CN112005756B - 移动式温室大棚co2气肥增施装置及co2气肥增施方法 - Google Patents

移动式温室大棚co2气肥增施装置及co2气肥增施方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置及CO2气肥增施方法，该装置包括箱体、进水管、排水管、第一吊耳、第一支撑架、第二支撑架、横梁、第一滑轮组、吊环、钢丝绳、第一电机、箱盖、第二滑轮组、第二吊耳、铰链、吸附材料搭载框架、湿法再生CO2吸附材料、活页、轴承座、轮轴、滚轮、第二电机及凹形导轨。本装置依靠底部滚轮及导轨做往复直线运动从而进出温室大棚，能自动捕获棚外CO2并释放到棚内，以提高棚内CO2浓度从而促进农作物光合作用，所用的湿法再生CO2吸附材料循环再生容易，可以实现高效连续的气肥增施。

Description

移动式温室大棚CO2气肥增施装置及CO2气肥增施方法
技术领域
本发明涉及温室大棚CO2气肥增施领域，具体涉及一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置及CO2气肥增施方法。
背景技术
我国大力倡导通过技术革新助力富碳农业发展，温室大棚CO2气肥增施技术作为一种实现农作物高产、优质、抗病的重要措施将越来越受到广大农户的关注。
CO2气肥在农作物的生长和发育中起着与水肥同等重要的作用，若供应不足将直接影响作物的正常光合作用，从而导致产量和品质下降。我国温室大棚CO2气肥增施技术推广已有数十年，但仍然存在诸如CO2释放量难以控制，副产物多，成本高，操作繁琐且操作运输不便等缺点。这些不足之处制约了CO2气肥技术的发展，也使得富碳农业至今难以大面积推广。
此外，农作物以其种植面积广、栽培容易的特点可以大量固定CO2形成含碳有机物，这种自发的、低成本的碳减排也是当前最经济有效的环境改善措施之一。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置及CO2气肥增施方法，本发明所述装置能实现对温室大棚外部CO2的自主吸附并将其释放到温室大棚内部促进农作物生长，更重要的是，所述装置通过合理的结构设计可以方便地对湿法再生CO2吸附材料进行循环再生，有利于降低运行成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置，包括箱体1、进水管2、排水管3、第一吊耳4、第一支撑架5、第二支撑架6、横梁7、第一滑轮组 8、吊环9、钢丝绳10、第一电机11、箱盖12、第二滑轮组13、第二吊耳 14、铰链15、吸附材料搭载框架16、湿法再生CO2吸附材料17、活页18、轴承座19、轮轴20、滚轮21、第二电机22及凹形导轨23；所述箱体1 上设有进水管2和第一电机11，箱体1两侧设有第一支撑架5，所述第一电机11上绕有钢丝绳10；所述箱体1的后表面两侧设有第二支撑架6，所述第一支撑架5和第二支撑架6的顶部与横梁7连接，所述横梁7下部设有吊环9和第一滑轮组8；所述箱体1的底面内侧设有第二吊耳14，外侧设有轴承座19及排水管3，所述轴承座19与轮轴20连接，轮轴20与滚轮21连接，第二电机22连接并驱动滚轮21，滚轮21悬架于凹形导轨23 上；所述箱盖12上部设有第二滑轮组13，下部设有第一吊耳4；所述铰链15上端连接第一吊耳4，下端连接第二吊耳14，中间连接吸附材料搭载框架16，所述吸附材料搭载框架16内部包含湿法再生CO2吸附材料17，相邻两个吸附材料搭载框架16通过活页18连接；所述吸附材料搭载框架 16由铰链15和活页18共同固定，其升降过程由第一电机11带动钢丝绳 10完成，钢丝绳10首端固定于吊环9，然后穿过第一滑轮组8和第二滑轮组13，再穿过第一支撑架5上的圆孔，最终缠绕于第一电机11；所述湿法再生CO2吸附材料17是基于湿度调控的CO2循环吸附/脱附材料，在干燥环境时能够自动吸附CO2，吸附饱和后，在湿润环境时又能自动脱附 CO2。
所述湿法再生CO2吸附材料17为负载有CO3 2-的阴离子交换树脂膜。
所述吸附材料搭载框架16为六面镂空的长方体框架，以此增加湿法再生CO2吸附材料17与空气的接触面积，同时有利于其在浸湿后能及时脱水。
所述湿法再生CO2吸附材料17主体为波浪状，以增加材料与空气之间的接触面积，根据温室大棚和吸附材料搭载框架16内部空间大小确定其规格和数量。
所述第一电机11带有自锁刹车，防止处于上升状态的箱盖12和吸附材料搭载框架16意外下落。
所述凹形导轨23最高点与地面平齐，便于密封门开闭，凹形导轨23 首尾两端还设有限位开关，便于箱体1运动到预定位置后停下。
所述所述箱体1的前表面上部设有进水管2，中部设有第一电机11。
所述的一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置进行CO2气肥增施的方法，当进行CO2吸附过程时，第一电机11正向带动钢丝绳10使箱盖12 连同铰链15向上伸展，进而使吸附材料搭载框架16从箱体1内部上升到外部，随后第二电机22正向驱动滚轮21使装置主体运动至温室大棚外部，湿法再生CO2吸附材料17便可逐渐晾晒干并自动吸附空气中的CO2；当进行CO2解吸过程时，第二电机22反向驱动滚轮21使装置主体运动至温室大棚内部，随后第一电机11反向带动钢丝绳10使吸附材料搭载框架16 落回箱体1内部，随后通过进水管2向箱体1注水直至浸没所有湿法再生 CO2吸附材料17，待材料浸泡约1～3分钟后，第一电机11正向带动钢丝绳10使箱盖12连同铰链向上伸展，进而使吸附材料搭载框架16从箱体1 内部上升到外部，湿法再生CO2吸附材料17便在温室大棚内部逐渐释放其所吸附的CO2，以达到CO2气肥增施的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明所述湿法再生CO2吸附材料可以高效捕集空气中CO2并释放给温室大棚内农作物，吸附CO2饱和的材料可通过增湿方式(如本发明中的注水加湿)实现材料的循环再生使用，且再生过程无副产物，能耗低，吸附材料价廉、环保、性能佳。
2.本发明所述CO2气肥增施装置可以有效控制CO2施放量，因湿法再生CO2吸附材料的吸附和解吸能力基本恒定，因此控制吸附材料用量及气肥增施装置的安装数量即可控制CO2施放量。
3.本发明所述CO2气肥增施装置工作方式简单，吸附和解吸过程主要涉及箱体进出温室大棚及吸附材料升降的往复直线运动，同时本地化的生产和使用减少了CO2存储和运输的成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中箱体及其连接件的侧视图。
图3是本发明中吸附材料搭载框架的结构示意图。
图4是本发明的工作示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明附图，对本发明的技术方案进行进一步说明和描述，应理解，本部分所述实施例是本发明的部分实施例，而非全部实施例。
在本发明实施例中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于该发明附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。描述中的术语“第一”、“第二”是用于区别本发明中类似的对象或元件，而非用于描述特定的顺序或先后次序，因此亦不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“包括”等词应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电磁连接；可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。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。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是：图1中展示了本发明所述吸附材料搭载框架的一种安装方式，但并非只有一种安装方式，也并非仅安装4个；图3所示本发明所述吸附材料搭载框架内部的吸附材料并非只有一种放置方式，也并非仅放置4片。以上均不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况进行调整。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1和图2所示，本发明提供了一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置，包括箱体1、进水管2、排水管3、第一吊耳4、第一支撑架5、第二支撑架6、横梁7、第一滑轮组8、吊环9、钢丝绳10、第一电机11、箱盖12、第二滑轮组13、第二吊耳14、铰链15、吸附材料搭载框架16、湿法再生CO2吸附材料17、活页18、轴承座19、轮轴20、滚轮21、第二电机22及凹形导轨23；所述箱体1的前表面上部设有进水管2，中部设有第一电机11、两侧设有第一支撑架5，所述第一电机11上绕有钢丝绳10；所述箱体1的后表面两侧设有第二支撑架6，所述第一支撑架5和第二支撑架6的顶部与横梁7连接，所述横梁7下部设有吊环9和第一滑轮组8；所述箱体1的底面内侧设有第二吊耳14，外侧设有轴承座19及排水管3，所述轴承座19与轮轴20连接，轮轴20与滚轮21连接，第二电机22连接并驱动滚轮21，滚轮21悬架于凹形导轨23上；所述箱盖12上部设有第二滑轮组13，下部设有第一吊耳4；所述铰链15上端连接第一吊耳4，下端连接第二吊耳14，中间连接吸附材料搭载框架16，所述吸附材料搭载框架16内部包含湿法再生CO2吸附材料17，相邻两个吸附材料搭载框架16通过活页18连接。
所述吸附材料搭载框架16由铰链15和活页18共同固定，其升降过程由第一电机11带动钢丝绳10完成，钢丝绳10首端固定于吊环9，然后穿过第一滑轮组8和第二滑轮组13，再穿过第一支撑架5上的圆孔，最终缠绕于第一电机11。
作为本发明的优选实施方式，所述吸附材料搭载框架16为六面镂空的长方体框架，以此增加湿法再生CO2吸附材料17与空气的接触面积，同时有利于其在浸湿后能及时脱水。
作为本发明的优选实施方式，所述湿法再生CO2吸附材料17为负载有CO3 2-的阴离子交换树脂膜，它是一种基于湿度调控的CO2循环吸附/脱附材料，在干燥环境时能够自动吸附CO2，吸附饱和后，在湿润环境时又能自动脱附CO2。
作为本发明的优选实施方式，所述湿法再生CO2吸附材料17主体为波浪状，以增加材料与空气之间的接触面积，可根据温室大棚和吸附材料搭载框架16内部空间大小确定其规格和数量。
作为本发明的优选实施方式，所述第一电机11带有自锁刹车，防止处于上升状态的箱盖12、吸附材料搭载框架16等意外下落。
作为本发明的优选实施方式，所述凹形导轨23最高点与地面平齐，便于密封门开闭，凹形导轨23首尾两端还设有限位开关，便于箱体1运动到预定位置后停下。
本发明的工作原理和流程：如图4所示，本发明装置不工作时处于温室大棚内部，吸附材料搭载框架16及铰链15全部下降至箱体1内部，箱盖12底面与箱体1上沿贴合，不进行注水操作，排水管3处于常闭状态，仅清理杂物或检修时开启。当需要吸附CO2时，第二电机22正向驱动滚轮21使装置主体向温室大棚外部运动，当装置主体靠近大棚墙面，则密封门自动打开，待装置主体全部通过门洞后，密封门自动关闭，以减少棚内气体和热量流失。当装置主体触发限位开关并停稳之后，第一电机11 正向带动钢丝绳10使箱盖12连同铰链15向上伸展，进而使吸附材料搭载框架16从箱体1内部上升到外部，湿法再生CO2吸附材料17便可逐渐晾晒干并自动吸附空气中的CO2。当大棚内部需要增施CO2时，第二电机 22反向驱动滚轮21使装置主体运动至温室大棚内部，随后第一电机11反向带动钢丝绳10使吸附材料搭载框架16落回箱体1内部，随后通过进水管2向箱体1注水直至浸没所有湿法再生CO2吸附材料17，待材料浸泡约 1～3分钟后，第一电机11正向带动钢丝绳10使箱盖12连同铰链向上伸展，进而使吸附材料搭载框架16从箱体1内部上升到外部，湿法再生CO2吸附材料17便可以在温室大棚内部逐渐释放其所吸附的CO2，以达到CO2气肥增施的目的。
从以上描述可以看出，本发明所述的实施例实现了如下技术效果：所用吸附材料性能优良、循环再生容易、成本低廉；所述气肥增施装置结构简单，安装、运行及维护过程便捷，可适用于现有的大多数形式的温室大棚；所述气肥增施装置能快捷高效地捕集棚外CO2，无需容器储存或管路运输，可直接释放到棚内，使棚内CO2达到农作物光合作用所需的适宜浓度，从而促进作物生长发育；所述吸附材料的用量决定CO2的释放量，因而很容易通过局部调整材料用量或整体改变气肥增施装置的数量来控制 CO2气肥的施放量。
上述具体实施例只为说明本发明的技术构思及特征，其目的在于使熟悉该技术的人员据本发明内容对该技术加以实施，需要提出的一点是，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，在本发明的原理之内，仅对本发明进行一定的改进所获得的所有实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置，其特征在于，包括箱体（1）、进水管（2）、排水管（3）、第一吊耳（4）、第一支撑架（5）、第二支撑架（6）、横梁（7）、第一滑轮组（8）、吊环（9）、钢丝绳（10）、第一电机（11）、箱盖（12）、第二滑轮组（13）、第二吊耳（14）、铰链（15）、吸附材料搭载框架（16）、湿法再生CO2吸附材料（17）、活页（18）、轴承座（19）、轮轴（20）、滚轮（21）、第二电机（22）及凹形导轨（23）；所述箱体（1）上设有进水管（2）和第一电机（11），箱体（1）两侧设有第一支撑架（5），所述第一电机（11）上绕有钢丝绳（10）；所述箱体（1）的后表面两侧设有第二支撑架（6），所述第一支撑架（5）和第二支撑架（6）的顶部与横梁（7）连接，所述横梁（7）下部设有吊环（9）和第一滑轮组（8）；所述箱体（1）的底面内侧设有第二吊耳（14），外侧设有轴承座（19）及排水管（3），所述轴承座（19）与轮轴（20）连接，轮轴（20）与滚轮（21）连接，第二电机（22）连接并驱动滚轮（21），滚轮（21）悬架于凹形导轨（23）上；所述箱盖（12）上部设有第二滑轮组（13），下部设有第一吊耳（4）；所述铰链（15）上端连接第一吊耳（4），下端连接第二吊耳（14），中间连接吸附材料搭载框架（16），所述吸附材料搭载框架（16）内部包含湿法再生CO2吸附材料（17），相邻两个吸附材料搭载框架（16）通过活页（18）连接；
所述吸附材料搭载框架（16）由铰链（15）和活页（18）共同固定，其升降过程由第一电机（11）带动钢丝绳（10）完成，钢丝绳（10）首端固定于吊环（9），然后穿过第一滑轮组（8）和第二滑轮组（13），再穿过第一支撑架（5）上的圆孔，最终缠绕于第一电机（11）；所述湿法再生CO2吸附材料（17）是基于湿度调控的CO2循环吸附/脱附材料，在干燥环境时能够自动吸附CO2，吸附饱和后，在湿润环境时又能自动脱附CO2；
所述湿法再生CO2吸附材料（17）主体为波浪状，以增加材料与空气之间的接触面积，根据温室大棚和吸附材料搭载框架（16）内部空间大小确定其规格和数量；
所述凹形导轨（23）最高点与地面平齐，便于密封门开闭，凹形导轨（23）首尾两端还设有限位开关，便于箱体（1）运动到预定位置后停下；
所述的一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置进行CO2气肥增施的方法，装置不工作时处于温室大棚内部，吸附材料搭载框架16及铰链15全部下降至箱体1内部，箱盖12底面与箱体1上沿贴合，不进行注水操作，排水管3处于常闭状态，仅清理杂物或检修时开启；当进行CO2吸附过程时，第二电机22正向驱动滚轮21使装置主体向温室大棚外部运动，当装置主体靠近大棚墙面，则密封门自动打开，待装置主体全部通过门洞后，密封门自动关闭，以减少棚内气体和热量流失；当装置主体触发限位开关并停稳之后，第一电机（11）正向带动钢丝绳（10）使箱盖（12）连同铰链（15）向上伸展，进而使吸附材料搭载框架（16）从箱体（1）内部上升到外部，随后第二电机（22）正向驱动滚轮（21）使装置主体运动至温室大棚外部，湿法再生CO2吸附材料（17）逐渐晾晒干并自动吸附空气中的CO2；当进行CO2解吸过程时，第二电机（22）反向驱动滚轮（21）使装置主体运动至温室大棚内部，随后第一电机（11）反向带动钢丝绳（10）使吸附材料搭载框架（16）落回箱体（1）内部，随后通过进水管（2）向箱体（1）注水直至浸没所有湿法再生CO2吸附材料（17），待材料浸泡1~3分钟后，第一电机（11）正向带动钢丝绳（10）使箱盖（12）连同铰链向上伸展，进而使吸附材料搭载框架（16）从箱体（1）内部上升到外部，湿法再生CO2吸附材料（17）便在温室大棚内部逐渐释放其所吸附的CO2，以达到CO2气肥增施的目的。
2.根据权利要求1所述的一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置，其特征在于：所述湿法再生CO2吸附材料（17）为负载有CO3 2-的阴离子交换树脂膜。
3.根据权利要求1所述的一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置，其特征在于：所述吸附材料搭载框架（16）为六面镂空的长方体框架，以此增加湿法再生CO2吸附材料（17）与空气的接触面积，同时有利于其在浸湿后能及时脱水。
4.根据权利要求1所述的一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置，其特征在于：所述第一电机（11）带有自锁刹车，防止处于上升状态的箱盖（12）和吸附材料搭载框架（16）意外下落。
5.根据权利要求1所述的一种移动式温室大棚CO2气肥增施装置，其特征在于：所述箱体（1）的前表面上部设有进水管（2），中部设有第一电机（11）。
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