一种多功能灌溉装置及其灌溉方法

技术领域

本发明属于节水灌溉技术领域，具体地说，涉及一种多功能灌溉装置及其灌溉方法。

背景技术

我国淡水资源总量为2800亿m

早在20世纪60-70年代，国外学者已开始在一些作物上尝试采用隔行灌溉和隔沟灌溉技术，对这些技术下作物水分利用效率、蒸散发特性进行了系统研究。1996年，康绍忠等基于节水灌溉技术原理与作物感知缺水的根源信号，并通过室内盆栽、小区试验、大田应用试验首次系统地提出根系分区交替灌溉技术，阐明了其概念、理论基础和实现方式，分根交替灌溉已被证明是一种高效节水的灌溉方式，可以有效提高作物的水分、肥料利用效率，有着广阔的推广前景。例如，分根交替灌溉技术在果树种植中的应用，包括环状自动控制交替滴灌系统、移动式交替滴灌系统、交替隔沟灌溉系统及渗灌系统；结合果园灌溉的实际情况，在分根交替灌溉的基础上发展了交替穴灌技术。

例如中国专利(公开号：CN106359024B)公开了一种窄行距分根交替灌溉自动控制方法，上述专利在植物的两侧设置有输水毛管，并且通过中央智能控制器控制植物两侧的输水毛管依次进行输水，这样虽然能够实现交替灌溉，但是还存在以下缺陷：

上述专利虽然通过在植物的两侧设置有输水毛管，实现了交替灌溉，但是输水毛管是固定在植物的两侧不能进行移动，那么上述专利只能选择对植物整体的一侧进行灌溉，而现有的植物种植技术有植物分段种植，植物分段种植是将一列区域进行分段，进行分段后种植不同的植物，那么不同的植物所需要的水量不同，上述专利无法对不同灌溉区域的作物进行灵活灌溉。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种多功能灌溉装置，包括有混合罐，混合罐的两端均设置有移动组件，混合罐的两端还分别开设有水肥入口和入水口，混合罐的上下两端均固定连通有液体出口凸管，位于混合罐下端的液体出口凸管的底端固定连通有主管道，主管道的上端开设有进水孔，主管道的下端开设有多个出水孔，主管道通过进水孔与液体出口凸管的底端固定连通，主管道的内部套设有微调结构，微调结构的外表面开设有第一通水孔、第二通水孔，多个偶数配合孔和多个奇数配合孔，第一通水孔的位置与多个偶数配合孔的位置相对称，第二通水孔的位置与多个奇数配合孔的位置相对称，当微调结构在主管道内部转动第一通水孔与进水孔对应时，偶数配合孔与出水孔中的偶数孔对应，当微调结构在主管道内部转动第二通水孔与进水孔对应时，奇数配合孔与出水孔中的奇数孔对应。

优选地，混合罐与移动组件之间还设置有转动组件，转动组件包括有工作电机和主轴，工作电机的底端固定设置有移动组件，工作电机的输出端设置有主轴，主轴的一端与混合罐的一端固定连接。

优选地，移动组件包括有两个三角形支架和滚轮，两个三角形支架的顶端均与工作电机底端固定连接，三角形支架的底端转动设置有滚轮。

优选地，移动组件还包括有伸缩器，三角形支架的中部固定设置有伸缩器，两个三角支架之间还固定连接有连接杆，连接杆位于伸缩器的上方。

优选地，液体出口凸管与主管道之间还固定设置有过滤组件，过滤组件包括有螺旋对接管、过滤器和特斯拉阀，螺旋对接管的顶端与液体出口凸管的底端螺纹连接，螺旋对接管的底端固定连通有过滤器，过滤器的底端与进水孔固定连通，过滤器的内部固定设置有特斯拉阀。

优选地，主管道通过出水孔固定连通有输送管，输送管为L形管道。

优选地，液体出口凸管的一侧设置有小型控制阀，小型控制阀控制液体出口凸管的开启和关闭。

优选地，混合罐的内部设置有分流隔板，分流隔板将混合罐的内部分隔为储水腔和储水肥腔，混合罐的侧壁设置有多个搅拌旋叶，多个搅拌旋叶均位于储水腔的内部。

一种灌溉方法，使用了上述任意一项的多功能灌溉装置，

一、当作物只需灌水时，水通过入水口进入到混合罐的内部；当作物需要施肥时，水肥通过水肥入口进入到混合罐的内部，通过搅拌旋叶搅拌均匀后,通过混合罐底端的液体出口凸管进入到主管道的内部；

二、当微调结构上的第一通水孔或第二通水孔与进水孔对应时，水/水肥进入到微调结构的内部，当微调结构上的第一通水孔或第二通水孔与进水孔不对应时，水/水肥存储在混合罐的内部；

三、灌溉装置在移动的过程中对农作物进行灌溉，本次灌溉开始前，微调结构上的第二通水孔与进水孔对应，水/水肥通过第二通水孔进入到微调结构的内部，由口流出，再经过流出对植物进行浇灌，下次灌溉前需要将微调结构进行转动将第一通水孔与进水孔进行对应，水/水肥通过第一通水孔进入到微调结构的内部，由口流出，再经过流出对植物进行浇灌，实现交替灌溉。

优选地，当装置移动到植物所在不同区域时，伸缩器进行伸长或缩短以适应作物的不同高度。

有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明中的灌溉装置实现了对植物的交替灌溉，并且灌溉装置在灌溉的过程中移动到植物所在不同区域时，工作人员可以转动微调结构，工作人员可以选择水/水肥能否进入到微调结构的内部，这样工作人员可以根据植物所需要的水/水肥，选择是否对植物进行灌溉，能够实现对同一列不同灌溉区域的作物进行灵活灌溉；

(2)本发明中的灌溉装置可实现作物在某个生育期或整个生育期不需要施肥，仅实现灌溉的多功能灌溉方法，且可以实现灌溉施肥和灌溉方法耦合的多种灌溉组合模式；该灌溉装置可快速拆卸、组装和移动，成本低，操作简易，便于大面积推广应用；此灌溉装置在进行根区交替灌溉时可保证作物稳产的情况下达到高效节水的目的，同时具有节地、节水、节能、节肥的特点；

(3)将特斯拉阀的原理应用于此发明中，无任何活动部件，无需输入法能量，即可实现液体单向导通，其正向流动与反向流动差别大，可缓冲从混合罐流出的液体对装置管壁的冲击，使得出水口的液体匀速流出，并防止水流冲蚀土壤和破坏作物根系；

(4)基于控制性根区交替灌溉原理，通过对作物根系进行干湿循环交替灌溉，使干燥区的根系产生水分胁迫信号传递到叶气孔从而有效调节气孔运动，而处于湿润区的根系从土壤中吸收水分以满足作物的健康需水，使对作物的伤害保持在临界限度以内，促进根系的补偿性生长，提高根系对水分、养分的利用率，以达到不影响作物光合产物累积而节水的目的；

(5)相对于其他灌溉装置，本发明具有快速拆卸、组装、移动，成本低，操作简易，便于大面积推广应用的优势；此灌溉装置在进行根区交替灌溉时可保证作物稳产的情况下达到高效节水的目的。

附图说明

图1为多功能灌溉装置的结构示意图；

图2为多功能灌溉装置的正视剖视图；

图3为螺旋对接管和过滤器的结构示意图；

图4为主管道和微调结构的结构示意图；

图5为主管道的仰视图；

图6为微调结构翻转一圈后的结构示意图；

图7为三角形支架的结构示意图；

图8为伸缩器的结构示意图；

图9为混合罐的正视图；

图10为混合罐的左视图；

图11为混合罐的右视图。

图中各附图标注与部件名称之间的对应关系如下：

1、混合罐；2、水肥入口；3、入水口；4、分流隔板；5、搅拌旋叶；6、工作电机；7、液体出口凸管；8、小型控制阀；9、主轴；10、螺旋对接管；11、过滤器；12、特斯拉阀；13、主管道；13a、进水孔；13b、出水孔；14、输送管；15、微调结构；15a、第一通水孔；15b、第二通水孔；15c、偶数配合孔；15d、奇数配合孔；16、三角形支架；17、连接杆；18、滚轮；19、伸缩器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

如图1-6所示，本实施例提供一种多功能灌溉装置，包括有混合罐1，混合罐1的两端均设置有移动组件，混合罐1的两端还分别开设有水肥入口2和入水口3，混合罐1的上下两端均固定连通有液体出口凸管7，位于混合罐1下端的液体出口凸管7的底端固定连通有主管道13，主管道13的上端开设有进水孔13a，主管道13的下端开设有多个出水孔13b，主管道13通过进水孔13a与液体出口凸管7的底端固定连通，主管道13的内部套设有微调结构15，微调结构15的外表面开设有第一通水孔15a、第二通水孔15b，多个偶数配合孔15c和多个奇数配合孔15d，第一通水孔15a的位置与多个偶数配合孔15c的位置相对称，第二通水孔15b的位置与多个奇数配合孔15d的位置相对称，当微调结构15在主管道13内部转动第一通水孔15a与进水孔13a对应时，偶数配合孔15c与出水孔13b中的偶数孔对应，当微调结构15在主管道13内部转动第二通水孔15b与进水孔13a对应时，奇数配合孔15d与出水孔13b中的奇数孔对应；

本实施例中当多功能灌溉装置需要进行使用时，工作人员可以根据植物的种类不同选择通过水肥入口2通入水肥，或者通过入水口3通入清水，那么无论是水肥还是清水进入到混合罐1均变为水/水肥，而混合罐1中的水/水肥会通过进水孔13a进入到主管道13的内部，因为主管道13内部设置有微调结构15，微调结构15的外表面与主管道13的内表面贴合，那么当灌溉装置进行第一次浇灌时，工作人员可以事先将微调结构15进行转动，让微调结构15上的第一通水孔15a与进水孔13a对应，这时微调结构15下方的偶数配合孔15c与主管道13下方的出水孔13b对应，那么水/水肥会依次通过进水孔13a和第一通水孔15a进入到微调结构15，再从微调结构15的内部依次穿过偶数配合孔15c和出水孔13b流出，流出的水/水肥会喷洒在植物的表面，工作人员需要进行交替灌溉时，只需将微调结构15进行转动，使得微调结构15上的第二通水孔15b与进水孔13a对应，这时微调结构15下方的奇数配合孔15d与主管道13下方的出水孔13b对应，那么由于进行第一次灌溉时，出水孔13b中的偶数通孔与偶数配合孔15c对应，工作人员将微调结构15进行翻转后，出水孔13b中的奇数通孔与奇数配合孔15d对应，这样灌溉装置在同样的路径移动，就能实现交替灌溉，那么灌溉装置需要对同一列不同区域的植物进行灌溉时，当植物不需要进行浇水，那么工作人员只需转动微调结构15，使得微调结构15的无孔面与进水孔13a对应，这样水/水肥无法通过进水孔13a进入到主管道13的内部，同理遇到植物需要进行浇水是，只需在转动微调结构15即可。

混合罐1与移动组件之间还设置有转动组件，转动组件包括有工作电机6和主轴9，工作电机6的底端固定设置有移动组件，工作电机6的输出端设置有主轴9，主轴9的一端与混合罐1的一端固定连接，移动组件包括有两个三角形支架16和滚轮18，两个三角形支架16的顶端均与工作电机6底端固定连接，三角形支架16的底端转动设置有滚轮18，移动组件还包括有伸缩器19，三角形支架16的中部固定设置有伸缩器19，两个三角支架16之间还固定连接有连接杆17，连接杆17位于伸缩器19的上方，由于灌溉装置需要对同一列不同区域的植物进行灌溉，而不同区域的植物高度不同，那么当工作人员需要植物的高度超过主管道13的高度时，那么工作人员可以通过伸缩器19工作将混合罐1和主管道13等组件进行升起，本实施例中的工作电机6通过主轴9带动混合罐1进行转动，这样可以混匀混合罐1中的清水和水肥。

如图2和图9所示，液体出口凸管7的一侧设置有小型控制阀8，小型控制阀8控制液体出口凸管7的开启和关闭，液体出口凸管7与主管道13之间还固定设置有过滤组件，过滤组件包括有螺旋对接管10、过滤器11和特斯拉阀12，螺旋对接管10的顶端与液体出口凸管7的底端螺纹连接，螺旋对接管10的底端固定连通有过滤器11，过滤器11的底端与进水孔13a固定连通，过滤器11的内部固定设置有特斯拉阀12，特斯拉阀12实现液体单向导通，其正向流动与反向流动差别大，可缓冲从混合罐1流出的液体对装置管壁的冲击，使得出水口的液体匀速流出，并防止水流冲蚀土壤和破坏作物根系。

混合罐1的内部设置有分流隔板4，分流隔板4将混合罐1的内部分隔为储水腔和储水肥腔，混合罐1的侧壁设置有多个搅拌旋叶5，多个搅拌旋叶5均位于储水腔的内部，分流隔板4也可以将混合罐1的内部分为两个腔体，使得水肥的通入和清水的通入互不干扰。

主管道13通过出水孔13b固定连通有输送管14，输送管14为L形管道，本实施例中将输送管14设计为L形管道，就是为了减少水/水肥从出水孔13b中流出时所带来的冲击力，水/水肥从出水孔13b中流出后会先击打在L形管道的侧壁上，经过反弹后在顺着L形管道的下端流出，这样流出水/水肥因为重力而产生的冲击力会明显的减少，这样水/水肥到达植物的表面时，不会因为水/水肥冲击力太强而损坏植物表面的纤维组织，同时进一步防止了水流冲蚀土壤和破坏作物根系。

本实施例中还公开一种灌溉方法，该方法使用了上述的多功能灌溉装置，

一、当作物只需灌水时，水通过入水口3进入到混合罐1的内部；当作物需要施肥时，水肥通过水肥入口2进入到混合罐1的内部，通过搅拌旋叶5搅拌均匀后,通过混合罐1底端的液体出口凸管7进入到主管道13的内部；

二、当微调结构15上的第一通水孔15a或第二通水孔15b与进水孔13a对应时，水/水肥进入到微调结构15的内部，当微调结构15上的第一通水孔15a或第二通水孔15b与进水孔13a不对应时，水/水肥存储在混合罐1的内部；

三、灌溉装置在移动的过程中对农作物进行灌溉，本次灌溉开始前，微调结构15上的第二通水孔15b与进水孔13a对应，水/水肥通过第二通水孔15b进入到微调结构15的内部，由15d口流出，再经过13b流出对植物进行浇灌，下次灌溉前需要将微调结构15进行转动将第一通水孔15a与进水孔13a进行对应，水/水肥通过第一通水孔15a进入到微调结构15的内部，由15c口流出，再经过13b流出对植物进行灌溉，实现交替灌溉。

以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。