CN110463580A - 一种生态农业果蔬浇灌系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生态农业果蔬浇灌系统，包括种植架，所述种植架内填充有种植土，所述种植土的上方铺设有种植栅格板，且种植栅格板的中部开设有用于果蔬种植的环形槽，所述环形槽的周围对称设置有多个喷灌机构，所述种植栅格板为中空结构，且其内部通过多块分隔板分为多个密封腔体，每个所述密封腔体内均滑动设置有隔流板，且每个隔流板均将对应的密封腔体分为送液腔与膨胀腔，每个所述膨胀腔的上方均设置有聚光机构，每个所述喷灌机构均包括贮液器和与贮液器相连通的洒水管。本发明结构新颖，不需要电力驱动即可对果蔬进行自动浇灌，在高温时段，喷灌装置可以自动停止喷水，避免高温时浇水对果蔬造成的损害。

Description

一种生态农业果蔬浇灌系统

技术领域

本发明涉及果蔬种植技术领域，尤其涉及一种生态农业果蔬浇灌系统。

背景技术

生态果蔬是按照全球良好农业规范及有机食品标准生产，通过科学育种、育苗，采用有机生态栽培、物理贮存保鲜等现代农业技术提升果蔬品质，同时不使用化肥农药及化学工艺方法种植，没有化肥农药等物质残留的健康果蔬。

为满足市场需求，生态果蔬往往采用大规模种植方式，大规模种植生产中显然不能采取人工浇灌的方式，因此，大多数种植基地采用滴灌、漫灌、喷灌等方式对果蔬进行浇灌，由于大部分果蔬为浅根植物，一次性浇灌大量的水后植物会出现烂根、死亡等问题，并且在夏季土壤及周围环境温度过高时浇水，土壤温度突然下降会使植物根部吸水受阻，同时叶片上的气孔由于蒸腾作用无法及时关闭，因此会导致植物叶片焦枯，甚至全株死亡，所以普通的浇灌方式需要人们及时开、关阀门控制水量，操作较为麻烦，为此，我们提出一种生态农业果蔬浇灌系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种生态农业果蔬浇灌系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种生态农业果蔬浇灌系统，包括种植架，所述种植架为凹字形，且其内部填充有种植土，所述种植土的上方铺设有种植栅格板，所述种植栅格板的中部开设有用于果蔬种植的环形槽，所述环形槽的周围对称设置有多个喷灌机构；

所述种植栅格板为中空结构，且其内部通过多块分隔板分为多个密封腔体，每个所述密封腔体内均密封滑动设置有隔流板，且每个隔流板均将对应的密封腔体分为送液腔与膨胀腔，每个所述喷灌机构均包括贮液器和与贮液器相连通的洒水管，且每个洒水管均位于对应贮液器的下端，每个所述贮液器均通过上液管与位置相对应的送液腔相连通，且每根上液管上均安装有第二单向阀，每个所述膨胀腔的上方均设置有聚光机构；

每个所述贮液器上均设置有观察面板，且每块观察面板均由石英玻璃或透明树脂材料制成。

优选地，每个所述聚光机构均包括聚光板和吸热板，每个所述聚光板均位于对应吸热板的正上方，且每个聚光板的中轴线与对应吸热板的中轴线相重合，每个所述吸热板的底端均设有传热杆，且每个传热杆的底端均贯穿种植栅格板的顶壁并延伸至对应的膨胀腔内，每个所述膨胀腔内均填充有蒸发液；

所述蒸发液为乙醚溶液、戊烷溶液或其他沸点为℃-℃的低沸点、无毒性或低毒性液体。

优选地，所述种植架的上端通过多个支撑柱安装有集雨棚，且集雨棚上开设有集水槽，所述种植架的两侧壁内对称开设有集水室，所述集水槽通过两根弯管分别与两根集水室相连通，每根所述弯管与集水槽连接处均安装有过滤器，所述种植架的底壁内开设有贮水室，且两个集水室均与贮水室相连通，其中一个所述集水室上连通有送水管，且送水管上安装有水阀。

优选地，每个所述送液腔均通过直管与贮水室相连通，且每根直管上均安装有第一单向阀。

优选地，每根所述洒水管上均设有高温阻水装置，每个所述高温阻水装置均包括套设在对应洒水管外侧的集热套，每根所述洒水管内均活动设置有膨胀球，且每个所述膨胀球的两侧均对称设置有两个限位环。

本发明的有益效果：

1、通过设置贮液器、洒水管、上液管、第二单向阀等装置构成的喷灌机构及聚光板、吸热板、传热杆组成的聚光机构，当有阳光照射时，聚光板将光线聚集到吸热板上，使吸热板的温度上升，从而通过传热杆的热传导作用使蒸发液蒸发，从而推动隔流板向上液管方向移动，使送液腔内的水流挤入到贮液器内，以为后续对果蔬的浇灌过程做准备。

2、通过在洒水管上设置高温阻水装置，当环境温度较高时，集热套会吸热，使膨胀球受热膨胀，从而将洒水管内的水流阻断，避免高温时对果蔬浇水，导致果蔬叶片蒸腾作用散失的水分大于根部吸收的水分，致使植株缺水甚至死亡，当傍晚环境温度下降后，膨胀球恢复原有体积大小，洒水管内的水可以正常喷洒，为果蔬补充充足的水分。

3、直管与上液管上均安装有单向阀，以保证水的流动方向为：贮水室-直管-送液腔-上液管-贮液器，防止液体倒流，影响喷灌效果，同时将洒水管设置在贮液器的下方，利用重力作用可使水流自动向洒水管内流动。

4、集雨棚、集水槽、过滤器与弯管的设置可将雨季时的雨水收集并储存在集水室与贮水室内，在高温或旱季时，使用收集到的雨水对果蔬进行浇灌，可使水资源循环利用，此外，若贮水室内的水不足时，可通过送水管向贮水室内抽水，避免影响直管的吸水效果。

5、本系统利用液压差、重力作用、热传导效应使低处贮水室内的水自动流向高处贮液器处，不需要额外使用电力，相较于滴灌、喷灌等方式，本系统可以节约大量电力。

6、通过设置聚光板、吸热板等装置，在早晨阳光光照时，可使蒸发液受热膨胀，推动隔流板移动一段距离，此时环境温度较低，水流可直接雾化后向果蔬喷洒，提前为果蔬补充水分，待到温度上升后，隔流板持续移动，使贮液器内的水增加，但此时膨胀球膨胀，贮液器内的水流只能到傍晚温度降低时喷出，确保果蔬的浇灌时间避开正午等高温时段。

综上所述，本发明结构新颖，不需要电力驱动即可对果蔬进行自动浇灌，在高温时段，喷灌装置可以自动停止喷水，避免高温时浇水对果蔬造成的损害。

附图说明

图1为本发明提出的一种生态农业果蔬浇灌系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种生态农业果蔬浇灌系统中喷灌机构的结构示意图；

图3为图1中A处放大图；

图4为本发明提出的一种生态农业果蔬浇灌系统中限位环与洒水管部分的结构示意图。

图中：1集雨棚、101集水槽、102过滤器、2弯管、3支撑柱、4聚光板、5贮水室、6贮液器、601观察面板、7种植栅格板、8种植土、9第一单向阀、10种植架、11直管、12集水室、13送水管、14水阀、15限位环、16集热套、17膨胀球、18洒水管、19雾化喷头、20上液管、21第二单向阀、22隔流板、23蒸发液、24吸热板、25传热杆、26固土网。

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。

参照图1-4，一种生态农业果蔬浇灌系统，包括种植架10，种植架10为凹字形，且其内部填充有种植土8，种植土8的上方铺设有种植栅格板7，种植栅格板7的中部开设有用于果蔬种植的环形槽，环形槽内设有固土网26，避免水土流失，环形槽的周围对称设置有多个喷灌机构；

种植栅格板7为中空结构，且其内部通过多块分隔板分为多个密封腔体，每个密封腔体内均密封滑动设置有隔流板22，且每个隔流板22均将对应的密封腔体分为送液腔与膨胀腔，每个喷灌机构均包括贮液器6和与贮液器6相连通的洒水管18，且每个洒水管18均位于对应贮液器6的下端，贮液器6内的水在重力作用下能自动从洒水管18处流出，每个洒水管18的出水端均安装有雾化喷头19，雾化喷头19可将水流雾化，促进果蔬吸收水分的同时避免淹根、烂根，每个贮液器6均通过上液管20与位置相对应的送液腔相连通，且每根上液管20上均安装有第二单向阀21，水流只能从送液腔处流向贮液器6内，无法回流，每个膨胀腔的上方均设置有聚光机构；

每个贮液器6上均设置有观察面板601，且每块观察面板601均由石英玻璃或透明树脂材料制成，通过观察面板601可观察贮液器6内的水位高度，从而判断是否需要额外对果蔬进行浇灌。

本发明中，每个聚光机构均包括聚光板4和吸热板24，每个聚光板4均位于对应吸热板24的正上方，且每个聚光板4的中轴线与对应吸热板24的中轴线相重合，通过聚光板4的聚光作用，可使阳关直射在吸热板24上，使吸热板24温度上升，每个吸热板24的底端均设有传热杆25，且每个传热杆25的底端均贯穿种植栅格板7的顶壁并延伸至对应的膨胀腔内，每个膨胀腔内均填充有蒸发液23；

蒸发液23为乙醚溶液、戊烷溶液或其他沸点为30℃-45℃的低沸点、无毒性或低毒性液体，在高温的夏季，通过传热杆25传递的温度可使蒸发液23蒸发，从而推动隔流板22运动，挤压送液腔内的水流，使其运动到贮液器内。

本发明中，种植架10的上端通过多个支撑柱3安装有集雨棚1，且集雨棚1上开设有集水槽101，种植架10的两侧壁内对称开设有集水室12，集水槽101通过两根弯管2分别与两根集水室12相连通，下雨时，可通过集水槽101将雨水导流到集水室12内，以待果蔬浇灌使用，每根弯管2与集水槽101连接处均安装有过滤器102，过滤器102可将雨水中的杂物以及污泥过滤下来，避免浇灌装置长时间使用后，弯管2被杂物堵塞，种植架10的底壁内开设有贮水室5，且两个集水室12均与贮水室5相连通，其中一个集水室12上连通有送水管13，且送水管13上安装有水阀14，若干旱季节，可通过送水管13向贮水室5内送水，避免果蔬干旱致死。

本发明中，每个送液腔均通过直管11与贮水室5相连通，且每根直管11上均安装有第一单向阀9，水流只能从贮水室5内向送液腔内流动，无法回流。

本发明中，每根洒水管18上均设有高温阻水装置，每个高温阻水装置均包括套设在对应洒水管18外侧的集热套16，每根洒水管18内均活动设置有膨胀球17，且每个膨胀球17的两侧均对称设置有两个限位环15，当温度较高时，膨胀球17膨胀，水流无法从洒水管18处洒出，避免高温情况下突然向植物浇水，使植物根部吸水受阻，同时叶片上的气孔没有完全关闭，导致植物叶片焦枯，甚至全株死亡。

本发明使用时，先将贮水室5内填充一定的水量，保证液面位于直管11下端口的上方，然后通过外界作用，如烘烤等方式加热种植栅格板7，使蒸发液23蒸发，推动隔流板22向上液管20方向移动，然后将种植栅格板7固定在种植架10内的种植土8土面上，在种植栅格板7冷却的过程中，由于负压作用，贮水室5内的水流通过直管11被吸入送液腔内，然后安装好上液管20、贮液器6、聚光板4、洒水管18、吸热板24等装置后，将果蔬种植在种植栅格板7中部的环形槽内；

在夏季清晨，环境温度相对中午时较低，此时阳光照射在聚光板4上，光线被聚集到吸热板24上，吸热板24吸收光线的热量，并将热量传递到膨胀腔内，膨胀腔内的蒸发液23受热蒸发，推动隔流板22向上液管20方向移动，使送液腔内的水流挤入到贮液器6内，此时膨胀球17还未受热膨胀，洒水管18为通畅状态，水流经雾化喷头19雾化后洒向果蔬，提前为果蔬补充水分，以应对中午和下午的高温天气；

随着时间的流逝，环境温度逐渐上升，此时集热套16从环境中吸收了大量的热量，根据热传导作用，膨胀球17受热膨胀，洒水管18内的水流逐渐减小直至被膨胀球17截止，避免高温时浇灌果蔬导致果蔬缺水，与此同时，聚光板4持续加热吸热板24，隔流板22使送液腔内的水流持续挤入到贮液器6内；

到了傍晚时，光线减弱，蒸发液23不再蒸发，逐渐回到液态，由于上液管20上安装有第二单向阀21，所以贮液器6内的水流不会再发生回流现象，在负压作用下，直管11再次将贮水室5内的水吸入到送液腔内，保持送液腔内水分充足，傍晚时环境温度也会下降，膨胀球17回缩，在重力作用下，贮液器6内的水流从洒水管18处流出，为果蔬补充水分；

雨季时，雨水可通过集雨棚1上的集水槽101、过滤器102和弯管2收集并储存在集水室12与贮水室5内，在高温或旱季时，使用收集到的雨水对果蔬进行浇灌，可使水资源循环利用，此外，若贮水室5内的水不足时，可通过送水管13向贮水室5内抽水，避免贮水室5内的液面高度低于直管11下端端口所在的平面，影响直管11的吸水效果，值得说明的是，集雨棚1应为透明材料制成，如玻璃板，透明薄膜等，以免影响聚光板4的聚光效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种生态农业果蔬浇灌系统，包括种植架(10)，其特征在于，所述种植架(10)内填充有种植土(8)，所述种植土(8)的上方铺设有种植栅格板(7)，且种植栅格板(7)的中部开设有用于果蔬种植的环形槽，所述环形槽的周围对称设置有多个喷灌机构；

所述种植栅格板(7)为中空结构，且其内部通过多块分隔板分为多个密封腔体，每个所述密封腔体内均滑动设置有隔流板(22)，且每个隔流板(22)均将对应的密封腔体分为送液腔与膨胀腔，每个所述膨胀腔的上方均设置有聚光机构；

每个所述喷灌机构均包括贮液器(6)和与贮液器(6)相连通的洒水管(18)，每个所述贮液器(6)均通过上液管(20)与位置相对应的送液腔相连通，且每根上液管(20)上均安装有第二单向阀(21)。

2.根据权利要求1所述的一种生态农业果蔬浇灌系统，其特征在于，每个所述聚光机构均包括聚光板(4)和吸热板(24)，每个所述聚光板(4)均位于对应吸热板(24)的正上方，每个所述吸热板(24)的底端均设有传热杆(25)，且每个传热杆(25)的底端均延伸至对应的膨胀腔内，每个所述膨胀腔内均填充有蒸发液(23)。

3.根据权利要求1所述的一种生态农业果蔬浇灌系统，其特征在于，所述种植架(10)上安装有集雨棚(1)，且集雨棚(1)上开设有集水槽(101)，所述种植架(10)的两侧壁内对称设置有集水室(12)，且两个集水室(12)均通过弯管(2)与集水槽(101)相连通，所述种植架(10)的底壁内设置有贮水室(5)，且两个集水室(12)均与贮水室(5)相连通。

4.根据权利要求1所述的一种生态农业果蔬浇灌系统，其特征在于，每个所述送液腔均通过直管(11)与贮水室(5)相连通，且每根直管(11)上均安装有第一单向阀(9)。

5.根据权利要求1所述的一种生态农业果蔬浇灌系统，其特征在于，每根所述洒水管(18)上均设有高温阻水装置，每个所述高温阻水装置均包括套设在对应洒水管(18)外侧的集热套(16)，每根所述洒水管(18)内均活动设置有膨胀球(17)，且每个所述膨胀球(17)的两侧均对称设置有两个限位环(15)。