CN106572639A - 模块化容器和模块化灌溉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模块化容器或灌溉模块，以及通过配置至少两个所述模块得到的模块化灌溉系统。所提出的模块化灌溉系统包括至少两个本发明的灌溉模块，并通过竖直地堆叠这些模块，所述系统能够用于形成连续流灌溉系统，在连续流灌溉系统中，多余灌溉水被再循环，蒸发损失能够最小化。类似地，本发明的模块和系统能够用于形成可持续的构造系统，在该可持续的构造系统中，多个灌溉系统配置为形成不同建筑元件，例如绿墙、绿柱、直立花园等等。

Description

模块化容器和模块化灌溉系统
技术领域
本发明涉及模块化灌溉容器以及通过配置至少两个所述模块化容器得到的模块化灌溉系统。所提出的模块化灌溉系统包括至少两个本发明的模块化灌溉容器(以下称为模块)，并通过竖直地堆叠这些模块，该系统能够用于形成连续流灌溉系统，在连续流灌溉系统中，多余灌溉水被再循环，蒸发损失能够最小化。类似地，本发明的模块和系统能够用于形成可持续的构造系统，在该可持续的(sustainable)构造系统中，多个灌溉系统配置为形成不同建筑元件，例如绿墙、绿柱、直立花园等等。
本发明的模块和模块化系统不仅可用于局部灌溉，还可以用于化学物质应用，例如与灌溉水一起，通过至灌溉头部的局部供应，用于化肥或土壤改良，在相关技术领域已知作为灌溉施肥应用。
背景技术
已知可堆叠的花盆支架或花架，其允许设计直立花园或绿墙，并基于用于每一个花盆支架或花架的水收集管子和管道的配置，集成自动或自发的灌溉系统。这些已知系统包括连接到水供应网络或储水器中水积聚的管子的安装，所述系统中的管子的安装为了这样的目的而提供：承担(entail)安装费用和人力或者对植物有害的多余水分的风险。
例如，专利文件EP1599087B1，描述用于植物的灌溉系统，该系统包括至少一个细长的植物水槽、主管和多个开口，在所述多个开口中包括多个支管，所述多个支管将所述主管连接到分布在纵向方向并位于植物水槽底部的开口(22)，此外，所述主管连接到用于供应和排放水的装置，其中，通过调节所述主管中的水压调节水含量。
专利文件ES1028581描述了一种通过相当低的隔离物方式由具有竖直外部法兰的托盘形成的模块化花盆支架，所述支架设置在上部，朝着没有边缘的翼区域的外侧暴露，在下部区域上配置有几个补强或挡边，在所述几个补强或挡边上总成放置为挨着水平表面，所述支架的内部中心区域具有圆形突出，所述圆形突出的上面以及位于所述圆形突出的中心点露出截头圆锥配置，几条有孔的线作为配置在侧区域上的叠加模块的水通道，在侧区域中由所述底座形成一台阶，其中所述模块配置为空心圆柱体，所述空心圆柱体设置有与主体连通的半圆形法兰，法兰横向地配置在设置有竖直调整片和凹口的下部区域，所述法兰的调整片适配为堆叠配置在接近口部的外部区域中的同一个。
发明内容
本发明提供的模块和模块系统解决了出现的技术问题，并通过可堆叠模块化的容器和竖直模块化的系统，满足提供连续不间断灌溉的需要，因为其允许更好的水和/或化肥利用、减少高百分比的蒸发损失、通过消除用于每一株植物的管道或管子来简化灌溉和确保对于每一株植物的水/或化肥的均匀分布，例如通过加入水位控制装置。另一方面，为了在上层带走可能的养分和浓缩的盐饱和度以及防止由于微细根部带来的可能阻塞，本发明的模块通过从模块上部喷射的方式允许提高基质的浇水和冲洗。类似地，所述模块和所述模块系统允许增加每平方米培育的植物数目、使得空间最大化并节省成本。
在本说明书中，关于本文本中的术语“水”，用于非限制方式，一般理解为灌溉水，该灌溉水能够可选择地包括其它物质，例如化肥、养分、土壤改良剂等等。类似地，本文的术语“灌溉”和“灌溉施肥”一般指的是“灌溉”或可互换使用。
因此，一般来说，本发明的模块基本上基于第一容器形成，所述第一容器用来容纳植物所需的基质并包括使得所述基质的冲洗更加容易的储水器，所述第一容器的外壁上具有一个或多个侧孔，在所述上一种情况下，于外壁的不同高度上，一个或多个侧孔用于在其中配置植物或种子并允许它们生长出去，进入外部环境。
第二容器配置在所述第一容器内侧的中心处，所述第二容器允许水通到储备槽并包括栅栏装置以防止根部通过。所述第二容器的内侧配置有管子，所述管子具有封闭上端，管子的上部终端区域具有一个或多个通孔，用于使多余的水通过到达紧接配置在下游的元件。所述第一容器的下部底座还包括储备槽，也就是一空间，一旦灌溉结束，该空间通过排水格栅状隔板元件使得灌溉水与基质分开，防止灌溉水与基质直接接触，除了允许通过毛细作用捕获包含在储备槽中的水的吸水元件或芯。
所述第一容器的上部适配为一元件的支架，该元件操作上作为测量托盘和/或作为两个模块之间的隔板，下文称为隔板元件。为了收集可能出现在第一容器中的多余水，第一容器具有集水槽，所述集水槽的目的是允许重新使用多余水用于新的灌溉，要么通过人工，要么通过包含允许将水携带到系统的最高点的泵水系统。
因此，本发明的竖直可堆叠的模块允许限定一模块系统，在所述模块系统中上述元件和容器垂直堆叠在另一个的顶部。
附图说明
以下基于本发明的实施例并参考附图描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的模块系统的实施例的透视示意图，示出了几个竖直可堆叠的模块、隔板元件和集水槽；
图2示出了本发明的模块的剖视图；
图3示出了集水槽的视图：图3a示出了剖视图，图3b示出了外部视图；
图4示出了隔板元件的视图：
图5示出了根据图1的灌溉模块内侧的视图；
图6示出了根据图1的排水格栅/隔板元件的透视图；
图7示出了根据本发明的系统的实施例；
图8示出了根据本发明的另一个系统的实施例。
具体实施方式
尽管本说明书和附图示出了根据本发明的具有基本上为圆柱体外部形状的可堆叠模块，但是本发明不限于所述模块的该一般形状的使用，所述模块可以具有任何合适的外部形状。
如图1所示，每一个模块(1)基于第一容器(2)形成，第一容器(2)用来容纳植物所需的基质。所述基质可以是任何适合于待容纳的植物生长的基质，例如：泥炭、植物纤维原料、硅砂、蛭石等等，及其混合物。
模块(1)里面还容纳第二容器(8)、储备槽(400)和排水格栅状隔板元件(81)，在优选实施例中，第二容器(8)具有水可渗透的侧壁，所述排水格栅状隔板元件(81)防止灌溉水与基质直接接触，除了允许通过毛细作用捕获包含在所述储备槽中的水的吸水元件或芯。
该第一容器(2)在其竖直外壁上具有一个或多个侧孔(3)，在所述上一种情况下，于外壁的相同或不同高度上，一个或多个侧孔(3)用于在其中配置植物或种子并允许它们生长出去，进入外部环境。尽管附图中所示实施例的侧孔(3)具有基本上为椭圆的形状，但是这些孔可以具有设置为执行此处所述功能的任何合适形状。也可以通过桥状的管子将一些侧孔(3)用于几个模块系统的相互连接，从而形成网格、墙壁或其它构造形式，或者使用附接件更容易地将系统结合在一起，该附接件能够相应地匹配这些孔。
第一容器(2)的上部用作隔板元件(110)的支架，隔板元件(110)通过隔板元件(110)的下部以密封方式连接到第一容器(2)的上部，以下将更详细地描述。
对容器(2)的下部底座的中心区域穿孔，以允许水流通过第二相接的下部的模块(1)或者允许第一容器(2)的可能的多余水份移动到储备槽(400)上，在具有不止一个模块(1)的模块系统的情况下，容器(2)的下部底座的中心区域以密封方式连接到第二相接的下部模块(1)，储备槽(400)基本上为模块(2)内侧的独立空间，植物未使用的水积聚在储备槽(400)中，以下将更详细地描述。
参考附图2，在所述第一容器(2)内侧的中心配置有第二容器(8)，第二容器(8)的侧壁优选地为水可渗透的。在优选实施例中，通过容器(8)侧壁上制作的孔实现容器(8)侧壁的渗透性，或者在另一优选实施例中，容器(8)的侧壁设计为网格或栅栏的形式以确保所述渗透性，并不限制制成容器(8)的侧壁的材料，只要该材料允许水流通过并防止根部经过进入容器(8)即可。
在第二容器(8)中或者沿着第二容器(8)的其中一个侧壁，所述第二容器(8)在竖直方向上具有管子(9)，管子(9)具有封闭上端，在管子(9)的上部终端区域，沿着边界制作一个或多个通孔(未示出)。当水位上升到容器(8)内侧并到达这些通孔时，这些通孔允许水经过管子(9)直接到储备槽(400)。管子(9)的功能为维持容器(8)中的最大水位，如果超过该最大水位，管子(9)通过对所述容器(8)排水发挥作用，这些水直接流到储备槽(400)。通过这种方式，保持在容器(2)的底部储存水的最小量，并控制第二容器(8)所需的最大溢流水位。
第二容器(8)还允许在每一个模块(1)中同样地用仪表测量用于基质的水和/或其它物质，以及控制直接多余水的溢流、水的百分比，所述水的百分比通过储存在储备槽(400)中的吸水元件或芯将有助于保持基质长时间含有水分，所述吸水元件或芯允许通过毛细作用捕获包含在所述储备槽中的水。
模块(1)的容器(2)的下部配置有通孔，所述通孔遍及所述底座分布并通过竖直管子(200)的方式竖直地突出进入容器(2)，这些竖直管子(200)的侧壁不让水直接通过。因此，这些竖直管子(200)确定储备槽(400)中的最大填充水位。竖直管子(200)中水的高度限定最大填充水位，使得此处积聚的水可用于该储备槽(400)中的植物。竖直管子(200)的数目、竖直管子(200)的配置以及竖直管子(200)的直径适配供给模块(1)的灌溉流速，用于模块(1)的正常运行。
类似地，模块(1)的容器(2)的底座上设置有至少一个排水孔(201)，至少一个排水孔(201)如上述通孔一样，竖直地突出进入容器(2)。所述至少一个排水孔(201)的高度大于竖直管子(200)的高度，使得水进入所述排水孔(201)前，通过竖直管子(200)出来，确保竖直管子(200)的正常运行。因此，当水的流速超过竖直管子(200)的容量，水位持续上升，直到水经过所述至少一个排水孔(201)到达下一模块(1)，一旦灌溉结束，水位下降到竖直管子(200)的高度，限定储备槽(400)中的储备水位。
图5以最佳方式示出，为了能够给模块(1)提供光线和能够将多余水输送到模块系统的上部，通过管道(102)来提供经由模块(1)内侧的多余水的输送，管道(102)具有两个开口端部，优选地具有管状或半管状截面，管道(102)能够容纳例如线缆、水输送管等等的元件，管道(102)允许将这些元件隐藏起来，使得不能从模块(1)的外侧看到这些元件，管道(102)还允许将这些元件与配置有基质的区域隔开。所述管道(102)配置在模块(1)的外壁的内侧。管道(102)的下端与模块(1)的底座连为一体，不允许液体溢出或在模块系统的情况下经由模块的内侧到下一个较低的模块，管道(102)的竖直长度适配为使得基质和水都不能从管道(102)溢出。管道(102)的数目取决于使用需要，管道(102)的配置为使得两个竖直堆叠的模块(1)的至少两个管道必须相互对齐。
现在参考图3，集水槽(500)基本上通过具有与模块(1)的形状相似和兼容的形状的储水器形成。所述集水槽(500)的上部是开放的、下部是至少部分闭合的，为了增加模块(1)或增加由几个模块(1)堆叠而成的系统的稳定性，所述下部能够加宽。在合适的地方，用于由至少两个模块(1)形成的模块灌溉系统的水再循环的自动水再循环装置配置在所述集水槽(500)内侧。如图所示，模块(1)中管道(102)的合并使得自动水再循环所需的装置的配置更容易实现，通过容纳在所述管道(102)中的管子，将水再循环到所述模块系统的灌溉头部，尤其是再循环到以下所述的测量隔板元件。
所述集水槽(500)的上部的外壁配置有适合于给槽(500)供应水和养分的通道(501)。所述通道(501)包括盖子(502)，盖子(502)在合适的地方包括用于所述自动水再循环装置的线缆通过的通孔，并防止光线进入集水槽(500)，以防止不想要的藻类和有机体的生长以及液体的可能蒸发。
可选择地，集水槽(500)的下部底座包括使得移动和运输集水槽(500)更容易的装置，例如具有轮子的腿部。也是可选择地，集水槽(500)能够容纳用于测量其中所积聚液体的水位的装置，以及在合适的地方用于提供最大槽水位的通知的装置，或者使得测量对于提高槽的操作有用的任何参数更加容易的任何其它装置。
类似地，集水槽(500)的内侧壁包括具有两个开口端部的管道(102)，管道(102)能够容纳线缆、水输送管、锚固结构或内部补强元件。
如图1所示，竖直可堆叠的本发明的模块(1)能够限定一模块系统，在所述模块系统中，上述至少两个模块(1)直接地或通过插入隔板元件(110)竖直堆叠在另一个的顶部，在两种情况下都以密闭方式适配在另一个的内侧以尽可能防止蒸发。
隔板元件(110)允许增加系统的构造和设计容量，所述附加的元件模块(110)还作为灌溉流速测量和调节装置。
如图4所示，基于一容器设计隔板元件(110)，该容器具有开放上端并且容器的直径适配为模块(1)的容器(2)的上部尺寸。隔板元件(110)的外壁将具有足够的高度以容纳所需的水量。所述隔板元件(110)的外壁上包括侧孔(115)，侧孔(115)位于隔板元件(110)的上部，侧孔(115)的高度低于外壁的高度，允许通到所述隔板元件的内侧，用于例如在腔体(111)中配置植物。此外，隔板元件(110)的下部底座的中心处配置有管道(112)，管道(112)具有管状形状或任何选定形状，例如，管道(112)竖直突出进入模块(110)并在管道(112)与所述模块的底座接触的端部闭合，除了制作为靠近所述端部的侧孔(未示出)。在该下部底座沿着管道(112)边界围绕管道(112)处，配置有孔或槽(113)，孔或槽(113)具有合适的尺寸以调节通过其中的水的外流。因此，例如，当在模块系统的两个模块(1)之间配置所述隔板元件(110)，中心管道(112)会从模块(1)的容器(2)的排出中收集水，这些水会到达该隔板元件的底座，填充孔(114)以冲洗所述基底，多余水将自发积聚在隔板元件的底座，接着水通过相应地位于隔板元件(110)底座的排水孔(113)，排水孔(113)用于使水流通过位于紧接着下方的模块(1)。
像模块(1)的管道(102)的情况一样，隔板元件(110)中还设置相应的管道(116)，管道(116)能够容纳例如线缆、水输送管、锚固或补强元件等等的元件，这些元件配置在模块(110)的外壁内侧。
再次参考图1，上述容器(8)的下部底座合并有储备槽(400)，也就是说，储备槽(400)为一个空间，一旦灌溉结束，该空间通过排水格栅状隔板元件(81)使得灌溉水与基质分开，防止灌溉水与基质直接接触，除了允许通过毛细作用捕获包含在储备槽(400)中的水的吸水元件或芯(82)。
所述排水格栅状隔板元件(81)在储备槽(400)和容器(2)的中心管子(9)之间限定空气腔室，所述空气腔室将基质与水隔开，除了位于储备槽(400)的地下水位(groundwaterlevel)的吸水元件(82)，吸水元件(82)允许水流通过储备槽(400)到达基质，并在合适的地方用于将多余水排入所述储备槽。如图6所示，隔板元件(81)具有与容纳隔板元件(81)的容器(2)的形状适配的形状，大小上具有稍微小于对应所述容器(2)尺寸的尺寸。隔板元件(81)包括空心的中心通道，该空心的中心通道竖直向上突出进入容器(2)，用来容纳元件(8)。
因此，当由于通过容器(8)清空多余水，储备槽(400)中积聚的水位到达足够的水位时，这些水流过位于容器(2)底座的竖直管子(200)，到达中心管子(9)的溢出水位并允许水流到模块(1)或位于紧接着下游的隔板元件(110)。
尽管在已经示出的本发明的实施例中，将基本上弯曲的形状用于不同模块、容器、元件和管道，但是这些形状不限于所述的那些形状，其可以为多边形、正方形、矩形等等。
本发明的模块系统提供几种构造可能性，该模块系统能够独立地使用每一个模块或能够利用主要模块、上部的隔板元件、几个主要模块、上部隔板元件和下部隔板元件或插入的隔板元件来工作，例如如图7和8所示。
本发明允许连续灌溉、周期性再循环模块的灌溉，这些模块形成模块系统并安装在另一个的顶部。
因此，该模块系统在从一个模块到配置为紧接着下方的下一个模块的闭合回路内，提供连续均匀的流动，直到最终到达第一模块，而水没有通过任何一个侧孔溢出，实现均匀的水和/或养分分布，继而保持可用于植物所需的贮水量，以及保存和保护植物使其不遭受可能的缺水以及极端的温度和环境条件。

Claims (19)

1.一种竖直可堆叠类型的模块化灌溉容器或模块(1)，包括第一容器(2)，所述第一容器(2)用于容纳植物用基质，并在第一容器(2)的竖直外壁上具有用于植物生长的一个或多个侧孔(3)，
其特征在于，所述第一容器(2)内侧中心处配置有第二容器(8)、储备槽(400)和排水格栅状隔板元件(81)，第二容器(8)的侧壁优选地为水可渗透的，其中，
容器(8)内具有管子(9)，管子(9)具有封闭上端，在管子(9)的上部终端区域中沿着边界制作有一个或多个通孔，当水位上升到容器(8)内侧并到达这些孔时，这些孔允许水经过管子(9)直接到储备槽(400)；
容器(2)的下部配置有通孔，所述通孔遍及底座分布并通过竖直管子(200)的方式竖直地突出进入容器(2)，这些竖直管子(200)的侧壁不让水直接通过，这些竖直管子(200)基于其高度确定储备槽(400)中的最大填充水位；
所述模块的容器(2)的底座上设置有至少一个排水孔(201)，所述至少一个排水孔(201)竖直地突出进入容器(2)，所述至少一个排水孔(201)的高度大于竖直管子(200)的高度，使得当水的流速超过竖直管子(200)的容量时，在水进入所述排水孔(201)前，通过竖直管子(200)出来，直到经过至少一个排水孔(201)到达下一模块(1)，一旦灌溉结束，水位下降到竖直管子(200)的高度，以限定储备槽(400)中的储备水位。
2.根据权利要求1所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，通过制作在容器(8)的侧壁上的孔实现容器(8)的侧壁的渗透性。
3.根据权利要求1所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，容器(8)的侧壁设计为可渗透的网格或栅栏的形式。
4.根据权利要求1所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，通过管道(102)提供穿过模块(1)内侧的输送，管道(102)具有两个开口端部，优选地具有管状或半管状截面，这些管道(102)配置在模块(1)的外壁的内侧，使得较上的模块的管道与较下的模块的管道对齐。
5.根据权利要求1所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，储备槽(400)由一空间组成，一旦灌溉结束，该空间通过排水格栅状隔板元件(81)使得灌溉水与基质分开，防止灌溉水与基质直接接触，除了允许通过毛细作用捕获包含在储备槽(400)中的水的吸水元件或芯(82)。
6.根据权利要求5所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，所述排水格栅状隔板元件(81)在储备槽(400)和容器(2)的中心管子(9)之间限定空气腔室，该空气腔室将基质与水分开，除了位于储备槽(400)的地下水位的吸水元件(82)，吸水元件(82)允许水流通过储备槽(400)到达基质，并在合适的地方用于将多余水排入所述储备槽。
7.根据权利要求5所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，隔板元件(81)具有与容纳隔板元件(81)的容器(2)的形状适配的形状，大小上具有稍微小于对应所述容器(2)尺寸的尺寸，并且包括空心的中心通道，该空心的中心通道竖直向上突出进入容器(2)，用于容纳元件(8)。
8.根据上述任一项权利要求所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，模块化灌溉容器或模块(1)还包括集水槽(500)，集水槽(500)基本上由具有与模块(1)的形状相似和兼容的形状的储水器形成，集水槽(500)的上部是开放的、下部是至少部分闭合的，为了增加模块(1)或由几个模块(1)堆叠而成的系统的稳定性，所述下部能够加宽。
9.根据权利要求8所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，自动水再循环装置配置在所述集水槽(500)内侧，所述自动水再循环装置用于由至少两个模块(1)形成的模块化灌溉系统的水再循环。
10.根据权利要求8所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，集水槽(500)的上部的外壁配置有适合于给槽(500)供应水和养分的通道(501)。
11.根据权利要求10所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，通道(501)包括盖子(502)，盖子(502)包括用于自动水再循环装置的线缆通过的通孔，并防止光线进入集水槽(500)，防止不想要的藻类和有机体的生长以及液体的可能蒸发。
12.根据权利要求8所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，集水槽(500)的下部底座包括使得移动和运输集水槽(500)更容易的装置，例如具有轮子的腿部。
13.根据权利要求8所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，集水槽(500)能够容纳用于测量其中所积聚液体的水位的装置，以及在合适的地方用于提供最大槽水位的通知的装置，或者使得测量有用于提高槽操作的任何参数更加容易的任何其它装置。
14.根据权利要求8所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，集水槽(500)的侧壁包括具有两个开口端部的管道，所述管道能够容纳线缆、水输送管、锚固结构或内部补强元件。
15.根据上述任一项权利要求所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，模块化灌溉容器或模块(1)还包括隔板元件(110)，基于具有开放上端的容器设计隔板元件(110)，隔板元件(110)的直径适配模块(1)的容器(2)的上部尺寸，隔板元件(110)的外壁具有位于外壁上部的侧孔(115)，侧孔(115)的高度低于外壁的高度，以允许进入到所述隔板模块内侧，用于例如在腔体(111)中配置植物。
16.根据权利要求15所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，隔板元件(110)的下部底座的中心处配置有管道(112)，管道(112)竖直突出进入元件(110)，且管道(112)与所述模块的底座接触的端部闭合，除了制作为靠近所述端部的侧孔，并且围绕管道(112)沿着管道(112)的边界，孔或槽(113，114)具有合适的尺寸以调节通过其中的水的外流。
17.根据权利要求15所述的模块化灌溉容器或模块(1)，其特征在于，隔板元件(110)包括相应的管道(116)，管道(116)能够容纳例如线缆、水输送管、锚固或补强元件等等的元件，这些元件配置在模块(110)的外壁内侧。
18.一种模块化灌溉系统，其特征在于，所述模块化灌溉系统包括至少两个竖直堆叠的根据上述权利要求任一项所述的模块(1)。
19.根据权利要求18所述的模块化灌溉系统，其特征在于，所述模块化灌溉系统包括至少两个竖直堆叠的根据权利要求1到17中任一项所述的模块(1)，其中至少一个所述侧孔(3)用于通过桥状的管子来连接几个模块系统，从而形成网格、绿墙、直立花园或其它构造形式，或者使用附接件更容易地将这些系统结合在一起，该附接件能够相应地匹配这些孔。
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