用于温室栽培的补给系统 |
|||||||
| 申请号 | CN201610078168.3 | 申请日 | 2016-02-04 | 公开(公告)号 | CN105724118A | 公开(公告)日 | 2016-07-06 |
| 申请人 | 中国科学院武汉植物园; | 发明人 | 刘宏涛; 宋利平; 袁玲; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种用于 温室 栽培的补给系统，包括：废液回收管和废液回收池，废液回收管的一端埋设在温室栽培基质中，另一端连通至废液回收池的进液口；雨 水 回收池和配肥池，雨水回收池的进液口与废液回收池的出液口连通，雨水回收池上还设有雨水回收 导管 ，雨水回收池的出液口连通至配肥池的进液口，配肥池中投放有可溶性 肥料 ；以及 灌溉 管，其一部分管路埋设在温室栽培基质中，灌溉管的进液口分别通过第一输液管和第二输液管与雨水回收池和配肥池连通，灌溉管上设置有管道 泵 ，第一输液管和第二输液管上分别设置有第一电磁 阀 和第二 电磁阀 。本发明在室内 植物 生长过程中能满足植物生长水肥需求、消除 土壤 盐渍化、节约水肥。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于温室栽培的补给系统，植物种植于室内温室的栽培基质中，其特征在于，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 用于温室栽培的补给系统技术领域背景技术[0002] 随着我国城市化进程的加快，为了满足城市居民需求，温室的功能不断拓展，以现代化玻璃温室为载体的各种景观温室迅速发展。在景观温室内，景观规划设计师通过规划、设计，在满足植物生长发育的基础上，按照美学原理和环境特点，将生长在不同地域和气候条件下的植物，合理配置、有机的组合在一起，营造一种植物景观美。 [0003] 传统的生产温室灌溉方式采用滴灌技术，滴灌在一定程度上节约水肥，缓解水资源利用率的问题。随着植物的生长，常年施肥，长期缺乏雨水淋溶作用，容易导致土壤次生盐渍化发生，土壤盐渍化易导致植物死亡。 [0004] 目前景观温室多采用滴灌和人工浇灌方式，但在景观温室内，由于植物品种较多，生长习性不一，传统的滴灌技术不适合在景观温室内使用，而人工浇灌容易浪费水肥。如何有效解决景观温室室内水肥浪费、土壤盐渍化问题，做到精细化管理，目前尚无一种特别有效的解决办法。因此，根据植物生长需求，研发一种温室内补给系统，该系统在室内植物生长过程中满足植物生长水肥需求，消除土壤盐渍化、节约水肥。 发明内容[0005] 本发明的一个目的是提供一种用于温室栽培的补给系统，其在室内植物生长过程中满足植物生长水肥需求、消除土壤盐渍化、节约水肥，通过智能控制，做到精细化管理，成本低，可操作性强。 [0006] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于温室栽培的补给系统，植物种植于室内温室的栽培基质中，包括： [0007] 废液回收管和废液回收池，所述废液回收管的一端埋设在所述温室栽培基质中，另一端连通至所述废液回收池的进液口，用于将所述温室栽培基质中的残留废液导入所述废液回收池； [0008] 雨水回收池和配肥池，所述雨水回收池的进液口与所述废液回收池的出液口连通，所述雨水回收池上还设有雨水回收导管，用于将收集的雨水导入所述雨水回收池，所述雨水回收池的出液口连通至所述配肥池的进液口，所述配肥池中投放有可溶性肥料；以及[0009] 灌溉管，其一部分管路埋设在所述温室栽培基质中，所述灌溉管的进液口分别通过第一输液管和第二输液管与所述雨水回收池和所述配肥池连通，所述灌溉管上设置有管道泵，所述第一输液管和所述第二输液管上分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀。 [0010] 优选的是，所述的用于温室栽培的补给系统，还包括： [0012] 控制器，其与所述第一电磁阀、所述EC值传感器、所述pH值传感器及所述湿度传感器均电连接，所述控制器设置为：当pH值大于代表碱性报警的预设pH上限值时、或pH值小于代表酸性报警的预设pH下限值时、或代表盐害报警的EC值大于预设EC值上限值时，打开第一电磁阀，至当土壤湿度值达到预设湿度上限值，关闭所述第一电磁阀。 [0013] 优选的是，所述的用于温室栽培的补给系统，还包括： [0014] 过滤池和净水池，所述过滤池的进液口与所述雨水回收池的出液口连通，所述过滤池的出液口与所述净水池的进液口连通，所述净水池的出液口与所述配肥池的进液口连通，所述过滤池和所述净水池设置在所述雨水回收池和所述第一输液管之间； [0015] 其中，所述过滤池中设置有过滤网，所述过滤网设置于所述过滤池的进液口与所述过滤池的出液口之间，并将所述过滤池的进液口与所述过滤池的出液口分隔在两个空间。 [0016] 优选的是，所述的用于温室栽培的补给系统，所述净水池与所述配肥池的连通管道上设置有第三电磁阀，所述配肥池中设有搅拌机。 [0017] 优选的是，所述的用于温室栽培的补给系统，所述雨水回收池与所述废液回收池的连通管道上设置有第四电磁阀，所述雨水回收导管上设置有第五电磁阀，所述雨水回收池中设置有液位传感器； [0018] 其中，所述第四电磁阀、所述第五电磁阀和所述液位传感器均与所述控制器连接，当所述液位传感器检测到雨水回收池中的水位高于预设水位上限值时，关闭所述第四电磁阀和所述第五电磁阀，当所述液位传感器检测到雨水回收池中的水位低于预设水位上限值时，打开所述第四电磁阀和所述第五电磁阀。 [0019] 优选的是，所述的用于温室栽培的补给系统，温室底部为倾角为3～5°的斜坡，所述废液回收管埋设在斜坡的低部。 [0020] 优选的是，所述的用于温室栽培的补给系统，所述EC值传感器、所述pH值传感器及所述湿度传感器的检测探头均埋设在所述温室栽培基质中距离植物根系下方3～8厘米的位置。 [0021] 优选的是，所述的用于温室栽培的补给系统，所述灌溉管埋设于所述温室栽培基质中的一端封闭，所述灌溉管上连有多根灌溉支管，每根灌溉支管的自由端均封闭，每根灌溉支管上均连有多根毛细管，每根毛细管的自由端均封闭； [0022] 其中，所述灌溉管埋设于所述温室栽培基质中的部分管路、所述灌溉支管及所述毛细管的管壁上均开设有多个出水孔。 [0023] 优选的是，所述的用于温室栽培的补给系统，所述废液回收池、所述雨水回收池、所述过滤池、所述净水池以及所述配肥池上端均设有检查口。 [0024] 优选的是，所述的用于温室栽培的补给系统，还包括： [0025] 集水桶，其上端开口，所述集水桶内上部设有一冷凝管，所述冷凝管绕制成立体螺旋线状结构，所述立体螺旋线状结构的直径由上至下依次减小，所述冷凝管的进液口和出液口通过一循环管道连通，所述循环管道上设置有一循环泵，所述循环管道还连有一制冷部，所述制冷部为绕制成平面螺旋线状结构的金属管，所述金属管的表面与一金属板的一个面紧密贴合，所述金属板的另一个面与一半导体制冷片的冷端紧密贴合，所述集水桶通过设于下部的出液口连通至所述雨水回收池的进液口； [0026] 其中，所述冷凝管、所述制冷部及所述循环管道中用体积分数为10％的乙二醇水溶液作为循环液； [0027] 其中，所述半导体制冷片和所述循环泵均与所述控制器电连接，所述控制器设置为：当所述液位传感器检测到雨水回收池中的水位在设定时间段内始终低于预设水位上限值时，打开所述循环泵并为所述半导体制冷片供电，向所述雨水回收池的进液口提供空气中的水蒸气冷凝后得到的水。 [0028] 本发明至少包括以下有益效果：(1)回收外界雨水，可对室内土壤冲洗淋溶，降低土壤中的盐分，消除盐渍化；(2)在植物栽培基质中，植物根系下方，设有感应探头，探头可以精准测量土壤的湿度、EC值、pH值，通过控制器控制电磁阀开关，无需人为干预，节约人力资源，操作简单，省去了人力定期供液和测定EC值和pH值的麻烦，能及时给植物更适宜的生长环境，可以对植物生长起到精细化控制；(3)在本系统中，设有废液回收池，可以有效回收废液，提高废液利用率。 [0030] 图1为本发明的结构示意图； [0031] 图2为本发明的传感器示意图； [0032] 图3为本发明的集水桶的结构示意图； [0033] 图4为本发明的制冷部的结构示意图。 具体实施方式[0035] 如图1和图2所示，本发明提供一种用于温室栽培的补给系统，植物种植于室内温室的栽培基质中，包括： [0036] 废液回收管201和废液回收池2，所述废液回收管201的一端埋设在所述温室栽培基质1中，另一端连通至所述废液回收池2的进液口，用于将所述温室栽培基质1中的残留废液导入所述废液回收池2； [0037] 雨水回收池3和配肥池6，所述雨水回收池3的进液口与所述废液回收池2的出液口连通，所述雨水回收池3上还设有雨水回收导管301，用于将收集的雨水导入所述雨水回收池3，所述雨水回收池3的出液口连通至所述配肥池6的进液口，所述配肥池6中投放有可溶性肥料；以及 [0038] 灌溉管7，其一部分管路埋设在所述温室栽培基质1中，所述灌溉管7的进液口分别通过第一输液管和第二输液管与所述雨水回收池3和所述配肥池6连通，所述灌溉管7上设置有管道泵701，所述第一输液管和所述第二输液管上分别设置有第一电磁阀704和第二电磁阀705。 [0039] 在上述技术方案中，废液回收管201埋在栽培基质中，当浇水过量或栽培基质的吸水接近饱和使，就可以将残留的废液导出到废液回收池2中，避免水在基质中积累而导致植物烂根。雨水回收导管301用于收集雨水，其可以与屋顶的排水沟相通，雨水回收池3储存雨水，雨水回收池3还与配肥池6连通，用户可以在配肥池6内投放植物生长需要的肥料，雨水可以对残留废液进行稀释，雨水也对肥料进行溶解，使其适于施用。灌溉管7也埋在栽培基质中，并与雨水回收池3和配肥池6连通，这样通过调节第一电磁阀704和第二电磁阀705，一方面可以根据需要为栽培基质提供水、肥料，并将残留废液重新送回栽培基质中供植物利用，另一方面可以用回收外界雨水，可对室内土壤冲洗淋溶，降低土壤中的盐分，消除盐渍化。因此，本发明不仅能很好的实现残留废液回收、雨水回收，还可以智能地浇水、施肥，更重要的是可以减少困扰室内温室的盐渍化。 [0040] 在另一种技术方案中，所述的用于温室栽培的补给系统，还包括： [0041] EC值传感器101、pH值传感器102以及湿度传感器103，其检测探头均埋设在所述温室栽培基质1中，分别用于检测所述温室栽培基质1的EC值、pH值和湿度值；以及[0042] 控制器，其与所述第一电磁阀704、所述EC值传感器101、所述pH值传感器102及所述湿度传感器103均电连接，所述控制器设置为：当pH值大于代表碱性报警的预设pH上限值时、或pH值小于代表酸性报警的预设pH下限值时、或代表盐害报警的EC值大于预设EC值上限值时，打开第一电磁阀704，至当土壤湿度值达到预设湿度上限值，关闭所述第一电磁阀704。 [0043] 这里，提供了一种用雨水(掺有少量废液)对栽培基质进行冲刷，降低土壤中的盐分，消除盐渍化，为了提高冲刷的精细度，也避免对植株造成不良影响，在栽培基质中设置EC值传感器101、pH值传感器102、湿度传感器103，以对冲刷过程进行只能管理。具体如下，当pH值高于预设pH上限值，即基质的碱性过大(碱性报警)，打开第一电磁阀704，用管道泵701将雨水引入基质，当土壤湿度达到预设湿度上限值，即湿度已经较大，则关闭第一电磁阀704；当pH值小于预设pH下限值，即基质的酸性过大(酸性报警)，打开第一电磁阀704，用管道泵701将雨水引入基质，当土壤湿度达到预设湿度上限值，即湿度已经较大，则关闭第一电磁阀704；当EC值高于预设EC值上限值，即基质中盐度过大(盐害报警)，打开第一电磁阀704，用管道泵701将雨水引入基质，当土壤湿度达到预设湿度上限值，即湿度已经较大，则关闭第一电磁阀704。这样，进行反复冲刷，降低基质的碱度、酸度和盐度，使基质适于植物生长。 [0044] 在另一种技术方案中，所述的用于温室栽培的补给系统，还包括： [0045] 过滤池4和净水池5，所述过滤池4的进液口与所述雨水回收池3的出液口连通，所述过滤池4的出液口与所述净水池5的进液口连通，所述净水池5的出液口与所述配肥池6的进液口连通，所述过滤池4和所述净水池5设置在所述雨水回收池3和所述第一输液管之间； [0046] 其中，所述过滤池4中设置有过滤网，所述过滤网设置于所述过滤池4的进液口与所述过滤池4的出液口之间，并将所述过滤池4的进液口与所述过滤池4的出液口分隔在两个空间。 [0047] 这里，在第一个技术方案的基础上添加了过滤池4和净水池5，过滤池4用于对雨水进行过滤，避免大颗粒杂质损坏管道和管道泵701，净水池5用于储存雨水，使随时有充足的雨水可用。 [0048] 在另一种技术方案中，所述的用于温室栽培的补给系统，所述净水池5与所述配肥池6的连通管道上设置有第三电磁阀501，所述配肥池6中设有搅拌机601。这里，净水池5为配肥池6提供足够的水来溶解肥料，搅拌机601加快肥料溶解，当配肥池6中的水足够时，就可以关闭第三电磁阀501，避免肥液倒灌回净水池5。 [0049] 在另一种技术方案中，所述的用于温室栽培的补给系统，所述雨水回收池3与所述废液回收池2的连通管道上设置有第四电磁阀202，所述雨水回收导管301上设置有第五电磁阀302，所述雨水回收池3中设置有液位传感器； [0050] 其中，所述第四电磁阀202、所述第五电磁阀302和所述液位传感器均与所述控制器连接，当所述液位传感器检测到雨水回收池3中的水位高于预设水位上限值时，关闭所述第四电磁阀202和所述第五电磁阀302，当所述液位传感器检测到雨水回收池3中的水位低于预设水位上限值时，打开所述第四电磁阀202和所述第五电磁阀302。这里，设计了一种方案避免雨水回收池3的雨水过多而溢出，即当雨水回收池3中的水位达到预设水位上限值时(如9/10)，这时就要关闭第四电磁阀202和第五电磁阀302，避免废液回收池2和雨水进一步流入雨水回收池3中，而当水位低于预设水位上限值时，则打开第四电磁阀202和第五电磁阀302，让废液和雨水流入。 [0051] 在另一种技术方案中，所述的用于温室栽培的补给系统，温室底部为倾角为3～5°的斜坡，所述废液回收管201埋设在斜坡的低部。如图1所示，这样的角度可以在充分促进残留废液进入废液回收池2的同时，使浇灌的水和肥能够被基质充分吸收。 [0052] 在另一种技术方案中，所述的用于温室栽培的补给系统，所述EC值传感器、所述pH值传感器及所述湿度传感器的检测探头均埋设在所述温室栽培基质1中距离植物根系下方3～8厘米的位置。这里，如图2所示，提供了一种EC值传感器101、pH值传感器102及湿度传感器103的检测探头优选的安设位置，安设在这里可以对植株的生长环境进行精细的检测，以对供水、供肥进行精准地调节。 [0053] 在另一种技术方案中，所述的用于温室栽培的补给系统，所述灌溉管7埋设于所述温室栽培基质1中的一端封闭，所述灌溉管7上连有多根灌溉支管702，每根灌溉支管702的自由端均封闭，每根灌溉支管702上均连有多根毛细管703，每根毛细管703的自由端均封闭； [0054] 其中，所述灌溉管7埋设于所述温室栽培基质1中的部分管路、所述灌溉支管702及所述毛细管703的管壁上均开设有多个出水孔。 [0055] 这里，如图1所示，提供了一种灌溉管7、灌溉支管702和毛细管703的优选结构，经过多次分支，可以对栽培基质进行更好的供肥、供水。 [0056] 在另一种技术方案中，所述的用于温室栽培的补给系统，所述废液回收池2、所述雨水回收池3、所述过滤池4、所述净水池5以及所述配肥池6上端均设有检查口。检查口方便对废液回收池2、雨水回收池3、过滤池4、净水池5以及配肥池6进行查看、检修，及时排除故障。 [0057] 在另一种技术方案中，所述的用于温室栽培的补给系统，还包括： [0058] 集水桶8，其上端开口，所述集水桶8内上部设有一冷凝管801，所述冷凝管801绕制成立体螺旋线状结构，所述立体螺旋线状结构的直径由上至下依次减小，所述冷凝管801的进液口和出液口通过一循环管道连通，所述循环管道上设置有一循环泵802，所述循环管道还连有一制冷部803，所述制冷部803为绕制成平面螺旋线状结构的金属管，所述金属管的表面与一金属板804的一个面紧密贴合，所述金属板804的另一个面与一半导体制冷片805的冷端紧密贴合，所述集水桶8通过设于下部的出液口连通至所述雨水回收池3的进液口； [0059] 其中，所述冷凝管801、所述制冷部803及所述循环管道中用体积分数为10％的乙二醇水溶液作为循环液； [0060] 其中，所述半导体制冷片805和所述循环泵802均与所述控制器电连接，所述控制器设置为：当所述液位传感器检测到雨水回收池3中的水位在设定时间段内始终低于预设水位上限值时，打开所述循环泵802并为所述半导体制冷片805供电，向所述雨水回收池3的进液口提供空气中的水蒸气冷凝后得到的水。 [0061] 这里，如图3和图4所示，在前面的技术方案的基础上进一步添加了一利用空气中水蒸气制水的装置，其利用半导体制冷片805将循环液降温，循环液在循环泵802的作用下进入冷凝管801，循环液又进一步将冷凝管801降温，当空气中的水蒸气接触到冷的冷凝管801表面时就会冷凝成水，并滴落到集水桶8内被收集起来，当雨水回收池的水位在设定时间段内，如5天，即长期低于预设水位上限值时，就向雨水回收池供水，使本发明可以在外界气候干旱时使用。为了提高制冷部803对循环液降温效果，将制冷部803绕制成平面螺旋线状结构，优选的是阿基米德螺旋线结构，金属板804与制冷部803的一个侧面相贴，金属板 804的另一个面与半导体制冷片805的冷端紧贴，半导体制冷片805为通电即可制冷的元件。 为了提高对水蒸气的冷凝效果，冷凝管801绕制成立体螺旋管状结构，优选的为阿基米德螺旋状结构。 |
||||||
