CN111893967A - 土壤排水装置 - Google Patents

Abstract

一种土壤排水装置，包含机壳、过滤单元、空气加压单元及管路单元。机壳包括底壁、周壁、顶盖，及设于周壁内的两个隔板以界定主机室、集水室及储水室。顶盖设有顶穿孔并通过连通管连通至集水室。集水室与储水室通过隔板的穿孔连通。周壁设有多个使集水室与外界连通的开槽。过滤单元包括设于顶盖外侧以覆盖顶穿孔的滤网，及设于集水室并覆盖开槽的滤网。空气加压单元包括设于主机室的控制模块及空气泵。管路单元包括使主机室与外界连通的进气管、使储水室与外界连通的排水管，及用以将空气泵输出的气体导入储水室的排水导气管。土壤排水装置能埋入土壤以利用重力与渗透原理收集地面积水及土壤中的水，再利用空气压力将水排出，而能提升排水效率。

Description

土壤排水装置

技术领域

本发明涉及一种调节土壤湿度的装置，特别是涉及一种土壤排水装置。

背景技术

一般土壤表面积水容易产生病媒蚊影响环境卫生，而土壤中过多的水分会造成植物根系腐烂、生长不良、甚至死亡的问题。

通常土壤表面的积水是通过自然渗透与蒸发方式排除，但是此方式，排除积水的速度慢、效率差。为了增进排水速度，会利用排水沟排水，或是埋设通气管以增加蒸发速度，但是对于低洼地区，因高度差不够，不适用以排水沟排水，或是水泥覆盖的地面不适用埋设通气管以增加蒸发速度。前述被动式的排水方式效率较差且容易受限于土壤所在环境不能有效提升排水效率。

然而，若要使用机具帮助排水，现有的抽水泵需要与水直接接触，而土壤内的水分含有大量的泥沙杂质会对抽水泵的结构造成严重的磨损与阻塞。此外，由于土壤表面的积水高度太浅，未能达到抽水泵的工作高度，无法使用抽水泵排水。而渗透在土壤内的地下水也无法使用抽水泵排水。

发明内容

本发明的其中一目的，在于提供一种可以设在土壤中以排除多余水分、调节湿度的土壤排水装置。

本发明的土壤排水装置在一些实施态样中，是包含机壳、过滤单元、空气加压单元及管路单元。该机壳包括底壁、自该底壁的周缘往上延伸的周壁、盖设于该周壁的顶缘的顶盖，及设于该周壁内的第一隔板和第二隔板。该第一隔板、该顶盖与该周壁共同界定主机室。该第一隔板、该第二隔板与该周壁共同界定集水室。该第二隔板与该底壁之间在该周壁内形成储水室。该顶盖设有顶穿孔，该第一隔板设有第一穿孔，且该机壳还包括连接该顶穿孔与该第一穿孔的连通管，以使该顶穿孔连通至该集水室。该第二隔板设有第二穿孔，以使该集水室与该储水室连通。该周壁设有多个使该集水室与外界连通的开槽。该过滤单元包括设于该顶盖以覆盖该顶穿孔的第一滤网，及设于该集水室的周壁并覆盖所述开槽的第二滤网。该空气加压单元包括设于该主机室的控制模块、设于该主机室并与该控制模块耦接的空气泵、设于该储水室并与该控制模块耦接的水位开关，及设于该第二隔板用以受控地封闭该第二穿孔的阀门。该管路单元包括使该主机室与外界连通的进气管、使该储水室与外界连通的排水管，及用以将该空气泵输出的气体导入该储水室的排水导气管。

在一些实施态样中，该机壳还包括设于该周壁内且介于该第二隔板与该底壁之间的第三隔板，该第三隔板、该第二隔板与该周壁共同界定该储水室，该第三隔板、该底壁与该周壁共同界定注气室，该周壁还设有多个使该注气室与外界连通的开孔，该过滤单元还包括设于该注气室的周壁并覆盖所述开孔的第三滤网，该空气加压单元还包括设于该主机室并与该控制模块耦接的切换模块，该管路单元还包括连接该空气泵与该切换模块的连接导管，及连接该切换模块以将气体导入该注气室的注气导管，且该排水导气管连接该切换模块，以由该切换模块控制该排水导气管与该空气泵连通或该注气导管与该空气泵连通。

在一些实施态样中，该控制模块具有无线接收器以接收无线控制讯号。

在一些实施态样中，该控制模块预设有保护控制程序以控制该空气泵运转时间。

本发明的土壤排水装置在一些实施态样中，是包含主机、多个集水器及管路单元。该主机包括外壳、设于该外壳内的控制模块、设于该外壳内并与该控制模块耦接的空气泵，及与该控制模块耦接的切换模块。每一集水器包括壳体、过滤单元、水位开关及阀门。该壳体包括底壁、自该底壁的周缘往上延伸的周壁、盖设于该周壁的顶缘的顶盖，及设于该周壁内的隔板，该隔板、该顶盖与该周壁共同界定集水室，该隔板与该底壁之间在该周壁内形成储水室，该顶盖设有连通该集水室的顶穿孔，该隔板设有穿孔，以使该集水室与该储水室连通，该周壁设有多个使该集水室与外界连通的开槽。该过滤单元包括设于该顶盖以覆盖该顶穿孔的第一滤网，及设于该集水室的周壁并覆盖所述开槽的第二滤网。该水位开关设于该储水室并与该控制模块耦接。该阀门设于该隔板用以受控地封闭该穿孔。该管路单元包括穿过该外壳使该外壳内与外界连通的进气管、连接该空气泵与该切换模块的连接导管、多条连接该切换模块与所述集水器的排水导气管，及多条分别设于所述集水器的排水管，每条排水导气管对应连接该切换模块与其中一集水器的储水室以将该空气泵输出的气体导入该储水室，且该切换模块控制所述排水导气管是否与该连接导管连通，每条排水管使对应的集水器的储水室与外界连通。

在一些实施态样中，每一集水器的壳体还包括设于该周壁内且介于该隔板与该底壁之间的下隔板，该下隔板、该隔板与该周壁共同界定该储水室，该下隔板、该底壁与该周壁共同界定注气室，该周壁还设有多个使该注气室与外界连通的开孔，该过滤单元还包括设于该注气室的周壁并覆盖所述开孔的第三滤网，该管路单元还包括多条连接该切换模块与所述集水器的注气导管，每条注气导管对应连接该切换模块与其中一集水器的注气室以将该空气泵输出的气体导入该注气室，且该切换模块控制所述注气导管是否与该连接导管连通。

在一些实施态样中，该控制模块具有无线接收器以接收无线控制讯号。

在一些实施态样中，该控制模块预设有保护控制程序以控制该空气泵运转时间。

本发明具有以下功效：该土壤排水装置能埋入土壤以利用重力与渗透原理收集地面积水及土壤中多余的水，再利用空气压力将水排出，而能大幅提升土壤表面积水及土壤内含水量过高时的排水效率。进一步地，该土壤排水装置还能将空气注入土壤，以提供植物根系所需的氧气。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是本发明土壤排水装置的第一实施例的侧视示意图；

图2是该第一实施例的立体分解示意图；

图3是该第一实施例的剖视示意图；

图4是该第一实施例移除部分元件的俯视示意图；

图5是说明该第一实施例的使用状态的示意图；

图6是本发明土壤排水装置的第二实施例的立体示意图；及

图7是说明该第二实施例的使用状态的示意图。

具体实施方式

在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图1至图4，本发明土壤排水装置100的第一实施例，包含一机壳1、一过滤单元2、一空气加压单元3及一管路单元4。

该机壳1包括一底壁11、一自该底壁11周缘往上延伸的周壁12、一盖设于该周壁12顶缘的顶盖13，及设于该周壁12内的一第一隔板14、一第二隔板15和一第三隔板16。该第一隔板14、该顶盖13与该周壁12共同界定一主机室R1。该第一隔板14、该第二隔板15与该周壁12共同界定一集水室R2。该第二隔板15、该第三隔板16与该周壁12共同界定一储水室R3，借此构成该第二隔板15与该底壁11之间且在该周壁12内形成有储水室R3。该第三隔板16、该底壁11与该周壁12共同界定一注气室R4。该顶盖13设有一顶穿孔131，该第一隔板14设有一第一穿孔141，且该机壳1还包括连接该顶穿孔131与该第一穿孔141的一连通管17，以使该顶穿孔131连通至该集水室R2。该第二隔板15设有一第二穿孔151，以使该集水室R2与该储水室R3连通。该周壁12设有多个使该集水室R2与外界连通的开槽121，及多个使该注气室R4与外界连通的开孔122。

该过滤单元2包括一设于该顶盖13以覆盖该顶穿孔131的第一滤网21、一设于该集水室R2的周壁12并覆盖所述开槽121的第二滤网22，及一设于该注气室R4的周壁12并覆盖所述开孔122的第三滤网23。

该空气加压单元3包括一设于该主机室R1的控制模块31、一设于该主机室R1并与该控制模块31耦接的空气泵32、一设于该储水室R3并与该控制模块31耦接的水位开关33、一设于该第二隔板15用以受控地封闭该第二穿孔151的阀门34，及一设于该主机室R1并与该控制模块31耦接的切换模块35。在本实施例中，该控制模块31具有无线接收器(未图示)以接收无线控制讯号，且预设有保护控制程序以控制该空气泵32运转时间。

该管路单元4包括一使该主机室R1与外界连通的进气管41、一使该储水室R3与外界连通的排水管42、一连接该空气泵32与该切换模块35的连接导管43、一连接该切换模块35以将该空气泵32输出的气体导入该储水室R3的排水导气管44，及一连接该切换模块35以将气体导入该注气室R4的注气导管45。该切换模块35控制该排水导气管44与该空气泵32连通或该注气导管45与该空气泵32连通。

另配合参阅图5，该土壤排水装置100在使用时埋设于土壤S中，使该顶盖13接近地表且进气管41及排水管42的末端伸出土壤S外。该进气管41的末端伸出土壤S外用以使外界空气能够进入该主机室R1，以提供该空气泵32空气来源。该排水管42的末端可以延伸至水沟、水池或其它蓄水容器等能避免排水回渗至土壤S的地方。该土壤排水装置100运作时，地面的积水可以经由该第一滤网21过滤后通过该顶穿孔131进入该连通管17，再经由该连通管17进入该集水室R2，然后通过该第二穿孔151进入该储水室R3储存。土壤S中的水分可以经由所述开槽121通过该第二滤网22过滤后进入该集水室R2，再由该集水室R2通过该第二穿孔151进入该储水室R3储存。通过该第一滤网21、该第二滤网22过滤泥沙，以避免泥沙进入该土壤排水装置100内。待该储水室R3的水位到达该水位开关33的高度时，该水位开关33传送讯号至该控制模块31，以由该控制模块31启动排水模式。排水模式可以由使用者编辑或设定自该水位开关33侦测达到满水位后是否立即启动该空气泵32，或者需延迟多少时间再启动该空气泵32。使用者可依据气候与植物类型判断，若当地气候潮湿或植物不需要太多水分，则可设定自该水位开关33侦测达到满水位后立即启动该空气泵32排水；若当地气候较为干燥或已久旱缺水或是植物需要较多水分，则可设定自该水位开关33侦测达到满水位后延迟一段时间再启动该空气泵32以使土壤S可以较长时间保持较高的含水量。该控制模块31的无线接收器可供使用者利用例如手机或电脑等具有无线通讯功能的设备进行排水模式是否延迟启动该空气泵32及延迟时间的编辑或设定。当然，该编辑或设定也能用有线方式实施。该控制模块31在排水模式启动该空气泵32时，也同时控制该切换模块35使该排水导气管44与该连接导管43连通，使该空气泵32输出的空气能传导至该储水室R3，此时该阀门34受控封闭该第二穿孔151，使该储水室R3为封闭空间。借此，该空气泵32持续输出的空气在该储水室R3内产生压力以驱使该储水室R3内的水经由该排水管42排出。该空气泵32由该控制模块31的保护控制程序控制运转时间，到达预设时间即停止运转，以避免因排水阻塞或其它原因导致该空气泵32持续运转，确保该空气泵32不会过度运转而损毁。控制该空气泵32运转的预设时间是依据该储水室R3的容积和排水速率而定并预设于该控制模块31。该控制模块31也能被设定在未排水时启动该空气泵32且控制该切换模块35使该注气导管45与该连接导管43连通的时间，借此，使该空气泵32输出的空气能通过该注气导管45传导至该注气室R4，并使空气通过该第三滤网23及所述开孔122注入土壤S中，使植物根系可获得所需的氧气。通过空气泵32的空气压力排水能够避免机械磨损的问题，且能进一步将空气注入土壤S内以增加土壤S内的氧气。

在本实施例中，该切换模块35设有两个电磁阀(未图示)以分别控制该排水导气管44与该注气导管45是否与该连接导管43连通。在变化的实施例，若仅需排水功能时，可以省略该注气室R4、该切换模块35、该连接导管43及该注气导管45。也就是说，该机壳1可以省去该第三隔板16，使该第二隔板15、该底壁11与该周壁12共同界定该储水室R3，借此也构成该第二隔板15与该底壁11之间在该周壁12内形成有储水室，且该周壁12不设开孔122，而该排水导气管44可直接与该空气泵32连接。

参阅图6与图7，本发明土壤排水装置100的第二实施例相较于第一实施例可适用于设置在较大范围的土壤S。在第二实施例，该土壤排水装置100包含一主机5、多个集水器6及一管路单元4。

该主机5包括一外壳51、一设于该外壳51内的控制模块31(请参图2)、一设于该外壳51内并与该控制模块31耦接的空气泵32(请参图2)，及一与该控制模块31耦接的切换模块35。该切换模块35可设于该外壳51内或该外壳51外，可视使用需求调整。

另配合参阅图2，在第二实施例中每一集水器6的构造与该第一实施例的土壤排水装置100相似，包括一壳体61、一过滤单元2、一水位开关33及一阀门34，除了该控制模块31、该空气泵32及该切换模块35移出该壳体61而省略该第一隔板14、该主机室R1及该连通管17外，其余构造与该第一实施例相同，故未再另外图示而配合图2说明。具体而言，在第二实施例，该壳体61包括一底壁11、一自该底壁11周缘往上延伸的周壁12、一盖设于该周壁12顶缘的顶盖13，及设于该周壁12内的一隔板(对应第二隔板15)。该隔板15、该顶盖13与该周壁12共同界定一集水室R2。该隔板15、该底壁11与该周壁12共同界定一储水室R3。该顶盖13设有一连通该集水室R2的顶穿孔131。该隔板15设有一穿孔151，以使该集水室R2与该储水室R3连通。该周壁12设有多个使该集水室R2与外界连通的开槽121。在第二实施例中，每一集水器6的过滤单元2、水位开关33及阀门34的构造与功能与第一实施例相同，于此不再赘述。在图6与图7所示的实施例为该壳体61未设注气室R4的实施态样，同样地，每一集水器6也可如第一实施例设有注气室R4。

在第二实施例，该管路单元4包括一穿过该外壳51使该外壳51内与外界连通的进气管41、一连接该空气泵32与该切换模块35的连接导管43、多条连接该切换模块35与所述集水器6的排水导气管44，及多条分别设于所述集水器6的排水管42。每条排水导气管44对应连接该切换模块35与其中一集水器6的储水室R3以将该空气泵32输出的气体导入该储水室R3，且该切换模块35控制所述排水导气管44是否与该连接导管43连通。每条排水管42使对应的集水器6的储水室R3与外界连通。该切换模块35设有数量与所述排水导气管44相符的电磁阀(未图示)，以分别控制所述排水导气管44是否与该连接导管43连通。每一集水器6的运作方式与该第一实施例相同，于此不再重述。如前述说明，该第二实施例的每一集水器6也可以如第一实施例设有注气室R4，在此变化实施态样中，该管路单元4还包括多条连接该切换模块35与所述集水器6的注气导管45(请参图2)，每条注气导管45对应连接该切换模块35与其中一集水器6的注气室R4以将该空气泵32输出的气体导入该注气室R4，且该切换模块35控制所述注气导管45是否与该连接导管43连通。也就是该切换模块35还增设数量与所述注气导管45相符的电磁阀以分别控制所述注气导管45是否与该连接导管43连通，所述注气导管45与该切换模块35及所述集水器6的连接方式可参考所述排水导气管44的设置方式，未再图示说明。

在第二实施例采单一主机5配合多个集水器6的分离式设计，能够在较大范围的土壤S中使用，以增加排水效率，且能节省设置多个主机5的成本。

综上所述，该土壤排水装置100能埋入土壤S以利用重力与渗透原理收集地面积水及土壤S中多余的水，再利用空气压力将水排出，而能大幅提升土壤S表面积水及土壤S内含水量过高时的排水效率。进一步地，该土壤排水装置100还能将空气注入土壤S，以提供植物根系所需的氧气。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (8)

1.一种土壤排水装置，其特征在于，该土壤排水装置包含：

机壳，包括底壁、自该底壁的周缘往上延伸的周壁、盖设于该周壁的顶缘的顶盖，及设于该周壁内的第一隔板和第二隔板，该第一隔板、该顶盖与该周壁共同界定主机室，该第一隔板、该第二隔板与该周壁共同界定集水室，该第二隔板与该底壁之间在该周壁内形成有储水室，该顶盖设有顶穿孔，该第一隔板设有第一穿孔，且该机壳还包括连接该顶穿孔与该第一穿孔的连通管，以使该顶穿孔连通至该集水室，该第二隔板设有第二穿孔，以使该集水室与该储水室连通，该周壁设有多个使该集水室与外界连通的开槽；

过滤单元，包括设于该顶盖以覆盖该顶穿孔的第一滤网，及设于该集水室的周壁并覆盖所述开槽的第二滤网；

空气加压单元，包括设于该主机室的控制模块、设于该主机室并与该控制模块耦接的空气泵、设于该储水室并与该控制模块耦接的水位开关，及设于该第二隔板用以受控地封闭该第二穿孔的阀门；及

管路单元，包括使该主机室与外界连通的进气管、使该储水室与外界连通的排水管，及用以将该空气泵输出的气体导入该储水室的排水导气管。

2.根据权利要求1所述的土壤排水装置，其特征在于：该机壳还包括设于该周壁内且介于该第二隔板与该底壁之间的第三隔板，该第三隔板、该第二隔板与该周壁共同界定该储水室，该第三隔板、该底壁与该周壁共同界定注气室，该周壁还设有多个使该注气室与外界连通的开孔，该过滤单元还包括设于该注气室的周壁并覆盖所述开孔的第三滤网，该空气加压单元还包括设于该主机室并与该控制模块耦接的切换模块，该管路单元还包括连接该空气泵与该切换模块的连接导管，及连接该切换模块以将气体导入该注气室的注气导管，且该排水导气管连接该切换模块，以由该切换模块控制该排水导气管与该空气泵连通或该注气导管与该空气泵连通。

3.根据权利要求1所述的土壤排水装置，其特征在于：该控制模块具有无线接收器以接收无线控制讯号。

4.根据权利要求1所述的土壤排水装置，其特征在于：该控制模块预设有保护控制程序以控制该空气泵运转时间。

5.一种土壤排水装置，其特征在于，该土壤排水装置包含：

主机，包括外壳、设于该外壳内的控制模块、设于该外壳内并与该控制模块耦接的空气泵，及与该控制模块耦接的切换模块；

多个集水器，每一集水器包括

壳体，包括底壁、自该底壁的周缘往上延伸的周壁、盖设于该周壁的顶缘的顶盖，及设于该周壁内的隔板，该隔板、该顶盖与该周壁共同界定集水室，该隔板与该底壁之间在该周壁内形成储水室，该顶盖设有连通该集水室的顶穿孔，该隔板设有穿孔，以使该集水室与该储水室连通，该周壁设有多个使该集水室与外界连通的开槽，

过滤单元，包括设于该顶盖以覆盖该顶穿孔的第一滤网，及设于该集水室的周壁并覆盖所述开槽的第二滤网，

水位开关，设于该储水室并与该控制模块耦接，及

阀门，设于该隔板用以受控地封闭该穿孔；及

管路单元，包括穿过该外壳使该外壳内与外界连通的进气管、连接该空气泵与该切换模块的连接导管、多条连接该切换模块与所述集水器的排水导气管，及多条分别设于所述集水器的排水管，每条排水导气管对应连接该切换模块与其中一集水器的储水室以将该空气泵输出的气体导入该储水室，且该切换模块控制所述排水导气管是否与该连接导管连通，每条排水管使对应的集水器的储水室与外界连通。

6.根据权利要求5所述的土壤排水装置，其特征在于：每一集水器的壳体还包括设于该周壁内且介于该隔板与该底壁之间的下隔板，该下隔板、该隔板与该周壁共同界定该储水室，该下隔板、该底壁与该周壁共同界定注气室，该周壁还设有多个使该注气室与外界连通的开孔，该过滤单元还包括设于该注气室的周壁并覆盖所述开孔的第三滤网，该管路单元还包括多条连接该切换模块与所述集水器的注气导管，每条注气导管对应连接该切换模块与其中一集水器的注气室以将该空气泵输出的气体导入该注气室，且该切换模块控制所述注气导管是否与该连接导管连通。

7.根据权利要求5所述的土壤排水装置，其特征在于：该控制模块具有无线接收器以接收无线控制讯号。

8.根据权利要求5所述的土壤排水装置，其特征在于：该控制模块预设有保护控制程序以控制该空气泵运转时间。

Images