CN111213526A - 一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统，包括设于大棚内的数组加热机构，加热机构包括发热板、连接件、轴承、抱箍、支撑杆、电机、相位开关和旋转轴，设于同一条直线上的大棚自身支架的一侧均通过抱箍连接有支撑杆，电机安装在其中一个大棚自身支架上的支撑杆的上方，电机的输出端连接有旋转轴，相邻的两个大棚自身支架之间均设有发热板，且发热板通过连接件与旋转轴相连接，旋转轴靠近电机一端的外侧设有数个相位开关。本发明采用的动力系统则是通过电机带动一根旋转轴进行一定角度的旋转来从而控制远红外加热系统辐射的面积。通过电机可以使发热板进行摆动，而不是固定在一个角度，扩大发热板辐射范围。

Description

一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统

技术领域

本发明属于农业大棚采暖技术领域，具体涉及一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统。

背景技术

我国的温室大棚虽有几千年的发展历史，但现代温室大棚的兴起仅起步于20世纪50年代末，真正大规模发展开始于80年代中国改革开放之后，到90年代温室大棚设施的种植面积已经跃居世界前列，跨入21世纪后，中国的温室大棚面积已经稳居世界之首，成为了世界设施农业大国。

但如今在我国由于气候、环境等受到严重污染，政府呼吁大家保护环境、改善空气质量等，大部分地区出现禁止烧煤要求，温室大棚冬季采暖问题成为了农户们迫在眉睫需要解决的问题。之前几乎所有温室大棚都是采用烧煤来取暖，从而保障大棚里面的温度可以维持在适合植物或农作物的生长。在煤改电政策推出后，农户选择的采暖方式如天然气，空气源热泵等，这些采暖方式目前大多存在技术方案不够成熟和成本太高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统，以解决上述背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统，其结构要点在于：包括设于大棚内的数组加热机构，加热机构包括发热板、连接件、轴承、抱箍、支撑杆、电机、相位开关和旋转轴，大棚内设有数个大棚自身支架，且设于同一条直线上的大棚自身支架的一侧均通过抱箍连接有支撑杆，电机安装在其中一个大棚自身支架上的支撑杆的上方，电机的输出端连接有旋转轴，且其余的与旋转轴位置相对应的大棚自身支架上的支撑杆的上方均安装有与旋转轴适配的轴承，相邻的两个大棚自身支架之间均设有发热板，且发热板通过连接件与旋转轴相连接，旋转轴靠近电机一端的外侧设有数个相位开关。

作为优选的，连接件通过螺栓与旋转轴相连接，其中连接件设有用于安装发热板的安装槽，且发热板通过顶丝固定在安装槽内。

作为优选的，相位开关的数量为四个，且四个相位开关等距排布。

作为优选的，相位开关呈倒置的V型结构，且V型结构的角度为30°-120°。

作为优选的，大棚内设有数个与加热机构一一对应的感温探头。

作为优选的，大棚内设有控制系统，且控制系统分别与发热板、电机和感温探头相连接。

作为优选的，大棚内设有与控制系统相连接的蜂鸣警报器。

与现有技术相比，本发明采用的动力系统则是通过电机带动一根旋转轴进行一定角度的旋转来从而控制远红外加热系统辐射的面积。因为发热板是通过连接件连接到旋转轴上，所以通过电机可以使发热板进行摆动，而不是固定在一个角度，这样就能最大限度的使其发热板辐射出来的远红外光可以扫描到更大的范围。而且通过控制旋转的速度，可以使植物或者农作物受到更加均匀且充足的远红外光辐射。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明发热板和旋转轴的安装结构示意图；

图3为本发明相位开关和旋转轴的安装结构示意图；

图中：1-发热板，2-连接件，3-轴承，4-抱箍，5-支撑杆，6-电机，7-相位开关，8-旋转轴，9-大棚自身支架9。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，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“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案，一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统，包括设于大棚内的数组加热机构，所述的加热机构包括发热板1、连接件2、轴承3、抱箍4、支撑杆5、电机6、相位开关7和旋转轴8，所述的大棚内设有数个大棚自身支架9，且设于同一条直线上的大棚自身支架9的一侧均通过抱箍4连接有支撑杆5，所述的电机6安装在其中一个大棚自身支架9上的支撑杆5的上方，所述的电机6的输出端连接有旋转轴8，且其余的与旋转轴8位置相对应的大棚自身支架9上的支撑杆5的上方均安装有与旋转轴8适配的轴承3，相邻的两个所述的大棚自身支架9之间均设有发热板1，且发热板1通过连接件2与旋转轴8相连接，所述的旋转轴8靠近电机6一端的外侧设有数个相位开关7。

其中，在本实施例中，所述的连接件2通过螺栓与旋转轴8相连接，其中连接件2设有用于安装发热板1的安装槽，且发热板1通过顶丝固定在安装槽内。

其中，在本实施例中，所述的相位开关7的数量为四个，且四个相位开关7等距排布。

其中，在本实施例中，所述的相位开关7呈倒置的V型结构，且V型结构的角度为30°-120°。

其中，在本实施例中，所述的大棚内设有数个与加热机构一一对应的感温探头(图中未显示)。

其中，在本实施例中，所述的大棚内设有控制系统(图中未显示)，且控制系统分别与发热板1、电机6和感温探头相连接。

其中，在本实施例中，所述的大棚内设有与控制系统相连接的蜂鸣警报器(图中未显示)。

发热板1为远红外加热系统，远红外加热系统采用了可辐射远红外光谱的石墨烯电发热板或电加热薄膜(也可采用碳纤维、石墨等面状远红外电发热板或电加热薄膜)。这样使其加热系统可以辐射出有助于植物或者农作物生长的远红外光谱，光谱波长主要集中在4μm-16μm左右。因为远红外线可以对植物或者作物产生热效应，供给作物生长发育的热量，在远红外线的照射下，可使植物或者作物的成熟趋于一致，促进其生长。因为远红外线可以照射到这些植物或者作物的表面，使其提供的热量能够更好，更有效均匀的被这些植物或者作物所吸收，有效避免热量在空气中及空气中的水份中的丢失，使加热效率最大化。

采用的动力系统则是通过电机6带动一根旋转轴8进行一定角度的旋转来从而控制远红外加热系统辐射的面积。因为发热板1是通过连接件2连接到旋转轴8上，所以通过电机6可以使发热板1进行摆动，而不是固定在一个角度，这样就能最大限度的使其发热辐射出来的远红外光可以扫描到更大的范围。而且通过控制旋转的速度，可以使植物或者农作物受到更加均匀且充足的远红外光辐射。

采用的控制系统通过PLC或者继电器电路控制整体采暖系统的运转。其包括两种操作模式，一种自动化操作，一种手动操作。自动化操作原理为通过感温探头反映的温度可以自动控制其一组或者多组的发热板1及电机6的启停。当温度低于设置温度即发热板1开始发热和电机开始运转，当温度高于一定温度的时候，发热板1跟电机6同时停止工作。自动化操作不仅方便了操作者，也实现了节能效果，发热板1采用脉冲式工作状态。手动操作即为可以通过按键或者触摸屏点击的方式，控制每组发热板1和电机6的启停，用以应对部分特殊情况。本系统要求发热板1和电机6同时启停，这样既可以使发热板1实现扫描功能，让植物或者作物受到远红外光辐射更加均匀，也可防止过度加热一个地方，产生生长不均匀，烧坏植物或者农作物的现象。

采用的支架结构分为多种形式，是根据其大棚实际情况而定。当大棚内的大棚自身支架9过于分散的，提供一定数量的辅助支撑杆，将其固定在地面上。固定方式为掩埋、埋水泥墩和立三脚架等，再将电机6和旋转轴9通过轴承3固定在辅助支撑杆上。采用轴承3既可以连接辅助支撑杆和旋转轴9，又可以减少其旋转轴9旋转时候产生的摩擦力。当大棚内的大棚自身支架9不太分散的时候，尽量直接用抱箍4将旋转轴8和大棚自身支架9固定在一起，减少施工及大棚内面积占用。

当系统检测到发热板1不正常工作，或者电机不正常工作的时候，会出现蜂鸣声，且在屏幕上会显示出哪组电机或者发热板出现故障。然后系统会停止工作，只有等人工复位之后，系统才能继续工作。这样防止了出现故障之后，系统还在继续工作从而引发更大的事故。

控制系统中也有后台数据记录功能，当每次运行时候都会记录其每组温感探头显示的温度跟具体时间。这样可以保留具体数据以便更好地分析整个系统的工作情况。

如图1所示，其中支架结构有两种形式。如最左边为抱箍4直接将旋转轴8固定在大棚自身支架9上面。先用抱箍4将加工的支撑杆5和大棚自身的支撑杆9连接在一起且固定，然后将轴承3用螺丝和螺母固定在加工的支撑杆5上面(加工的支撑杆高度可以根据情况调节)，这样的形式直接利用了大棚本身的支撑杆，节约了成本。而剩下的轴承3跟电机6都用了后加工的支撑杆，将地下挖一个方形深坑，然后放入水泥墩，将支撑杆5底部插入水泥墩中，等其凝固后，用土掩埋上。这样在大棚本身支撑杆过于分散的情况下，也安装整套采暖系统。连接件2则是用来连接发热板跟旋转轴8的，这样当旋转轴8旋转的时候，发热板1可以跟随其摆动，实现扫描的功能。

如图2所示，将一片铁片焊接在旋转轴8上，然后用连接件2与铁片用螺丝连接固定。然后将发热板1插入连接件2，最后用顶丝将发热板1固定。

如图3所示，当相位开关7一头触碰下面的阻拦物，电机6开始反转，因此旋转轴8反向旋转，实现发热板1反向摇摆。

有益效果：

1.热效率高，受热均匀：采暖措施采用面状远红外发热作为发热源，空气是远红外光谱的不良受体，系统在工作时，减少了热量在空气中的分散，辐射的热量可直达植物或者作物表面，且因为扫描脉冲式加热，使受热更加均匀，热效利用率高。

2.智能控制：整个系统完全实现自动化，便于操作者控制整个采暖系统的运转。客户只需要调好作物生长需要的温度，无需其他操作。

3.节能环保：与常规烧煤采暖相比，远红外采暖更加的环保，不产生任何污染环境的物质。而且相比其他清洁能源，例如天然气，空气源热本等采暖方式，具有初装成本低，使用成本低，效果更加显著的优点。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统，其特征在于：包括设于大棚内的数组加热机构，所述的加热机构包括发热板、连接件、轴承、抱箍、支撑杆、电机、相位开关和旋转轴，所述的大棚内设有数个大棚自身支架，且设于同一条直线上的大棚自身支架的一侧均通过抱箍连接有支撑杆，所述的电机安装在其中一个大棚自身支架上的支撑杆的上方，所述的电机的输出端连接有旋转轴，且其余的与旋转轴位置相对应的大棚自身支架上的支撑杆的上方均安装有与旋转轴适配的轴承，相邻的两个所述的大棚自身支架之间均设有发热板，且发热板通过连接件与旋转轴相连接，所述的旋转轴靠近电机一端的外侧设有数个相位开关。

2.根据权利要求1所述的一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统，其特征在于：所述的连接件通过螺栓与旋转轴相连接，其中连接件设有用于安装发热板的安装槽，且发热板通过顶丝固定在安装槽内。

3.根据权利要求1所述的一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统，其特征在于：所述的相位开关的数量为四个，且四个相位开关等距排布。

4.根据权利要求1所述的一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统，其特征在于：所述的相位开关呈倒置的V型结构，且V型结构的角度为30°-120°。

5.根据权利要求1所述的一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统，其特征在于：所述的大棚内设有数个与加热机构一一对应的感温探头。

6.根据权利要求1所述的一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统，其特征在于：所述的大棚内设有控制系统，且控制系统分别与发热板、电机和感温探头相连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于农业大棚的可扫描悬挂式远红外采暖系统，其特征在于：所述的大棚内设有与控制系统相连接的蜂鸣警报器。

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