CN102150604A - 一种液位自动控制的共享式植物供液系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液位自动控制的共享式植物供液系统，包括水池(33)、液位控制器(3)、输送管和植物栽培体(6)，植物栽培体(6)由营养室(9)、栽培基质(10)、纱网(11)和隔根网(39)构成，营养室(9)在栽培基质(10)下方，营养室(9)的顶部水平层面置放纱网(11)，在纱网(11)的上面即栽培基质(10)的下部置放隔根网(39)。位于高位层(29)的水池(33)由输送管连接到液位控制器(3)再输液到同一层或低位层(30)的营养室(9)，栽培基质(10)上种植的植物通过毛细管虹吸提升作用，不断获得营养室(9)中的营养液。本发明实现自动控制的清洁、节能的共享式植物供液。

Description

一种液位自动控制的共享式植物供液系统

技术领域

本发明涉及植物灌溉技术，具体涉及一种液位自动控制的共享式植物供液系统。

背景技术

现有植物的供液技术比较先进的有喷灌、滴灌、渗灌及一些综合灌溉方法。喷灌较难掌握植物的需水量，容易浪费水资源；喷灌还会造成基质板结，不利于植物生长，并且多余的肥水流到别处，污染环境。滴灌渗灌技术拥有节水节能、省工增产等诸多优势，是高效节能的植物供液技术之一。现有滴灌渗灌技术也存在一定的不足，主要表现在：采用微管技术，灌水器易于堵塞；结构复杂，日常维持要求严格；灌水器工作压力不同而易造成供液不均匀；大面积的灌溉需要投资较大等问题。中国专利200710027344.1公开了一种灌溉系统及灌溉方法，包括水源、液面控制器、设有若干配水孔的配水管，以及限量供水盘，水源连接液面控制器再连接到配水管，配水管和限量供水盘埋设于土壤中，限量供水盘设置于配水管下方。该方法能实现均匀供液且维护也比较简单，不足之处是：配水管和限量供水盘埋设于土壤之中，大面积灌溉则需要埋设多条配水管，成本较高；植物根系可进入到限量供水盘内而造成泡根，易形成烂根。此外，还有一些诸如花盆等特殊体的灌溉技术，如中国专利200610200017.7公开的一种大储液室多功能无土花盆，它的盆下部设有储液室，可储存供一般花卉三个月使用的营养液；储液室内设有高吸湿性吸液棒，可自动将营养液提升到上部，持续稳定的为植物根系提供养分水分。又如中国专利03119551.2公开的植物盆栽水压浸润浇灌方法及系统，由采用自来水等有压水源作浇灌水的机械浇灌系统，利用系统的密封结构，通过建立系统的密闭条件，形成系统内水压力，采用液压液力技术，实现浇灌水直接浸润盆栽盆钵中植物根部土壤的园艺浇灌；中国专利200720062402.X公开的毛细自动施肥浇灌系统，它的输水软管内用毛细管填充，一端通过安装于较高处的密闭盛水器顶部置于密闭盛水器中，端口尽量靠近容器底部，输水软管另一端与喷头连接，盛水器中的水由与自来水供水系统相连接的输水管提供，浇灌液、施肥液通过输水软管里的毛细管，利用液体的毛细现象对花草等植物进行自动浇灌、施肥。这三个关于花盆等特殊体的灌溉技术专利，都有其特定使用的优势，不足之处是，它们或属于单独操作，未能实现多个栽培体共享一个营养液源，或对于花盆等特殊体的功能结构要求比较高。

发明内容

本发明针对现有植物灌溉技术不可避免地存在较浪费水资源、造成基质板结、污染环境、投资成本大、只面向单独操作、易产生泡根现象或对栽培体功能结构要求较高等某一个或几个方面的问题，公开了一种液位自动控制的共享式植物供液系统，它能降低肥水的浪费，不会造成基质板结，无污染，投资小，能较均匀供液，可避免泡根现象，适用于多个水平层面上或某一水平层面上多个植物栽培体的集中供液，全自动长期地保证植物生长所需的养分和水分，弥补了现有技术的不足。

本发明采用下述技术方案予以实现。

本发明的液位自动控制的共享式植物供液系统包括水池、液位控制器、营养液输送管和植物栽培体等组成部分，位于高位层的水池的下部出水口连接到高位层的液位控制器，再连接到同一层的植物栽培体和/或低位层的液位控制器，低位层的液位控制器的出水口通过输送管连接到所在水平层面上的植物栽培体，所述植物栽培体的底部部分是营养室，液位控制器内的液面高度与所在水平层面上营养室的高度一致。

所述水池包括蓄水池和营养液池。所述蓄水池顶部有集雨盖和引水管。所述营养液池的上部有一入水口安装有球阀32对外连接到相对高位的蓄水池、上部低于球阀32所在水平面的位置有另一入水口安装有球阀35对外连接到自来水管。所述植物栽培体在一个或一个以上的水平层面上的同一水平层面上的数量为两个或两个以上，同一水平层面上两个或两个以上的营养室由户管连通，同一水平层面上的营养室的高度一致。所述植物栽培体由营养室、栽培基质、纱网和隔根网构成，营养室在栽培基质下方，营养室的顶部水平层面置放一纱网，在纱网的上面某一距离即栽培基质的下部置放一隔根网，在纱网所在水平面上有对外的排水口，所述营养室内填充有河石或煤渣块、碎砖块等。所述低位层包括低于高位层一层以上的水平层面。

所述液位控制器的一种实施例：液位控制器包括容器8和球阀7，容器8的入水口安装有球阀7，容器8的出水口连接营养液输送管或户管。

所述液位控制器的另一种实施例：液位控制器包括容器36、洗耳球和浮板，容器36顶部有入水口、下部有出水口，洗耳球的尖端吸嘴粘闭成尖锥体，洗耳球的球状体连着浮板、尖锥体竖直向上对准容器36顶部的入水口。

本发明的液位自动控制的共享式植物供液系统的有益效果是：

(1)绿色节能，不需要附加动力就能实现全自动运行，浇灌采用相对封闭作业方式，多余的营养水不会溢出，既节能又无污染，由于本发明的产品涉及植物浇灌应用面广，对节约资源有着显著的经济效益和社会效益；

(2)结构简单，易于制造，应用成本低，系统主要由水管和土石建筑材料构成，用材为日常材料，可方便普及应用；

(3)高效专业化，实现多个水平层面的栽培体或同一水平层面多个栽培体共享一个营养液源的集中作业，作业效率较高，可长期自动供液，提高绿化专业水平；

(4)解决植物栽培基质板结问题，由于不用人工浇水施肥，栽培基质不会板结，保持疏松，有利于植物生长；

(5)避免植物泡根，通过在植物栽培体内使用隔根网，可以根据不同植物对水分的需要而设置隔根网的不同高度来隔离植物根系进入水分过于饱和区域，可避免植物泡根、烂根现象；

(6)供液均匀，本发明的营养室采用河石或煤渣块、碎砖块等填充，可保证营养室内的营养液向上各个方向流动，流通性好，可使栽培基质底面各处较均匀地吸收营养液。

附图说明

图1是本发明的一种液位自动控制的共享式植物供液系统的结构示意图及与楼层配套连接的示意图。

图2是本发明的一种液位自动控制的共享式植物供液系统的结构示意图及与楼层配套连接的实施例一的示意图。

图3是本发明的一种液位自动控制的共享式植物供液系统的结构示意图及与楼层配套连接的实施例二的示意图。

图中：蓄水池1 营养液池2 液位控制器3 总水表4 营养液输送管5 植物栽培体6球阀7 容器8 营养室9 栽培基质10 纱网11 集雨盖12 溢水口13 清淤排污口14纱网15 输水管16 蓄水池开关阀17 三通接口18 自来水管19 自来水管开关阀20 引水管21 加肥盖22 通气孔23 开关总阀24 平向分管25 竖向分管26 水表27 开关阀28 高位层29 低位层30 户管31 球阀32 水池33 排水口34 球阀35 容器36 洗耳球37 浮板38 隔根网39

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1中，本发明的液位自动控制的共享式植物供液系统包括水池33、液位控制器3、输送管和植物栽培体6等组成部分，植物栽培体6由下部的营养室9和上部的栽培基质10构成。位于高位层29的水池33的下部出水口连接到高位层29的液位控制器3，再由输送管连接到同一层的植物栽培体6和/或低位层30的液位控制器3，低位层30的液位控制器3的出水口通过输送管连接到所在水平层面上的植物栽培体6，所述植物栽培体6的底部部分是营养室9，液位控制器3内的液面高度与所在水平层面上营养室9的高度一致。所述植物栽培体6上部的栽培基质10内种植植物，植物通过栽培基质10的毛细管虹吸提升作用获得植物栽培体6底部的营养液。营养室9注满时的液面和所在层的液位控制器3的液面持平。营养液被植物吸收后营养室9中的液面降低，液位控制器3就开通，营养室9就会获得营养液的补充直至恢复到液位控制器3关闭时的液面高度。所述输送管包括营养液输送管5，所述营养液输送管5连接到用户端的部分即是户管31，所述户管31的终端连接到植物栽培体6的营养室9。

图2、图3中，本发明的液位自动控制的共享式植物供液系统由六部分组成：蓄水池1、营养液池2、液位控制器3、水表、输送管和植物栽培体6。蓄水池1和营养液池2可总称为水池33，根据实际需要，可选择只安装蓄水池1或营养液池2：如果只安装蓄水池1，则输水管16和高位层29的液位控制器3的入水口直接连通；如果只安装营养液池2，则营养液池2去除球阀32及封闭其所在入水口。

蓄水池1顶部是一个集雨盖12，可用于露天收集雨水。集雨盖12集雨区的水平截面形状由蓄水池1的腔体顶部形状决定，可以是圆形和方形，总体是上大下小，以利于收集雨水。如果露天的蓄水池1旁有更高的建筑体等，可将集雨盖12对着高处排水集中域以解决雨水分散收集不足的问题。所述蓄水池1顶端侧面有一引水管21，通过连接异地雨水槽等以引入雨水，可用于露天或室内进行异地雨水的收集。所述蓄水池1底部侧面接近底角处有一出水口由纱网15过滤后连接输水管16对外供水，底角有一清淤排污口14可通过开关阀控制进行清淤。

营养液池2上部一般在侧面接近顶角或顶角处有一入水口连接有球阀32，球阀32对外连接输水管16，输水管16连接到蓄水池1。所述球阀32的浮球随液面上升到接近球阀32所在水平位置时，通过浮球连杆作用将球阀32所在入水口封闭。营养液池2上部一般在侧面偏离顶角处、低于球阀32的水平位置有另一入水口连接有球阀35，球阀35对外连接自来水管19。所述球阀35的浮球随液面上升到接近球阀35所在入水口的水平位置时，通过浮球连杆作用将球阀35所在入水口封闭。所述营养液池2顶部有一加肥盖22，打开加肥盖22可加入肥料到营养液池2中以配制成营养液，也可以在外部先配制好营养液之后再打开加肥盖22将营养液注入营养液池2中。所述营养液池2下部一般在侧面接近底角处有一出水口由纱网15过滤后对外输送营养液，底角有一清淤排污口14可通过开关阀控制进行清淤。

液位控制器3实施例一：液位控制器3由球阀7和容器8构成，球阀7置于容器8上部接近顶角的入水口，球阀7的浮球在容器8腔体内，外部连接来自营养液池2的营养液输送管5或平向分管25；所述球阀7的浮球随液面上升到接近入水口水平位置时，通过浮球连杆作用将入水口封闭，此时容器8的液面稳定，容器8的液面下降时，球阀7将入水口开通；所述容器8底角有出水口连接到总水表4或水表27，顶角有一通气孔23以维持容器8腔体内液面压强稳定。

液位控制器3实施例二：液位控制器3包括容器36、洗耳球37和浮板38，容器36顶部有入水口、下部有出水口，洗耳球37和浮板38位于容器36腔体内，洗耳球37的尖端吸嘴粘闭成尖锥体，洗耳球37的球状体连着浮板、尖锥体竖直向上对准容器36顶部的入水口；容器36的液面上升则浮板38和洗耳球37上升，直到一定高度时，洗耳球37的尖锥体部分顶入容器36顶部的入水口将入水口封闭，容器36的液面下降时，洗耳球37和浮板38下降、容器36顶部入水口开通；所述容器36下部一般在底角有出水口连接到总水表4或水表27，顶角有一通气孔23以维持容器36腔体内液面压强稳定。

水表包括连接在户管31上的水表27和连接在总管上的总水表4。所述水表27入水口连接液位控制器3的出水口，水表27的出水口连接植物栽培体6底部的营养室9。所述水表27一般是普通水表，为了准确记录也可以用滴水表，用来标明用户使用的营养液量以作为收费计量依据。所述水表27的计量数据可用于作为调配供液方案的参考及相关数据研究。

输送管是本发明的液位自动控制的共享式植物供液系统的连接部分，包括输水管16、自来水管19和营养液输送管5，营养液输送管5有平向分管25和竖向分管26两类分管，平向分管25连接到用户端的部分即是户管31。所述营养液输送管5(更具体还包括平向分管25、竖向分管26和户管31)一般用深色管以防止其内腔生长藻类植物。

植物栽培体6由营养室9、栽培基质10、纱网11和隔根网39构成，营养室9在栽培基质10下方，营养室9的顶部水平层面置放一纱网11，在纱网11的上面某一距离即栽培基质10的下部置放一隔根网39，在纱网11所在水平面上有对外的排水口34，所述营养室9内填充有河石或煤渣块、碎砖块等。所述营养室9填充有数量不等的河石、煤渣块或碎砖块等用于承截栽培基质10的重量并能保证营养室9中的营养液较好的流通，具体而言，营养室9采用河石或煤渣块、碎砖块等填充，可保证营养室内的营养液向上各个方向流动，可使栽培基质10底面各处较均匀地吸收营养液。营养室9的入水口有纱网15阻止河石、煤渣和碎砖屑等杂质进入户管31中。所述隔根网39的位置在栽培基质10下部，根据植物对水分的需要来调整和营养室9的距离，具体来说，使用隔根网39，可以根据不同植物对水分的需要而设置隔根网39的不同高度来隔离植物根系进入栽培基质10下部的水分过于饱和区域，可避免植物泡根、烂根现象。所述排水口34，用于露天时接收过剩雨水的排出，避免栽培基质10内水分过剩而浸泡植物根系。所述栽培基质10上种植植物，通过栽培基质10的毛细管虹吸提升作用，营养室9的营养液就会源源不断地提供给植物的生成所需的养分和水分。

本发明一种液位自动控制的共享式植物供液系统的实例一，由蓄水池1、营养液池2、液位控制器3、水表、输送管和植物栽培体6六个部分，结合位于楼层的连接由以下方式组成及实施(所指高位层29、低位层30对应为楼层的指称)：

蓄水池1位于高位层29，蓄水池1底部通过输水管16连接到相对低位的营养液池2。所述营养液池2的入水口有蓄水池1和自来水管19两处加水源，一般使用时，蓄水池开关阀17和自来水管开关阀20都同时开通。当营养液池2的液面上升到接近球阀35所在入水口的水平位置时，球阀35所在入水口封闭，停止自来水管19的加水。所述营养液池2的液面继续上升直到接近球阀32所在水平位置时，球阀32所在入水口封闭，停止蓄水池1的加水，此时营养液池2的液面高度即是系统处于稳定状态时营养液池2的液面高度。当营养液池2的液面降低时，球阀32打开，优先使用蓄水池1的雨水；如果蓄水池1的雨水使用完，营养液池2的液面就降到低于球阀35所在水平面的位置，则球阀35打开，加入自来水管19的自来水，仍然能保证营养液池2的液面在比较高的位置。所述营养液池2通过营养液输送管5连接高位层29的相对处于低位的液位控制器3。所述液位控制器3的入水端口由开关总阀24控制，液位控制器3的输出端安装有总水表4，总水表4另一端的营养液输送管5由三通接口18转换后，水平方向连接平向分管25通向同一楼层，竖直方向连接竖向分管26通向低位层30。高位层29的平向分管25依次连接关开阀28和水表27后再连到同一楼层的营养室9。所述竖向分管26在低位层30再由三通接口18分出平向分管25，低位层30的平向分管25进入户管31部分即安装有关开阀28，再依次经过所在楼层的液位控制器3和水表27，最后在水表27出水口由户管31连接到植物栽培体6下部的营养室9。如果同一楼层上有两个或两个以上的植物栽培体6，则各个植物栽培体6底部的营养室9由户管31连通，同一楼层上各个营养室9的高度一致。户管31上的容器8的下部出水口连接到营养室9，液位控制器3所在高度是球阀7关闭时容器8的液面与纱网11所在水平面持平时的位置，也即是营养室9注满时的液面与所在楼层上液位控制器3的容器8液面持平。液位控制器3的容器8内液面下降时，球阀7打开，营养液流入容器8。容器8内液面上升到一定位置时，球阀7关闭，营养液停止流入。由于植物生长的消耗与水分蒸发持续，植物栽培体6上部的栽培基质10吸收营养室9中的营养液，容器8内的液面又会下降，球阀7又打开，营养液又流入。这样周而复始容器8内液面会维持在一个有相对恒定的位置，这样每个植物栽培体6的底部都能得到同一浓度的营养液，实现自动稳定供液。

本发明实施例一是本发明的液位自动控制的共享式植物供液系统的最佳方案，可实现多个水平层面上、每个水平层面上有多个植物栽培体的共享式集中供液。此外，根据用户需要，可选择一个水平层面的单个植物栽培体供液、一个水平层面的多个植物栽培体共享供液、多个水平层面每层单个植物栽培体的共享供液、多个水平层面各层单个或多个植物栽培体的共享供液等供液方案。选择一个水平层面的单个植物栽培体供液或一个水平层面的多个植物栽培体共享供液时，所在层面上有一个液位控制器3，水池33的出水口直接连接到户管31上的液位控制器3。

本发明的一种液位自动控制的共享式植物供液系统的实例二：与实施例一不同之处是将液位控制器3的构成改为浮板38、洗耳球37和容器36，所述液位控制器3的入水口正下方是洗耳球37，容器36下部出水口通过营养液输送管25或户管31连接到植物栽培体6下部的营养室9。所述容器36的液面上升一定位置时，浮板38和洗耳球37上升，洗耳球尖锥体顶入容器36顶部的入水口，将容器36入水口封闭，容器36入水口关闭时容器36的液面与同一水平层面上的营养室9高度一致；当营养室9的液面下降时，容器36的液面也下降，浮板38和洗耳球37下降，洗耳球尖锥体离开容器36顶部的入水口，将容器36入水口开通，营养室9就会得到营养液的补给，直到营养室9液面高度又恢复至容器36入水口关闭时容器36的液面高度。

通过上述蓄水池1、营养液池2、液位控制器3、水表、输送管和植物栽培体6各部分的有机连接，相互作用，形成一个对植物生长非常有利的全自动长期稳定供液系统，该系统可用于多楼层植物种植的集中供液。本发明的一种液位自动控制的共享式植物供液系统是面向多个水平层面上、同一水平层面多个植物栽培体6的共享式集中供液系统，具体可面向家庭、单位、一栋楼范围内所有的植物栽培体的共享供液，可广泛应用于家庭、建筑物立面、顶面绿化，用于广场、街区、道路、高架桥的绿化，还可应用于田园农庄的苗圃蔬菜等大面积植物种植的长期稳定供水供肥。

Claims (10)

1.一种液位自动控制的共享式植物供液系统，包括水池(33)、输送管和植物栽培体(6)，其特征在于，位于高位层(29)的水池(33)的下部出水口连接到高位层(29)的液位控制器(3)，再连接到同一层的植物栽培体(6)和/或低位层(30)的液位控制器(3)，低位层(30)的液位控制器(3)的出水口通过输送管连接到所在水平层面上的植物栽培体(6)，所述植物栽培体(6)的底部部分是营养室(9)，液位控制器(3)内的液面高度与所在水平层面上营养室(9)的高度一致。

2.如权利要求1所述的液位自动控制的共享式植物供液系统，其特征在于，所述水池(33)包括蓄水池(1)和营养液池(2)。

3.如权利要求2所述的液位自动控制的共享式植物供液系统，其特征在于，所述蓄水池(1)顶部有集雨盖(12)和引水管(21)。

4.如权利要求2所述的液位自动控制的共享式植物供液系统，其特征在于，所述营养液池(2)的上部有一入水口安装有球阀(32)对外连接到相对高位的蓄水池(1)、上部低于球阀(32)所在水平面的位置有另一入水口安装有球阀(35)对外连接到自来水管(19)。

5.如权利要求1所述的液位自动控制的共享式植物供液系统，其特征在于，所述输送管包括营养液输送管(5)，所述营养液输送管(5)连接到用户端的部分即是户管(31)，所述户管(31)上连接有水表(27)、终端连接到植物栽培体(6)的营养室(9)。

6.如权利要求1所述的液位自动控制的共享式植物供液系统，其特征在于，所述植物栽培体(6)在一个或一个以上的水平层面上的同一水平层面上的数量为两个或两个以上，同一水平层面上两个或两个以上的营养室(9)由户管(31)连通，同一水平层面上的营养室(9)的高度一致。

7.如权利要求1所述的液位自动控制的共享式植物供液系统，其特征在于，所述植物栽培体(6)由营养室(9)、栽培基质(10)、纱网(11)和隔根网(39)构成，营养室(9)在栽培基质(10)下方，营养室(9)的顶部水平层面置放一纱网(11)，在纱网(11)的上面某一距离即栽培基质(10)的下部置放一隔根网(39)，在纱网(11)所在水平面上有对外的排水口(34)，所述营养室(9)内填充有河石或煤渣块、碎砖块等。

8.如权利要求1所述的液位自动控制的共享式植物供液系统，其特征在于，所述液位控制器(3)包括容器(8)和球阀(7)，容器(8)的入水口安装有球阀(7)，容器(8)的出水口连接营养液输送管(5)或户管(31)。

9.如权利要求1所述的液位自动控制的共享式植物供液系统，其特征在于，所述液位控制器(3)包括容器(36)、洗耳球(37)和浮板(38)，容器(36)顶部有入水口、下部有出水口，洗耳球(37)的尖端吸嘴粘闭成尖锥体，洗耳球(37)的球状体连着浮板(38)、尖锥体竖直向上对准容器(36)顶部的入水口。

10.如权利要求1所述的液位自动控制的共享式植物供液系统，其特征在于，所述低位层(30)包括低于高位层(29)一层以上的水平层面。

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