CN106212111A - 一种植物工厂系统 - Google Patents

一种植物工厂系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106212111A
CN106212111A CN201610620032.0A CN201610620032A CN106212111A CN 106212111 A CN106212111 A CN 106212111A CN 201610620032 A CN201610620032 A CN 201610620032A CN 106212111 A CN106212111 A CN 106212111A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
nursery
plant
plant factor
nutritional solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610620032.0A
Other languages
English (en)
Inventor
于吉波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Minghe Technology Research Science And Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Minghe Technology Research Science And Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Minghe Technology Research Science And Technology Co Ltd filed Critical Beijing Minghe Technology Research Science And Technology Co Ltd
Priority to CN201610620032.0A priority Critical patent/CN106212111A/zh
Publication of CN106212111A publication Critical patent/CN106212111A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/14Greenhouses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G31/02Special apparatus therefor
    • A01G31/06Hydroponic culture on racks or in stacked containers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general
    • A01G7/04Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A01G7/045Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/246Air-conditioning systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Abstract

本发明公开了一种植物工厂系统,包括保温室和控制系统,保温室内部设有种植架,种植架为立体多层结构,种植架包括育苗层和生长层,育苗层为水平层,生长层为倾斜式生长层,生长区营养液储存箱和育苗区营养液储存箱设置在种植架的底部,生长区营养液储存箱和育苗区营养液储存箱分别为生长层和育苗层提供营养液,控制系统包括光照系统,智能营养液添加系统、循环风机系统。本发明采用立体式结构,减轻了繁重的农业劳动,将农业种植进化为自动化植物工厂种植。土地利用率提高的同时节约用水量,减去了繁重的翻地、浇水、除草、施肥、打药等繁重的劳动工序,且远离雾霾、农药、远离虫害,实现安全、绿色、营养、美味的食品蔬菜工厂化种植。

Description

一种植物工厂系统
技术领域
[0001]本发明属于无土栽培技术领域,具体地,本发明涉及一种植物工厂系统。
背景技术
[0002]目前,我国的土地利用面积逐渐减少,要满足自给自足的情况下,种植业正面临严峻的挑战,农业技术人员只能通过无土栽培缓解土地紧张的压力。
[0003]现有的植物水培技术基本上都是室外种植,河流种植,湖泊种植等,也能保证植物的正常生长,但是阳光的正常光照时间8小时左右是远远不够的,而且都是依靠自然环境实现,因此环境的掌控方面很难确定,植物或蔬菜的生长期还是不能够得到有效的缩短。为了减轻繁重的农业劳动,将农业种植进化为自动化植物工厂种植。将土地利用率提高100-200倍,节约用水量至土地种植的五十分之一,减去了繁重的翻地、浇水、除草、施肥、打药等繁重的劳动工序,实现单体劳动力的50亩地的年种植量,且远离雾霾、农药、远离虫害,实现安全、绿色、营养、美味的食品蔬菜工厂化种植。
[0004]将自动化的理念应用于农业蔬菜种植,将繁重的农业劳动进化成现代化的工厂自动化生产形式,且彻底解决虫害农残问题,为未来现代化农业种植树立新的标杆。
[0005]但是,现有技术中的无土栽培技术在运行过程中仍然存在诸多不足:I)对空间利用率不高,仍然需要较大的占地面积;4)对栽培槽供液采用直接栗入方式,缺乏水流动,从而不利于植物根据对营养液的吸收;5)灯光系统采用直接照射,光照时间、波长等不能精确控制,导致其在栽种不同植物时,无法营造
出最合适的光照条件;6)缺乏相应的风循环系统,无法模拟自然界中的风吹效果,从而使得植物在生长过程中叶子不会摇摆,影响其蒸腾效果,不利于其生长;迫切需要一种能够解决上述问题的植物工厂系统,以便于大规模、工业化的对植物进行种植,以减缓对土地的压力。
[0006] 专利号为CN 201210158630.2的发明专利公开了一种植物工厂,主要由可变高植物栽培模块单元、按需式营养液自动供给块单元、可调节光源模块照单元、外壳部防护罩、制冷系统等组成。既可用于超市、餐厅自产自销多种植物性食物;亦可应用于高原、沙漠、地下、南北极和空间基地等特殊地带环境条件下,满足特殊环境下长期活动人员的植物性食物连续供给与空气净化需求,还可用于家庭自主生产新鲜蔬菜。但是该发明土地利用率较低,且并不能实现营养液的自主流动,对于光照、营养液、风速等也不了实现自主控制。
发明内容
[0007]为了克服以上现有技术中存在的问题,本发明提供一种植物工厂系统,包括保温室和控制系统,保温室内部设有种植架,种植架为立体多层结构,种植架包括育苗层和生长层,育苗层为水平层,生长层为倾斜式生长层,生长区营养液储存箱和育苗区营养液储存箱设置在种植架的底部,生长区营养液储存箱和育苗区营养液储存箱分别为生长层和育苗层提供营养液,控制系统包括光照系统,智能营养液添加系统、循环风机系统。本发明的植物工厂系统采用立体式结构,能增加单位面积内土地的利用率,流水式的水循环系统也能有效的保证了植物生长的营养环境,给予植物最佳的生长环境和营养需求。控制系统15为PLC控制系统,为植物工厂系统的核心,具体的说为可编程逻辑控制器,是一种采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。所有的控制程序都写在PLC控制系统中,操作控制可根据需要设计,可按钮操作,可液晶触摸操作,可与电脑通过组态软件操作等等,可以分别控制各个控制参数的设置及修改,各参数的数据监控。
[0008]优选的是,生长层呈之字形设置,生长层的倾斜角度为2°至10°,相邻生长层从一端向另一端呈逐渐靠近或逐渐分离的趋势。即相邻生长层呈“〈”形或“〉”形。
[0009]上述任一方案中优选的是,生长层具有水流输送功能,可以通过水流的流速使种植板在有倾斜角度的生长层进行输送移动的功能。
[0010]上述任一方案中优选的是,所述智能营养液添加系统包括电导率检测探头、Ph探头、药栗装置和液位探测装置中的至少一种。
[0011]上述任一方案中优选的是,所述循环风机系统包括自动排风风机、温湿度控制器和二氧化碳检测器。循环风机系统能够控制风速在0.3-0.5m/s。由于植物工厂内部为密闭的生长环境,Led灯的能耗能够转变为光能,也有绝大部分转换了热能,因此,保温室内部的温湿度环境必须要通过循环风系统进行调整,以保证植物的正常光合作用,保证给植物更好的生长环境。封闭的植物工厂系统,如果能实现大自然的风流效果,则可以给予植物更好的生长环境。因此,植物工厂系统通过循环风机系统,实现室内的风流循环,可以保证蔬菜的光合作用,同时,利用智能空调系统和排风系统,综合调控室内温湿度控制。合适的风速(0.3-0.5m/s)对于植物的光合作用也有很好的促进作用。0.3-0.5m/s即为风速区间,达到了 0.3m/s即可,不能超过0.5m/s。因为,如果达不到0.3m/s,则起不到通风除湿、有利于光合作用的目的。如果超过了 0.5m/s,则植株容易出现倒伏状态,而且风速过高,箱体内温湿度也得不到有效的保证,也不利于植物或者蔬菜生长的。
[0012]上述任一方案中优选的是,所述二氧化碳检测器放置于植物工厂内中间偏上的位置。
[0013]上述任一方案中优选的是,所述种植架为两层以上。
[0014]上述任一方案中优选的是,所述种植架为11层,包括三层育苗层和八层生长层。
[0015]上述任一方案中优选的是,所述育苗层设有三层分别为初期育苗层、二期育苗层和三期育苗层,一层为初期育苗层,二层为二期育苗层,三层为三期育苗层,四层至十一层为生长层,
上述任一方案中优选的是,所述生长层的各个层与层之间衔接有中转装置,中转装置能够有效储存上层流下来的营养液水流,使水流更加均匀和舒适。
[0016]上述任一方案中优选的是,所述中转装置安装在植物生长层的一端或两端。
[0017]上述任一方案中优选的是,所述中转装置包括蓄水池有的种植板可以为苯板托盘,蓄水池内的营养液积聚到一定高度后,营养液从蓄水池上的溢水片流入下层生长层。
[0018]上述任一方案中优选的是,所述生长层内设有营养液,营养液水流层的上方设有种植板,种植板用于种植从育苗层移植过来的幼苗体。
[0019]上述任一方案中优选的是,所述种植板采用轻体材质制作而成。
[0020]上述任一方案中优选的是,所述生长区营养液储存箱通过生长区营养液上水水路管道和生长区营养液下水水路管道与各个生长层连通并通过电磁阀进一步控制,育苗区营养液储存箱通过育苗区营养液上水水路管道和育苗区营养液下水水路管道与育苗层相互连通。
[0021 ]上述任一方案中优选的是,所述光照系统包括多个LED灯,每个LED灯由波长为450nm或660nm的灯珠组装而成。灯的间距是根据不同的蔬菜和植物种类设置的,不同长度波长的灯珠选择也是如此,所以,对于一般性的叶菜蔬菜来讲,灯间距在100mm,波长为460nm时较为适宜。对于想吃不同口感的蔬菜,则可通过增加其他波长的灯,进而达到调节菜品的口感度和生长周期的目的。
[0022]上述任一方案中优选的是,所述植物工厂系统设有正门和侧门,所述保温室内部设有洁净通道和操作区。
[0023]上述任一方案中优选的是,所述生长区营养液储存箱和育苗区营养液储存箱设置在种植架的底部。
[0024]上述任一方案优选的是,所述光照系统包括多个LED灯,每个LED灯由波长为450nm或660nm的灯珠组装而成,照明时间为16个小时。现有技术中虽然能够给予了植物生长必须的生长环境,但是,不能够给予植物生长每天的标准化生长和光照时间,使植物生长仅仅每天为8个小时左右的光合作用。按照国外科技手段的实验数据,植物生长最巅峰的生长时间为16个小时,少于16个小时,则光照时间不够,增加植物生长期时间,多于了 16个小时,则对于植物的光合作用也没有了用处,因此,标准的16个小时的光照时间还是必要的。通过现代的led照明技术,结合植物生长所需灯光波长等因素,给予合适的光照,不同波长比例的光照,各生长期不同采用不同波长的光照等特点,给予植物最好的成长环境,让植物缩短生长期,增加光合作用利用率等。分别利用足够长度的led灯进行铺设,合适的灯间距,以及不同波长的灯珠的混合搭配利用,有效控制植物各不同的生长阶段的灯光需求。标准的灯光照射时间为16小时。这样的时间设置既能保证植物的光合作用,又能大大缩短植物的成熟期。
[0025]上述任一方案优选的是,所述循环风机系统包括自动排风风机和温湿度控制器,本发明还提供一种植物工厂系统的使用方法,包括保温室和控制系统,保温室内部设有种植架,种植架为立体多层结构,种植架包括育苗层和生长层,育苗层为水平层,生长层为倾斜式生长层,生长区营养液储存箱和育苗区营养液储存箱设置在种植架的底部,生长区营养液储存箱和育苗区营养液储存箱分别为生长层和育苗层提供营养液,控制系统包括光照系统,智能营养液添加系统、循环风机系统。本发明的植物工厂系统采用立体式结构,减轻了繁重的农业劳动,将农业种植进化为自动化植物工厂种植。将土地利用率提高100-200倍,节约用水量至土地种植的五十分之一,减去了繁重的翻地、浇水、除草、施肥、打药等繁重的劳动工序,实现单体劳动力的50亩地的年种植量,且远离雾霾、农药、远离虫害,实现安全、绿色、营养、美味的食品蔬菜工厂化种植。本发明彻底解决虫害农残问题,为未来现代化农业种植树立新的标杆,主要具有以下优点。
[0026] 1、减轻繁重的农业劳动;
2、大幅度提尚土地的利用率;
3、大幅度提高水资源的利用;
4、彻底解决蔬菜的安全问题; 5、提高土地利用率的同时,将绿色农业种植扩展到城市种植,大大节省了城市蔬菜运输成本,以及对环境的污染;
6、水培蔬菜可长时间储存,大大减少了浪费;
7、使蔬菜种植不受地域及恶劣环境的限制;
8、将尖端的农业高科技技术实用化,工业化。
附图说明
[0027]图1是按照本发明的一种植物工厂系统一优选实施例的局部结构示意图。
[0028]图2是按照本发明的一种植物工厂系统一优选实施例的另一局部结构示意图。
[0029]图3是图1的内部结构示意图。
[0030]图4是按照本发明的一种植物工厂系统一优选实施例的营养液循环的管路设定及营养液的循环线路。
[0031]图5是本发明的一种植物工厂系统一优选实施例的外部结构示意图。
[0032]图6是本发明的一种植物工厂系统一优选实施例的种植的步骤及其方法示意图;
图7是本发明的一种植物工厂系统一优选实施例的局部结构示意图;
图8是本发明的一种植物工厂系统一优选实施例的另一局部结构示意图;
图9是按照本发明的一种植物工厂系统的应用实例,A为植物工厂内部应用实例图,B为植物工厂外部应用实例图,C为生长层应用实例,D为育苗层应用实例,E为控制系统应用实例,F为植物工厂内部应用实例。
具体实施方式
[0033]为了更好理解本发明的技术方案和优点,以下通过具体实施方式,并结合附图对本发明做进一步说明。
[0034] 实施例1.1
如图1-图4所示,为了克服以上现有技术中存在的问题,本发明提供一种植物工厂系统,包括保温室I和控制系统15,保温室I内部设有种植架2,种植架2为立体多层结构,种植架2包括育苗层7和生长层3,育苗层7为水平层,生长层3为倾斜式生长层,生长区营养液储存箱4和育苗区营养液储存箱5设置在种植架2的底部,生长区营养液储存箱4和育苗区营养液储存箱5分别为生长层3和育苗层7提供营养液,控制系统15包括光照系统16,智能营养液添加系统17、循环风机系统18。控制系统15为PLC控制系统。
[0035] 光照系统16包括多个LED灯,每个LED灯由波长为450nm或660nm的灯珠组装而成,照明时间为16个小时。本发明通过现代化的led灯光技术,精选波长为450nm,660nm的灯珠,进行严格筛选,组装,实现led灯光波长适合植物生长的光合作用环境。本设备的供电电压为单相220V,经过led灯开关电源(将交流单相220V电压转化为直流24V电压),给led灯管提供直流24v安全电压,满足Ied灯的供电需求。实验数据表明,植物接收I ed灯光照射16小时为最佳合理照射时间,因此,通过智能程序控制,调控植物进行光照的时间长度等等。
[0036]植物进行光合作用的光照和标准光照时间;植物工厂为框架式结构,在每层的顶层部分,分别利用足够长度的led灯进行铺设,合适的灯间距,以及不同波长的灯珠的混合搭配利用,有效控制植物各不同的生长阶段的灯光需求。标准的灯光照射时间为16小时。这样的时间设置既能保证植物的光合作用,又能大大缩短植物的成熟期。光照系统实现方式:通过led专用开关电源将AC220V电压转换为DC24V电压,给DC24V灯条提供光源电源,用DC24V的目的是为了使led灯条电压为安全电压范围之内。通过灯条间距为70mm的最终实验间距将灯条均匀地密铺在水循环系统种植层的下方,给种植层下方的植株提供光合作用的光源。
[0037]如图2所示,智能营养液添加系统17分布在种植架2的最下方,为营养液储存箱内部营养液的浓度进行监控和浓度控制、调节,分为检测系统:1、电导率检测探头171—负责检测营养液内部电导率数值,此数值即表示为营养液的浓度变化值。2、Ph探头-172—负责营养液Ph值的检测,此探头检测的数值为营养液中酸碱度的测量值。3、药栗装置173-—由三个耐酸碱超高精度的非潜入式水栗174构成,分别是营养液A,营养液B和ph降低剂组成。
(I)、营养液A和营养液B两种营养液的比例为固定比例,当电导率检测探头171检测到浓度小于设定值时,会通过药栗装置173自动添加营养液A或营养液B,直到达到设定值。(2)、当电导率检测探头171检测营养液的浓度达到设定值时,此时Ph探头172监测营养液中的酸碱度,酸碱度的值一般的情况下呈上升趋势,Ph探头172检测超过了 ph值的额定值,则通过药栗装置173自动为营养液添加ph降低剂,中和酸碱度,保证营养液的ph值,使营养液的酸碱度达到营养液设定范围之内。这样,能够有效的提高植物对营养液的吸收,能够为智能植物工厂提供不间断的营养液供给,使植物工厂内真正实现了无人化控制管理。操作简便,容易实施,且营养液的自动水床式循环系统,更是保证了各层营养液的均匀度,使植物能够持续生长。药栗装置173通过控制线连接PLC控制系统,通过药液管路175分别和营养液A、营养液B和ph降低剂的非潜入式水栗174连接,药液管路175的一端直接延伸至营养液储存箱(生长区营养液储存箱或种植区营养液储存箱)上部。智能营养液添加系统17也可以进一步设置液位探测装置176,当探测到营养液储存箱内的液位低于设定值时,系统控制自行添加营养液,营养液从备用药液箱体19内通过箱体连通管路20进入营养液储存箱从而实现自动添加的功能。
[0038]如图1所示,循环风机系统18包括自动排风风机181、温湿度控制器182和二氧化碳检测器183,循环风机系统18能够控制风速在0.3-0.5m/s。循环风机系统18通过温湿度控制器182的设置,调整好自动排风风机181的运转时间和运行区间。当然这里也可以加入空调系统,自动调节植物工厂内部温室的温湿度。使内部植物始终处在一个生长最佳的环境之中。循环风机系统18由两个自动排风风机181构成,分别位于植物工厂的两侧,这样的设置位置目的是为了让植物工厂内部形成循环风,即循环风机风向为相反的方向。循环风机系统实现了室内的风流循环,同时,利用自动排风风机和温湿度控制器,可以保证蔬菜的光合作用,给植物提供更好的生长环境。
[0039]当植物工厂内温湿度达到设定值最高值时,则通过PLC控制系统的程序控制,打开自动排风风机181,降低室内温度和湿度。当室内温湿度达到了设定的最低值时,则停止自动排风风机181的运行,这样的设定,就能保证室内的温湿度总是在植物生长的最适合的范围之内。温湿度的控制也能很好的加快植株的成熟期,达到一点时间内的增产效果。
[0040] 二氧化碳,众所周知在植物生长过程中,也是光合作用的一个关键因素之一,因此,使棚内的二氧化碳浓度达到I OOOppm的浓度的时候,能够使植物更好的进行光合作用。当二氧化碳的浓度低于10ppm浓度时,植物光合作用停止,进入休眠状态,所以当二氧化碳的浓度低于设定值浓度时,循环风机系统启动自动排风风机,让植物工厂内部与外部空气交换,并在内部形成循环风。当二氧化碳检测器183检测到植物工厂内二氧化碳浓度低于设定值得最低值时,控制系统15控制电磁阀1184打开,二氧化碳储气罐21内的二氧化碳气体通过进气管22源源不断的补充到室内,在补充的过程中,二氧化碳发生器23则不断产生二氧化碳并通过导气管24输送到二氧化碳储气罐21内,当二氧化碳检测器183探测到二氧化碳气体浓度超过设定值的最高值时,则关闭电磁阀184,停止植物工厂内内二氧化碳的供给,保证植物工厂内二氧化碳浓度总是在设定范围之内。保证植物正常生长需要,增加光合作用。有利于植物加快生长,缩短成熟期,切植株生长比较健康,壮实。
[0041 ]保温室内部设有种植架2,如图4所示,种植架2包括育苗层7和生长层3,生长层3呈之字形设置,生长层3的倾斜角度为3°,相邻生长层3从一端向另一端呈逐渐靠近或逐渐分离的趋势。
[0042]种植架2为11层,包括三层育苗层7和八层生长层3。育苗层7设有三层分别为初期育苗层71、二期育苗层72和三期育苗层73,一层为初期育苗层71,二层为二期育苗层72,三层为三期育苗层73,四层至十一层为生长层3。育苗层7内设有海绵74,海绵74内设有凹坑75,用于固定待育苗种子。
[0043]生长区营养液储存箱4通过生长区营养液上水水路管道10和生长区营养液下水水路管道11与各个生长层连通并通过电磁阀1114进一步控制,育苗区营养液储存箱5通过育苗区营养液上水水路管道12和育苗区营养液下水水路管道13与育苗层相互连通。
[0044]生长层3内设有营养液,营养液水流层的上方设有种植板,种植板用于种植从育苗层7移植过来的幼苗体。种植板采用轻体材质制作而成。种植板可以采用泡沫板或珍珠棉板等能漂浮在水面上的轻体材质制作。生长层3具有水流输送功能,可以通过水流的流速使种植板在有倾斜角度的生长层3进行输送移动的功能。
[0045]另外,通过长时间的种植实验数据得出不同植物标准的植物生长株距。通过设计、开模具、注塑等工艺制作了种植板。
[0046]种植板不仅具备标准的植物生长株距,还具备育苗模式密集型株距控制,这样,能够有效利用合理的株距控制进行育苗供给,让育苗系统能够充分满足植物工厂独立需求。
[0047]种植架2采用立体多层结构,其中,一层,二层为半层,分别是育苗层中的初期育苗71与二期育苗层72,三期育苗层73为水平层。从第四层起,属于生长层3,8层的倾斜式生长层,倾斜角度为3°,这样的倾斜角度有利于营养液在生长层3中的流动,并将营养液水流的流速控制在数据范围之内,这样的控制有利植物根系对营养液的补充和吸收。水流层的上方为轻体材质的种植板,种植板上有从育苗层7移植过来的幼苗体,这样的结构设计,可以充分利用营养液水流将种植板从生长层3的高端输送至低端部分,达到输送过程,并且输送过程中无损伤。
[0048] 8层的分层结构设计,可分阶段分层种植不同的菜品和植物,这样能够达到阶梯式的收货成熟蔬菜。每一层的可独立的操作控制,可以分别控制各层的开关与模式切换。更加灵活,更加方便。实现了植物工厂内部各个生长环境的精准控制,让植物无时无刻处在一个生长环境的最巅峰状态下成长。可有效缩短植物的生长期和成熟期,充分利用空间优势,达到高产的目的。
[0049]采用种植架2种植蔬菜的步骤及其方法如图6所示, 1、首先将初期育苗层71的海绵74完全浸入水中,用力捏海绵74,使海绵74体充分吸收足够的水分。
[0050] 2、将两粒种子放入海绵74的凹坑75之内,确保种子既能吸收到水分,又能接触到空气,切不可使种子完全浸入水中,或者完全吸收不到水分,这样影响种子的发芽率。
[0051] 3、播种十日之后,即可对幼苗进行第一次的移苗,移苗至二期育苗层72或三期育苗层73,移苗前对幼苗进行筛选,留下最壮实的一个幼苗即可。筛选的标准为根茎粗壮,茎叶发达。
[0052] 4、15-20日之间,或者当幼苗长大至60mm左右的时候,可以进行第二次的移苗,移苗至生长层3,让幼苗有足够的生长空间。进行第二次了移苗基本上就不再进行移苗了,直至植株成熟为止。
[0053]本发明给予植物的营养液是通过合适剂量的生物肥料进行施种。植物工厂的框架为层式结构,通过如图4所示的营养液循环的管路设定及营养液的循环线路,均匀给予各层植物提供养分。
[0054]本发明的目的在于将广阔的农业种植技术升级为现代化的工业化生产。种植更加放心、绿色、营养、美味的绿色蔬菜。让高效、绿色、节能,智能化的现代工厂种植得到有效的推广,服务于社会。
[0055]本发明利用led灯光直接给予蔬菜光照,通过智能营养液添加系统自动添加控制,保证植物光合作用的营养供给。通过固定时间的光照强度及不同的波长光照,使植物或者蔬菜达到极限的生长模式。通过循环风机系统的合适风速及排风量、全自动的温湿度控制、营养液的水温控制、营养液的Ph值控制、酸碱度控制,也能很好的保证植物或蔬菜的生长环境。植物或蔬菜能在室内立体植物工厂内,甚至更严峻的环境下继续生长,完全摆脱了自然环境中不利因素的束缚。
[0056]如图9所示,按照本发明的一种植物工厂系统的应用实例,A为植物工厂内部应用实例图,B为植物工厂外部应用实例图,C为生长层应用实例,D为育苗层应用实例,E为控制系统应用实例,F为植物工厂内部应用实例。
[0057] 实施例2.1
与实施例1.1不同的是,所述生长层3呈之字形设置,生长层3的倾斜角度为2°,相邻生长层3从一端向另一端呈逐渐靠近或逐渐分离的趋势。
[0058] 实施例2.2
与实施例1.1不同的是,生长层3呈之字形设置,生长层3的倾斜角度为2°至5°,相邻生长层3从一端向另一端呈逐渐靠近或逐渐分离的趋势。
[0059] 实施例3.1
与实施例1.1不同的是,营养液浓度不满足植物生长需求之后,通过智能营养液添加系统17,主动增加自来水,增加至设定液位后,通过药栗装置173给予营养液箱体增加各营养液成分,增加剂量为计算设定值,然后,Ph探头172测量箱体内溶液的ph值,是否符合标准营养液的数值。符合数值,则不添加Ph值降低液,不符合数值,则添加相应计量的ph降低液,达到标准溶液PH值即可。ph降低液具体成分为一定浓度的磷酸。
[0060] 实施例4.1
与实施例1.1不同的是,二氧化碳检测器183放置于植物工厂内中间偏上的位置,由于二氧化碳的比重比空气要大,所以,二氧化碳检测器183放在中间偏上位置,这样的数据比较准确,再通过自动排风风机181的循环风作用,可以做到室内二氧化碳浓度均衡的目的。
[0061] 实施例5.1
与实施例1.1不同的是,各生长层3层与层之间的水流过度,衔接需要有一个中转装置26,安装在植物生长层的最末端,中转装置26可有效储存上层流下来的水流,使本层的水流更加均匀和舒适,原理就像是河流的水坝,让从上游下来的水流均匀,少量蓄水,即使遇到突然断电和电力供应不足的情况,也能灵活应对。此装置为了平衡上层水流进入下层时能够得到更加均匀的水流而设置,能够有效的保证各层与层之间的水流衔接,使各层水流均衡,抑制水流,防止水流外溅的功用。种植架的生长层各层与层之间依靠中转装置26衔接,如图7和图8所示,中转装置26可以设置在生长层的一端或两端同时设置,中转装置26包括长方形蓄水池261,中转装置26安装在植物生长层3的两端或一端,生长层内部设有的种植板可以为苯板托盘,苯板托盘的周围设有苯板挡片27和挡水片28,挡水片28用于提高营养液的水位,营养液从上层苯板托盘下部流入一端的蓄水池261内,蓄水池261内的营养液逐渐积聚,积聚到一定高度后,从蓄水池261上的溢水片262流入下层苯板托盘下部,依次类推,逐层循环,营养液的流向呈“S”形或“〈”形或“〉”形(如图4所示),实践证明“〈”形或“〉”形的设计,更有利于营养液的均匀供给。
[0062] 实施例6.1
与实施例1.1不同的是,植物工厂内部设有洁净通道操作区6,外部设有正门8和侧门9。
[0063] 实施例7.1
与实施例1.1不同的是,保温室采用轻体保温材质的墙体机构。
[0064] 实施例8.1
与实施例1.1不同的是,生长层呈之字形设置,生长层的倾斜角度为5°。
[0065] 实施例9.1
与实施例1.1不同的是,生长层呈之字形设置,生长层的倾斜角度为8°。
[0066]需要说明的是,以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种植物工厂系统,包括保温室和控制系统,其特征在于,保温室内部设有种植架,种植架为立体多层结构,种植架包括育苗层和生长层,育苗层为水平层,生长层为倾斜式生长层,生长区营养液储存箱和育苗区营养液储存箱分别为生长层和育苗层提供营养液,控制系统包括光照系统,智能营养液添加系统、循环风机系统。
2.如权利要求1所述的一种植物工厂系统,其特征在于:所述生长层呈之字形设置,生长层的倾斜角度为2°至10°,相邻生长层从一端向另一端呈逐渐靠近或逐渐分离的趋势。
3.如权利要求1所述的一种植物工厂系统,其特征在于:所述智能营养液添加系统包括电导率检测探头、Ph探头、药栗装置和液位探测装置中的至少一种。
4.如权利要求1所述的一种植物工厂系统,其特征在于:所述循环风机系统包括自动排风风机、温湿度控制器和二氧化碳检测器。
5.如权利要求4所述的一种植物工厂系统,其特征在于:所述二氧化碳检测器放置于植物工厂内中间偏上的位置。
6.如权利要求1所述的一种植物工厂系统,其特征在于:所述种植架为两层以上。
7.如权利要求1或6所述的一种植物工厂系统,其特征在于:所述种植架为11层,包括三层育苗层和八层生长层。
8.如权利要求7所述的一种植物工厂系统,其特征在于:所述育苗层设有三层分别为初期育苗层、二期育苗层和三期育苗层,一层为初期育苗层,二层为二期育苗层,三层为三期育苗层,四层至十一层为生长层。
9.如权利要求7所述的一种植物工厂系统,其特征在于:所述生长层的各个层与层之间衔接有中转装置,中转装置能够有效储存上层流下来的营养液水流,使水流更加均匀和舒适。
10.如权利要求1所述的一种植物工厂系统,其特征在于:所述生长区营养液储存箱通过生长区营养液上水水路管道和生长区营养液下水水路管道与各个生长层连通并通过电磁阀进一步控制,育苗区营养液储存箱通过育苗区营养液上水水路管道和育苗区营养液下水水路管道与育苗层相互连通。
CN201610620032.0A 2016-07-30 2016-07-30 一种植物工厂系统 Pending CN106212111A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610620032.0A CN106212111A (zh) 2016-07-30 2016-07-30 一种植物工厂系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610620032.0A CN106212111A (zh) 2016-07-30 2016-07-30 一种植物工厂系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106212111A true CN106212111A (zh) 2016-12-14

Family

ID=57535812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610620032.0A Pending CN106212111A (zh) 2016-07-30 2016-07-30 一种植物工厂系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106212111A (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107278705A (zh) * 2017-07-25 2017-10-24 于葵 生态植物工厂
CN107637342A (zh) * 2017-09-20 2018-01-30 苏州汉克山姆照明科技有限公司 一种植物育苗生长舱
CN107960316A (zh) * 2017-11-05 2018-04-27 怀化学院 一种基于物联网的地下植物工厂
CN108873988A (zh) * 2018-06-13 2018-11-23 铜仁学院 一种基于湿敏传感器的智能花卉种植系统
CN109076829A (zh) * 2018-07-30 2018-12-25 安徽东华农业科技开发股份有限公司 一种适用于岛礁种植的独立全自动植物工厂
CN109076828A (zh) * 2018-07-30 2018-12-25 安徽东华农业科技开发股份有限公司 一种自带光伏发电系统的全自动植物工厂
CN109220764A (zh) * 2018-10-24 2019-01-18 北京大学宽禁带半导体研究中心高安研究院 植物工厂蔬菜种植系统及装备
CN110121265A (zh) * 2017-06-14 2019-08-13 成长方案技术有限责任公司 用于利用针对生长舱的发光二极管方案的系统和方法
CN110199861A (zh) * 2019-06-26 2019-09-06 湖南农业大学 一种芹菜的雾化栽培方法
CN110574593A (zh) * 2019-10-18 2019-12-17 福建省莆田市三月三农业科技有限公司 一种全自动蔬菜工厂
CN111399470A (zh) * 2020-04-29 2020-07-10 中国建材国际工程集团有限公司 一种植物工厂控制系统
CN112167045A (zh) * 2020-11-09 2021-01-05 爱莱特(深圳)生物科技有限公司 一种按植物生长周期的自动化育苗方法及种植设备
CN112166890A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 扬州大学广陵学院 一种垂直多层植物工厂全流程自动化生产系统
CN113692887A (zh) * 2021-09-18 2021-11-26 上海德环实业有限公司 以移动式集装箱为基础的全自动植物培育生产基地
CN114051918A (zh) * 2021-11-15 2022-02-18 中国农业科学院都市农业研究所 一种用于增强植物产量相关性状的照护装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201167504Y (zh) * 2008-02-01 2008-12-24 上海绿世绿化工程有限公司 节能型垂直绿化浇灌及蓄水构件
CN203206878U (zh) * 2013-03-14 2013-09-25 江苏农林职业技术学院 一种微型植物工厂
CN204146134U (zh) * 2014-07-11 2015-02-11 江苏绿港现代农业发展股份有限公司 复合型水培槽
CN104429722A (zh) * 2014-11-17 2015-03-25 福建农林大学 基于植物特征光谱led照明的多功能育苗床
CN204682107U (zh) * 2015-06-09 2015-10-07 热作两院种苗组培中心 一种植物自动水培装置
CN204837273U (zh) * 2015-07-31 2015-12-09 潍坊友容实业有限公司 一种育苗装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201167504Y (zh) * 2008-02-01 2008-12-24 上海绿世绿化工程有限公司 节能型垂直绿化浇灌及蓄水构件
CN203206878U (zh) * 2013-03-14 2013-09-25 江苏农林职业技术学院 一种微型植物工厂
CN204146134U (zh) * 2014-07-11 2015-02-11 江苏绿港现代农业发展股份有限公司 复合型水培槽
CN104429722A (zh) * 2014-11-17 2015-03-25 福建农林大学 基于植物特征光谱led照明的多功能育苗床
CN204682107U (zh) * 2015-06-09 2015-10-07 热作两院种苗组培中心 一种植物自动水培装置
CN204837273U (zh) * 2015-07-31 2015-12-09 潍坊友容实业有限公司 一种育苗装置

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110121265A (zh) * 2017-06-14 2019-08-13 成长方案技术有限责任公司 用于利用针对生长舱的发光二极管方案的系统和方法
CN107278705A (zh) * 2017-07-25 2017-10-24 于葵 生态植物工厂
CN107637342A (zh) * 2017-09-20 2018-01-30 苏州汉克山姆照明科技有限公司 一种植物育苗生长舱
CN107960316A (zh) * 2017-11-05 2018-04-27 怀化学院 一种基于物联网的地下植物工厂
CN108873988A (zh) * 2018-06-13 2018-11-23 铜仁学院 一种基于湿敏传感器的智能花卉种植系统
CN109076829A (zh) * 2018-07-30 2018-12-25 安徽东华农业科技开发股份有限公司 一种适用于岛礁种植的独立全自动植物工厂
CN109076828A (zh) * 2018-07-30 2018-12-25 安徽东华农业科技开发股份有限公司 一种自带光伏发电系统的全自动植物工厂
CN109220764A (zh) * 2018-10-24 2019-01-18 北京大学宽禁带半导体研究中心高安研究院 植物工厂蔬菜种植系统及装备
CN110199861A (zh) * 2019-06-26 2019-09-06 湖南农业大学 一种芹菜的雾化栽培方法
CN110574593A (zh) * 2019-10-18 2019-12-17 福建省莆田市三月三农业科技有限公司 一种全自动蔬菜工厂
CN110574593B (zh) * 2019-10-18 2021-07-13 福建省莆田市三月三农业科技有限公司 一种全自动蔬菜工厂
CN111399470A (zh) * 2020-04-29 2020-07-10 中国建材国际工程集团有限公司 一种植物工厂控制系统
CN112166890A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 扬州大学广陵学院 一种垂直多层植物工厂全流程自动化生产系统
CN112167045A (zh) * 2020-11-09 2021-01-05 爱莱特(深圳)生物科技有限公司 一种按植物生长周期的自动化育苗方法及种植设备
CN113692887A (zh) * 2021-09-18 2021-11-26 上海德环实业有限公司 以移动式集装箱为基础的全自动植物培育生产基地
CN114051918A (zh) * 2021-11-15 2022-02-18 中国农业科学院都市农业研究所 一种用于增强植物产量相关性状的照护装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106212111A (zh) 一种植物工厂系统
CN103918540B (zh) 家用智能植物种植箱
CN207519358U (zh) 一种多层智能自动水培种植系统
CN203590790U (zh) 一种一体式智能控制植物培育设备
CN101743861B (zh) 植物育苗机
CN201571378U (zh) 植物育苗机
CN104255343B (zh) 日光型多层潮汐式绿叶菜工厂化生产系统
CN203748378U (zh) 家用智能植物种植箱
CN104472335A (zh) 一种用于花卉生产的温室型植物工厂系统
WO2014185816A1 (ru) Солнечный био-вегетарий
CN104303983A (zh) 植物室内栽培系统
CN204070032U (zh) 可移动植物led光照循环水培装置
CN105210841A (zh) 以城镇家庭为生产单元的种植养殖箱
CN204168858U (zh) 植物室内栽培系统
CN104542231A (zh) 家庭立体式农业工厂
CN202310800U (zh) 智能新型多层式多段密植栽培装置
CN101803560A (zh) 一种栽培蔬菜的水耕系统与应用
CN102754573B (zh) 一种家电型育苗箱及其育苗方法
CN201504465U (zh) 多层式多段密植栽培装置
CN205161424U (zh) 以城镇家庭为生产单元的种植养殖箱
CN204968847U (zh) 一种喷雾式供液栽培种植系统
CN104488585B (zh) 自供能源现代化立体农业培育系统
CN207151504U (zh) 植物培养箱
CN205266543U (zh) 一种农业植物现代水培装置
CN108834681A (zh) 一种组合型装备化多功能光照种植工厂

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161214