CN108541576B - 一种利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统及种植方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统及种植方法，其包括上下设置的培养室和储水箱，培养室的底部开设有若干个用于连通储水箱的漏水口；培养室内垂直设置有若干个与漏水口一一对应的安装板，每个安装板上固定设置有若干个培养机构，培养机构包括水平固设在安装板上的支撑板、固定设置在支撑板上的培养槽、水平固设在安装板上的输送管和与输送管相连通的喷淋头；培养室内还固定设置有培养液箱，培养液箱通过供水泵与所有输送管相连通，培养液箱还连通有外部供水管和营养液输送管；储水箱还通过抽水泵连通有回水管，回水管还与外部供水管相连通，回水管的中部设置有循环净化装置。本发明对水资源的消耗量低，更加环保可持续。
Description
技术领域
本发明涉及蔬菜无土栽培专用设备领域，具体的说是一种利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统及种植方法。
背景技术
水培蔬菜属于食用蔬菜的一个重要品系，其代表产品如黄豆芽、绿豆芽等，称为芽菜类蔬菜。豆芽菜在我国历史悠久，同豆腐、豆浆、豆酱一起被世界公认为中国蔬菜四大发明。近几年又派生出由种子直接实施水培，生长出芽苗菜，扩大了水培蔬菜的品种，也使水培蔬菜成为独特的一种利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统栽培工艺。软化水培栽培技术是将植物的根系植入水中，在一定环境下，生长出芽菜、芽孢菜、秧苗菜的一种利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统工艺方法。其中国内最有代表性的产品如蒜黄等，尤其是近几年兴起的采用菊苣根经水培软化生产菊苣芽孢菜最具水培软化工艺代表。
现有技术中的水培蔬菜种植系统大多依赖于人工进行管理和操作，自动化程度低，生产效率低，虽然也有一些自动化的种植系统，但是主要集中在对自动喷灌方面的改进，没有考虑到水循环方面的改进，导致种植系统比较浪费水资源。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统及种植方法，对水资源的消耗量低，更加环保可持续。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统，包括上下设置的培养室和储水箱，所述培养室的顶部设置有透光窗，所述培养室的底部开设有若干个用于连通所述储水箱的漏水口；所述培养室内垂直设置有若干个与所述漏水口一一对应的安装板，每个所述安装板上固定设置有若干个培养机构，所述培养机构包括水平固设在所述安装板上的支撑板、固定设置在所述支撑板上的培养槽、水平固设在所述安装板上的输送管和与所述输送管相连通的喷淋头，所述喷淋头的喷淋方向朝向所述培养槽；所述培养室内还固定设置有培养液箱，所述培养液箱通过供水泵与所有所述输送管相连通，所述培养液箱还连通有外部供水管和营养液输送管；所述储水箱还通过抽水泵连通有回水管，所述回水管还与所述外部供水管相连通，所述回水管的中部设置有循环净化装置。
优选的，所述培养槽的底部还开设有若干个排水孔，所述支撑板上开设有若干个与所述排水孔一一对应连通的排水通道，所述排水通道的流出端还设置有第三电磁阀。
优选的，所述培养液箱的底部还设置有加热器，所述加热器固定连接有若干个垂直设置的导热板。
优选的，所述培养液箱的上部还设置有混合桨，所述混合桨设置在所述外部供水管和所述营养液输送管的下方。
优选的，所述培养液箱的下部固定设置有水质传感器和温度传感器，所述培养液箱内还设置有浮球液位计。
优选的，所述外部供水管的流出端还设置有第一电磁阀，所述营养液输送管的流出端还设置有第二电磁阀。
优选的，所述循环净化装置包括壳体，在所述回水管的流通方向上，所述壳体内依次设置有鹅卵石层、细沙层和活性炭层。
优选的，所述培养室的外壁上还固定设置有显示屏。
优选的，所述漏水口内还设置有过滤网。
一种利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统的种植方法，包括如下步骤：
S1、在所述培养槽内设置若干个蔬菜本体；
S2、打开所述外部供水管和所述营养液输送管，向所述培养液箱内添加清水和营养液，所述清水和所述营养液混合得到培养液；
S3、打开所述供水泵，通过所述输送管和所述喷淋头向所述培养槽内添加培养液；
S4、培养一段时间之后，将所述培养槽内失效的所述培养液倒出，失效的所述培养液通过所述漏水口流入到所述储水箱中；
S5、打开所述抽水泵将失效的所述培养液通过所述回水管送入到所述循环净化装置内进行净化，得到净水；
S6、将所述净水送入到所述外部供水管中与所述清水混合。
本发明利用废水循环技术，通过将无法继续使用的培养液进行回收和净化，并且将净化后得到的水重新用于配制培养液，从而实现节水。而且全部培养过程都可以通过自动化的方式实现，效率更高，节省人力物力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是本发明实施例的培养机构示意图。
图3是本发明实施例的循环净化装置结构示意图。
附图标记：1-培养室，2-透光窗，3-显示屏，4-安装板，5-支撑板，6-培养槽，7-蔬菜本体，8-输送管，9-喷淋头，10-漏水口，11-储水箱，12-抽水泵，13-回水管，14-循环净化装置，15-供水泵，16-培养液箱，17-加热器，18-导热板，19-水质传感器，20-培养液，21-温度传感器，22-浮球液位计，23-混合桨，24-外部供水管，25-营养液输送管，26-第一电磁阀，27-第二电磁阀，28-排水通道，29-第三电磁阀，30-活性炭层，31-细沙层，32-鹅卵石层。
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做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。
请参阅图1至3，图1是本发明的整体结构示意图，图2是本发明的培养机构示意图，图3是本发明的循环净化装置结构示意图。
一种利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统，包括上下设置的培养室1和储水箱11，培养室1的顶部设置有透光窗2，透光窗2用于透过阳光供蔬菜进行光合作用。培养室1的底部开设有若干个用于连通储水箱11的漏水口10，漏水口10内还设置有过滤网。培养室1的外壁上还固定设置有显示屏3。
培养室1内垂直设置有若干个与漏水口10一一对应的安装板4，每个安装板4上固定设置有若干个培养机构，培养机构包括水平固设在安装板4上的支撑板5、固定设置在支撑板5上的培养槽6、水平固设在安装板4上的输送管8和与输送管8相连通的喷淋头9，喷淋头9的喷淋方向朝向培养槽6，每个培养槽6内设置若干个蔬菜本体7。培养槽6的底部还开设有若干个排水孔，支撑板5上开设有若干个与排水孔一一对应连通的排水通道28，排水通道28的流出端还设置有第三电磁阀29。
培养室1内还固定设置有培养液箱16，培养液箱内装有培养液20，培养液箱16通过供水泵15与所有输送管8相连通，培养液箱16还连通有外部供水管24和营养液输送管25，外部供水管24的流出端还设置有第一电磁阀26，营养液输送管25的流出端还设置有第二电磁阀27。培养液箱16的底部还设置有加热器17，加热器17固定连接有若干个垂直设置的导热板18。培养液箱16的上部还设置有混合桨23，混合桨23设置在外部供水管24和营养液输送管25的下方。培养液箱16的下部固定设置有水质传感器19和温度传感器21，培养液箱16内还设置有浮球液位计22。
储水箱11还通过抽水泵12连通有回水管13，回水管13还与外部供水管24相连通，回水管13的中部设置有循环净化装置14。循环净化装置14包括壳体，在回水管13的流通方向上，壳体内依次设置有鹅卵石层32、细沙层31和活性炭层30。
还包括一个控制器，显示屏3、喷淋头9、抽水泵12、供水泵15、加热器17、水质传感器19、温度传感器21、浮球液位计22、混合桨23、第一电磁阀26、第二电磁阀27和第三电磁阀29均与控制器控制连接，并由控制器进行控制，控制器可以采用现有技术中常见的PLC控制器等，不再赘述。
在培养过程中，控制器实时通过浮球液位计22采集培养液箱16内培养液20的高度，当培养液20的量比较少的时候，控制器控制第一电磁阀26、第二电磁阀27和混合桨23启动，进而从外部供水管24流入清水，从营养液输送管25流入营养液，营养液和清水在下落的过程中被混合桨23搅拌从而混合，最终增加培养液箱16内的培养液20的量。当培养槽6内的培养液20含量降低的时候，控制器控制供水泵15启动，进而将培养液箱16内的培养液20依次通过输送管8和喷淋头9输送到培养槽6中。在培养了一段时间之后，培养槽6内的培养液20养分会下降，并且会产生杂质，不再适合继续使用，此时控制器控制第三电磁阀29启动，将培养槽6内的培养液20排出，排出的培养液20向下落到培养室1的底部，并且经过漏水口10流入到储水箱11中暂时存储。当储水箱11内的培养液20存储的比较多的时候，控制器控制抽水泵12将其抽到回水管13中，经过循环净化装置14的净化之后，可以重新通过外部供水管24回到培养室1内继续使用，从而实现节水的目的。
同时，培养过程中控制器可以通过温度传感器21采集培养液箱16内的温度，当温度较低的时候不利于蔬菜生长，可以利用加热器17和导热板18进行加热。因为在自然环境下，通常不会出现培养液20的温度过高不适合培养的情况，因此不再设置冷却装置。
控制器还可以通过显示屏3实时显示种植系统的状态，并且通过无线网络发送给管理人员，方便管理人员进行管理。
基于上述种植系统，本发明还提供一种利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统的种植方法，包括S1~S6。
S1、在培养槽6内设置若干个蔬菜本体7；
S2、打开外部供水管24和营养液输送管25，向培养液箱16内添加清水和营养液，清水和营养液混合得到培养液；
S3、打开供水泵15，通过输送管8和喷淋头9向培养槽6内添加培养液；
S4、培养一段时间之后，将培养槽6内失效的培养液倒出，失效的培养液通过漏水口10流入到储水箱11中；
S5、打开抽水泵12将失效的培养液通过回水管13送入到循环净化装置14内进行净化，得到净水；
S6、将净水送入到外部供水管24中与清水混合。
本发明利用废水循环技术，通过将无法继续使用的培养液20进行回收和净化，并且将净化后得到的水重新用于配制培养液20，从而实现节水。而且全部培养过程都可以通过自动化的方式实现，效率更高，节省人力物力。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (1)
1.一种利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统的种植方法，其特征在于：所述利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统包括上下设置的培养室（1）和储水箱（11），所述培养室（1）的顶部设置有透光窗（2），所述培养室（1）的底部开设有若干个用于连通所述储水箱（11）的漏水口（10），所述漏水口（10）内还设置有过滤网；
所述培养室（1）内垂直设置有若干个与所述漏水口（10）一一对应的安装板（4），每个所述安装板（4）上固定设置有若干个培养机构，所述培养机构包括水平固设在所述安装板（4）上的支撑板（5）、固定设置在所述支撑板（5）上的培养槽（6）、水平固设在所述安装板（4）上的输送管（8）和与所述输送管（8）相连通的喷淋头（9），所述喷淋头（9）的喷淋方向朝向所述培养槽（6）；
所述培养槽（6）的底部还开设有若干个排水孔，所述支撑板（5）上开设有若干个与所述排水孔一一对应连通的排水通道（28），所述排水通道（28）的流出端还设置有第三电磁阀（29）；
所述培养室（1）内还固定设置有培养液箱（16），所述培养液箱（16）通过供水泵（15）与所有所述输送管（8）相连通，所述培养液箱（16）还连通有外部供水管（24）和营养液输送管（25）；所述外部供水管（24）的流出端还设置有第一电磁阀（26），所述营养液输送管（25）的流出端还设置有第二电磁阀（27）；
所述培养液箱（16）的底部还设置有加热器（17），所述加热器（17）固定连接有若干个垂直设置的导热板（18）；所述培养液箱（16）的上部还设置有混合桨（23），所述混合桨（23）设置在所述外部供水管（24）和所述营养液输送管（25）的下方；所述培养液箱（16）的下部固定设置有水质传感器（19）和温度传感器（21），所述培养液箱（16）内还设置有浮球液位计（22）；
所述储水箱（11）还通过抽水泵（12）连通有回水管（13），所述回水管（13）还与所述外部供水管（24）相连通，所述回水管（13）的中部设置有循环净化装置（14）；所述循环净化装置（14）包括壳体，在所述回水管（13）的流通方向上，所述壳体内依次设置有鹅卵石层（32）、细沙层（31）和活性炭层（30）；
所述培养室（1）的外壁上还固定设置有显示屏（3），所述利用水循环技术实现节水的水培蔬菜种植系统还包括一个控制器，显示屏（3）、喷淋头（9）、抽水泵（12）、供水泵（15）、加热器（17）、水质传感器（19）、温度传感器（21）、浮球液位计（22）、混合桨（23）、第一电磁阀（26）、第二电磁阀（27）和第三电磁阀（29）均与控制器控制连接；
所述种植方法包括如下步骤：
S1、在所述培养槽（6）内设置若干个蔬菜本体（7）；
S2、打开所述外部供水管（24）和所述营养液输送管（25），向所述培养液箱（16）内添加清水和营养液，所述清水和所述营养液混合得到培养液；
S3、打开所述供水泵（15），通过所述输送管（8）和所述喷淋头（9）向所述培养槽（6）内添加培养液；
S4、培养一段时间之后，将所述培养槽（6）内失效的所述培养液倒出，失效的所述培养液通过所述漏水口（10）流入到所述储水箱（11）中；
S5、打开所述抽水泵（12）将失效的所述培养液通过所述回水管（13）送入到所述循环净化装置（14）内进行净化，得到净水；
S6、将所述净水送入到所述外部供水管（24）中与所述清水混合；
在培养过程中，控制器实时通过浮球液位计（22）采集培养液箱（16）内培养液（20）的高度，当培养液（20）的量比较少的时候，控制器控制第一电磁阀（26）、第二电磁阀（27）和混合桨（23）启动，进而从外部供水管（24）流入清水，从营养液输送管（25）流入营养液，营养液和清水在下落的过程中被混合桨（23）搅拌从而混合，最终增加培养液箱（16）内的培养液（20）的量；当培养槽（6）内的培养液（20）含量降低的时候，控制器控制供水泵（15）启动，进而将培养液箱（16）内的培养液（20）依次通过输送管（8）和喷淋头（9）输送到培养槽（6）中；在培养了一段时间之后，培养槽（6）内的培养液（20）养分会下降，并且会产生杂质，不再适合继续使用，此时控制器控制第三电磁阀（29）启动，将培养槽（6）内的培养液（20）排出，排出的培养液（20）向下落到培养室（1）的底部，并且经过漏水口（10）流入到储水箱（11）中暂时存储；当储水箱（11）内的培养液（20）存储的比较多的时候，控制器控制抽水泵（12）将其抽到回水管（13）中，经过循环净化装置（14）的净化之后，重新通过外部供水管（24）回到培养室（1）内继续使用，从而实现节水的目的；同时，培养过程中控制器通过温度传感器（21）采集培养液箱（16）内的温度，当温度较低的时候不利于蔬菜生长，利用加热器（17）和导热板（18）进行加热；控制器还通过显示屏（3）实时显示种植系统的状态，并且通过无线网络发送给管理人员。
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