推进水肥一体化技术的本土化、轻型化和产业化，到2015年，水肥一体化技术推广总面积达到8000万亩以上，新增推广面积5000万亩以上。2015年，农业部又颁发了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，这在极大程度上推动了水肥一体化技术的发展。

目前主要的施肥设备有文丘里施肥器，压差施肥罐和比例施肥泵，在施肥设备的水力性能研究、结构设计以及最优尺寸研究等反面大都采用经验公式法。虽然目前一部分研究工作采用了数值模拟方法，但仍需要由具体的试验数据进行验证数值模拟的准确性，因此有必要根据多种试验目的来设计满足不同施肥设备的多功能试验台。

发明内容

针对目前在搭建施肥设备试验台过程中，试验台的功能相对单一，而多种施肥设备及多用途试验中试验台需要改动，会带来一些不必要的工作量和浪费。本发明的目的在于提供一种水肥一体化施肥设备多功能试验台，该试验台能够开展包括文丘里施肥器、比例施肥泵和压差施肥罐在内的不同施肥设备的各种性能试验，为不同施肥设备的性能测试、结构尺寸优化和实际应用的模拟研究提供试验平台。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：一种水肥一体化施肥设备多功能试验台，包括供水模块、主输水模块、试验测量模块和尾水回收循环利用模板，所述供水模块为所述主输水模块提供所需的压水，所述主输水模块和所述试验测量模块配合来完成施肥设备的各种性能试验，所述尾水回收循环利用模板用来实现试验用水的循环利用和含肥液水的废水回收。

上述方案中，所述供水模块包括第Ⅰ电机、水泵、第Ⅱ电机、第Ⅰ水箱、搅拌器、第Ⅵ闸阀、第Ⅰ排水管，所述的水泵与第Ⅰ水箱相连，所述第Ⅰ水箱外侧装有电机，所述第Ⅰ水箱外侧内装有搅拌器，所述第Ⅰ水箱外侧底部装有第Ⅰ排水管和第Ⅵ闸阀。

上述方案中，所述主输水模块包括第Ⅰ闸阀、第Ⅰ流量计、第Ⅰ压力传感器、第Ⅰ三通、第Ⅳ闸阀、第Ⅱ三通、第Ⅳ流量计、第Ⅳ流量传感器、出水管和电导率传感器，所述的水泵的出水管依次装有第Ⅰ闸阀、第Ⅰ流量计、第Ⅰ压力传感器、第Ⅰ三通；所述的第Ⅰ三通和第Ⅱ三通中间装有第Ⅳ闸阀；所述的第Ⅱ三通后装有第Ⅳ电磁流量计和第Ⅳ压力传感器；所述的出水管转弯后装有电导率传感器。

优选的，所述第Ⅰ流量计与所述第Ⅰ闸阀的距离大于10倍管径；第Ⅳ电磁流量计与所述第Ⅱ三通的距离大于10倍管径；所述电导率传感器与所述第Ⅱ三通的距离大于40倍管径。

上述方案中，所述试验测量模块包括动力进水管、第Ⅱ流量计，第Ⅱ闸阀，第Ⅰ活接头，第Ⅱ压力传感器，施肥设备，第Ⅲ压力传感器，第Ⅱ活接头，第Ⅲ闸阀，第Ⅲ流量计，水肥混合液出水管，第Ⅱ水箱，浮球阀，第Ⅲ水箱，第八闸阀，第Ⅲ排水口，第Ⅸ闸阀，第Ⅱ水箱排水口组成；所述的动力进水管上依次装有第Ⅱ电磁流量计和第Ⅱ闸阀；所述的动力进水管转弯后依次接第Ⅰ活接头、第Ⅱ压力传感器和施肥设备；所述的水肥混合液出水管依次装有第Ⅲ压力传感器和第Ⅱ活接头；所述的水肥混合液出水管转弯后依次装有第Ⅲ闸阀和第Ⅲ电磁流量计，最终通过第Ⅱ三通并入主管路；所述的第Ⅱ水箱与第Ⅲ水箱通过浮球阀相连通；所述的第Ⅱ水箱底部装有第Ⅸ闸阀和第Ⅱ水箱排出水口所述的第Ⅲ水箱底部装有第Ⅷ闸阀和第Ⅲ水箱排出口。

优选的，第Ⅱ电磁流量计与第Ⅰ三通的距离大于10倍管径，第Ⅱ电磁流量计与第Ⅱ闸阀的距离大于3倍管径；第Ⅱ压力传感器和第Ⅲ压力传感器与施肥设备的距离小于4倍管径；第Ⅲ电磁流量计与第Ⅲ闸阀的距离大于10倍管径，第Ⅲ电磁流量计与第Ⅱ三通的距离大于3倍管径；浮球阀的安装于距第Ⅱ水箱的底部高10cm处。