CN114208650A - 模块化交叉式液流植物水培单元、水培装置及水培系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及植物栽培领域，公开了模块化交叉式液流植物水培单元、水培装置及水培系统，模块化交叉式液流植物水培单元包括安装框体、两个种植板和多个导流板，两个种植板固定在安装框体相对的侧面上，安装框体和种植板围合形成流动腔，种植板上设有阵列排布的种植孔，种植孔内设有种植杯，两个种植板上的种植孔错位设置，导流板固定在种植板的内侧面上，种植板的每排种植孔对应一个导流板，导流板位于每排种植孔下方，两个种植板上的导流板错位交叉设置，本发明能够保证植物的根系得到充分精准的灌溉，保证植物稳定均匀的生长。

Description

模块化交叉式液流植物水培单元、水培装置及水培系统

技术领域

本发明涉及植物栽培领域，特别是模块化交叉式液流植物水培单元、水培装置及水培系统。

背景技术

在植物栽培领域中，立体化种植是一种空间高效利用的现代化种植方式，大大提升了土地单位面积的种植产出，目前一般采用多层架设的方式进行植物培育，栽培盘水平地放置在层架上。栽培盘通入营养液时，为了提供给植物充足的营养元素，营养液一般完全浸没植物根部，此时植物根部无法获得充足的氧气，为了给植物提供充足的氧气，将营养液的液位控制在较低水平时，植物无法获得充足的营养元素，而现有垂直栽培装置，植物根系无法充分接触营养液，根部的营养吸收不足。

发明内容

为此，需要提供模块化交叉式液流植物水培单元、水培装置及水培系统，解决现有垂直栽培装置，植物根系无法充分接触营养液，植物生长不均匀的问题。

为实现上述目的，本发明提供了模块化交叉式液流植物水培单元，包括：

安装框体，所述安装框体的顶部设有进水口，所述安装框体的底部设有出水口；

两个种植板，所述种植板上设有阵列排布的种植孔，两个种植板固定在安装框体相对的侧面上，安装框体和种植板围合形成流动腔，种植板的内侧面为流动腔的内侧壁，两个种植板上的种植孔错位设置，

多个导流板，导流板位于流动腔内，导流板与种植板的内侧面向固定，所述种植板的每排种植孔对应一个导流板，导流板位于每排种植孔下方，相对设置的两个种植板上的导流板错位交叉设置。

进一步，所述导流板上间隔设有多个导流槽，所述导流槽与种植孔的位置相对应。

进一步，所述导流槽内设有横向的导流筋条，所述导流筋条由导流槽的侧边向导流槽的中央延伸设置，多个导流筋条交叉错位设置。

导流筋条用于减缓营养液在导流槽的流动速度，让根部充分吸收营养液；导流筋条能够增加植物根系在导流槽内的附着点，便于植物根系的固定，另外，交叉错位设置的导流筋条能够截流部分营养液，避免供水故障时，植物根系完全断水，保证植物的正常生长

进一步，所述导流筋条为圆弧形。有利于减缓营养液的流动速度。

进一步，所述种植孔的轴线与水平面具有夹角α，所述夹角α的范围为10°-30°。种植孔倾斜设置以使得安装有的种植杯也是倾斜设置，种植杯不易掉落，并使得植物倾斜向上生长。

进一步，所述导流槽的底面由外向内由上向下倾斜设置，所述导流槽的两侧圆弧过渡，所述导流槽的底面与水平面具有夹角β，所述夹角β小于夹角α。导流槽具有一定的倾斜角，使得营养液能够不断的向下折流，导流槽内的营养液组分能够不断的进行更新替换，防止营养液在导流槽内积聚过多，使得各个导流板上的营养液无法充分的流动起来，阻碍植物的正常生长。

进一步，所述导流板的水平宽度为流动腔水平宽度的3/5-4/5。导水板的水平宽度超过安装框体的一半，才能够使得营养液不断的流经领个相对的种植板。

进一步，所述种植孔内设有种植杯，所述种植杯的杯口处设有挡板，所述种植杯的杯口处固定有环形凸台，所述环形凸台上固定有两个相对设置的卡板，所述卡板的两侧固定有卡块，所述卡块与环形凸台上表面之间的具有间隔，形成卡口，所述挡板位于环形凸台上，所述挡板的两端分别嵌入两个卡口内。随着植株的生长，植株在种植板外表面的部分重量越来越重，有可能连通种植杯内的种植海绵从种植杯掉落，挡板的设置能够与种植海绵相挡接，有效的防止种植杯内种植海绵的脱落。卡口的形成有助于挡板的快速安装固定。

水培装置，包括支撑架和多个上述的模块化交叉式液流植物水培单元，多个模块化交叉式液流植物水培单元在垂直方向上相互固定，所述模块化交叉式液流植物水培单元与支撑架相固定。

进一步，还包括有连接框，所述安装框体的底端设有连接凹槽，所述安装框体的顶部的内侧面设有连接凸台，上下相邻的两个模块化交叉式液流植物水培单元中，所述连接框的顶部嵌入上模块化交叉式液流植物水培单元的安装框体的连接凹槽内，连接框的底部设置在连接凸台上。连接框的设置使得两个模块化交叉式液流植物水培单元固定得比较牢固。

进一步，最顶层的模块化交叉式液流植物水培单元的进水口上安装有分流盒，所述分流盒底面上间隔设有多个分流孔，每个分流孔的位置与种植板上的每列种植孔位置相对应。分流盒能够存储部分营养液，分流孔的设置便于实现营养液的精准导流，从而实现精准灌溉。

水培系统，包括照明灯板和多个上述的水培装置，多个水培装置两两相对设置，两个相对的水培装置的顶部之间固定有滑杆，照明灯板滑动的设置在滑杆上。

上述技术方案具有以下有益效果：

1.本发明中，两个种植板双面交叉式种植，大大增加种植容积率，从而提高单位面积的产量，在种植板的内侧面固定导流板，错位交叉设置的导流板能够使得营养液在流动腔内的流动过程中不断的折流变向，使得营养液均匀的流经各个种植孔，实现精准的灌溉，同时营养液在不断的折流变向中，能够充分吸收氧气，保证植物根系供氧充足，导流槽的设置用于方便植物根系的生长，增加植物根系与导流板的接触面积，让根系更多的接触营养液，保证植物稳定生长，另外导流板在一定程度上对植物的根系起到一定的支撑作用。

2.水培系统上栽培墙之间的两块灯板可通过滑杆调整光照距离，适应作物不同生长阶段，提高光利用率，而且无需再设置人工操作通道，只需将灯板移至一侧即可进入操作，种植容积率会大幅提高，且该装置竖直方向无遮挡，上下冷热气流交换顺畅，灯具产生的热量直接上升排出，节省种植能耗。

附图说明

图1为实施例1所述的模块化交叉式液流植物水培单元的结构图。

图2为实施例1所述的模块化交叉式液流植物水培单元的剖面图。

图3为实施例1所述的模块化交叉式液流植物水培单元的剖面的局部示意图。

图4为实施例1所述的导流板的结构图。

图5为实施例1所述的种植杯的杯口处的结构图。

图6为实施例2所述水培装置的结构图。

图7为实施例2所述的分流盒的结构图。

图8为实施例2所述模块化交叉式液流植物水培单元间的分解图。

图9为实施例2所述上下相邻模块化交叉式液流植物水培单元间连接部位的剖面图。

图10为实施例3所述水培系统的结构图。

附图标记说明：

1、安装框体；11、进水口；12、出水口；13、连接凹槽；14、连接凸台；2、种植板；21、种植孔；3、导流板；31、导流槽；32、导流筋条；4、分流盒；41、分流孔；5、种植杯；51、挡板；52、环形凸台；53、卡板；54、卡块；55、卡口；

6、模块化交叉式液流植物水培单元；7、支撑架；8、连接框；

9、水培装置；91、滑杆；92、照明灯板。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

实施例1

请参阅图1-5，本实施例一种模块化交叉式液流植物水培单元，包括安装框体1、两个种植板2和多个导流板3，本实施例中，安装框体1为一扁平的箱体结构，内部具有空间，安装框体1的顶部设有进水口11，安装框体1的底部设有出水口12；

安装框体1两个相对的侧面上开放设置，形成安装侧面，两个种植板2分别固定在安装侧面上，由此，安装框体1和两个种植板2围合形成流动腔，种植板2的内侧面构成流动腔的侧壁，种植板2的固定方式可以为与安装框体1进行螺钉紧固件固定，也可以在安装侧面上形成凸台，利用扣压件扣压固定种植板2的。

种植板2上设有阵列排布的种植孔21，种植孔21内设有种植杯5，两个种植板2上的种植孔21错位设置；阵列排布的种植孔21呈多排多列设置。

导流板3固定在种植板2的内侧面上，种植板2的每排种植孔21对应一个导流板3，导流板3位于每排种植孔21下方，导流板3上间隔设有多个导流槽31，导流槽31与种植孔21的位置相对应，两个种植板2上的导流板3错位交叉设置。导流槽31导流板3的部分向下弯曲成型。

导流板3可以设置为与种植板2为一体结构，或者在种植板2的背面上设置横向的安装插槽，导流板3的一侧边插入安装插槽进行固定，由此导流板3和种植板2形成可拆卸结构。

种植孔21的轴线与水平面具有夹角α，夹角α的范围为10°-30°。种植孔21倾斜设置以使得安装有的种植杯5也是倾斜设置，种植杯5不易掉落，并使得植物倾斜向上生长。本实施例中夹角α的取值为20°。

另一种实施方式的，夹角α的取值为10°。

另一种实施方式的，夹角α的取值为30°。

种植杯5的杯口处设有圆弧形的挡板51，种植杯5的杯口处固定有环形凸台52，环形凸台52上固定有两个相对设置的卡板53，卡板53的两侧固定有卡块54，卡块54与环形凸台52上表面之间的具有间隔，形成卡口55，挡板51位于环形凸台52上，挡板51的两端分别嵌入两个卡口55内。随着植株的生长，植株在种植板2外表面的部分重量越来越重，有可能连通种植杯5内的种植海绵从种植杯5掉落，挡板51的设置能够与种植海绵相挡接，有效的防止种植杯5内种植海绵的脱落。卡口55的形成有助于挡板51的快速安装固定。

导流板3水平设置而导流槽31的底面由外向内由上向下倾斜设置，导流槽31的两侧圆弧过渡，导流槽31的底面与水平面具有夹角β，夹角β小于夹角α，本实施例中，导流槽31的倾斜角度为14°。导流槽31具有一定的倾斜角，使得营养液能够不断的向下折流，导流槽31内的营养液组分能够不断的进行更新替换，防止营养液在导流槽31内积聚过多，使得各个导流板3上的营养液无法充分的流动起来，阻碍植物的正常生长。

另一种实施方式，也可以将整个导流板3向下倾斜设置。

导流槽31内设有多个圆弧形的导流筋条32，导流筋条32由导流槽31的侧边向导流槽31的中央延伸设置，多个导流筋条32交叉错位设置。导流筋条32用于减缓营养液在导流槽31的流动速度，让根部充分吸收营养液；导流筋条32能够增加植物根系在导流槽31内的附着点，便于植物根系的固定，另外，交叉错位设置的导流筋条32能够截流部分营养液，避免供水故障时，植物根系完全断水，保证植物的正常生长。

本实施例中，每个导流槽31对应四个导流筋条32，导流筋条32与导流槽31为一体成型结构，具体的，导流板3可以使用注塑成型设置，可以一次性的塑型出导流槽31和导流筋条32等结构，另一种实施方式的，导流筋条32设置为使用防水粘胶进行粘贴固定，即使导流筋条32被冲走了，也能快速更换。

本实施例中，统一导流槽31内导流筋条32的垂直高度的相等的，另一种实施方式，为了适应不同植株根系的发展，多个导流板筋条32的高度可设置为不相同的，更高高度的导流筋条可以使得植株根系有更大的附着面积。

另一种实施例，多个导流筋条32中，靠近种植板2的导流筋条可设置为竖直圆柱体，竖直圆柱体可以方便引导植株根系向下生长，而靠近外侧的导流筋条32设置为条形结构，能够在导流槽31内截留部分营养液。

本实施例中，导流板3的水平宽度为安装框体1水平宽度的3/5。

另一种实施方式的，导流板3的水平宽度为安装框体1水平宽度的4/5。导水板的水平宽度超过安装框体1的一半，才能够使得营养液不断的流经领个相对的种植板2。

实施例2

请参阅图2、6-9，本实施例公开一种水培装置，包括支撑架7、连接框8和多个实施例1的模块化交叉式液流植物水培单元6，多个模块化交叉式液流植物水培单元6在垂直方向上相互固定，模块化交叉式液流植物水培单元6与支撑架7相固定。

具体的，模块化交叉式液流植物水培单元6的安装框体1的底端设有连接凹槽13，，顶层模块化交叉式液流植物水培单元6的进水口11上安装有分流盒4，分流盒4底面上间隔设有多个分流孔41，每个分流孔41的位置与种植板2上的每列种植孔21位置相对应。分流盒4能够存储部分营养液，分流孔41的设置便于实现营养液的精准导流，从而实现精准灌溉。

具体的，安装框体1的进水口11处的内表面形成一个连接凸台，分流盒4直接放置在连接凸台上；另一中实施方式的，分流盒4可通过紧固件与安装框体1的顶部进行固定；如图2所述，分流盒的底面上设有一个向下凹陷的分流槽，分流槽偏向于两个种植板2中最上排的，分流孔41间隔设置在分流槽的底部，由此在导流板3的配合下，营养液从分流孔41开始从上到下的流经每个种植孔21，为每个种植孔21的植株根部提供营养。

分流盒4的侧面与安装框体1顶部的侧面形成放置凹槽，上下相邻的两个模块化交叉式液流植物水培单元6中，连接框8的顶部嵌入上模块化交叉式液流植物水培单元6的安装框体1的连接凹槽13内，连接框8的底部嵌入在放置凹槽内。连接框8的设置使得两个模块化交叉式液流植物水培单元6固定得比较牢固。

实施例3

请参阅图10，本实施例公开一种水培系统，包括照明灯板92和多个实施例2水培装置9，多个水培装置9两两相对设置，两个相对的水培装置9的顶部之间固定有滑杆91，照明灯板92滑动的设置在滑杆91上。

本发明中：

水培装置9和水培系统通过模块化的模块化交叉式液流植物水培单元6组成，方便安装、拆卸与运输，水培装置9上，营养液从上至下流动，解决水平栽培的溢水、长藻、堵水等问题，植物断根可以随着水流流动最下层，可以一步清理根，解决根须堵住流水问题，营养液从上至下在模块化交叉式液流植物水培单元6内流动的过程中，由于交叉错位设置的导流板3，使得营养液不断的折流变向，营养液在流经导流板3的导流槽31时，能够与植物的根系进行充分的接触，保证植物能够充分的吸收营养，导流槽31内的导流筋条32能够减缓营养液的流动速度，提供给植物的根系充足的附着点，有利于植物的固定，保证植物的正常生长。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.模块化交叉式液流植物水培单元，其特征在于，包括：

安装框体，安装框体的顶部设有进水口，安装框体的底部设有出水口；

两个种植板，所述种植板上设有阵列排布的种植孔，两个种植板固定在安装框体相对两个侧面上，安装框体和种植板围合形成流动腔，种植板的内侧面为流动腔的内侧壁，两个种植板上的种植孔错位设置；

多个导流板，导流板位于流动腔内，导流板与种植板的内侧面相固定，所述种植板的每排种植孔对应一个导流板，导流板位于每排种植孔下方，相对设置的两个种植板上的导流板错位交叉设置。

2.如权利要求1所述的模块化交叉式液流植物水培单元，其特征在于，所述导流板上间隔设有多个导流槽，所述导流槽与种植孔的位置相对应。

3.如权利要求2所述的模块化交叉式液流植物水培单元，其特征在于，所述导流槽内设有横向导流筋条。

4.如权利要求3所述的模块化交叉式液流植物水培单元，其特征在于，所述导流筋条为圆弧形。

5.如权利要求2所述的模块化交叉式液流植物水培单元，其特征在于，所述种植孔的轴线与水平面具有夹角α，所述夹角α的范围为10°-30°。

6.如权利要求5所述的模块化交叉式液流植物水培单元，其特征在于，所述导流槽的两侧圆弧过渡，所述导流槽的底面由外向内由上向下倾斜设置，所述导流槽的底面与水平面具有夹角β，所述夹角β小于夹角α。

7.如权利要求1所述的模块化交叉式液流植物水培单元，其特征在于，所述导流板的水平宽度为流动腔水平宽度的3/5-4/5。

8.如权利要求1所述的模块化交叉式液流植物水培单元，其特征在于，所述种植孔内设有种植杯，所述种植杯的杯口处设有挡板，所述种植杯的杯口处固定有环形凸台，所述环形凸台上固定有两个相对设置的卡板，所述卡板的两侧固定有卡块，所述卡块与环形凸台上表面之间的具有间隔，形成卡口，所述挡板位于环形凸台上，所述挡板的两端分别嵌入两个卡口内。

9.水培装置，其特征在于，包括支撑架和多个如权利要求1-8任一所述的模块化交叉式液流植物水培单元，多个模块化交叉式液流植物水培单元在垂直方向上相互固定，所述模块化交叉式液流植物水培单元与支撑架相固定。

10.如权利要求9所的水培装置，其特征在于，还包括有连接框，所述安装框体的底端设有连接凹槽，所述安装框体的顶部的内侧面设有连接凸台，上下相邻的两个模块化交叉式液流植物水培单元中，所述连接框的顶部嵌入上模块化交叉式液流植物水培单元的安装框体的连接凹槽内，连接框的底部设置在连接凸台上。

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