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水培营养物通气和流控制装置及系统

阅读：987发布：2020-05-08

专利汇可以提供水培营养物通气和流控制装置及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本说明书公开了水培营养物通气和流控制(NAFC)装置及系统，其既进行通气又控制水培营养物溶液的流。NAFC装置不具有移动部件。每个NAFC装置对来自营养物贮存器的营养物与来自种植罐中之一的空气和/或营养物进行混合及通气。每个NAFC装置附加地控制去往种植罐和营养物贮存器的经通气的营养物溶液的流。可以调整每个种植罐中营养物返回管线的端部的竖向位置，以调整该种植罐内营养物溶液的水平。，下面是水培营养物通气和流控制装置及系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种水培营养物循环系统，包括：
营养物贮存器；
多个种植罐；
营养物供应系统，所述营养物供应系统用于将营养物从所述营养物贮存器供应到所述种植罐，所述营养物供应系统包括延伸到每个种植罐中的营养物供应管线；
营养物返回系统，所述营养物返回系统用于使营养物从所述种植罐返回到所述营养物贮存器，所述营养物返回系统包括延伸到每个种植罐中的营养物返回管线；以及多个营养物通气和流控制(NAFC)装置，每个NAFC装置与所述营养物供应管线中的一个营养物供应管线相关联，每个NAFC装置包括：
营养物供应入口，相关联的营养物供应系统连接到所述营养物供应入口；
空气入口，相关联的营养物返回管线连接到所述空气入口；
与所述营养物供应入口流体连通的喷嘴；
与所述喷嘴和所述空气入口流体连通的混合室；
与所述混合室流体连通并与所述喷嘴对准的接收器端口；以及
种植罐供应出口，相关联的营养物供应管线连接到所述种植罐供应出口，所述种植罐供应出口与所述接收器端口流体连通。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，每个NAFC装置还包括围绕出口端口的旁路室，所述旁路室与所述混合室流体连通。
3.根据权利要求2所述的系统，其中：
营养物供应网络在所述营养物贮存器内包括泵和歧管，所述歧管连接到所述泵；
每个NAFC装置连接到所述歧管；以及
所述旁路室包括到贮存器罐中的出口。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述NAFC装置还包括用于将所述NAFC装置连接到所述营养物供应系统和所述营养物返回系统的多个快速连接耦接件。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，每个营养物返回管线包括：
处于相关联的种植罐中的端部；以及
适于调整所述端部在所述相关联的种植罐内的竖向位置的机构。
6.一种水培营养物通气和流控制(NAFC)装置，包括：
适于连接到营养物供应系统的营养物供应入口；
适于连接到种植罐营养物返回管线的空气入口；
与所述营养物供应入口流体连通的喷嘴；
与所述喷嘴和种植罐返回入口流体连通的混合室；
与所述混合室流体连通并与所述喷嘴对准的接收器端口；以及
适于连接到种植罐营养物供应管线的种植罐供应出口，所述种植罐供应出口与所述接收器端口流体连通。
7.根据权利要求6所述的装置，还包括围绕出口端口的旁路室，所述旁路室与所述混合室流体连通。
8.根据权利要求6所述的装置，还包括适于将所述装置与所述营养物供应系统和所述营养物返回系统连接的多个快速连接耦接件。
9.一种水培营养物通气装置，包括：
适于连接到营养物供应系统的营养物供应入口；
空气入口；
与所述营养物供应入口流体连通的喷嘴；
与所述喷嘴和所述空气入口流体连通的混合室；以及
适于连接到种植罐营养物供应管线的种植罐供应出口，所述种植罐供应出口与所述混合室流体连通。
7.根据权利要求6所述的装置，还包括适于将所述装置与所述营养物供应系统和所述营养物返回系统连接的多个快速连接耦接件。

说明书全文

水培营养物通气和流控制装置及系统

[0001] 背景

[0002] 本发明涉及水培法，并且更特别地涉及水培营养物循环系统。

[0003] 水培法是在没有土壤的情况下使用水和溶解的矿物质和/或有机营养物的溶液种植植物的方法。只将根部浸入营养物溶液中，并且有时只浸入根部的尖端。由于植物无法获得土壤营养物，因此至关重要的是在营养物溶液中以正确的比例添加和保持所有必需的营养物。必须监测水培营养物溶液以确保营养物浓度、氧气浓度、pH和温度处于期望的范围内。

[0004] 水培系统被业余爱好者和商业种植者广泛使用。种植者采用多种技术为植物提供营养物并保持适当的营养物混合。

[0005] 生产需求有限的业余爱好者可以使用静态系统，在该静态系统中，植物被支撑在营养物溶液罐的上方，其中，只有根部延伸到溶液中。在这些系统中，为了确保根部连续不断地浸入，必须添加水以弥补(replace，接替)因蒸腾和蒸发造成的水分损失。如果根部脱离溶液仅几小时，植物就会死亡。必须随着植物消耗营养物并且随着由水位变化造成的营养物浓度变化监测和调整每个种植罐中的营养物混合比例、pH和温度。此外，植物根部必须能够获得氧气。通常的做法是使空气起泡通过营养物溶液，使得溶液吸收足够的氧气以满足植物的需要。与水族箱中所使用的相同，空气泵和空气石用于此目的。

[0006] 对于寻找更有效的方法种植更大的作物的商业种植者和业余爱好者来说，使用营养物溶液的集中式贮存器是很常见的，其中营养物溶液利用泵输送到多个种植罐。这些类型的系统被称为“再循环系统”。它们比用于种植大型作物的静态系统更实用，因为可以在单一的位置而不是在每个种植罐中监测和保持营养物溶液。

[0007] 在一种类型的再循环系统中，来自每个种植罐的溶液通过重力返回管道返回到贮存器。随着水平下降，自动保持满阀门通过向贮存器添加水来保持贮存器水平。通过监测和调整贮存器营养物溶液，可以为网络中的所有的种植罐保持适当的营养物混合、pH和温度。种植罐仍然需要通气，通气通常由供给分配歧管的大型空气泵提供，使得可以将空气输送到每个种植罐。这些系统要求种植罐被定位在贮存器的水平的上方，使得可以使用重力返回管线(line，线、线路)。

[0008] 在另一种类型的再循环系统中，多个种植罐和贮存器都处于相同的水平。种植盆都连接到共用的排放管线，使得种植盆都具有与营养物贮存器中相同的液位。贮存器中的泵将营养物溶液输送到每个种植盆，以提供新鲜营养物的连续不断的供应。经由空气泵、利用每个种植罐中的空气石供应空气。排放管尺寸通常很大，以确保在所有种植罐中保持共同的水平并确保侵略性根部不会堵塞在种植罐中的排放端口。

[0009] 使用在底部连接到与种植罐处于相同水平的共用贮存器的多个种植罐的系统必须全部在与贮存器以及与彼此处于相同的液位的情况下运行。如果期望调整单独的种植罐的水平以适应不同的植物和根部生长问题，或者期望使用分层的工作台以将种植罐定位在不同高度，这种系统是不够理想的。在这些系统中经常使用被称为深水培育的水培方法。植物位于营养物溶液上方，其中，仅根部中的一些浸入溶液中。种植罐可以具有一种或多种植物。如果根部需要不同的营养物水平或种植罐处于不同的高度，这些系统是不适合的。

[0010] 再循环系统的某些方面不太理想。排放管系统必须将贮存器与每个种植罐直接连接。这需要用于种植罐重力排放端口的密封接头来与排放管线连接。特别是在种植罐相对于贮存器升高的系统中，这可能是管和接头的复杂的三维网络，从而增加了安装费用并使修改成问题。重新构造管道需要关闭运行，潜在地使根部暴露于空气。重新构造管道也可能需要相当长的时间，这增加了植物损伤的风险。

[0011] 通气也呈现出问题。通气需要空气泵和管线，其增加了成本。空气管线必须通路到所有的种植罐，增加了网络成本和复杂性。

[0012] 还存在与特定类型的种植罐有关的其他问题。采用称为网膜技术(NFT)的水培系统的种植罐使用在槽型罐底部从一端部流动到另一端部的薄膜状的液体营养物。这种类型的种植罐广泛使用在例如商业蔬菜和草本植物操作中。许多植物可以沿着槽的长度并排生长。植物位于槽盖的孔中，其中，植物的根部的尖端被薄层的流动营养物润湿。这种罐存在两个基本问题。首先，在电源中断或泵发生故障的情况下，这些罐中的重力排放可能允许所有的营养物溶液快速排出。这可能导致整个产量的损失。其次，由于这些罐通常相当长，所以营养物的流可能受到旺盛的根部生长的约束。如果没有密切地监测植物，则可能发现不了问题，直到发生重大损害。

发明内容

[0013] 本发明提供了水培营养物通气和流控制(NAFC)装置及系统，其既通气又控制营养物溶液的流。

[0014] NAFC装置没有移动部件。NAFC装置包括营养物供应入口、种植罐返回入口、与营养物供应入口连通的喷嘴、与喷嘴和种植罐返回入口两者流体连通的混合室、与混合室流体连通并与喷嘴对准的出口端口、以及与出口端口流体连通的种植罐供应出口。来自营养物贮存器的营养物流入营养物供应入口、通过喷嘴并进入混合室。来自种植罐排放管线的营养物和/或空气被抽吸通过种植罐返回入口并进入混合室。将两种营养物流和/或空气在混合室内掺和，并将掺和物的一部分引导到出口端口中，用于通过种植罐供应出口输送到种植罐。

[0015] NAFC系统在到每个种植罐的每个营养物供应管线内包括NAFC装置。更具体地，该系统包括营养物贮存器、多个种植罐、用于将营养物从贮存器供应到种植罐的营养物供应系统、用于使营养物从种植罐返回到营养物贮存器的营养物返回系统、以及多个NAFC装置——其中每个NAFC装置处于营养物供应管线中的去往种植罐中之一的一个营养物供应
管线内。

[0016] 在替代性实施方式中，NAFC装置可以用作水培营养物通气器(即没有流控制功能)。

[0017] 本发明提供了在水培系统效率上的显著改进。可以将营养物溶液混合、通气、并从营养物贮存器循环到多个种植罐；并且可以独立于其他的种植罐控制或调整每个种植罐中的营养物水平。本发明还消除了对共用排放管线的需要，改进了安全性和管道铺设灵活性，并减少了成本。本发明还消除了对于在种植罐中的用于营养物循环的孔和密封连接的需要。此外，本发明消除了对于空气泵的需要，减少了系统部件和安装成本。

[0018] 通过参考当前的实施方式和附图的描述，将更全面地理解和领会本发明的这些和其他优点和特征。

附图说明

[0019] 图1是体现本发明的I型水培营养物循环系统的立体图。

[0020] 图2是体现本发明的II型水培营养物循环系统的立体图。

[0021] 图3是使用在I型系统中的泵和歧管的立体图。

[0022] 图4是体现本发明的营养物通气和流控制(NAFC)装置的正视图。

[0023] 图5是NAFC装置的分解截面图。

[0024] 图6是处于第一运行模式的NAFC装置的截面图。

[0025] 图7是处于第二运行模式的NAFC装置的截面图。

[0026] 图8是NAFC装置的通气器部分且附加地包括止回阀的截面图。

[0027] 图9是用于种植罐的营养物供应管线和营养物返回管线的立体图。

[0028] 图10是与图9相似但在返回管线上具有不同的过滤器的立体图。

[0029] 图11是在图9中的圆圈XI内的区域的立体分解图。

[0030] 图12是NAFC装置的替代性实施方式的正视图。

[0031] 图13是NAFC装置的替代性实施方式的截面图。

[0032] 图14是连接到营养物供应和营养物排放管线两者的NAFC装置的替代性实施方式的立体图。

[0033] 图15是体现本发明的种植罐通气器组件的立体图。

[0034] 图16是在通气器22内的营养物流的示意图。

[0035] 图17是例示营养物流、气流与营养物压力之间的关系的图表。

[0036] 图18是包括NAFC装置的第二替代性实施方式的鞍座连接组件的立体图。

具体实施方式

[0037] 在说明本发明的实施方式之前，应当理解，本发明不限于运行的细节或结构的细节、以及在以下描述中提出的或在附图中例示的组件的布置。本发明可以在其他各种实施方式中实现，并且可以以本文中未明确公开的替代性方式实践或实施。

[0038] 另外，应当理解，本文中使用的措辞和术语是出于描述的目的并且不应视为是限制性的。“包括(including)”和“包括(comprising)”及其变型的使用包括了在其之后列出的项目及列出的项目的等同物以及附加的项目和附加的项目的等同物。此外，可以在各种实施方式的描述中使用枚举。除非另有明确说明，否则枚举的使用不应被解释为将本发明限制于任何特定的顺序或部件数量。也不应将枚举的使用解释为从本发明的范围中排除可以与所枚举的步骤或部件相组合或被组合到所枚举的步骤或部件中的任何附加的步骤或部件。对如“X、Y和Z中的至少一个”这样的权利要求元素的任何引用都意味着单独地包括X、Y或Z中的任何一个或多个以及X、Y和Z中的任何一个或多个的任何组合，例如，X、Y、Z；X、Y；
X、Z；和Y、Z。

[0039] 方向性术语，例如“竖向的”、“水平的”、“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“内部”、“向内地”、“外部”和“向外地”，用于基于示意图中示出的实施方式的定向协助描述本发明。方向性术语的使用不应被解释为将本发明限制于任何特定的定向。

[0040] 水培营养物通气器和流控制(NAFC)装置的实施方式被例示在附图中并被标记为10和310。在详细描述NAFC装置之前，应当注意，NAFC装置可以使用在两种类型的水培设施中。“I型”设施包括排列在营养物贮存器附近的种植罐。在这种类型的系统中，NAFC装置10被安装到与贮存器泵连接的歧管。“II型”设施包括远离种植罐的营养物贮存器。在这种类型的系统中，NAFC装置310分布在整个系统中，其中，每个NAFC装置定位成靠近一个种植罐。

[0041] I.I型水培系统

[0042] I型系统例示在图1中并且总体上被标记为100。系统100包括营养物贮存器102和多个种植罐104。虽然描绘了六个种植罐104，但是系统100可以包括更多或更少数量的种植罐。系统100还包括在图3中更详细地示出的可潜水式泵106和歧管108。泵106和歧管108浸没在营养物贮存器102中。NAFC装置10被安装到歧管108的每个出口。

[0043] 种植罐104可以在大小和植物数量上有不同、可以位于不同的高度并且可以在不同的液位运行。种植罐104可以单独地采用不同的水培技术，诸如深水培育或网膜技术、以及期望保持营养物溶液的体积与营养物贮存器的状态相匹配的任何其他技术。种植罐104不经由共用排放管线彼此连接。为简单起见，桶盖、网盆和/或其他附件未与种植罐104一起示出，尽管这些部件和附件的使用将是如本领域技术人员已知的那样是常规的。

[0044] II.I型营养物通气器和流控制(NAFC)装置

[0045] 将结合I型系统100描述NAFC装置10。每个NAFC装置10是NAFC组件12的一部分，NAFC组件还包括供应软管或管线14和返回软管或管线16。

[0046] NAFC组件12为该NAFC组件连接到的种植罐104提供独立的循环、通气和水平控制。NAFC组件12通过穿过种植罐盖(未示出)中的孔到达种植罐104的底部的供应软管14(也参
见图9)来输送新鲜营养物并通气。随着种植罐104中的营养物的水平上升，NAFC组件12从营养物表面抽取液体并通过同样安装在种植罐盖的孔中的返回软管16将抽取的营养物返回
到贮存器102。在种植罐104内，营养物的水平保持在返回软管16的下端部18处。可以通过将返回软管14的下端部18移动到期望的水平来容易地调整营养物的水平。

[0047] 因为供应软管14和返回软管16在种植罐104的顶部上方延伸并且通过夹具20稳固在适当的位置——该夹具又被可移除地稳固到种植罐的边缘——所以在种植罐中不需要
孔。这种布置确保没有泄漏，并且确保种植罐104可以根据需要重新定位而无需停机或管道铺设费用。引入种植罐104底部的到来的营养物升举旧的营养物，因此可以将旧的营养物抽离并返回到营养物贮存器102。这样，每个种植罐104内的营养物被循环并被保持在与营养物贮存器102中的营养物相同的状态。

[0048] 此外，NAFC组件10具有对营养物贮存器102中的营养物进行通气以及随着营养物溶液流到种植罐104还将空气与营养物溶液混合的固有的通气特性。这消除了对单独的空气泵的需要。

[0049] NAFC装置10例示在图4至图7中。NAFC装置10是不具有移动部件的多功能流体装置。NAFC装置10包括通气器22和接收器24。接收器24被紧密地接收并稳固在通气器22内。通气器22包括分别用于接收营养物和空气的营养物入口26和空气入口28。通气器22还包括喷嘴30和混合室38。喷嘴24包括接收器端口32和出口34。接收器端口32与喷嘴30对准。

[0050] 如在图6至图7中例示的，营养物入口26连接到歧管108；种植罐返回软管16连接到空气入口28；并且种植罐供应软管14连接到出口34。

[0051] 如在图6中例示的，在入口26处的泵压力下，营养物溶液的高速射流离开喷嘴30进入混合室38。在种植罐返回软管16的端部18位于种植罐104中的液位上方的第一运行模式中，空气被吸入混合室38中的围绕营养物射流的区域。这使得营养物射流能够保持为在直的路径上行进并撞击在接收器端口32上的连贯射流。液体射流和一些空气两者进入接收器端口32。这种流体混合物经由种植罐供应软管14被运送到种植罐104。在行进到种植罐104期间，空气与液体混合，并且氧气被吸收到营养物溶液中。被吸入到营养物射流中的上述空气中的一些绕过接收器32并流到旁路室42中、通过旁路出口43、并且进入贮存器102。这样，NAFC装置10对在贮存器102内的以及在种植罐104中的营养物进行通气。

[0052] 图7例示了当种植罐104中的营养物水平上升到在种植罐104内的种植罐返回软管16的端部18之上时NAFC装置10以第二模式运行。然后，营养物液体通过种植罐返回软管16被吸入并被抽回到NAFC装置10中，在NAFC装置中该被抽回的营养物溶液与营养物射流在混合室38中进行混合。这引起营养物射流扩散并接触围绕营养物射流的弯曲的壁40。营养物射流通过柯安达效应(Coanda effect)或附壁效应(wall attachment effect)被偏转，并被转移成远离接收器端口32。到种植罐的流变小或者甚至完全停止，使得种植罐返回软管
16中的液体的流引起种植罐水平下降回到软管的端部18，此时再次吸入空气并开始另一个填充周期。

[0053] 只要泵运行，在图6中例示的模式与图7中例示的模式之间的NAFC装置10周期就会持续。这保持了在种植罐返回软管16的端部18处的种植罐中的水平，并且还使经通气的营养物循环。通过选择NAFC装置喷嘴直径和泵压力，可以控制给定体积的种植罐营养物的完全周转时间。例如，喷嘴直径为0.082英寸且泵压力为6psi的NAFC装置10将在一小时内在五加仑的种植罐中循环营养物溶液两次。泵可以连续不断地运转或定时地运转。

[0054] NAFC装置10内的营养物流的通气示意性地例示在图16中。营养物N通过入口端口26进入装置并穿过喷嘴30以创建射流。射流与通过入口端口28接收的空气混合，并产生经通气的营养物N'。

[0055] 图17是例示在不同营养物压头下通过NAFC装置10的营养物流和气流的图表。在约10Ft的营养物压头以下营养物流超过气流。并且，在该营养物压头以上，营养物流小于气流。

[0056] 因为种植罐供应软管的端部被浸没，所以提供了防虹吸装置，以在泵关闭时将空气引入软管中。如图11中例示的，防虹吸装置可以是在软管的侧部中的处于营养物水平上方的小孔42。

[0057] 此外，因为当泵关闭时，种植罐返回软管16可能潜在地在其端部18处被浸没，所以可以将止回阀44放置在入口端口28中以防止在种植罐营养物水平低于营养物贮存器水平的情况下营养物罐的内容物虹吸到种植罐中。如果当泵关闭时种植罐营养物水平高于营养物贮存器水平，则种植罐营养物水平将下降到设定点，该设定点是种植罐中的软管16的端部18的竖向位置。止回阀44优选地是鸭嘴型，但也可以使用其他的止回阀。低开口压差是优选的，由此来自种植罐的营养物的吸入可以以最快的速率发生。

[0058] 图9和图10例示了软管14和16在种植罐104上的安装。支架20附接到种植罐104的边缘46，并将软管向下引导到种植罐中。供应软管14延伸到低水平(如上所述)，并且端部19优选地定位在种植罐104的水平中心附近，使得营养物和空气被引入种植罐下部的中部附近。

[0059] 如在图9中例示的，返回软管16的端部18包括防止根部进入软管16并潜在地阻塞软管的过滤器46。过滤器46优选为多孔塑料材料。多孔塑料材料优于网格或筛网，因为根部可以穿透那些类型的过滤器中的开口。返回软管16可以在支架20内滑动，使得端部18和过滤器46可以放置在种植罐104的期望的营养物溶液水平处。期望的营养物水平可能因植物盆大小而异并且也可以随着根部发展而改变。在一些情况下，随着根部生长，水平将被设定得更低，使得根尖保持浸没，同时根群可以暴露于空气以改进氧吸收。优选地，返回软管16标有指示营养物液位的深度的刻度尺。该系统将液位精确地保持在返回软管16的端部18的位置处。

[0060] 图10例示了管状过滤器或均衡器管46a，其可用于代替例示在图9中的过滤器46。返回软管16被定位在管状过滤器46a的内部，其中，其下端部18处于水平设定点处。管状过滤器46a的内径大于返回软管16的外径。管状过滤器46a的孔隙率使得管状过滤器内部的液位能够与种植罐水平相等(equilize，均衡)。管状过滤器46a提供了增加的过滤面积，用于延长过滤器寿命。

[0061] III.II型水培系统

[0062] II型系统例示在图2中并且总体上被标记为200。系统200包括营养物贮存器202和多个种植罐204。营养物贮存器202内的营养物溶液经由压力管210和返回管212的网络被分配到种植罐204。压力管210和返回管212可以以快速断开连接的方式装配在每个种植罐位置处，使得每个NAFC装置10可以在不中断系统运行的情况下卡入管或从管移除。贮存器202和种植罐204可以分别与贮存器102和种植罐104相似或不同。

[0063] IV.II型营养物通气器和流控制(NAFC)装置

[0064] 图12和图13例示了用于II型水培系统的NAFC装置310。NAFC装置310包括通气器322和接收器324。

[0065] 通气器322在结构上和功能上与前面描述的通气器22高度相似。通气器322中的与通气器22中的元件相对应的元件由前面带有数字“3”的对应数字标识。因此，入口端口326对应于入口端口26，等等。通气器322与通气器22之间的主要区别在于入口端口326带螺纹以接收配对的(mating，啮合的)带螺纹部件。

[0066] 接收器324在功能上与前面描述的通气器22高度相似。接收器324中的与接收器24中的元件相对应的元件由前面带有数字“3”的对应数字标识。因此，接收器端口332对应于接收器端口32，等等。接收器324与接收器24之间的两个区别是(a)种植罐供应管线端口334从NAFC装置310横向延伸，以及(b)出口335包括外部配件337。

[0067] 图14例示了将NAFC装置310合并到II型系统200中。压力管线210在每个种植罐204处配备有T形件206以及具有截止阀(不可见)的快速耦接件208。相似地，排放管线212配备有T形件214以及具有截止阀(不可见)的快速耦接件。使用本领域技术人员熟知的技术，所有这些部件都流畅地且稳固地互连。

[0068] 阀使得NAFC单元310能够在不关闭泵的情况下被安装和移除。这使得能够在不中断系统运行的情况下对单独的种植站执行修改和服务。排放管线总是在贮存器压头下充满(fill with，填充有)营养物溶液。当未安装NAFC装置310时，止回阀防止营养物泄漏出。

[0069] 优选地，NAFC装置310配备有公快速连接配件。将NAFC安装到加压管线中时，首先进行NAFC种植罐连接。然后将NAFC出口连接到排放管线。然后将NAFC入口配件插入快速耦接件，其使截止阀打开，于是运行开始。当移除NAFC装置310时，首先将快速耦接件与加压管线断开连接，并且然后将NAFC装置与排放耦接件和种植罐管断开连接。

[0070] 图18例示了在图14中例示的用于将NAFC装置310连接在II型系统200中的布置的替代性实施方式。图18的设计合并有可以附接到营养物供应管线210和营养物排放管线212的管鞍座510。鞍座510包括喷洒系统，卡扣式(snap-on，搭锁式、直接固定式)、自攻型T形件
512和514，用以将NAFC装置310分别连接到管线210和212。由于自攻型工具合并到鞍座510中，所以T形件512和514简化并减少了安装工作。可以将鞍座510添加到现有的管路而不会使管道泄漏(drain，排空、排放、漏)。一种适合的鞍座是由King Innovations制造和销售的，其用于使用在地下喷洒系统中。

[0071] V.高效通气器

[0072] 许多水培种植者希望改进其再循环系统中的通气。空气泵、空气石和相关的空气管线需要维护并且可能无法始终为植物根部提供足够的氧气。因此，在许多现有的水培再循环系统中需要改进的通气。

[0073] 存在用于通气的空气泵的替代方案，但是这些替代方案当用于多个罐再循环系统中时会产生问题。配备有文丘里管的泵吸入空气并将其与营养物混合。这些泵太大而且太昂贵，无法连接到每个种植罐以循环单独的营养物溶液。如果使用大型单文丘里泵来增加营养物通气和循环，则这种泵可能将流速增加到超过种植罐排放能力，或者如果流受限则无法提供足够的氧气。还存在用于海洋活井和诱饵井的被设计成以500GPH至750GPH或更高运行的通气器。这些海洋通气器用它们自己的泵循环单独的种植罐营养物是不切实际的，并且如果被安装到每个种植罐并且由系统泵供应将是成问题的。在足够高的流速下提供足够的空气，流入种植罐中的流将超过排放能力，导致营养物水平不均匀并且潜在地甚至溢出。

[0074] NAFC具有对于这种情况来说理想的构造和运行模式。当接收器24未被安装在通气器22中时，NAFC装置可以作为高效、低液体流速的通气器运行。在该模式中构造并且指定为NAFC-A，可以将通气器22安装到每个种植罐并由中央再循环泵供应。单独的通气器22具有相对低的流速，因此不会超过种植罐容量。然而，通气器22生成高速液体射流，该高速液体射流创建进入该射流中的强烈的空气吸入。通过比较由NAFC-A创建的真空头的强度与其他的通气器在其正常运行流速下的强度来反映吸入效应的强度。以10Ft.头压运行的通气器22产生的液体流速为0.65GPM或39GPH。对于典型的6加仑种植罐排放系统来说，这是可管理的流速。对于填充有4加仑营养物的罐，该通气器产生每6分钟一次的周转率。

[0075] 图15例示了合并有NAFC-A通气器422的种植罐通气器组件400的一个实施方式。组件400包括通气器422、空气供应管402、营养物入口端口426、排出管404和U形件406。通过入口端口426接收营养物，并且营养物流过通气器422以被如上所述的通气。经通气的营养物溶液输出到管404中，用于通过U形件406排出到种植罐(图15中未示出)中。U形件406使得通气器组件400能够被安装在种植罐的边缘上。

[0076] VI.结论

[0077] NAFC装置提供了用以改进水培营养物循环系统的性能的独特特征。这些装置无需空气泵、空气石和空气管管道铺设的情况下对营养物溶液进行通气。这些装置在没有重力排放或将种植罐与营养物贮存器连接的共用排放管线的情况下循环经通气的营养物溶液。这些装置为单独的种植罐提供了可调整的水平控制而无需机械或电动阀门。这些装置可以清空种植罐，而在种植罐中不需要排放孔。这些装置使得种植罐能够被安装在单独的高度处。这些装置使得不同大小的种植罐能够从同一营养物贮存器获得服务。这些装置在被适当地设计大小的情况下提供种植罐营养物溶液的快速循环(即周转)。这些装置可以利用连续不断的或定时的泵运行来工作。这些装置可以与最流行的类型的现有水培系统一起使
用。这些装置使得网络中的单独的种植罐能够获得服务(即移动、清空、清洁、重新种植等)，而不会中断网络中的其他罐的运行。

[0078] 通气器型(即NAFC-A装置)为单独的种植罐输送高的通气量，而不超过系统的现有排放能力。

[0079] 以上描述是本发明的当前实施方式的描述。在不背离本发明的在所附权利要求中限定的应当根据包括等同原则的专利法的原则进行解释的精神和更广泛方面的情况下，可以做出各种改变和变化。

[0080] 本公开是例示性的并且不应该被解释为是对本发明的所有实施方式的无遗漏的描述，或者将权利要求的范围限制为结合这些实施方式被例示或描述的特定的元件。例如但不限制地，所描述的发明的任何单独的元件可以被提供大致相似的功能或以其他方式提供适当操作的替代性元件代替。这包括，例如，目前已知的替代元件，诸如本领域技术人员当前可能已知的那些元件，以及可能在将来被开发的替代元件，诸如本领域技术人员在开发时可能会认识到的作为替代方案的那些元件。

[0081] 此外，所公开的实施方式包括一致描述的且可以协作地提供一系列益处的多个特征。除了在所公开的权利要求中明确提出的程度之外，本发明不仅限于包括所有这些特征或提供所有所述益处的那些实施方式。对权利要求元素的任何单数形式的引用，例如，使用冠词“一(a)”、“一(an)”、“该(the)”或“所述(said)”，不应被解释为将元素限制为单数。

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