CN112075258B - 一种温室棚的自动通风装置及温室棚 - Google Patents

Abstract

本发明涉及温室棚技术领域，公开一种温室棚的自动通风装置及温室棚；其中，自动通风装置包括有：具有密闭腔室的容器；容器上设有一与密闭腔室连通的接头，密闭腔室中设有第一流体；连接管；与接头连通，连接管靠近接头的一端和/或接头中设有第一活塞，且连接管中设有第二流体；用于驱动天窗的传动机构，传动机构包括有第二活塞，第二活塞设置在连接管的另一端，且第二流体处于第一活塞和第二活塞之间；当密闭腔室中压强变化时，可通过第一活塞和第二流体驱动第二活塞。本发明的优点在于,本自动通风装置，不需要电力驱动、能正确感应棚内温度，通风效果好、开窗灵敏度可调，适用范围广。

Description

一种温室棚的自动通风装置及温室棚

技术领域

本发明涉及温室棚技术领域，涉及一种温室棚的自动通风装置及温室棚。

背景技术

温室大棚需要经常通风换气，这样对于大棚蔬菜和植物有降温、排湿、调节补充二氧化碳、排除有害气体等多方面的有益作用。尤其是在炎热的夏季，如果不通风，强烈的太阳辐射和温室效应，不仅使作物难以生长，而且对大棚里的工作人员来说，也是极大的生理极限考验。

现有的温室通风装置设计中，传统的方案是通过控制电机的正反转来控制温室的开窗与关窗，但存在以下缺点：(1)需要供电系统，对于某些野外的温室环境并不方便或者成本过高；(2)不具节能优势；(3)可靠性差，野外环境或者温室内的高温高湿环境都不利于采用电子控制；(4)整套控制装置成本过高，不具有推广价值。

还有一种温室大棚的自动通风装置，是在靠近天窗的位置处设置形状记忆合金件，利用形状记忆合金件的变形使行程发生改变，从而打开和关闭天窗。由于形状记忆合金件是根据温度自动发生变形的，无需电力驱动，因此非常有利于节能减排，也克服了某些山区的温室大棚取电难的问题。但是，这种现有的温室大棚的自动通风装置仍然存在以下技术问题：由于形状记忆合金件是直接与天窗相连并驱动的，天窗设置在哪里，形状记忆合金件就设置在哪里；而天窗打开后，外部进入的凉风首先会使靠近天窗的局部区域的温度下降，这样形状记忆合金件就会感知到温度下降，又会发生变形使天窗关闭，但实际上温室大棚的整体温度根本还没下降，从而难以达到理想的通风效果。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题在于，提出一种不需要电力驱动、能正确感应棚内温度，且通风效果好的温室棚的自动通风装置及温室棚。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种温室棚的自动通风装置，包括有：

具有密闭腔室的容器；所述容器上设有一与所述密闭腔室连通的接头，所述密闭腔室中设有第一流体；

连接管；与所述接头连通，所述连接管靠近接头的一端和/或所述接头中设有第一活塞，且连接管中设有第二流体；

用于驱动天窗的传动机构，所述传动机构包括有第二活塞，所述第二活塞设置在所述连接管的另一端，且所述第二流体处于第一活塞和第二活塞之间；当所述密闭腔室中压强变化时，可通过所述第一活塞和第二流体驱动所述第二活塞。

进一步地，所述第一流体的沸点低于所述第二流体的沸点；当所述密闭腔室中第一流体汽化或者液化时，可通过所述第一活塞和第二流体驱动所述第二活塞升降运动；所述第二活塞升降运动可驱动天窗开启或关闭。

进一步地，所述连接管为U型管，且连接管靠近所述接头的一端具有一水平管段，连接管靠近所述第二活塞的一端具有一竖直管段；所述水平管段和竖直管段均为圆管，且水平管段的管径小于竖直管段的管径。

进一步地，还包括有第三活塞，所述第三活塞与所述第一活塞连接，且与所述第一活塞联动；所述第一活塞和所述第三活塞两者中的一者活动地设置在所述接头中，两者中的另一者活动地设置在所述连接管中；且所述第一活塞的截面积大于所述第三活塞的截面积。

进一步地，所述接头中设有第一限位件，所述连接管中设有第二限位件；所述第一限位件处于所述第一活塞远离所述第三活塞的一侧，所述第二限位件处于所述第三活塞远离所述第一活塞的一侧。

进一步地，所述传动机构还包括固定杆、滑动杆和设置在所述滑动杆上的驱动装置；所述固定杆设置在温室棚的棚体上，所述滑动杆一端连接在所述第二活塞上，另一端与所述固定杆可滑动连接；所述驱动装置用于驱动所述天窗。

进一步地，所述驱动装置包括有支撑杆、T型架和套筒；所述支撑杆的一端与所述天窗铰接，支撑杆的另一端铰接在所述滑动杆上；所述套筒沿所述滑动杆的径向固定连接在所述滑动杆上；所述T型架活动地穿设在所述套筒中，且与所述支撑杆活动连接；

其中，所述T形架包括一杆部和与杆部连接的头部；所述杆部活动地穿设在所述套筒中，且沿所述滑动杆的径向设置；所述头部开设有一滑槽；所述支撑杆的中部设有一滑块，且所述滑块设置在所述滑槽中。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，还提出一种温室棚，包括上述的自动通风装置，还包括：

棚体和天窗，所述棚体上设有一通风口，所述天窗活动地设置在所述通风口处；

支撑件，设置在棚体上，且处于距离所述天窗预设防干扰距离处；所述容器和所述连接管均设置在所述支撑件上。

进一步地，所述棚体上设有一上限位部和一下限位部；所述天窗的一端处于所述上限位部的下方，天窗的另一端处于所述下限位部的上方。

进一步地，还包括转轴，所述天窗通过所述转轴铰接在所述棚体上；

所述天窗包括有窗体和分别设置在所述窗体两侧的第一边框和第二边框；所述第一边框和第二边框两者的侧面开设有贯穿其自身的第一通槽，两者的顶面开设有贯穿其自身的第二通槽；

所述转轴设置在第一通槽中，且所述转轴相对于所述第一通槽中的位置可调；所述第二通槽中设有用于将所述转轴固定在所述第一通槽中的固定件。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明中，自动通风装置利用低沸点的第一流体汽化膨胀(蒸发或者沸腾)，导致密闭腔室的压强增大，产生的压力传递通过第一活塞、第三活塞传递到连接管(即U型管)中的第二活塞上，根据帕斯卡原理，第一活塞上受到的压强会传递到第二流体(不可压缩的液体)上的各个点，而在U型管另一端的第二活塞上形成所需的液压力，将这种液压力输出并通过传动机构传递到天窗后，即可驱动天窗打开；由于装有低沸点第一流体的容器并不是直接与天窗相连，而是通过U型管和传动机构后才连接到天窗，因此容器无需靠近天窗，可以根据需要设置在离天窗具有预设防干扰距离处，这样冷风进入后，密闭腔室中的低沸点第一流体不会立即受到冷风的影响而发生液化，而是会在棚体充分通风后，低沸点的第一流体才会感知到这种温度变化，此时感知的是一种比较稳定正确的温度状态，从而能达到较好的通风效果，不会出现未通风充分而关闭天窗的情况；且整个装置由第一流体的液化和汽化驱动，无需供电系统，使用便捷，且成本低廉；天窗的一端处于上限位部的下方，天窗的另一端处于下限位部的上方，在天窗开启时，天窗的一端向上打开，天窗的另一端向下打开，通风效果好。

本发明中，在接头中设有第一限位件，用于限制第一活塞左移的位置；连接管中设有第二限位件，用于限制第三活塞右移的位置；第一限位件和第二限位件可有效控制第一活塞和第三活塞运动的行程，当驱动天窗时，第一限位件可保证在通风装置处于初始位置时，第一活塞不会从左侧脱出；第二限位件可保证天窗完全打开后，即使密闭腔室中还有少量剩余未蒸发或沸腾的第一流体，也不会继续推动第一活塞和第三活塞向右移动，导致天窗过度开启，可靠性高。

本发明中，天窗开启的另一种结构中，大体结构与前方案相同，不同点主要体现在：在天窗左右两侧的第一边框和第二边框上开设有第一通槽和第二通槽，转轴可以沿着第一通槽滑动，以调节转轴在第一通槽中的位置，位置合适后，通过第二通槽中的固定件固定。该结构中，通过调节转轴相对于第一通槽的位置，即调节天窗铰点的位置，进而调节开窗的灵敏度，即第一活塞移动的单位距离所能开窗的角度大小，调节方便、灵活，且精度可控；当转轴不处于边框的中心位置时，处于转轴两侧窗体具有一定的重力矩差，会产生转动效应，这种转动效应可用于初始状态配重，或者用于提高开窗灵敏度，可根据实际需要对转轴的位置进行配置。转轴所处第一边框和第二边框中的位置相同，垂直或者大致垂直第一边框和第二边框，保证通风窗的转动效果。

附图说明

图1为本发明温室大棚的自动通风装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为图2中B处的局部放大示意图；

图4为图2中C处的局部放大示意图；

图5为天窗打开时的结构示意图；

图6为图3中D处的局部放大示意图；

图7为天窗的另一种连接方式的结构示意图；

图8为图7中E处的局部放大示意图；

图9为窗体、第一边框、第二边框和转轴的装配示意图；

图10为第一边框(或第二边框)的俯视图；

图11为第一边框(或第二边框)的正面视图。

图中，

1、连接管；2、水平管段；3、第一流体；4、第一活塞；41、第三活塞；5、第二活塞；51、第一限位件；52、第二限位件；6、第二流体；7、传动机构；8、天窗；8A、窗体；80、第一通槽；81、第二通槽；82、第一边框；83、第二边框；9、接头；10、水平管段端部；12、导热件；13、铰座；14、固定杆；15、滑动杆；16、杆部；17、头部；18、滑槽；19、支撑杆；20、滑块；21、转轴；22、下限位部；23、上限位部；25、T型架；26、套筒；27、竖直管段；28、支撑件；P、棚体。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-11所示，一种温室棚的自动通风装置，包括有：

具有密闭腔室的容器(图中未标注)；所述容器上设有一与所述密闭腔室连通的接头9，所述密闭腔室中设有第一流体3；其中，如图3所示，还可在容器的顶部开设注液口，在注液口处设置可拆卸的封板，注液口方便将第一流体3注入容器中，在注液完毕后，可通过螺栓等固定件将封板固定在容器上，保证容器的密闭性。

连接管1，即U型管，本方案中，连接管1不一定严格呈U型，U型管可以作为本方案的一种优选；与所述接头9连通，所述连接管1靠近所述接头9的一端和/或所述接头9中设有第一活塞4，且连接管1中设有第二流体6；其中，连接管1可由常用的PVC管及弯头连接件制成，成本低，且制造简单。

用于驱动天窗8的传动机构7，所述传动机构7包括有第二活塞5，所述第二活塞5设置在所述连接管1的另一端，且所述第二流体6处于第一活塞4和第二活塞5之间；当所述密闭腔室中压强变化时，可通过所述第一活塞4和第二流体6驱动所述第二活塞5。具体地，所述第一流体3的沸点低于所述第二流体6的沸点，第二流体6可以为水等其他流体；当所述密闭腔室中第一流体3汽化或者液化时，可通过所述第一活塞4和第二流体6驱动所述第二活塞5升降运动；所述第二活塞5升降运动可驱动所述天窗8开启或关闭。在天窗8的开启或者关闭过程中，由第一流体3汽化或者液化提供动力，无需供电系统进行驱动，使用便捷，且成本低廉。

优选地，所述连接管1最优为U型管，且连接管1靠近所述接头9的一端具有一水平管段2，连接管1靠近所述第二活塞6的一端具有一竖直管段27；所述水平管段2和竖直管段27均为圆管，且水平管段2的管径小于竖直管段27的管径。其中，还包括有第三活塞41，所述第三活塞41与所述第一活塞4连接，且与所述第一活塞4联动；所述第一活塞4和所述第三活塞41两者中的一者活动地设置在所述接头9中，两者中的另一者活动地设置在所述连接管1中；且所述第一活塞4的截面积大于所述第三活塞41的截面积。即第三活塞41处于水平管段端部10处，第二活塞5处于竖直管段27处，第一活塞4处于接头9处，大截面积的第一活塞4的设置，可使得第一流体3汽化(蒸发或沸腾)产生的大压强能作用在具有大截面的第一活塞4上，使得受力面积大，相比于直接作用在第三活塞41上，作用在第一活塞4上，驱动力更大，易于将天窗8打开。接头9可以水平设置，也可以相对于第一流体3略微向下倾斜，其倾斜角度小于两度，该倾斜设置有利于冷却后的液态第一流体3回流至容器中。

且所述接头9中设有第一限位件50，所述连接管1中设有第二限位件51；所述第一限位件50处于所述第一活塞4远离所述第三活塞41的一侧，所述第二限位件51处于所述第三活塞41远离所述第一活塞4的一侧。

在实际使用过程中，第一限位件50用于限制第一活塞4左移的位置；第二限位件51用于限制第三活塞41右移的位置；第一限位件50和第二限位件51可有效控制第一活塞4和第三活塞41运动的行程，当驱动天窗8时，第一限位件50可保证在通风装置处于初始位置时，第一活塞4不会从左侧脱出；第二限位件51可保证天窗8完全打开后，即使密闭腔室中还有少量剩余未蒸发或沸腾的第一流体3，也不会继续推动第一活塞4和第三活塞41向右移动，导致天窗8过度开启，可靠性高。

更进一步地，所述U型管靠近水平管段2的一端的直径小于竖直管段27的直径，该设置可使输出到U型管中第二活塞5处的液压力放大，从而能进一步增大推动力去推动天窗8打开。

工作过程中，自动通风装置利用低沸点的第一流体3汽化膨胀，导致密闭腔室的压强增大，产生的压力传递通过第一活塞4传递到U型管中的第三活塞41上，根据帕斯卡原理，第一活塞4上受到的压强会传递到第二流体6(不可压缩的液体)上的各个点，而在U型管另一端的第二活塞5上形成所需的液压力，将这种液压力输出并通过传动机构7传递到天窗8后，即可驱动天窗8打开；由于装有低沸点第一流体3的容器并不是直接与天窗8相连，而是通过U型管和传动机构7后才连接到天窗8，距离天窗8具有足够的距离，保证不会由于天窗8处的局部温度降低，而关闭天窗8，通风效果好。

优选地，所述传动机构7还包括固定杆14、滑动杆15和设置在所述滑动杆15上的驱动装置(未标注)，传动机构类似于杠杆机构，结构简单、传力可靠、且可根据实际需要改变力的大小和方向；所述一固定杆14和一滑动杆15形成伸缩杆结构，所述驱动装置设置在所述滑动杆15上；所述固定杆14的一端与温室棚的棚体连接，固定杆14的另一端与所述滑动杆15可伸缩连接，即滑动套合；所述滑动杆15远离所述固定杆14的一端与第二活塞5连接。所述驱动装置包括有支撑杆19、T型架25和套筒26；所述支撑杆19的一端与所述天窗8铰接，支撑杆19的另一端铰接在所述滑动杆15上，具体地，滑动杆15上设置有铰座13，支撑杆15铰接在铰座13上；所述套筒26固定连接在所述滑动杆15上，具体为横向设置在滑动杆15上；所述T型架25活动地穿设在所述套筒26中，且与所述支撑杆19活动连接。具体地，所述T形架25包括一杆部16和与杆部16连接的头部17；所述杆部16活动地穿设在所述套筒26中，且沿所述滑动杆15的径向设置；所述头部17开设有一滑槽18；所述支撑杆19的中部设有一滑块20，且所述滑块20设置在所述滑槽18中，起到很好的导向作用；该导向结构不仅具有导向作用，而且还能加强支撑杆19与滑动杆15的连接，使整体结构更稳固，对天窗8的支撑作用更好。

其中，所述容器上设有导热件12，且所述导热件12的热量可通过所述容器传导至所述密闭腔室中的所述第一流体3，使温度感知更加灵敏。其中，容器为不透光容器，尽量减少外部光照对温度的影响，保证容器温度传导准确，且不发生光化学变化；容器密闭室材料与第一流体3不相溶，不发生化学反应，也不发生原电池效应，以免影响自动通风装置的使用效果。

如图1所示，本发明提出的一种温室棚，包括自动通风装置，还包括：

棚体P和天窗8，所述棚体P上设有一通风口，所述天窗8活动地设置在所述通风口处；具体地，其中一种形态为：天窗8的中部连接有一转轴21，且天窗8可以绕转轴21转动，而转轴21设置在棚体P上，即，天窗8通过转轴21铰接在棚体P上。

支撑件28，设置在棚体P上，且处于距离所述天窗8预设防干扰距离处；所述容器和所述连接管1均设置在所述支撑件28上。需要解释的是，预设防干扰距离，现有的方案中，靠近天窗的位置处设置形状记忆合金件，天窗打开后，外部进入的凉风首先会使靠近天窗的局部区域的温度下降，形状记忆合金件就会感知到温度下降，发生变形使天窗关闭，但实际上温室大棚的整体温度根本还没下降，从而难以达到理想的通风效果；本预设防干扰距离则使得第一流体距离天窗8较远，不会受天窗8局部温度较低的影响，这样冷风进入棚体中后，密闭腔室中的低沸点第一流体3不会立即受到冷风的影响而发生液化，而是会在棚体充分通风后，低沸点的第一流体3才会感知到这种温度变化，此时感知的是一种比较稳定正确的温度状态，从而能达到较好的通风效果，不会出现未通风充分而关闭天窗的情况。

其中，所述棚体P上设有一上限位部23和一下限位部22；所述天窗8的一端处于所述上限位部23的下方，天窗8的另一端处于所述下限位部22的上方，在天窗8开启时，天窗8的一半向上打开，天窗8的另一半向下打开，且上下两端的开度相等，使得天窗8具有一定的导流作用，保证通风效果好。

如图7-11所示，为天窗8的另一种连接结构，天窗8包括有窗体8A、第一边框82和第二边框83，且两者的侧面和顶面分别开设有第一通槽80和第二通槽81，第一通槽80和第二通槽81两端均平齐，转轴21设置在第一通槽80中，且位置可调，第二通槽81中设置固定件用于将转轴固定在第一通槽80中。由此可见，本改进方案大体结构与前方案相同，不同点主要体现在：在天窗8左右两侧的第一边框82和第二边框83上开设有第一通槽80和第二通槽81，转轴21可以沿着第一通槽80滑动，以调节转轴21在第一通槽80中的位置，位置合适后，通过固定件(图中未标注)固定。该结构中，通过调节转轴21相对于第一通槽80的位置，即调节天窗8铰点的位置，进而调节开窗的灵敏度，即第一活塞4移动的单位距离所能开窗的角度大小，调节方便、灵活，且精度可控；当转轴21不处于边框中心位置时，处于转轴两侧窗体8A具有一定的重力矩差，会产生转动效应，这种转动效应可用于初始状态配重，或者用于提高开窗灵敏度，可根据实际需要对转轴21的位置进行配置。转轴所处第一边框82和第二边框83中的位置相同，垂直或者大致垂直第一边框82和第二边框83，保证天窗的转动效果。

在实际使用过程中，转轴21可以沿着第一通槽80滑动，以调节转轴21在第一通槽80中的位置，位置合适后，通过第二通槽81中的固定件固定。该结构中，通过调节转轴21相对于第一通槽80的位置，即调节天窗8铰点的位置，进而调节开窗的灵敏度，即第一活塞4移动的单位距离所能开启天窗8的角度大小，调节方便、灵活，且精度可控；该结构在初始平衡状态、开窗灵敏度调节、调节天窗自身所产生的重力矩、第一活塞移动做功的力与力臂的灵活调节都有益处，调节非常便捷。

本方案的自动通风装置，不需要电力驱动、能正确感应棚内温度，且通风效果好。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种温室棚的自动通风装置，其特征在于，包括有：

具有密闭腔室的容器；所述容器上设有一与所述密闭腔室连通的接头，所述密闭腔室中设有第一流体；

连接管；与所述接头连通，所述连接管靠近接头的一端和/或所述接头中设有第一活塞，且连接管中设有第二流体；

用于驱动天窗的传动机构，所述传动机构包括有第二活塞，所述第二活塞设置在所述连接管的另一端，且所述第二流体处于第一活塞和第二活塞之间；当所述密闭腔室中压强变化时，可通过所述第一活塞和第二流体驱动所述第二活塞；

其中，所述传动机构还包括固定杆、滑动杆和设置在所述滑动杆上的驱动装置；所述固定杆设置在温室棚的棚体上，所述滑动杆一端连接在所述第二活塞上，另一端与所述固定杆可滑动连接；所述驱动装置用于驱动所述天窗；

所述驱动装置包括有支撑杆、T型架和套筒；所述支撑杆的一端与所述天窗铰接，支撑杆的另一端铰接在所述滑动杆上；所述套筒沿所述滑动杆的径向固定连接在所述滑动杆上；所述T型架活动地穿设在所述套筒中，且与所述支撑杆活动连接；

所述T型 架包括一杆部和与杆部连接的头部；所述杆部活动地穿设在所述套筒中，且沿所述滑动杆的径向设置；所述头部开设有一滑槽；所述支撑杆的中部设有一滑块，且所述滑块设置在所述滑槽中。

2.根据权利要求1所述的一种温室棚的自动通风装置，其特征在于，所述第一流体的沸点低于所述第二流体的沸点；当所述密闭腔室中第一流体汽化或者液化时，可通过所述第一活塞和第二流体驱动所述第二活塞升降运动；所述第二活塞升降运动可驱动天窗开启或关闭。

3.根据权利要求1所述的一种温室棚的自动通风装置，其特征在于，所述连接管为U型管，且连接管靠近所述接头的一端具有一水平管段，连接管靠近所述第二活塞的一端具有一竖直管段；所述水平管段和竖直管段均为圆管，且水平管段的管径小于竖直管段的管径。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种温室棚的自动通风装置，其特征在于，还包括有第三活塞，所述第三活塞与所述第一活塞连接，且与所述第一活塞联动；所述第一活塞和所述第三活塞两者中的一者活动地设置在所述接头中，两者中的另一者活动地设置在所述连接管中；且所述第一活塞的截面积大于所述第三活塞的截面积。

5.根据权利要求4所述的一种温室棚的自动通风装置，其特征在于，所述接头中设有第一限位件，所述连接管中设有第二限位件；所述第一限位件处于所述第一活塞远离所述第三活塞的一侧，所述第二限位件处于所述第三活塞远离所述第一活塞的一侧。

6.一种温室棚，其特征在于，包括如权利要求1-5任意一项所述的自动通风装置，还包括：

棚体和天窗，所述棚体上设有一通风口，所述天窗活动地设置在所述通风口处；

支撑件，设置在棚体上，且处于距离所述天窗预设防干扰距离处；所述容器和所述连接管均设置在所述支撑件上。

7.根据权利要求6所述的一种温室棚，其特征在于，所述棚体上设有一上限位部和一下限位部；所述天窗的一端处于所述上限位部的下方，天窗的另一端处于所述下限位部的上方。

8.根据权利要求6或7所述的一种温室棚，其特征在于，还包括转轴，所述天窗通过所述转轴铰接在所述棚体上；

所述天窗包括有窗体和分别设置在所述窗体两侧的第一边框和第二边框；所述第一边框和第二边框两者的侧面开设有贯穿其自身的第一通槽，两者的顶面开设有贯穿其自身的第二通槽；

所述转轴设置在第一通槽中，且所述转轴相对于所述第一通槽中的位置可调；所述第二通槽中设有用于将所述转轴固定在所述第一通槽中的固定件。

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