CN111133918A - 一种全自动灌排一体化立体栽培装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动灌排一体化立体栽培装置，包括水箱和立柱，所述立柱上间隔设置有多个内部形成储水腔的托盘，所述托盘内设置有漫排阀，所述漫排阀包括外筒体和内管体，外筒体侧壁靠近底部的位置设置有与储水腔连通的进水孔，所述内管体的上段密封穿过外筒体的底部，内管体的下段穿过托盘的底部且与托盘的底部固定连接，内管体的顶端与外筒体的内顶面之间存在间隙；所述水箱通过泵水系统向最顶层托盘内供水，处于上层的内管体通过排水管与处于相邻下层的托盘连通，处于最底层的托盘通过回流管与水箱连通。采用该结构的栽培装置，不仅提高了植物灌溉、排水的便利性和自动化程度，同时节约了灌排成本和水资源。

Description

一种全自动灌排一体化立体栽培装置
技术领域
本发明涉及植物栽培技术领域，具体涉及一种全自动灌排一体化立体栽培装置。
背景技术
在植物栽培领域，无论是有土栽培还是无土栽培，浇灌都是必不可少的步骤，按浇灌方式的不同，可分为喷灌、滴灌和根苗吸水式等方式。
目前，大部分容器栽培植物都采用根苗吸水的方式进行浇灌，其具体的过程为：在栽培容器内形成一储水区和一种植区，种植区内可直接填充土壤或基质栽培植物，也可以采用栽培容器的形式栽培植物，浇灌时，储水区的水位上涨浸没种植区的土壤或基质，通过根苗吸取水分。对于根苗吸水式的浇灌方式，一个急需解决的问题是：灌水浸润栽培土壤或栽培基质后，如何避免因水位长时间过高而导致根苗被长时间淹没的问题，因为植株长时间被浸泡可能导致淹死。目前，通常采用相应的水位调节系统来解决该问题，采用水位调节系统，需布置相应的动力型排水结构，整体结构复杂，不利于节约栽培成本。
此外，对于部分立体式的家庭景观、办公区绿化等植物而言，为考虑节约空间、提高美感，通常会设置立柱或立架，然后沿立柱高度方向间隔栽培多株相同或不同的植物，这种栽培方式进行浇灌时，需要逐级浇灌，存在很大的不便利性，再者，浇灌过程通常依靠人工，自动化程度较低，不仅费时费力，而且不便于经常出差或无暇照顾的人栽培。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种全自动灌排一体化立体栽培装置，以便提高植物灌溉、排水的便利性和自动化程度，同时节约灌排成本和水资源。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种全自动灌排一体化立体栽培装置，包括水箱和立柱，所述立柱上沿高度方向间隔设置有多个内部形成储水腔的托盘，所述托盘内设置有漫排阀，所述漫排阀包括外筒体和内管体，所述外筒体的两端均密封，外筒体侧壁靠近底部的位置设置有与储水腔连通的进水孔，所述内管体的上段密封穿过外筒体的底部且与外筒体套接，内管体的下段穿过托盘的底部且与托盘的底部固定连接，内管体的顶端与外筒体的内顶面之间存在间隙；所述水箱通过泵水系统向最顶层托盘内供水，处于上层的内管体通过排水管与处于相邻下层的托盘连通，处于最底层的托盘通过回流管与水箱连通。
进一步，所述泵水系统包括水泵和进水管，所述水泵通过进水管与最顶层托盘连通。
进一步，所述托盘的外壁设置有LED灯。
进一步，还包括第一时间控制器、第二时间控制器和主控制模块，所述主控制模块分别与水泵、LED灯、第一时间控制器和第二时间控制器电连接。
进一步，所述水箱内设置有水位控制器，还包括与水位控制器电连接的报警器。
进一步，所述水箱设置在立柱底部，所述立柱为空心结构，所述进水管、排水管、回流管以及控制LED灯的线路均穿过立柱。
进一步，所述托盘通过固定块与立柱固定连接，托盘与固定块挂接，所述固定块与立柱通过螺栓连接。
进一步，所述外筒体的顶端通过与外筒体螺纹连接的盖体密封。
进一步，所述进水孔处设置有滤网。
进一步，所述托盘内设置有通过电机驱动转动的旋转台，所述电机与主控制模块电连接，所述排水管的开口处设置有喷嘴。
本发明的有益效果：
本发明的全自动灌排一体化立体栽培装置，包括水箱和立柱，所述立柱上间隔设置有多个内部形成储水腔的托盘，所述托盘内设置有漫排阀，所述漫排阀包括外筒体和内管体，外筒体侧壁靠近底部的位置设置有与储水腔连通的进水孔，所述内管体的上段密封穿过外筒体的底部，内管体的下段穿过托盘的底部且与托盘的底部固定连接，内管体的顶端与外筒体的内顶面之间存在间隙；所述水箱通过泵水系统向最顶层托盘内供水，处于上层的内管体通过排水管与处于相邻下层的托盘连通，处于最底层的托盘通过回流管与水箱连通。采用该结构的栽培装置，通过泵水系统向最顶层托盘内供水，待该托盘内放置的栽培容器的栽培基质或土壤被浸润后利用虹吸原理自动排水，将水位下降到确保植株不被长时间浸泡的位置，而后逐级实现每层托盘的自动灌溉和排水，最后将最底层托盘内的水经回流管回流入水箱，不仅提高了植物灌溉、排水的便利性和自动化程度，同时节约了灌排成本和水资源。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例1的局部示意图；
图3为本发明实施例1的漫排阀的结构示意图；
图4为本发明实施例1的漫排阀的剖视图；
图5为本发明实施例2的托盘部位的局部示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1-4所示，一种全自动灌排一体化立体栽培装置，包括水箱1和立柱2，所述水箱1内设置有水位控制器12，所述水位控制器12电连接一个报警器13，当水位控制器12感应到水箱1内水量不足或过量时，会信号反馈报警器13，使报警器13报警。所述立柱2固定设置在水箱1顶部，立柱的两侧沿高度方向交替间隔设置有多个内部形成储水腔的托盘3，所述托盘3通过固定块14与立柱2固定连接，托盘3与固定块14挂接，所述固定块14与立柱2通过螺栓连接。当需要拆卸托盘时，只需要往上提动托盘，使托盘与固定块分离即可，大大提高了植物栽培的便利性。所述托盘顶部开口，在托盘主体内设置用于放置栽培容器15的支架，栽培容器内种植有苗木，栽培容器的下段浸入储水腔，栽培容器的下段开设有渗水孔或渗水槽。
所述托盘3内设置有漫排阀4，所述漫排阀4包括外筒体401和内管体402，所述外筒体401安装在储水腔内，外筒体401的底端一体形成密封用的底板，外筒体的顶端通过盖体404密封，具体来说，外筒体401的上段设置有外螺纹段，盖体404的内侧壁设置有与外螺纹段匹配的内螺纹，盖体404与外螺纹段螺纹配合。外筒体401侧壁靠近底部的位置设置有与储水腔连通的进水孔403，进水孔403处设置有滤网405，通过滤网阻挡杂质进入内管体，从而可以避免内管体堵塞。所述内管体402的上段密封穿过外筒体401的底板且与外筒体套接，在一些实施例中，外筒体可与内管体一体成型。所述内管体的下段穿过托盘的底部且与托盘的底部固定连接，一个优选地方式是内管体的下段与托盘的底部螺纹连接，以方便拆卸。所述内管体的顶端与外筒体的内顶面之间存在间隙，内管体的底端为出水孔。
所述水箱1通过泵水系统向最顶层托盘3内供水，所述泵水系统包括水泵501和进水管502，所述水泵501通过进水管502与最顶层托盘连通。处于上层的内管体通过排水管6与处于相邻下层的托盘连通，处于最底层的托盘通过回流管7与水箱连通。
具体使用时，通过水泵501向最顶层托盘内供水，待该托盘内放置的栽培容器的栽培基质或土壤被浸润后利用虹吸原理自动通过内管体排水，将水位下降到确保植株不被长时间浸泡的位置，而后通过每层托盘内的漫排阀4逐级实现每层托盘的自动灌溉和排水，最后将最底层托盘内的水经回流管7回流入水箱1，不仅提高了植物灌溉、排水的便利性和自动化程度，同时节约了灌排成本和水资源。
漫排阀的排水原理为：往储水腔内加水，储水腔内的水位慢慢上升，由于进水孔503与储水腔连通，因此外筒体501内的水位也会慢慢上升，水位上升到栽培容器15的底部时，栽培容器15内的基质或土壤开始吸收水分，以便满足苗木的生长需求，随着水位的持续上升，水位逐步漫过内管体502的顶端入水口，当栽培容器15内的土壤或基质浸润到满足需求时，停止加水，此时，根据虹吸原理，只要漫过内管体502顶端的水体量足以填充内管体502的内部空间，那么进水孔503和出水孔之间就会形成虹吸式排水，水流经排水管6逐级排入下层托盘3。储水腔内的水逐步排放而使水位会逐步降低到进水孔高度，这样就确保了栽培容器的下段不会被长时间浸润，满足了植物灌溉的排水需求，整体结构简单可靠、大大节约了排水成本。此外，有必要补充说明是：在浸润灌溉过程中，有可能出现边进水、边排水的情况，此时，只要合理调控进水速率，即可满足水位的上涨需求，这是本领域技术人员根据公知常识可以毫无疑问确定的内容。
综上所述，采用该结构的栽培装置，在栽培基质或土壤被浸润后利用虹吸原理自动排水，将水位下降到确保植株不被长时间浸泡的位置，实现了托盘的逐级自动灌溉排水，不仅提高了植物灌溉、排水的便利性和自动化程度，同时节约了灌排成本和水资源，可广泛应用于绿墙立式结构体系。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述托盘的外壁设置有颜色各异的LED灯8，以便提高景观效果。
作为对上述技术方案的进一步改进，还包括第一时间控制器9、第二时间控制器10和主控制模块11，所述主控制模块11分别与水泵501、LED灯8、第一时间控制器9和第二时间控制器10电连接，一个时间控制器用于LED灯的定时控制，一个时间控制器用于水泵的定时控制。在主控制模块11的控制下，结合时间控制器，可使水泵501和LED灯8按预定时间定时开启和关闭，从而可满足定时灌溉和定时打开灯光景观的需求。整个控制过程为现有技术，这里不做详细说明。
作为对上述技术方案的进一步改进，所述立柱2为空心结构，所述进水管502、排水管6、回流管7以及控制LED灯8的线路均穿过立柱。这种结构设计不仅有利于节约空间，也避免了线路混乱而影响整体的美感。
实施例2
与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：如图5所示，所述托盘3内设置有通过电机16驱动转动的旋转台17，具体来说，电机主体固定在托盘底部，电机的输出轴穿过托盘底部后与旋转台连接。所述电机16与主控制模块11电连接，所述排水管6的开口处设置有喷嘴18。对一些需要喷灌的植物而言，将栽培容器放置在旋转台上，通过主控制模块控制，定时启动电机和水泵，通过旋转台带动栽培容器旋转，同时，从喷嘴喷出水流对植物进行喷灌。因此，采用该种结构，有利于提高植物灌溉的多样性、适应范围和便利性。此外，对于浸润式灌溉而言，旋转台的转动会扰动水流，有利于提高水流对土壤浸润的充分性，从而有利于提高浸润灌溉的效果。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种全自动灌排一体化立体栽培装置，包括水箱和立柱，其特征在于：所述立柱上沿高度方向间隔设置有多个内部形成储水腔的托盘，所述托盘内设置有漫排阀，所述漫排阀包括外筒体和内管体，所述外筒体的两端均密封，外筒体侧壁靠近底部的位置设置有与储水腔连通的进水孔，所述内管体的上段密封穿过外筒体的底部且与外筒体套接，内管体的下段穿过托盘的底部且与托盘的底部固定连接，内管体的顶端与外筒体的内顶面之间存在间隙；所述水箱通过泵水系统向最顶层托盘内供水，处于上层的内管体通过排水管与处于相邻下层的托盘连通，处于最底层的托盘通过回流管与水箱连通。
2.根据权利要求1所述的全自动灌排一体化立体栽培装置，其特征在于：所述泵水系统包括水泵和进水管，所述水泵通过进水管与最顶层托盘连通。
3.根据权利要求2所述的全自动灌排一体化立体栽培装置，其特征在于：所述托盘的外壁设置有LED灯。
4.根据权利要求3所述的全自动灌排一体化立体栽培装置，其特征在于：还包括第一时间控制器、第二时间控制器和主控制模块，所述主控制模块分别与水泵、LED灯、第一时间控制器和第二时间控制器电连接。
5.根据权利要求4所述的全自动灌排一体化立体栽培装置，其特征在于：所述水箱内设置有水位控制器，还包括与水位控制器电连接的报警器。
6.根据权利要求5所述的全自动灌排一体化立体栽培装置，其特征在于：所述水箱设置在立柱底部，所述立柱为空心结构，所述进水管、排水管、回流管以及控制LED灯的线路均穿过立柱。
7.根据权利要求6所述的全自动灌排一体化立体栽培装置，其特征在于：所述托盘通过固定块与立柱固定连接，托盘与固定块挂接，所述固定块与立柱通过螺栓连接。
8.根据权利要求7所述的全自动灌排一体化立体栽培装置，其特征在于：所述外筒体的顶端通过与外筒体螺纹连接的盖体密封。
9.根据权利要求8所述的全自动灌排一体化立体栽培装置，其特征在于：所述进水孔处设置有滤网。
10.根据权利要求1-4任意一项所述的全自动灌排一体化立体栽培装置，其特征在于：所述托盘内设置有通过电机驱动转动的旋转台，所述电机与主控制模块电连接，所述排水管的开口处设置有喷嘴。
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