CN107006360A - 一种循环增氧式蔬菜水培箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环增氧式蔬菜水培箱，涉及蔬菜种植设备技术领域，包括箱体和罩设于箱体后壁上的机箱，箱体内腔隔设有隔板，隔板上方与箱体内腔形成水培室，隔板下方与箱体内腔形成育苗室，机箱内设有用于向水培室增氧的循环增氧机构，循环增氧机构与PLC控制系统相接。本发明设计育苗和水培一体化结构并形成气液循环的水培环境，提高蔬菜成活率、节约水资源、降低水培成本以及实现自动化控制。

Description

一种循环增氧式蔬菜水培箱

技术领域

本发明属于蔬菜种植设备技术领域，具体涉及一种循环增氧式蔬菜水培箱。

背景技术

随着无土栽培技术的发展，不少市民选择仅仅需要营养液来栽培、且没有土传病害的水培栽植方式来培育蔬菜类作物，现有的蔬菜水培装置，仅仅使用营养液解决了蔬菜植株对水肥的需求，水培蔬菜仍然受到其他因素影响导致成活率低、操作不便和栽培成本高等问题：

（1）、现有的蔬菜水培装置未设置增氧设备，蔬菜根系容易缺氧导致成活率低，另外，通过重新换水增氧浪费水资源且增加了水培成本；

（2）、需要额外的育苗装置，当蔬菜出苗后才可放入水培装置中定植，过于繁琐，操作不方便；

（3）、自动化程度不高，无法远程操作，灵活度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种循环增氧式蔬菜水培箱，设计育苗和水培一体化结构并形成气液循环的水培环境，提高蔬菜成活率、节约水资源、降低水培成本以及实现自动化控制。

本发明提供了如下的技术方案：一种循环增氧式蔬菜水培箱，包括箱体和罩设于箱体后壁上的机箱，箱体内腔隔设有隔板，隔板上方与箱体内腔形成水培室，隔板下方与箱体内腔形成育苗室，机箱内设有用于向水培室增氧的循环增氧机构，循环增氧机构与PLC控制系统相接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述水培室内腔设有定植槽，定植槽侧壁底端设有排水管，循环增氧机构包括固设于机箱内壁的射流器，射流器进水端设有第一输水管，射流器进气端设有进气管，进气管另一端穿过机箱侧壁与外部空气连通，射流器输出端设有喷嘴，喷嘴通过管道穿过箱体后壁连接至定植槽内腔，进气管、排水管和第一输水管上均设有单向阀。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述机箱还包括设于内腔底面的水箱，水箱侧壁设有水泵，第一输水管另一端均连接至水泵，排水管另一端均连接至水箱内腔，水泵和射流器均与PLC控制系统相接，PLC控制系统设于机箱内壁，PLC控制系统与人工操作平台信号相接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述机箱内壁还设有臭氧发生器，臭氧发生器输出端设有第一输气管和第二输气管，第一输气管另一端连接至射流器进气端，育苗室后壁开设有臭氧出气口，第二输气管另一端连接至臭氧出气口，第一输气管和第二输气管上均设有单向阀，臭氧发生器与PLC控制系统相接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述育苗室内设有苗床，苗床上方设有喷淋机构，喷淋机构包括雾化喷头和第二输水管，第二输水管一端与雾化喷头连接，第二输水管另一端穿过育苗室后壁连接至水箱，雾化喷头与PLC控制系统相接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述水培室前壁对应设有第一箱门，育苗室前壁对应设有第二箱门，育苗室底面设有底板，苗床设于底板上，第二箱门顶边与隔板前端侧壁铰接，第二箱门底边与底板前端侧壁相接触，育苗室后壁底端还设有用于弹出和收回底板的伸缩机构。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述伸缩机构包括双作用气缸和伸缩杆，双作用气缸固接于育苗室后壁，伸缩杆一端连接至双作用气缸输出轴，伸缩杆另一端连接至底板后端侧壁，双作用气缸与PLC控制系统相接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述第二箱门和底板之间还设有转动机构，转动机构包括转动臂和设于第二箱门后壁边缘的凹形连接架，凹形连接架的开口端朝向育苗室后壁，转动臂顶端铰接于凹形连接架开口处，转动臂底端铰接于底板侧壁。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述定植槽还包括悬设于槽口的定位篮和设于槽底的液位计，液位计与PLC控制系统相接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述水培室和育苗室内壁均设有加热管、温湿度感应装置和照灯，所述加热管、温湿度感应装置和照灯均与PLC控制系统相接，机箱侧壁还活动设有机箱盖板。

本发明的有益效果：设计育苗和水培一体化结构并形成气液循环的水培环境，提供蔬菜生长所需的养分、水分、光照和温湿度，提高蔬菜成活率、节约水资源、降低水培成本以及实现自动化控制，具体如下：

（1）、本发明采用育苗室和水培室一体化结构，先将蔬菜种子放入育苗室中育苗，出苗后直接移栽入上方的水培室内进行水培，操作方便，提高移栽成活率；

（2）、本发明采用循环增氧机构，可以增加单位体积内水体的含氧量，从而间接地减少每次的换水量，在提高蔬菜成活率的同时节约了水资源；具体地，通过射流器将外部空气和水分混合并由扩散管的输出端排出，最后经过喷嘴，使得空气在定植槽的水体中以细微气泡上升，当定植槽的水位达到一定高度时，关闭射流器，间隔一段时间后，通过排水管排出部分液体，打开射流器继续进行增氧完成一个周期的增氧工作；

（3）、本发明采用PLC控制系统，并连接外部人工操作平台（用户端），实现水培箱内水分、养分、温湿度和光照度等的自动化控制，用户可根据温湿度数据和液位数据远程控制育苗室和水培室内的栽培状态；

（4）、本发明采用臭氧发生器，利用臭氧杀菌消毒的原料，使得本发明还具备杀菌消毒功能，向定植槽内的水体中通入臭氧，可以改善水质和蔬菜根系消毒处理；向育苗室中通入臭氧，可以对营养土杀菌消毒，提高种子发芽率和幼苗成活率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图 1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的立体结构示意图，其中第二箱门处于打开状态；

图 3是本发明的纵剖视图；

图中标记为：1、箱体；11、隔板；12、照灯；13、温湿度感应装置；2、机箱；21、水箱；211、水泵；22、PLC控制系统；23、机箱盖板；3、水培室；31、定植槽；311、定位篮；312、液位计；32、循环增氧机构；321、喷嘴；322、射流器；323、臭氧发生器；324、第一输气管；325、第一输水管；326、排水管； 328、进气管；329、单向阀；33、第一箱门；4、育苗室；41、苗床；411、底板；42、喷淋机构；421、雾化喷头；422、第二输水管；43、第二箱门；44、转动机构；441、转动臂；442、凹形连接架；45、加热管；46、第二输气管；461、臭氧出气口；47、伸缩机构；471、双作用气缸；472、伸缩杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。

参见图1，本发明提供的一种循环增氧式蔬菜水培箱，包括箱体1和罩设于箱体1后壁上的机箱2，箱体1内腔隔设有隔板11，隔板11上方与箱体1内腔形成水培室3，隔板11下方与箱体1内腔形成育苗室4，机箱2内设有用于向水培室3增氧的循环增氧机构32，循环增氧机构32与PLC控制系统22相接。

使用时，先将蔬菜种子放入育苗室4中育苗，出苗后移栽入水培室3内进行水培，循环增氧机构32向水培室3内通入蔬菜幼苗成长必须的水分、营养液和氧气，形成气液循环的水培环境，PLC控制系统控制用于根据蔬菜生长情况自动化控制水分和氧气的通入量。

本发明设计育苗和水培一体化结构并形成气液循环的水培环境，提高蔬菜成活率、节约水资源、降低水培成本以及实现自动化控制。

参见图3，水培室3内腔设有定植槽31，定植槽31侧壁底端设有排水管326。结合图2，循环增氧机构32的具体结构为：包括固设于机箱2内壁的射流器322，射流器322进水端设有第一输水管325，射流器322进气端设有进气管328，进气管328另一端穿过机箱2侧壁与外部空气连通，射流器322输出端设有喷嘴321，喷嘴321通过管道穿过箱体1后壁连接至定植槽31内腔，进气管328、排水管326和第一输水管325上均设有单向阀329。

使用时，将蔬菜幼苗放入定植槽31中，进气管328提供外部空气，第一输水管325提供水分，通过射流器322将外部空气和水分混合并由扩散管的输出端排出，最后经过喷嘴321使得空气在定植槽31的水体中以细微气泡上升，当定植槽31的水位达到一定高度时，关闭射流器322，间隔一段时间后，通过排水管326排出部分液体，打开射流器322继续进行增氧，从而保持定植槽31水体中的含氧量，循环增氧可以增加单位体积内水体的含氧量，从而间接地减少每次的换水量，在提高蔬菜成活率的同时节约了水资源。

参见图3，所述机箱2还包括设于内腔底面的水箱21，水箱21侧壁设有水泵211，第一输水管325另一端均连接至水泵211，所述排水管326另一端均连接至水箱21内腔，水泵211和射流器322均与PLC控制系统22相接，PLC控制系统22设于机箱2内壁，PLC控制系统22与人工操作平台信号相接。

使用时，本发明实现气液循环的过程为：水箱21内可放入水和营养液，使得营养液在水箱21的水体中分散均匀，水泵211进行抽水工作，第一输水管325向射流器322输水，射流器322向定植槽31内通入含有氧气的水分，排水管326将定植槽31内的液体排出回到水箱21，使得定植槽31保持一定的水位和含氧量，又进一步减少了换水的次数；当使用一段时间需要换水时，暂停水泵211和射流器322，打开水箱21换水口进行换水。

另外，本实施例中优选PLC控制系统22通过无线网络连接在人工操作平台上，人工操作平台可以采用手机，用户通过手机中安装的监测软件对蔬菜的生长状态进行实时监控，可随时随地监控水培箱的工作状态，及时作出调节。

参见图1和图3，机箱2内壁还设有臭氧发生器323，臭氧发生器323输出端设有第一输气管324和第二输气管46，第一输气管324另一端连接至射流器322进气端，育苗室4后壁开设有臭氧出气口461，第二输气管46另一端连接至臭氧出气口461，第一输气管324和第二输气管46上均设有单向阀329，臭氧发生器323与PLC控制系统22相接。

设置臭氧发生器323，产生臭氧，利用臭氧杀菌消毒的原料，使得本发明的蔬菜水培箱还具备杀菌消毒功能，第一输气管324用于向定植槽31内的水体中通入臭氧，可以改善水质和蔬菜根系消毒处理，第二输气管46用于向育苗室4的营养土等杀菌消毒，提高种子发芽率和幼苗成活率。

参见图3，育苗室4内设有苗床41，苗床41上方设有喷淋机构42，喷淋机构42包括雾化喷头421和第二输水管422，第二输水管422一端与雾化喷头421连接，第二输水管422另一端穿过育苗室4后壁连接至水箱21，雾化喷头421与PLC控制系统22相接。

设置喷淋机构42，用于使得苗床41上具备一定的水分，提高种子发芽率。

参见图1和图2，水培室3前壁对应设有第一箱门33，育苗室4前壁对应设有第二箱门43，育苗室4底面设有底板411，苗床41设于底板411上，第二箱门43顶边与隔板11前端侧壁铰接，第二箱门43底边与底板411前端侧壁相接触，育苗室4后壁底端还设有用于弹出和收回底板411的伸缩机构47。

设置伸缩机构47，用于间接地弹出和收回苗床41，继而可以对苗床41上的种子定期通风换气，进一步提高种子发芽率。

参见图3，伸缩机构47包括双作用气缸471和伸缩杆472，双作用气缸471固接于育苗室4后壁，伸缩杆472一端连接至双作用气缸471输出轴，伸缩杆472另一端连接至底板411后端侧壁，双作用气缸471与PLC控制系统22相接。

使用时，PLC控制系统22控制双作用气缸471，双作用气缸471弹出或者收回伸缩杆472，使得苗床41可以自动的被推出或者收回育苗室4。

参见图2，第二箱门43和底板411之间还设有转动机构44，转动机构44包括转动臂441和设于第二箱门43后壁边缘的凹形连接架442，凹形连接架442的开口端朝向育苗室4后壁，转动臂441顶端铰接于凹形连接架442开口处，转动臂441底端铰接于底板411侧壁。

设置转动机构44，用于在苗床41运动时使得第二箱门43可以随之运动，减少底板411推出或者收回时的阻力。

参见图1，定植槽31还包括悬设于槽口的定位篮311和设于槽底的液位计312，液位计312与PLC控制系统22相接。

设置定位篮311，用于固定幼苗，使其位置固定，提高抗倒伏性和美观度，液位计312用于监测定植槽31内的水位。

参见图3，水培室3和育苗室4内壁均设有加热管45、温湿度感应装置13和照灯12，加热管45、温湿度感应装置13和照灯12均与PLC控制系统22相接，机箱2侧壁还活动设有机箱盖板23。

设置加热管45和温湿度感应装置13，用于调节箱体1内的温度和水分；照灯12用于控制光照，特别是种子发芽所需的光照度；设置机箱盖板23，用于方便向水箱21内更换水和注入营养液，另外，机箱盖板23上还可设置散热孔，用于使机箱2散热，延长各个设备的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种循环增氧式蔬菜水培箱，包括箱体（1）和罩设于箱体（1）后壁上的机箱（2），其特征在于：所述箱体（1）内腔隔设有隔板（11），隔板（11）上方与箱体（1）内腔形成水培室（3），隔板（11）下方与箱体（1）内腔形成育苗室（4），所述机箱（2）内设有用于向所述水培室（3）增氧的循环增氧机构（32），循环增氧机构（32）与PLC控制系统（22）相接。

2.根据权利要求1所述的循环增氧式蔬菜水培箱，其特征在于：所述水培室（3）内腔设有定植槽（31），定植槽（31）侧壁底端设有排水管（326），所述循环增氧机构（32）包括固设于机箱（2）内壁的射流器（322），射流器（322）进水端设有第一输水管（325），射流器（322）进气端设有进气管（328），进气管（328）另一端穿过所述机箱（2）侧壁与外部空气连通，射流器（322）输出端设有喷嘴（321），喷嘴（321）通过管道穿过箱体（1）后壁连接至所述定植槽（31）内腔，所述进气管（328）、排水管（326）和第一输水管（325）上均设有单向阀（329）。

3.根据权利要求2所述的循环增氧式蔬菜水培箱，其特征在于：所述机箱（2）还包括设于内腔底面的水箱（21），水箱（21）侧壁设有水泵（211），所述第一输水管（325）另一端均连接至所述水泵（211），所述排水管（326）另一端均连接至所述水箱（21）内腔，所述水泵（211）和射流器（322）均与所述PLC控制系统（22）相接，PLC控制系统（22）设于机箱（2）内壁，PLC控制系统（22）与人工操作平台信号相接。

4.根据权利要求3所述的循环增氧式蔬菜水培箱，其特征在于：所述机箱（2）内壁还设有臭氧发生器（323），臭氧发生器（323）输出端设有第一输气管（324）和第二输气管（46），第一输气管（324）另一端连接至所述射流器（322）进气端，育苗室（4）后壁开设有臭氧出气口（461），第二输气管（46）另一端连接至臭氧出气口（461），所述第一输气管（324）和第二输气管（46）上均设有单向阀（329），臭氧发生器（323）与所述PLC控制系统（22）相接。

5.根据权利要求4所述的循环增氧式蔬菜水培箱，其特征在于：所述育苗室（4）内设有苗床（41），苗床（41）上方设有喷淋机构（42），喷淋机构（42）包括雾化喷头（421）和第二输水管（422），第二输水管（422）一端与雾化喷头（421）连接，第二输水管（422）另一端穿过育苗室（4）后壁连接至所述水箱（21），雾化喷头（421）与所述PLC控制系统（22）相接。

6.根据权利要求5所述的循环增氧式蔬菜水培箱，其特征在于：所述水培室（3）前壁对应设有第一箱门（33），育苗室（4）前壁对应设有第二箱门（43），育苗室（4）底面设有底板（411），所述苗床（41）设于底板（411）上，第二箱门（43）顶边与所述隔板（11）前端侧壁铰接，第二箱门（43）底边与底板（411）前端侧壁相接触，育苗室（4）后壁底端还设有用于弹出和收回所述底板（411）的伸缩机构（47）。

7.根据权利要求6所述的循环增氧式蔬菜水培箱，其特征在于：所述伸缩机构（47）包括双作用气缸（471）和伸缩杆（472），双作用气缸（471）固接于育苗室（4）后壁，所述伸缩杆（472）一端连接至双作用气缸（471）输出轴，伸缩杆（472）另一端连接至所述底板（411）后端侧壁，双作用气缸（471）与所述PLC控制系统（22）相接。

8.根据权利要求7所述的循环增氧式蔬菜水培箱，其特征在于：所述第二箱门（43）和底板（411）之间还设有转动机构（44），转动机构（44）包括转动臂（441）和设于第二箱门（43）后壁边缘的凹形连接架（422），凹形连接架（422）的开口端朝向育苗室（4）后壁，转动臂（441）顶端铰接于凹形连接架（422）开口处，转动臂（441）底端铰接于底板（411）侧壁。

9.根据权利要求8所述的循环增氧式蔬菜水培箱，其特征在于：所述定植槽（31）还包括悬设于槽口的定位篮（311）和设于槽底的液位计（312），液位计（312）与所述PLC控制系统（22）相接。

10.根据权利要求2~9任一项所述的循环增氧式蔬菜水培箱，其特征在于：所述水培室（3）和育苗室（4）内壁均设有加热管（45）、温湿度感应装置（13）和照灯（12），所述加热管（45）、温湿度感应装置（13）和照灯（12）均与PLC控制系统（22）相接，所述机箱（2）侧壁还活动设有机箱盖板（23）。