用于农田的智能灌溉系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910475022.6 (22)申请日 2019.06.03 (71)申请人 中国科学院遗传与发育生物学研究 所农业资源研究中心 地址 050000 河北省石家庄市槐中路286号 (72)发明人 杨艳敏王光伟王仕琴韩淑敏 李会龙周新尧 (74)专利代理机构 石家庄元汇专利代理事务所 (特殊普通合伙) 13115 代理人 修红霞 (51)Int.Cl. A01G 25/00(2006.01) C02F 9/08(2006.01) (54)发明名称 一种用于农田的智能灌溉系统 。

2、(57)摘要 本发明公开了一种用于农田的智能灌溉系 统， 属于农用设备技术领域， 灌溉系统包括抽水 泵及输水管道， 还包括密闭壳体、 以及设置在密 闭壳体内的排污电机， 排污电机的输出轴上固定 有抽水管， 抽水管的进口端延伸到密闭壳体外部 且水平设置， 抽水管的进口端设置有第一过滤 网， 抽水管的出口端和抽水泵的进口端都与密闭 壳体内部连通， 灌溉系统还包括控制器、 电机驱 动模块、 以及设置在输水管道进口端的流量计， 抽水泵的受控端与控制器的输出端连接， 流量 计、 控制器、 电机驱动模块和排污电机依次连接 形成为抽水管的排污系统。 利用排污电机将抽水 管上粘附的杂质甩掉， 自动排污， 省时。

3、省力， 可以 提高灌溉效率。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 110073948 A 2019.08.02 CN 110073948 A 1.一种用于农田的智能灌溉系统， 包括抽水泵(1)及与其出口端连接的输水管道， 其特 征在于： 所述的灌溉系统还包括设置在河流中的密闭壳体(3)、 以及设置在密闭壳体(3)内 的排污电机(2)， 排污电机(2)的输出轴上固定有抽水管(4)， 抽水管(4)的进口端延伸到密 闭壳体(3)外部且水平设置， 抽水管(4)的进口端设置有第一过滤网(5)， 抽水管(4)的出口 端和抽水泵(1)的进口端都与密闭壳体(3)内部连通， 灌溉系统还包括控制器、 电机。

4、驱动模 块、 以及设置在输水管道进口端的流量计(6)， 抽水泵(1)的受控端与控制器的输出端连接， 流量计(6)、 控制器、 电机驱动模块和排污电机(2)依次连接形成为抽水管(4)的排污系统。 2.根据权利要求1所述的一种用于农田的智能灌溉系统， 其特征在于： 所述的排污电机 (2)的输出轴上端为空心结构， 抽水管(4)包括十字形的上管体(4-1)及竖直设置的下管体 (4-2)， 下管体(4-2)套装在排污电机(2)的输出轴内且下管体(4-2)的出口端延伸到排污电 机(2)的输出轴外部， 上管体(4-1)位于密闭壳体(3)上方， 上管体(4-1)外围固定有与其形 状相匹配的十字形的防护壳(4-。

5、3)， 上管体(4-1)的中心处与下管体(4-2)连通， 上管体(4- 1)的每个端口都设置有第一过滤网(5)。 3.根据权利要求2所述的一种用于农田的智能灌溉系统， 其特征在于： 所述的抽水管 (4)还包括连接套管(4-4)， 第一过滤网(5)固定在连接套管(4-4)的一端， 连接套管(4-4)的 另一端与防护壳(4-3)螺纹连接。 4.根据权利要求1所述的一种用于农田的智能灌溉系统， 其特征在于： 所述的输水管道 包括第一主管道(7)、 第二主管道(8)、 以及至少两个在第一主管道(7)与第二主管道(8)之 间并联设置的分支管道(9)， 流量计(6)位于与抽水泵(1)连接的第一主管道(7)。

6、上， 每个分 支管道(9)上都设置有第一阀门(10)、 第二阀门(11)以及可拆卸式连接在第一阀门(10)与 第二阀门(11)之间的过滤装置(12)。 5.根据权利要求4所述的一种用于农田的智能灌溉系统， 其特征在于： 所述的过滤装置 (12)包括与第一阀门(10)连接的第一定位管(12-1)、 与第二阀门(11)连接的第二定位管 (12-2)、 以及设置在第一定位管(12-1)与第二定位管(12-2)之间的至少两个中间定位管 (12-3)， 中间定位管(12-3)与第一定位管(12-1)之间、 相邻的中间定位管(12-3)之间、 中间 定位管(12-3)与第二定位管(12-2)之间都嵌装有第。

7、二过滤网(12-4)且所有第二过滤网 (12-4)的孔径由靠近第一阀门(10)的一端向另一端依次减小， 中间定位管(12-3)与第一定 位管(12-1)之间、 相邻的中间定位管(12-3)之间、 中间定位管(12-3)与第二定位管(12-2) 之间都是可拆卸式连接。 6.根据权利要求5所述的一种用于农田的智能灌溉系统， 其特征在于： 所述的第一定位 管(12-1)、 第二定位管(12-2)和中间定位管(12-3)都是软管， 第一定位管(12-1)与第一阀 门(10)之间、 第二定位管(12-2)与第二阀门(11)之间、 中间定位管(12-3)与第一定位管 (12-1)之间、 相邻的中间定位管(。

8、12-3)之间、 中间定位管(12-3)与第二定位管(12-2)之间 都是螺纹连接。 7.根据权利要求4所述的一种用于农田的智能灌溉系统， 其特征在于： 所述的灌溉系统 还包括串联在第二主管道(8)上的净化箱(13)， 净化箱(13)内安装有活性炭过滤网(15)和 紫外线灯(16)， 净化箱(13)的进口和紫外线灯(16)都位于活性炭过滤网(15)上方， 净化箱 (13)的出口位于活性炭过滤网(15)下方。 8.根据权利要求1所述的一种用于农田的智能灌溉系统， 其特征在于： 所述的第一过滤 权利要求书 1/2 页 2 CN 110073948 A 2 网(5)是向外侧凸起的圆弧形结构。 9.根。

9、据权利要求1所述的一种用于农田的智能灌溉系统， 其特征在于： 所述的密闭壳体 (3)底部固定有用来插入到泥土内的支架(14)。 10.根据权利要求1所述的一种用于农田的智能灌溉系统， 其特征在于： 所述的灌溉系 统还包括声光报警器， 声光报警器的受控端与控制器的输出端连接。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110073948 A 3 一种用于农田的智能灌溉系统 技术领域 0001 本发明属于农用设备技术领域， 涉及到一种灌溉系统， 特别是一种用于农田的智 能灌溉系统。 背景技术 0002 为了节约地下水， 合理利用水资源， 很多地区利用河水来灌溉， 大多数是用抽水泵 直接从河道抽水， 然后漫。

10、灌到田地里， 由于河水里杂质较多， 所以抽水泵的进口很容易被堵 塞， 这就需要将抽水泵关闭， 人工将抽水泵的进口清理干净后再继续抽水， 费时费力， 而且 影响灌溉效率。 0003 另外， 众所周知漫灌是最浪费水资源的灌溉方式， 好多河水并不能得到有效的利 用， 如果利用喷灌或滴灌等浇灌方式， 则会因为河水不干净导致管路和喷嘴生垢而被堵塞， 导致喷灌和滴管的灌溉效率较低， 维护成本较高， 推广使用受到限制。 发明内容 0004 本发明为了克服现有技术的缺陷， 设计了一种用于农田的智能灌溉系统， 利用排 污电机将抽水管进口端的第一过滤网上粘附的杂质甩掉， 自动排污， 省时省力， 可以提高灌 溉效率。

11、。 0005 本发明所采取的具体技术方案是： 一种用于农田的智能灌溉系统， 包括抽水泵及 与其出口端连接的输水管道， 关键在于： 所述的灌溉系统还包括设置在河流中的密闭壳体、 以及设置在密闭壳体内的排污电机， 排污电机的输出轴上固定有抽水管， 抽水管的进口端 延伸到密闭壳体外部且水平设置， 抽水管的进口端设置有第一过滤网， 抽水管的出口端和 抽水泵的进口端都与密闭壳体内部连通， 灌溉系统还包括控制器、 电机驱动模块、 以及设置 在输水管道进口端的流量计， 抽水泵的受控端与控制器的输出端连接， 流量计、 控制器、 电 机驱动模块和排污电机依次连接形成为抽水管的排污系统。 0006 所述的排污电机。

12、的输出轴上端为空心结构， 抽水管包括十字形的上管体及竖直设 置的下管体， 下管体套装在排污电机的输出轴内且下管体的下端弯折延伸到排污电机的输 出轴外部形成为抽水管的出口端， 上管体位于密闭壳体上方， 上管体外围固定有与其形状 相匹配的十字形的防护壳， 上管体的中心处与下管体连通， 上管体的每个端口都设置有第 一过滤网。 0007 所述的抽水管还包括连接套管， 第一过滤网固定在连接套管的一端， 连接套管的 另一端与防护壳螺纹连接。 0008 所述的输水管道包括第一主管道、 第二主管道、 以及至少两个在第一主管道与第 二主管道之间并联设置的分支管道， 流量计位于与抽水泵连接的第一主管道上， 每个分。

13、支 管道上都设置有第一阀门、 第二阀门以及可拆卸式连接在第一阀门与第二阀门之间的过滤 装置。 0009 所述的过滤装置包括与第一阀门连接的第一定位管、 与第二阀门连接的第二定位 说明书 1/4 页 4 CN 110073948 A 4 管、 以及设置在第一定位管与第二定位管之间的至少两个中间定位管， 中间定位管与第一 定位管之间、 相邻的中间定位管之间、 中间定位管与第二定位管之间都嵌装有第二过滤网 且所有第二过滤网的孔径由靠近第一阀门的一端向另一端依次减小， 中间定位管与第一定 位管之间、 相邻的中间定位管之间、 中间定位管与第二定位管之间都是可拆卸式连接。 0010 所述的第一定位管、 第。

14、二定位管和中间定位管都是软管， 第一定位管与第一阀门 之间、 第二定位管与第二阀门之间、 中间定位管与第一定位管之间、 相邻的中间定位管之 间、 中间定位管与第二定位管之间都是螺纹连接。 0011 所述的灌溉系统还包括串联在第二主管道上的净化箱， 净化箱内安装有活性炭过 滤网和紫外线灯， 净化箱的进口和紫外线灯都位于活性炭过滤网上方， 净化箱的出口位于 活性炭过滤网下方。 0012 所述的第一过滤网是向外侧凸起的圆弧形结构。 0013 所述的密闭壳体底部固定有用来插入到泥土内的支架。 0014 所述的灌溉系统还包括声光报警器， 声光报警器的受控端与控制器的输出端连 接。 0015 本发明的有益。

15、效果是： 在抽水泵的作用下， 河流中的河水经过第一过滤网后进入 到抽水管内， 然后进入到密闭壳体内， 然后经过抽水泵进入到输水管道内用来灌溉。 流量计 可以实时监测输水管道内河水的流量， 并将检测到的数据发送给控制器， 当流量低于设定 的最小值时， 说明， 抽水管进口端的第一过滤网上粘附有杂质， 此时， 控制器发出信号使抽 水泵停止工作， 同时发出信号给电机驱动模块， 电机驱动模块使排污电机启动， 排污电机的 输出轴带动抽水管旋转， 将粘附在第一过滤网上的杂质甩掉， 当流量恢复到设定的最大值 时， 排污电机关闭， 抽水管停止转动， 抽水泵重新开始工作。 如此循环即可， 可以自动将抽水 管上的杂。

16、质甩掉， 省时省力， 可以提高灌溉效率。 附图说明 0016 图1为本发明的结构示意图。 0017 图2为图1中抽水管的结构示意图。 0018 图3为图2中抽水管的俯视图。 0019 图4为图1中过滤装置的结构示意图。 0020 附图中， 1代表抽水泵， 2代表排污电机， 3代表密闭壳体， 4代表抽水管， 4-1代表上 管体， 4-2代表下管体， 4-3代表防护壳， 4-4代表连接套管， 5代表第一过滤网， 6代表流量计， 7代表第一主管道， 8代表第二主管道， 9代表分支管道， 10代表第一阀门， 11代表第二阀门， 12代表过滤装置， 12-1代表第一定位管， 12-2代表第二定位管， 1。

17、2-3代表中间定位管， 12-4 代表第二过滤网， 13代表净化箱， 14代表支架， 15代表活性炭过滤网， 16代表紫外线灯。 具体实施方式 0021 下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明： 0022 具体实施例， 如图1、 图2、 图3和图4所示， 一种用于农田的智能灌溉系统， 包括抽水 泵1及与其出口端连接的输水管道， 所述的灌溉系统还包括设置在河流中的密闭壳体3、 以 及设置在密闭壳体3内的排污电机2， 排污电机2的输出轴上固定有抽水管4， 抽水管4的进口 说明书 2/4 页 5 CN 110073948 A 5 端延伸到密闭壳体3外部且水平设置， 抽水管4的进口端设置有第一过滤。

18、网5， 第一过滤网5 是向外侧凸起的圆弧形结构， 可以增大第一过滤网5的过滤面积， 提高过滤效率。 抽水管4的 出口端和抽水泵1的进口端都与密闭壳体3内部连通， 灌溉系统还包括控制器、 电机驱动模 块、 以及设置在输水管道进口端的流量计6， 控制器为PLC可编程控制器， 抽水泵1的受控端 与控制器的输出端连接， 流量计6、 控制器、 电机驱动模块和排污电机2依次连接形成为抽水 管4的排污系统。 0023 作为对本发明的进一步改进， 灌溉系统还包括声光报警器， 声光报警器的受控端 与控制器的输出端连接。 如果排污电机2的单次工作时间超过设定时间后， 流量计6检测到 的数据仍然没有超过设定的最小值。

19、， 则声光报警器会发出报警信号， 提醒操作人员系统出 现故障， 需要停机由人力检查， 更加安全可靠。 0024 作为对本发明的进一步改进， 排污电机2的输出轴上端为空心结构， 抽水管4包括 十字形的上管体4-1及竖直设置的下管体4-2， 下管体4-2套装在排污电机2的输出轴内且下 管体4-2的出口端延伸到排污电机2的输出轴外部， 上管体4-1位于密闭壳体3上方， 上管体 4-1外围固定有与其形状相匹配的十字形的防护壳4-3， 上管体4-1的中心处与下管体4-2连 通， 上管体4-1的每个端口都设置有第一过滤网5。 上管体4-1的四个端口同时过滤进水， 可 以提高过滤效率， 更好地满足灌溉需求。。

20、 防护壳4-3可以起到保护上管体4-1的作用， 防止上 管体4-1在旋转过程中弯曲变形。 0025 抽水管4还包括连接套管4-4， 第一过滤网5固定在连接套管4-4的一端， 连接套管 4-4的另一端与防护壳4-3螺纹连接， 连接牢固可靠， 拆装方便快捷， 省时省力。 0026 作为对本发明的进一步改进， 输水管道包括第一主管道7、 第二主管道8、 以及至少 两个在第一主管道7与第二主管道8之间并联设置的分支管道9， 流量计6位于与抽水泵1连 接的第一主管道7上， 每个分支管道9上都设置有第一阀门10、 第二阀门11以及可拆卸式连 接在第一阀门10与第二阀门11之间的过滤装置12。 多个分支管道。

21、9同时过滤， 在确保过滤效 果的前提下， 可以满足对灌溉效率的需求。 过滤装置12与第一阀门10之间、 过滤装置12与第 二阀门11之间都是可拆卸式连接， 可以定期将过滤装置12拆卸下来进行清理维护， 以获得 所需的过滤效果。 0027 过滤装置12包括与第一阀门10连接的第一定位管12-1、 与第二阀门11连接的第二 定位管12-2、 以及设置在第一定位管12-1与第二定位管12-2之间的至少两个中间定位管 12-3， 中间定位管12-3与第一定位管12-1之间、 相邻的中间定位管12-3之间、 中间定位管 12-3与第二定位管12-2之间都嵌装有第二过滤网12-4且所有第二过滤网12-4的。

22、孔径由靠 近第一阀门10的一端向另一端依次减小， 中间定位管12-3与第一定位管12-1之间、 相邻的 中间定位管12-3之间、 中间定位管12-3与第二定位管12-2之间都是可拆卸式连接。 经过多 级过滤， 过滤效果更好。 可拆卸式连接， 使得第二过滤网12-4可以定期拆卸下来更换成新 的， 以避免长时间不换而影响过滤效果。 如图4所示， 第一定位管12-1和中间定位管12-3的 右端端面上都设置有凹槽， 第二过滤网12-4嵌装在凹槽内， 位于第二过滤网12-4右侧的凹 槽侧壁上设置有内螺纹， 中间定位管12-3和第二定位管12-2的左端都设置有带外螺纹的凸 环， 凸环将第二过滤网12-4夹。

23、紧固定在凹槽内。 0028 第一定位管12-1、 第二定位管12-2和中间定位管12-3都是软管， 第一定位管12-1 与第一阀门10之间、 第二定位管12-2与第二阀门11之间、 中间定位管12-3与第一定位管12- 说明书 3/4 页 6 CN 110073948 A 6 1之间、 相邻的中间定位管12-3之间、 中间定位管12-3与第二定位管12-2之间都是螺纹连 接， 连接牢固可靠， 拆装方便快捷， 省时省力。 0029 作为对本发明的进一步改进， 所述的灌溉系统还包括串联在第二主管道8上的净 化箱13， 净化箱13内安装有活性炭过滤网15和紫外线灯16， 净化箱13的进口和紫外线灯1。

24、6 都位于活性炭过滤网15上方， 净化箱13的出口位于活性炭过滤网15下方。 利用紫外线灯16 杀除河水中的细菌和病毒， 利用活性炭过滤网15过滤掉河水中的细微颗粒和臭味， 可以很 好地起到净化河水的作用。 为了避免净化箱13内有河水残留， 将净化箱13底板的上端面设 置为斜面， 净化箱13的出口位于斜面的最低处。 0030 作为对本发明的进一步改进， 密闭壳体3底部固定有用来插入到泥土内的支架14。 将密闭壳体3与支架14的上端固定在一起， 将支架14的下端插入到泥土内， 可以防止密闭壳 体3晃动， 稳定性更好。 0031 本发明在具体使用时， 如图1所示， 左侧的河水被向右输送用来灌溉， 。

25、如图4所示， 每个分支管道9上设置有三个第二过滤网12-4， 由左向右分别是一级过滤网、 二级过滤网、 三级过滤网。 如图1所示， 抽水泵1也固定在密闭壳体3内， 在抽水泵1的作用下， 河流中的河 水经过第一过滤网5后进入到抽水管4内， 然后进入到密闭壳体3内， 然后经过抽水泵1进入 到第一主管道7内， 然后分流到各个分支管道9内， 然后依次经过第一阀门10、 过滤装置12的 一级过滤网、 过滤装置12的二级过滤网、 过滤装置12的三级过滤网、 第二阀门11后在第二主 管道8内汇合， 然后经过净化箱13后排出到农田里用来灌溉。 流量计6可以实时监测第一主 管道7内河水的流量， 并将检测到的数据。

26、发送给控制器， 当流量低于设定的最小值时， 说明 抽水管4进口端的第一过滤网5上粘附有杂质， 此时， 控制器发出信号使抽水泵1停止工作， 同时发出信号给电机驱动模块， 电机驱动模块使排污电机2启动， 排污电机2的输出轴带动 抽水管4旋转， 将粘附在第一过滤网5上的杂质甩掉， 当流量恢复到设定的最大值时， 排污电 机2关闭， 抽水管4停止转动， 抽水泵1重新开始工作。 如此循环即可， 自动排污， 省时省力， 可 以提高灌溉效率。 如果排污电机2的单次工作时间超过设定时间后， 流量计6检测到的数据 仍然没有超过设定的最小值， 则声光报警器会发出报警信号， 提醒操作人员系统出现故障， 需要停机由人力检查， 更加安全可靠。 经过本发明的灌溉系统处理后的河水， 因为经过了层 层过滤， 所以不易导致管路和喷嘴生垢而被堵塞， 可以用于喷灌和滴灌， 达到节约用水的目 的， 而且经过活性炭过滤网15和紫外线灯16处理后， 水质得到了净化， 对于农作物生长的影 响较小， 可以降低对农作物产量的影响。 说明书 4/4 页 7 CN 110073948 A 7 图1 图2 说明书附图 1/2 页 8 CN 110073948 A 8 图3 图4 说明书附图 2/2 页 9 CN 110073948 A 9 。