技术领域
[0001] 本
发明实施例涉及灌溉用肥料供给技术领域，具体涉及一种用于灌溉的肥料供给装置。
背景技术
[0002] 在我国灌溉农业中，广泛使用机井灌溉。井灌区保证率较高，以其稳定可靠的
水源，可根据农艺要求对
农作物进行适量灌溉，便于管理与耕作，使灌区成为旱涝保收的高产田，据统计，全国有超过的粮食，一半以上的经济作物和蔬菜产自于井灌区，所以说机井灌溉方式在农业生产中占有重要地位。另外，在灌区中
地下水起着至关重要的作用。由于地下水相比地表水来说分布普遍，取水较容易，可就地打井取水，并且很多地区地表水源有限，通常不能满足农作物灌溉的用水需求，需要开发地下水作为必要的补充水源对于干旱半干旱地区，地下水甚至可能是唯一的水，另外地下水源稳定，水质好，保证率较高，能适时适量灌溉，管理方便，调度灵活，增产效果显著。
[0003] 我国农业自动化灌溉肥料行业是一个新兴的产业，起步比较晚，进入新世纪才得到了迅速的发展。我国经过多年从美国、日本和意大利等国引进先进的自动化灌溉
施肥设备，不断的进行消化和吸收，积极地开展创新设计，目前已经具备成套自动化
灌溉施肥设备的研发和生产能
力，但是灌溉施肥设备实用性还比较差。
[0004] 但是，现有的用于灌溉的肥料供给装置存在以下
缺陷，
[0005] (1)目前，我国的灌溉施肥设备需要根据施肥的需要对此对灌溉设备内部进行投料，需要搬移物料，施肥效率比较低，且施肥管道内部容易由于肥料的重量产生栓塞阻力，导致机械损坏；
[0006] (2)现有的灌溉施肥设备由于输送管道内固体颗粒的运动，过程中容易出现颗粒与管道、颗粒与颗粒之间的摩擦和碰撞，且颗粒在运动的同时伴随着旋转，容易导致输送管道的磨损问题增加，降低了输送管道的使用寿命。
发明内容
[0007] 为此，本发明实施例提供一种用于灌溉的肥料供给装置，以解决
现有技术中由于搬移物料以及管道输送磨损而导致的施肥效率比较低以及输送管道的使用寿命短的问题。
[0008] 为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案，
[0009] 一种用于灌溉的肥料供给装置，包括储料罐、旋转式供料器、袋滤器和卸料
阀门，所述储料罐的内部设置有旋转式供料器，所述旋转式供料器的出料端通过三通管贯穿连接有弯管，所述弯管的输出端贯穿连接有袋滤器，所述袋滤器的下部贯穿连接有定量罐，所述袋滤器的右侧轴向端还设置有
风机，所述定量罐的下部通过卸料阀门贯穿连接有混料罐，所述混料罐的内壁上设置有多层输料管道，所述储料罐的内壁上还固定安装有调质器，所述调质器的内部设置有PLC
控制器，所述PLC控制器的控制端通过控制线路与旋转式供料器相连接，所述旋转式供料器的控制端还设置有流量检测器。
[0010] 本发明实施例具有如下优点，所述储料罐的数量设置有多个，且并且设置在三通管下部，所述储料罐的内壁上还设置有多层筛料板。
[0011] 本发明实施例具有如下优点，所述旋转式供料器包括
基座、料盘和板
弹簧，所述基座的下部设置有减震
支架，所述基座的上表面上设置有电磁
铁，所述电
磁铁的上表面贯穿连接有料盘，所述料盘的四周还通过板弹簧与基座表面固定连接，所述料盘的内壁上还设置有多层料道，所述料盘的内壁上贯穿设置有出料口。
[0012] 本发明实施例具有如下优点，所述袋滤器包括支架和
过滤器体，所述支架的上表面固定安装有过滤器体，所述过滤器体的左侧面上固定安装有控制仪，所述控制仪的上部设置有控制支架，所述控制支架固定安装在过滤器体的左侧面上，所述控制支架的上部设置有气包，所述气包的上部通过设置有连通管道，所述连通管道的外壁上设置
控制阀，所述连通管道的导通端贯穿连接有喷吹管，所述喷吹管垂直设置在过滤器体的内壁上。
[0013] 本发明实施例具有如下优点，所述过滤器体的内壁上设置有滤袋
框架，所述滤袋框架的内部设置有滤袋，所述滤袋的内壁与过滤器体的出气口之间还设置有U型压力计，所述过滤器体的
正面还设置有检修门，所述过滤器体的下部还固定安装有集料斗，所述集料斗的下部与定量罐贯穿连接。。
[0014] 本发明实施例具有如下优点，所述控制仪的控制端还连接有脉冲阀，所述脉冲阀设置在
电磁阀的控制端，所述脉冲阀固定安装在连通管道的正面上。
[0015] 本发明实施例具有如下优点，所述卸料阀门包括壳体、
转轴和阀门，所述壳体的左侧面上贯穿连接有
配重臂，所述配重臂的右端与转轴垂直滑动连接，所述转轴设置在壳体的内壁上，所述壳体的内部还设置有阀门，所述阀门的左端与转轴外壁滑动连接，所述配重臂的外表面上贯穿连接有配重
块。
[0016] 本发明实施例具有如下优点，所述转轴的轴向端通过轴端
紧定螺钉固定安装有
支撑板，所述支撑板的下部与阀门外壁贯穿连接，所述支撑板的下部通过调节螺钉与壳体内壁固定连接。
[0017] 本发明实施例具有如下优点，所述PLC控制器的控制端与流量检测器反馈连接，所述PLC控制器的控制端还连接有驱动
电机，所述
驱动电机的
输出轴与旋转式供料器相连接。
[0018] 本发明实施例具有如下优点，所述驱动电机的输入端连接有
变频器，所述变频器的控制端与PLC控制器相连接。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0020] 本
说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
[0021] 图1为本发明实施方式提供的整体结构示意图；
[0022] 图2为本发明实施方式提供的旋转式供料器结构示意图；
[0023] 图3为本发明实施方式提供的袋滤器结构示意图；
[0024] 图4为本发明实施方式提供的卸料阀门结构示意图；
[0025] 图5为本发明实施方式提供的阀门剖面结构示意图；
[0026] 图6为本发明实施方式提供的控
制模块示意图。
[0027] 图中：
[0028] 1-储料罐；2-旋转式供料器；3-三通管；4-弯管；5-袋滤器；6-风机；7-定量罐；8-卸料阀门；9-混料罐；10-输料管道；11-筛料板；12-调质器；13-流量检测器；14-驱动电机；15-变频器；16-PLC控制器；
[0029] 201-料盘；202-基座；203-减震支架；204-板弹簧；205-料道；206-出料口；207-电磁铁；
[0030] 501-支架；502-过滤器体；503-控制仪；504-气包；505-控制阀；506-连通管道；507-脉冲阀；508-喷吹管；509-滤袋框架；510-滤袋；511-U型压力计；512-检修门；513-集料斗；514-控制支架；
[0031] 801-壳体；802-转轴；803-阀门；804-配重臂；805-配重块；806-支撑板；807-轴端紧定螺钉。
具体实施方式
[0032] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033] 如图1所示，本发明提供了一种用于灌溉的肥料供给装置，包括储料罐1、旋转式供料器2、袋滤器5和卸料阀门8，所述储料罐1的数量设置有多个，且并且设置在三通管3下部，所述储料罐1的内壁上还设置有多层筛料板11。所述储料罐1的内部设置有旋转式供料器2，所述旋转式供料器2的出料端通过三通管3贯穿连接有弯管4，所述弯管4的输出端贯穿连接有袋滤器5，所述袋滤器5的下部贯穿连接有定量罐7，所述袋滤器5的右侧轴向端还设置有风机6，所述定量罐7的下部通过卸料阀门8贯穿连接有混料罐9，所述混料罐9的内壁上设置有多层输料管道10。
[0034] 本实施例中，为实现灌溉肥料多天的存储要求，系统中设定了八个储料罐1，每个储料罐1的容量等于每天肥料的输送量，当储料罐1中的肥料全部输送完时，企业发出供料
信号，肥料
罐车及时的进行补料，补充后的供料罐在其它七个储料罐1进行供料时正好能够等待七天，即满足了特定存储时间的要求。
[0035] 本实施例中，各储斜罐1通过下方的旋转式供料器2的
开关实现各储料罐1的交替供料，当一个储料罐1的旋转式供料器2运行时，其它各供料器全部停止，多个储料罐1的供料系统属于由多地点向单一地点供料，恰好符合吸送式
气力输送系统的特点。
[0036] 本实施例中，风机6设在供料装置的末端，当风机6运行时，整个系统形成
负压，某储料罐1下方的供料器旋转时，该储储料罐1进行供料，肥料与空气的混合物沿输料管输送到袋滤器5时，料气源合物被分离除尘，分离出来的肥料进入到定量罐7中，整个装置连续供料过程中，定量罐7中的量达到定量设定值时，旋转式供料器2停止运行，系统停止供料，一定量的肥料在物料阀口开启后全部进入到混料罐9，至此完成一次供料，此过程不断地循环就实现了完整供料过程。
[0037] 本实施例中，采用气力输送方式，通过管道密闭的输送方式，可以使灌溉设备之间的问题有很大改善，同时可防止被输送物料污损、混入杂物，保证物料
质量，进而很大程度上提高产品质量，通过直接散料输送，降低
包装、运输及装卸
费用，从一定程度上可降低产品成本，减少了运动部件，便于维修保养，容易实现自动化，并降低施肥过程的故障发生率，保证实际施肥的进度。
[0038] 如图6所示，所述储料罐1的内壁上还固定安装有调质器12，所述调质器12的内部设置有PLC控制器16，所述PLC控制器16的控制端通过控制线路与旋转式供料器2相连接，所述旋转式供料器2的控制端还设置有流量检测器13，所述PLC控制器16的控制端与流量检测器13反馈连接，所述PLC控制器16的控制端还连接有驱动电机14，所述驱动电机14的输出轴与旋转式供料器2相连接，所述驱动电机14的输入端连接有变频器15，所述变频器15的控制端与PLC控制器16相连接。
[0039] 本实施例中，利用一个称重
传感器和冲板式流量计原理，制作一个简单的冲击力式流量检测器13，物料从储料罐1进入旋转式供料器2，然后从螺旋
输送机落下，在进入
调制器之前经过流量检测器13，根据物料倾斜冲击在称重传感器上的冲板，其产生的垂直力由称重传感器检测并将其力的信号转换为
电信号传送给PLC控制器16，再由PLC控制器16控制外部显示屏显示出来，同时将信号传送给外部的二次仪表显示当前物料流量，并进行终端调节控制执行机构驱动改变当前流量。
[0040] 本实施例中，所述PLC控制器16采用FP-XH系列的控制器，通过PLC控制器16控制变频器15改变旋转式供料器2的转速，继而改变物料的流量，采用CVF-G2-4T0015C型的变频器15，实现闭环的PID控制功能。
[0041] 本实施例中，组成流量检测器13的称重传感器选择
电阻应变式称重传感器，采用全桥式等臂电桥结构，且各臂参数一致，使得各种干扰的影响容易相互抵消，提高了称重
精度，并且采用FCH-m-POM系列的mini
涡轮流量计，根据涡轮的旋转速度随流量变化来检测物料进入旋转式供料器2的流量。
[0042] 如图2所示，所述旋转式供料器2包括基座202、料盘201和板弹簧204，所述基座202的下部设置有减震支架203，所述基座202的上表面上设置有电磁铁207，所述电磁铁207的上表面贯穿连接有料盘201，所述料盘201的四周还通过板弹簧204与基座202表面固定连接，所述料盘201的内壁上还设置有多层料道205，所述料盘201的内壁上贯穿设置有出料口206。
[0043] 本实施例中，旋转式供料器2由电磁铁207产生电磁激振力，电磁铁207由线圈、
衔铁以及铁芯组成，铁芯固定在基座202上，衔铁与其上的料盘201联结，旋转式供料器2主要由线圈、磁极以及弹簧等构成，按照磁极
磁场形成方式的不同又可将旋转式供料器2分为励磁式和永磁式。
[0044] 本实施例中，当电磁铁207的线圈输入经过半波整流后的
电流时，会产生
频率为50Hz的磁力，吸引料盘201底部上固定的铁芯，并带着料盘201一起下降，支撑料盘201的板弹簧204是相隔120(若是四根板弹簧，则间隔为90)并倾斜安装的，由于弹簧的弹性
变形，在料斗下降的同时，还会产生沿弹簧倾斜方向的扭转，当电流消失后，电磁力迅速减小直至为
0，在板弹簧204的弹性变形能的作用下，料盘201迅速改变运动方向，并且会超过静平衡的
位置而达到一个上限，这样在电磁力的作用下反复进行，就使料盘201产生了高频微幅的振动，在料盘201内的物料就会沿着螺旋轨道移动，并且在移动的过程中调整方向，使物料按统一的方向从料盘201顶部进入外面的料道，从而实现自动定向供应。
[0045] 如图3所示，所述袋滤器5包括支架501和过滤器体502，所述支架501的上表面固定安装有过滤器体502，所述过滤器体502的左侧面上固定安装有控制仪503，所述控制仪503的上部设置有控制支架514，所述控制支架514固定安装在过滤器体502的左侧面上，所述控制支架514的上部设置有气包504，所述气包504的上部通过设置有连通管道506，所述连通管道506的外壁上设置控制阀505，所述连通管道506的导通端贯穿连接有喷吹管508，所述喷吹管508垂直设置在过滤器体502的内壁上。
[0046] 本实施例中，控制仪503采用SIMATIC_S799型号的PLC控制器，通过控制脉冲阀507从而控制电磁阀505，利用气包504为过滤器体502内部输入气体，实现过滤器体502内部的气压平衡。
[0047] 本实施例中，控制仪503中采用基于附加压降法处理管道中由于物料和气体的运动而产生的压力损失，从而来处理管道中的气力输送问题。
[0048] 本实施例中，附加压降法是指料气混合物通过管道产生的总圧降由管道各部分不同状态的两相流产生的压降组成，其
算法公式为：
[0049] ΔPt-ΔPag+ΔPs+ΔPas+ΔPg
[0050] 其中，ΔPag为气体在
加速段产生的压降(Pa)；
[0051] ΔPs固体在稳定段产生的压降(Pa)；
[0052] ΔPas固体在加速段产生的压降(Pa)；
[0053] ΔPg气体在稳定段产生的压降(Pa)；
[0054] 本实施例中，将管系总体压损分解为直管压损和局部压损，直管压损包括水平管压力损失和垂直管压力损失，直管压力损失分为加速段压力损失、重力压力损失、摩擦压力损失，局部压力损失分为供輯器局部压损、弯管局部压损、卸料器局部压损，最后将各部分压力损失汇总即得系统总体压力损失，过程中的气流速度v和空气
密度ρ是动态变化的，每完成一段压力损失求解，就求出当前管位置的气流速度v和空气密度ρ值，大大提高了压力损失计算结果的精确性。
[0055] 本实施例中，(1)直管压损ΔPz：包括气固两相流的加速压损ΔPz1、摩擦压损ΔPz2、重力压损ΔPz3
[0056] ΔPz＝[1+μ(v1/v)2]ρv2/2
[0057] 式中，v1为物料输送速度，v为管道内各位置的气流速度，与管道内压强成反比，以下各式中的v需要根据各处管道内的压强来计算。
[0058] ρ管道内各位置的空气密度，与管道内压强成正比，以下各式中的ρ需要根据各处管道内的压强来计算。
[0059] (2)局部压损ΔPJ：包括供料器局部压损ΔPJ1、弯管的局部压损ΔPJ2、卸料器的局部压损ΔPJ3
[0060] ΔPJ1＝(1+μ)ε1ρv2/2
[0061] ΔPJ2＝(1+μ)ε2ρv2/2
[0062] ΔPJ3＝(1+μ)ε3ρv2/2
[0063] 式中，ε1供料器间部阻力系数，ε2弯管局部阻力系数，ε3卸料器或
除尘器的阻力系数。
[0064] 总体压损为：ΔP＝ΔPz1+ΔPz2+ΔPz3+ΔPJ1+ΔPJ2+ΔPJ3。
[0065] 本实施例中，在控制仪503内部采用多元回归方程来拟合因素与响应值之间的函数关系，获得具有较好性质的回归方程，通过对回归方程的分析来寻求最优工艺参数，解决多变量优化问题，将系统能耗的响应作为料气瓶合比、气流速度的函数，运用图形技术将这种函数关系显示出来，再经过深入分析来选择试验设计中的最优化条件，达到降低能耗的目的。
[0066] 本实施例中，利用控制仪503对输送系统管道磨损的机理进行控制，增强了管道
耐磨性，解决了在生产实际中的磨损问题，提高了系统
稳定性与寿命。
[0067] 如图3所示，所述过滤器体502的内壁上设置有滤袋框架509，所述滤袋框架509的内部设置有滤袋510，所述滤袋510的内壁与过滤器体502的出气口之间还设置有U型压力计511，所述过滤器体502的正面还设置有检修门512，所述过滤器体502的下部还固定安装有集料斗513，所述集料斗513的下部与定量罐7贯穿连接，所述控制仪503的控制端还连接有脉冲阀507，所述脉冲阀507设置在电磁阀505的控制端，所述脉冲阀505固定安装在连通管道506的正面上。
[0068] 本实施例中，通过袋滤器5将由弯管4输入的物料进行过滤，利用滤袋框架509提供过滤支架，由有机或无机
纤维织物制作的滤袋510将
流体物料中的粉尘从气流中过滤出来，并且利用控制仪503通过控制脉冲阀507从而调节电磁阀505的通断，从而控制连通管道506的通断，控制过滤器体502内部的压强大小，整个过滤装置可以捕集非纤维性、非粘性工业粉尘及挥发物，能够捕获微粒为0.1微米的粉尘，一般能达到99％以上的效率。
[0069] 如图4所示，所述卸料阀门8包括壳体801、转轴802和阀门803，所述壳体801的左侧面上贯穿连接有配重臂804，所述配重臂804的右端与转轴802垂直滑动连接，所述转轴802设置在壳体801的内壁上，所述壳体801的内部还设置有阀门803，所述阀门803的左端与转轴802外壁滑动连接，所述配重臂804的外表面上贯穿连接有配重块805。
[0070] 如图5所示，所述转轴802的轴向端通过轴端紧定螺钉807固定安装有支撑板806，所述支撑板806的下部与阀门803外壁贯穿连接，所述支撑板806的下部通过调节螺钉与壳体801内壁固定连接。
[0071] 本实施例中，卸料阀门8通过阀门803阀口的快速开关瞬间完成卸料过程，其工作原理是：阀门803阀口的上部形成一定高度的料柱，以保证有一定的气密性，在配重块805与阀门803阀口上下的压力差的作用下，阀门803阀口被吸在壳体801上，物料被分离出来后堆积在阀门803阀口上，当料柱达到一定高度，物料和阀门803阀口重力对转轴802的力矩大于配重块805产生的力矩时，阀门803阀口与壳体801脱离开始绕转轴802转动，此时物料开始卸出。
[0072] 本实施例中，系统开启运行之初，由于混料工艺每次所需的肥料量会不同，根据实际需要选取定量罐7的定量值，再开启风机6，当系统首次运行时，需要保证每个储料罐1中的肥料在第一个工作循环(八个储料罐完成交替供料的一个周期)供料前能够满足七天的储料时间要求，选择某一储量罐下面的供料阀口开始为系统供料，当然所选的储料罐中的肥料全部供给完成后，切换下一个储料罐进行供料，同时发出补料信号，通过肥料罐车对该储料罐进行及时的补给物料，如此交互完成8个肥料料罐的供料，过程中当定量罐7中的肥料量达到定量值时，产生信号，触发储料罐停止供料，定量罐7再等待卸料信号，直到混料罐9中需要肥料时，产生卸料信号，定量罐7中的肥料卸入到混料罐中，当卸料完成后，系统自动生成信号，触发上一次工作的储料罐1继续供料，如此整个系统不断进行供料循环，当需要系统停止工作时，关闭风机6，其系统停止运行，整个系统可以实时监测系统中的物料量，同时可以指导工作人员对各储量罐的合理控制，工作人员通过组态系统对整个供料系统进行控制，抗干扰能力强，可靠性高。
[0073] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明
基础上，可以对之作一些
修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
