CN108107935B - 无土栽培智能营养液循环供应系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无土栽培智能营养液循环供应系统。所述无土栽培智能营养液循环供应系统包括依次连通的培养池、废液回收组件、净化过滤组件、元素回收组件、配料组件与喷洒组件，所述元素回收组件包括：第一箱体；第一隔板，所述第一隔板上形成有多个第一通孔；闭合器，所述闭合器用于封闭和敞开所述第一通孔；第一过滤网；第一容器，所述第一容器用于将所述沉淀剂投入所述第一箱体；第二容器，所述第二容器用于将所述碱液投入所述第一箱体；pH测试仪，所述pH测试仪用于测量第一箱体内废液的pH值。本发明提供的无土栽培智能营养液循环供应系统能够回收废液中的营养元素，方便配置不同配方的营养液。

Description

无土栽培智能营养液循环供应系统

技术领域

本发明涉及生物机械技术领域，尤其涉及一种无土栽培智能营养液循环供应系统。

背景技术

随着科技的发展，无土栽培被广泛运用，无土栽培是以草炭或森林腐叶土、膨胀蛭石等轻质材料做育苗基质固定植株，让植物根系直接接触营养液，采用机械化精量播种一次成苗的现代化育苗技术，在无土栽培中就需要用到营养液供应系统，营养液是采用环境生物生态共生技术和菌根共生原理合成的。营养液是无土栽培的关键，不同作物要求不同的营养液配方。同时在无土栽培中需要应用营养液供应系统对植物进行营养供应。营养液供应系统以及不同植物不同生长阶段不同营养配方和成分的供应，有助于提高植物生产的速度及产量，同时减轻人员配置及工作量。营养液供应系统的使用提高了植被的生长速度，减少了无土栽培的工作量。

相关技术中，需要营养液供应系统定时定量的给植物供给水分和养分，养分通常包括氮离子、磷离子和钾离子，以保证植物的健康快速生长。然而现有的农业种植生产中，规模化、多样化是趋势，往往需要配制多种成分的营养液以适应各种农作物，如果一种作物的营养液没有用完，那么在给下一种作物配制新的营养液时，由于两次配制的营养液的成分配比不同而不能混用，因此需要将上次剩下的旧的营养液全部倒掉，造成了很大的浪费。

因此，有必要提供一种新的无土栽培智能营养液循环供应系统以解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种无土栽培智能营养液循环供应系统，旨在解决相关技术中无土栽培无法回收利用废液中的营养元素，且不便于重新配置营养液的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的无土栽培智能营养液循环供应系统包括依次连通的培养池、废液回收组件、净化过滤组件、元素回收组件、配料组件与喷洒组件，所述喷洒组件伸入所述培养池内，且所述喷洒组件上形成有喷洒孔，所述元素回收组件包括：第一箱体，所述第一箱体的顶端和底端分别形成有第一入液孔及第一出液孔，第一入液孔与所述净化过滤组件连通，所述第一出液孔与所述配料组件连通；第一隔板，所述第一隔板上形成有多个第一通孔；闭合器，所述闭合器用于封闭和敞开所述第一通孔；第一过滤网，所述第一过滤网支撑在所述第一隔板上；第一容器，所述第一容器悬设于所述第一箱体的顶端，所述第一容器内存储有沉淀剂，所述第一容器用于将所述沉淀剂投入所述第一箱体；第二容器，所述第二容器悬设于所述第一箱体的顶端，所述第二容器内存储有碱液，所述第二容器用于将所述碱液投入所述第一箱体；pH测试仪，所述pH测试仪用于测量第一箱体内废液的pH值。

优选地，所述元素回收组件还包括测试孔及测试阀门，所述测试孔设于所述第一箱体的底端，所述测试阀门与所述测试孔连接。

优选地，所述无土栽培智能营养液循环供应系统还包括存储罐，所述存储罐与所述第一箱体连通。

优选地，所述第一箱体上形成有出料口，所述元素回收组件还包括出料门，所述出料门覆盖所述出料口，且与所述第一箱体铰接。

优选地，所述元素回收组件还包括出料耙，所述出料耙支撑于所述第一过滤网上，且所述出料耙的一端与所述出料门相邻设置。

优选地，所述废液回收组件包括回收箱、回收管及负压电机，所述负压电机设于所述回收箱，所述回收管连通所述回收箱及所述培养池，所述回收箱与所述净化过滤组件连通。

优选地，所述净化过滤组件包括第二箱体及第二隔板，所述第二箱体的两端分别形成有第二入液孔及第二出液孔，所述第二入液孔与所述回收箱连通，所述第二出液孔与所述第一入液孔连通，所述第二隔板将所述第二箱体划分为臭氧消毒室及紫外线消毒室，所述第二隔板上形成有多个第二通孔。

优选地，所述净化过滤组件还包括活性碳吸附层，所述活性碳吸附层设于所述紫外线消毒室内，且所述活性碳吸附层覆盖所述第二出液孔。

优选地，所述培养池包括池壁、出液口及第二过滤网，所述出液口形成于所述池壁，所述第二过滤网覆盖所述池壁的底端。

优选地，所述配料组件包括称重装置及搅拌配料箱，所述称重装置与所述搅拌配料箱连通，所述元素回收组件、所述搅拌配料箱与所述喷洒组件依次连通。

本发明提供的无土栽培智能营养液循环供应系统，通过pH测试仪测量第一箱体内废液的pH值，通过第二容器投放碱液至废液中，以调整废液至合适的pH值，待pH测试仪测定pH值合适后，通过第一容器投放沉淀剂至废液中，使废液中的营养元素形成沉淀，闭合器敞开第一通孔，使得剩余的废液排出，第一过滤网过滤获得废液中的营养元素形成的沉淀，从而实现废液中营养元素的回收利用，同时便于，将回收的营养元素用于重新配置新的营养液。

附图说明

图1为本发明提供的无土栽培智能营养液循环供应系统的结构示意图；

图2为图1所示的元素回收组件的结构示意图；

图3为图2所示的第一隔板及闭合器的装配图；

图4为图3所示的A部放大图；

图5为图2所示出料耙的结构示意图；

图6为图1所示的净化过滤组件的结构示意图；

图7为图1所示的培养池的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种无土栽培智能营养液循环供应系统100。

请结合参照图1-4，在本发明一实施例中，无土栽培智能营养液循环供应系统100包括依次连通的培养池1、废液回收组件2、净化过滤组件4、元素回收组件3、配料组件6与喷洒组件7，所述喷洒组件7伸入所述培养池1内，且所述喷洒组件7上形成有喷洒孔71，所述元素回收组件3包括：第一箱体3a，所述第一箱体3a的顶端和底端分别形成有第一入液孔3b及第一出液孔3c，第一入液孔3b与所述净化过滤组件4连通，所述第一出液孔3c与所述配料组件6连通；第一隔板3d，所述第一隔板3d上形成有多个第一通孔3e；闭合器3f，所述闭合器3f用于封闭和敞开所述第一通孔3e；第一过滤网3l，所述第一过滤网3l支撑在所述第一隔板3d上；第一容器3m，所述第一容器3m悬设于所述第一箱体3a的顶端，所述第一容器3m内存储有沉淀剂，所述第一容器3m用于将所述沉淀剂投入所述第一箱体3a；第二容器3n，所述第二容器3n悬设于所述第一箱体3a的顶端，所述第二容器3n内存储有碱液，所述第二容器3n用于将所述碱液投入所述第一箱体3a；pH测试仪3p，所述pH测试仪3p用于测量第一箱体3a内废液的pH值。

本实施例中，第一入液孔3b及所述第一出液孔3c上均设有控制阀门。

本发明提供的无土栽培智能营养液循环供应系统100，通过pH测试仪3p测量第一箱体3a内废液的pH值，通过第二容器3n投放碱液至废液中，以调整废液至合适的pH值，待pH测试仪3p测定pH值合适后，通过第一容器3m投放沉淀剂至废液中，使废液中的营养元素形成沉淀，闭合器3f敞开第一通孔3e，使得剩余的废液排出，第一过滤网3l过滤获得废液中的营养元素形成的沉淀，从而实现废液中营养元素的回收利用，同时便于，将回收的营养元素用于重新配置新的营养液。

进一步的，营养元素形成的沉淀物还可以人为的收集，用于其他的用途，例如，用于其他化肥材料的生产。

本实施例中，所述第一容器3m包括第一器体31m及第一器盖33m，所述第一器体31m的一端形成有一开口，所述第一器盖33m用于封闭或敞开所述开口。作为本实施例的一种优选的方式，所述第一器盖33m的一端与所述第一器体31m铰接，所述第一器盖33m的另一端与所述第一器体31m可拆卸连接，所述第一器体31m及所述第一器盖33m的朝向所述第一过滤网3l的一端均形成有间隙孔32m。

所述第二容器3n包括第二器体31n、第二器盖33n及滴定管32n，所述第二器盖33n覆盖所述第二器体31n的一端，所述滴定管32n与所述第二器盖33n连接，所述滴定管32n用于将所述第二器体31n中的碱液滴入第一箱体3a。

所述沉淀剂为正磷酸盐、铵盐以及镁盐，使用碱液调节废液的pH值的范围为6.0-12，反应时间为25min-181min；所述投加正磷酸盐、铵盐及镁盐用量为使得废液中氮磷摩尔配比为0.9-1.4，镁磷摩尔配比为0.8-1.2；若原废液中含有磷酸盐、铵盐或者镁盐，可适当减少投加量至最佳摩尔配比。

第二容器3n中碱液可以为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，磷酸铵镁分子式为MgNH₄PO₄·6H₂O，其中氮镁磷摩尔比为1：1：1，但在偏离磷酸铵镁(MAP)晶体形成最佳pH值或者有其他干扰离子(如钙离子、碳酸根离子等)存在时，容易形成其他杂质，如磷酸镁、磷酸钙、氢氧化镁、羟磷酸钙、磷酸氢钙等，在形成磷酸铵镁沉淀的反应体系中，反应方程式如下：

Mg²⁺+NH⁴⁺+PO4^3-→MgNH₄PO₄·6H₂O↓

请再次参阅图2，所述元素回收组件3还包括测试孔3g及测试阀门3h，所述测试孔3g设于所述第一箱体3a的底端，所述测试阀门3h与所述测试孔3g连接，从而便于工作人员及时了解废液中各种营养元素的浓度含量。

请再次参阅图1，所述无土栽培智能营养液循环供应系统100还包括存储罐5，所述存储罐5与所述第一箱体3a连通，存储罐5中存储有配置营养液所必需的营养元素原料，从而便于工作人员在了解废液中各种营养元素的浓度含量后，及时配置废液中营养元素的浓度，将废液转换为新的营养液。

本实施例中，所述存储罐5包括第一存储罐51、第二存储罐52、第三存储罐53和第四存储罐54，所述第一存储罐51、第二存储罐52、第三存储罐53和第四存储罐54均可以与所述第一箱体3a连通。其中，这四个存储罐5分别对应存储有配置营养液所必需的四种原料，例如第一存储罐51容置有富含氮离子的原料，第二存储罐52容置有富含磷离子的原料，第三存储罐53容置有富含钾离子的原料，第四存储罐54容置有富含钙离子的原料。

作为本实施例的一种优选的方式，所述第一存储罐51、第二存储罐52、第三存储罐53和第四存储罐54均可以与配料组件6连通。这四个存储罐5可在配料组件6的作用下按照预设的配方提取相应的组分后，混合后配置相应作物的营养液。

所述第一箱体3a上形成有出料口3i，所述元素回收组件3还包括出料门3j，所述出料门3j覆盖所述出料口3i，且与所述第一箱体3a铰接，从而便于从第一过滤网3l上取出回收沉淀的营养元素。

请结合参阅图2与图5，所述元素回收组件3还包括出料耙3k，所述出料耙3k支撑于所述第一过滤网3l上，且所述出料耙3k的一端与所述出料门3j相邻设置，从而进一步方便工作人员回收沉淀的营养元素。作为本实施例的一种优选的方式，所述出料耙3k包括耙体32k及耙柄31k，所述耙体32k与所述耙柄31k连接，所述耙柄31k的一端与所述出料门3j相邻设置。

所述元素回收组件3还包括收纳盒3q，所述收纳盒3q用于收纳出料耙3k耙出的回收的营养元素固体沉淀。

请再次参阅图1，所述废液回收组件2包括回收箱21、回收管23及负压电机22，所述负压电机22设于所述回收箱21，所述回收管23连通所述回收箱21及所述培养池1，所述回收箱21与所述净化过滤组件4连通，负压电机22能够将培养池1中的废液抽入回收箱21，从而便于回收废液。作为本实施例的一种优选的方式，所述回收管23上设置有流量阀。

请参阅图6，所述净化过滤组件4包括第二箱体41及第二隔板42，所述第二箱体41的两端分别形成有第二入液孔44及第二出液孔45，所述第二入液孔44与所述回收箱21连通，所述第二出液孔45与所述第一入液孔3b连通，所述第二隔板42将所述第二箱体41划分为臭氧消毒室46及紫外线消毒室47，所述第二隔板42上形成有多个第二通孔43，从而便于对废液进行消毒。

所述净化过滤组件4还包括活性碳吸附层48，所述活性碳吸附层48设于所述紫外线消毒室47内，且所述活性碳吸附层48覆盖所述第二出液孔45，从而有利于吸附废液中的固定杂质，有助于元素回收组件3的元素回收。

请参阅图7，所述培养池1包括池壁11、出液口13及第二过滤网12，所述出液口13形成于所述池壁11，所述第二过滤网12覆盖所述池壁11的底端，从而强化对回收废液中的固定杂质的回收。

请再次参阅图1，所述配料组件6包括称重装置61及搅拌配料箱62，所述称重装置61与所述搅拌配料箱62连通，所述元素回收组件3、所述搅拌配料箱62与所述喷洒组件7依次连通，从而便于工作人员重新配置新的营养液。所述配料组件6还包括了智能设定装置和存储装置。可以理解地，不同作物所需要的营养液是不同的，为了让设备按照不同作物自动配制营养液，可预先在存储装置中保存有适应各种作物的配方，例如适配某种蔬菜的A类营养液配方、适配某种水果的B类营养液配方等。当需要配置蔬菜营养液时，用户可通过智能设定装置选取存储装置中预先保存的A配方，再由智能设定装置按照A配方中四种离子的比例，分别从第一存储罐51、第二存储罐52、第三存储罐53和第四存储罐54中提取相应量的原料搅拌混合即可。

所述喷洒组件7包括连接管72及多个喷洒管73，所述连接管72连接所述搅拌配料箱62及所述喷洒管73，所述喷沙孔形成于所述喷洒管73。所述喷洒组件7还包括开关管74，所述开关管74设于所述连接管72。

本发明提供的无土栽培智能营养液循环供应系统的操作流程包括如下步骤：

S1，初步收集废液；

具体的，所述负压电机22启动，通过所述回收管23将所述培养池1中的废液抽入所述回收箱21中。

S2，净化消毒废液；

具体的，废液由所述回收箱21流入所述净化过滤组件4，所述净化组件4对废液进行消毒净化，并过滤废液中的废渣。

S3，回收利用废液中的残余营养元素；

具体的，经过净化过滤组件4消毒净化过滤后的废液进入第一箱体3a；

第二容器3n向废液中投入碱液，将废液调节至合适的pH值；

第一容器3m向废液投入沉淀剂，使残留的营养元素变为固体沉淀，获取该固体沉淀；可以理解，该固体沉淀可以作为后续重新配置营养液的原料，也可以用于其他用途。

可以理解，在S3回收利用废液中的残余营养元素的过程中，第一入液孔3b及第一出液孔3c处的控制阀门可以配合关闭或者开启，以有助于S3的有序进行。

S4，测量沉淀及剩余的废液

具体的，通过出料耙3k杷出固体沉淀，并将固体沉淀放入收纳盒3q；

自所述收纳盒3q中取出适量固体沉淀，测量固体沉淀中析出的营养元素的含量，例如，固体沉淀为MgNH₄PO₄·6H₂O，取少量的MgNH₄PO₄·6H₂O溶于水，测量水中NH⁴⁺以及PO4^3-的含量，从而测定出整个固体沉淀中氮离子营养元素及磷离子营养元素的含量，以便于后续固体沉淀的使用。

所述闭合器3f敞开所述第一通孔3e，剩余的废液流出第一隔板3d；

打开测试阀门3h，自所述测试孔3g获取剩余的废液，获取剩余的废液中没有变为固定沉淀的残留营养元素的浓度和含量，例如，测量剩余的废液中钾离子的含量。

S5，重新配置新的营养液；

具体的，剩余的废液流入搅拌配料箱62，根据预设的新的营养液的各元素的配方比例，将存储罐5中的营养元素或者获取的固定沉淀投入称重装置61，所述称重装置61根据预设的新的营养液的各元素的配方比例，配置新的营养液所需的各营养元素的重量。

可以理解，在此过程中可以根据新的营养液的各元素的配方比例加入适量的溶液至所述搅拌配料箱62。

S6，喷洒新的营养液

具体的，配置好的新的营养液自所述搅拌配料箱62流入喷洒组件7，所述喷洒组件7将新的营养液喷入所述培养池1。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无土栽培智能营养液循环供应系统，其特征在于，包括依次连通的培养池、废液回收组件、净化过滤组件、元素回收组件、配料组件与喷洒组件，所述喷洒组件伸入所述培养池内，且所述喷洒组件上形成有喷洒孔，所述元素回收组件包括：

第一箱体，所述第一箱体的顶端和底端分别形成有第一入液孔及第一出液孔，第一入液孔与所述净化过滤组件连通，所述第一出液孔与所述配料组件连通；

第一隔板，所述第一隔板上形成有多个第一通孔；

闭合器，所述闭合器用于封闭和敞开所述第一通孔；

第一过滤网，所述第一过滤网支撑在所述第一隔板上；

第一容器，所述第一容器悬设于所述第一箱体的顶端，所述第一容器内存储有沉淀剂，所述第一容器用于将所述沉淀剂投入所述第一箱体；

第二容器，所述第二容器悬设于所述第一箱体的顶端，所述第二容器内存储有碱液，所述第二容器用于将所述碱液投入所述第一箱体；

pH测试仪，所述pH测试仪用于测量第一箱体内废液的pH值。

2.如权利要求1所述的无土栽培智能营养液循环供应系统，其特征在于，所述元素回收组件还包括测试孔及测试阀门，所述测试孔设于所述第一箱体的底端，所述测试阀门与所述测试孔连接。

3.如权利要求2所述的无土栽培智能营养液循环供应系统，其特征在于，所述无土栽培智能营养液循环供应系统还包括存储罐，所述存储罐与所述第一箱体连通。

4.如权利要求1所述的无土栽培智能营养液循环供应系统，其特征在于，所述第一箱体上形成有出料口，所述元素回收组件还包括出料门，所述出料门覆盖所述出料口，且与所述第一箱体铰接。

5.如权利要求4所述的无土栽培智能营养液循环供应系统，其特征在于，所述元素回收组件还包括出料耙，所述出料耙支撑于所述第一过滤网上，且所述出料耙的一端与所述出料门相邻设置。

6.如权利要求1-5中任一项所述的无土栽培智能营养液循环供应系统，其特征在于，所述废液回收组件包括回收箱、回收管及负压电机，所述负压电机设于所述回收箱，所述回收管连通所述回收箱及所述培养池，所述回收箱与所述净化过滤组件连通。

7.如权利要求6所述的无土栽培智能营养液循环供应系统，其特征在于，所述净化过滤组件包括第二箱体及第二隔板，所述第二箱体的两端分别形成有第二入液孔及第二出液孔，所述第二入液孔与所述回收箱连通，所述第二出液孔与所述第一入液孔连通，所述第二隔板将所述第二箱体划分为臭氧消毒室及紫外线消毒室，所述第二隔板上形成有多个第二通孔。

8.如权利要求7所述的无土栽培智能营养液循环供应系统，其特征在于，所述净化过滤组件还包括活性碳吸附层，所述活性碳吸附层设于所述紫外线消毒室内，且所述活性碳吸附层覆盖所述第二出液孔。

9.如权利要求1-5中任一项所述的无土栽培智能营养液循环供应系统，其特征在于，所述培养池包括池壁、出液口及第二过滤网，所述出液口形成于所述池壁，所述第二过滤网覆盖所述池壁的底端。

10.根据权利要求1-5任一项所述的无土栽培智能营养液循环供应系统，其特征在于，所述配料组件包括称重装置及搅拌配料箱，所述称重装置与所述搅拌配料箱连通，所述元素回收组件、所述搅拌配料箱与所述喷洒组件依次连通。