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一種太陽能同步作業自動灌溉系統.pdf

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一種 太陽能 同步 作業 自動 灌溉系統
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摘要
申請專利號:

CN201620474261.1

申請日:

20160521

公開號:

CN205648591U

公開日:

20161019

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01G25/16,A01C23/04 主分類號: A01G25/16,A01C23/04
申請人: 廣州大學
發明人: 劉曉初,談世松,梁忠偉,陳凡,單士印,溫溢恒
地址: 510006 廣東省廣州市番禺區大學城外環西路230號
優先權: CN201620474261U
專利代理機構: 廣州市天河廬陽專利事務所 代理人: 胡濟元
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201620474261.1

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本實用新型公開了一種太陽能同步作業自動灌溉系統,該系統由水路系統和電路系統組成;所述水路系統包括依次串聯的水泵、止回閥和電動水路開關;所述止回閥和電動水路開關之間的管路上旁接有一水錘緩沖罐;所述電動水路開關的出口與灌溉噴頭相連,并由一灌溉控制器控制,該灌溉控制器通過讀取埋設于土壤中的濕度傳感器的濕度信號反饋控制電動水路開關開閉的電信號;所述電路系統包括依次連接的太陽能電池板、太陽能充放電控制器、蓄電池、逆變器和所述水泵的驅動電機以及一控制模塊。本實用新型所述的太陽能同步作業自動灌溉系統具有自動化程度高,灌溉效率高、效果好,且系統使用壽命長的優點。

權利要求書

1.一種太陽能同步作業自動灌溉系統,該系統由水路系統和電路系統組成;所述水路系統包括依次串聯的水泵、止回閥和電動水路開關;所述止回閥和電動水路開關之間的管路上旁接有一水錘緩沖罐;所述電動水路開關的出口與灌溉噴頭相連,并由一灌溉控制器控制,該灌溉控制器通過讀取埋設于土壤中的濕度傳感器的濕度信號反饋控制電動水路開關開閉的電信號;所述電路系統包括依次連接的太陽能電池板、太陽能充放電控制器、蓄電池、逆變器和所述水泵的驅動電機以及一控制模塊;其中,所述控制模塊包括第一接觸器、第二接觸器和壓力控制器;所述第一接觸器具有一常開的主觸頭和兩個常開的輔助觸頭,其中,主觸頭串接在逆變器與所述水泵的驅動電機之間的線路上,兩輔助觸頭分別與第一接觸器和第二接觸器的線圈串聯;所述第二接觸器具有一常閉觸頭,該常閉觸頭與第一接觸器的線圈串聯;所述壓力控制器設在水錘緩沖罐的水路上來監測罐內的水壓,該壓力控制器具有一高壓觸頭和一低壓觸頭,所述高壓觸頭與第二接觸器的線圈串聯,所述低壓觸頭將與第一接觸器線圈串聯的一個第一接觸器的輔助觸頭和第二接觸器的常閉觸頭短接。2.根據權利要求1所述的一種太陽能同步作業自動灌溉系統,其特征在于,所述的水路上串接有過濾器。3.根據權利要求1或2所述的一種太陽能同步作業自動灌溉系統,其特征在于,所述電動水路開關后方的管路上設有加藥裝置。

說明書

技術領域

本實用新型涉及多孔管道或帶噴頭管道安裝在地上的澆水裝置。

背景技術

中國是農業灌溉大國,據統計,截止2014年底,全國累計有效灌溉面積達6033萬hm2,生產糧食5464億kg,占全國耕地面積不到50%的灌溉面積上生產了全國75%的糧食、80%以上的經濟作物和90%以上的蔬菜,可見有效的灌溉是農作物獲得高產的重要保障。

然而,在我國扔有近0.6億hm2耕地因為灌溉水資源短缺或灌溉用電不足無法得到有效灌溉。在山丘地區與偏遠地區,因為電力不足而無法得到灌溉的耕地面積比例普遍達到其所在地區總耕地面積的50%以上,電力供給不足嚴重制約著我國灌溉農業的健康發展。

目前,太陽能作為一種可再生的清潔能源也被應用于農業灌溉領域,大大提高了農業灌溉水利用率和利用效率。常見的太陽能灌溉系統,通常都是利用太陽能電池板將太陽能轉化成電能,再通過逆變器逆變成交流電源供水泵使用,再由水泵抽吸水源灌溉農作物。然而現有的太陽能灌溉系統大多不夠成熟,系統中的一些不足,導致系統自動化程度低,灌溉效率差。

另外,由于太陽能灌溉系統會根據光照條件以及耕地含水量的變化而頻繁的開啟和關閉,這會使得系統水路的壓力出現巨大波動,進而導致噴頭噴水不均勻,灌溉效果差;同時,水泵和水路開關開啟或關閉時所形成的水錘效應也嚴重的影響了系統的安全和使用壽命。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種太陽能同步作業自動灌溉系統,該系統具有自動化程度高,灌溉效率高、效果好,且系統使用壽命長的優點。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案是:

一種太陽能同步作業自動灌溉系統,該系統由水路系統和電路系統組成;

所述水路系統包括依次串聯的水泵、止回閥和電動水路開關;所述止回閥和電動水路開關之間的管路上旁接有一水錘緩沖罐;所述電動水路開關的出口與灌溉噴頭相連,并由一灌溉控制器控制,該灌溉控制器通過讀取埋設于土壤中的濕度傳感器的濕度信號反饋控制電動水路開關開閉的電信號;

所述電路系統包括依次連接的太陽能電池板、太陽能充放電控制器、蓄電池、逆變器和所述水泵的驅動電機以及一控制模塊;其中,所述控制模塊包括第一接觸器、第二接觸器和壓力控制器;所述第一接觸器具有一常開的主觸頭和兩個常開的輔助觸頭,其中,主觸頭串接在逆變器與所述水泵的驅動電機之間的線路上,兩輔助觸頭分別與第一接觸器和第二接觸器的線圈串聯;所述第二接觸器具有一常閉觸頭,該常閉觸頭與第一接觸器的線圈串聯;所述壓力控制器設在水錘緩沖罐的水路上來監測罐內的水壓,該壓力控制器具有一高壓觸頭和一低壓觸頭,所述高壓觸頭與第二接觸器的線圈串聯,所述低壓觸頭將與第一接觸器線圈串聯的一個第一接觸器的輔助觸頭和第二接觸器的常閉觸頭短接。

本實用新型所述灌溉系統的工作過程如下:

所述濕度傳感器監測土壤的濕度,當土壤的濕度降低至需灌溉的要求時,所述灌溉控制器控制電動水路開關開啟,水錘緩沖罐中的水在罐內壓力的作用下自動從灌溉噴頭噴出;當土壤濕度升高至灌溉目標后,所述灌溉控制器控制電動水路開關關閉,灌溉結束;

灌溉過程中,水錘緩沖罐中水壓下降,當水壓降低至設置的下限值時,所述壓力控制器的低壓觸頭連通,第一接觸器的線圈得電,第一接觸器的所有觸頭閉合,進而所述水泵的驅動電機得電工作,水泵將水源處的水輸送至水路系統中,提升水錘緩沖罐內的水壓;當水壓持續上升至設置的上限值時,所述壓力控制器的高壓觸頭連通,第二接觸器的線圈得電,第二接觸器的常閉觸頭斷開,導致第一接觸器線圈失電,第一接觸器的所有觸頭斷開,進而所述水泵的驅動電機失電關閉,水泵停止工作。

由于灌溉水源通常為露天水源,水質較差,長期使用,水源中的雜質容易堵塞灌溉噴頭;為此,本實用新型的一個改進方案是,所述的水路上串接有過濾器。

本實用新型所述的太陽能同步作業自動灌溉系統,其中所述電動水路開關后方的管路上設有加藥裝置。該加藥裝置可用于在灌溉的過程中向管路里的水中添加肥料,肥料溶解后隨灌溉水一同噴灑向農作物,便于施肥。

本實用新型具有如下有益效果:

1、利用簡單的電器元件即可實現灌溉的自動化,具有結構簡單可靠,成本低的優點;

2、水路中設置了水錘緩沖罐,可將灌溉壓力控制在需要的范圍內,具有灌溉壓力穩定,灌溉效果好的優點;同時水錘緩沖罐可緩沖水泵和水路開關開啟或關閉時所產生的水錘效應,避免水路中的零部件在巨大的壓力沖擊下損壞,可有效的保護系統的安全,提高系統的使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型所述灌溉系統的一個具體實施例的流程示意圖。

圖2為圖1所示實施例中控制模塊的電路原理示意圖。

具體實施方式

參見圖1,本例中的灌溉系統由水路系統和電路系統組成。

參見圖1,所述水路系統包括依次串聯的水泵1、止回閥2、手動截止閥3、篩網式過濾器4和電動水路開關5。所述電動水路開關5為一兩位兩通電磁閥。所述篩網式過濾器4和電動水路開關5之間的管路上設有旁通管,該旁通管與一水錘緩沖罐8連通。所述電動水路開關5與灌溉噴頭10連通作為自動控制灌溉作業的開關,它由一灌溉控制器6控制開閉;所述灌溉控制器6與一埋設于土壤中的濕度傳感器7相連,通過讀取濕度傳感器7的濕度信號反饋控制電動水路開關5開閉的電信號,當濕度低時,控制電動水路開關5開啟,開始灌溉,當濕度足夠時,控制電動水路開關5關閉,結束灌溉。所述電動水路開關5和灌溉控制器6均通過小型的太陽能電池供電。所述電動水路開關5與灌溉噴頭10之間設有加藥裝置9,可用于在灌溉作業時向水路中添加肥料,以便肥料溶解于水中隨水流噴灑向農作物。

參見圖1,所述電路系統包括依次連接的太陽能電池板11、太陽能充放電控制器12、蓄電池13、逆變器14和所述水泵1的驅動電機。所述太陽能電池板11安裝在支架11-1上。所述水泵1放置于水下,其驅動電機由一控制模塊控制開啟或關閉,該控制模塊集成于接線盒15中。

參見圖2并結合圖1,所述控制模塊包括第一接觸器KM1、第二接觸器KM2和壓力控制器16。所述第一接觸器KM1具有一個常開的主觸頭和兩個常開的輔助觸頭,其中主觸頭串接在所述逆變器14和所述水泵1的驅動電機之間的線路上,兩輔助觸頭分別與第一接觸器KM1的線圈和第二接觸器KM2的線圈串聯。所述第二接觸器KM2具有一常閉觸頭,該常閉觸頭與第一接觸器KM1的線圈串聯。所述壓力控制器16設在水錘緩沖罐8的進口管道上,其壓力探頭伸到管道內用以監測水錘緩沖罐8內的水壓。所述壓力控制器4內設有觸頭模塊YX,該觸頭模塊YX由一固定的高壓觸頭c、一固定的低壓觸頭b和一活動觸頭a組成;所述活動觸頭a隨壓力變化移動,當壓力足夠高時,所述活動觸頭a將高壓觸頭c接通,當壓力足夠低時,所述活動觸頭a將低壓觸頭接通。所述高壓觸頭c與第二接觸器KM2的線圈串聯,所述低壓觸頭b將與第一接觸器KM1的線圈串聯的一個第一接觸器KM1的輔助觸頭和第二接觸器KM2的常閉觸頭短接。所述逆變器14與所述水泵1的驅動電機之間的線路上還串聯有空氣開關QS、熔斷器FU和熱繼電器FR,用以保護電路系統的安全。

參見圖1,為便于操作及檢修,設置一控制箱17,將所述太陽能充放電控制器12、蓄電池13、逆變器14和接線盒15集成在該控制箱17內。所述水路系統中的止回閥2、手動截止閥3和篩網式過濾器4也集成在該控制箱17內。

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