CN115629630B - 一种多功能自动充放气大棚 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能自动充放气大棚，属于农用大棚技术领域，解决了现有技术中无法通过自身结构和充放气功能来自动调节大棚内二氧化碳浓度的问题。本发明包括充气单元、遮蔽单元和控制系统，遮蔽单元和控制系统分别与充气单元连接，充气单元包括外膜、内膜和中间膜，中间膜为弹性膜，外膜与中间膜形成的空间为外气仓，内膜与中间膜形成的空间为内气仓，控制系统包括控制器，遮蔽单元为气囊，控制器能够为气囊充放气。本发明在保持进气和排气的流速相同时，充气单元能够保持总气压和拱起的姿态不变，且能够将外气仓或内气仓的气体进行更换，充气大棚可以自动进行充放气操作，自动调节棚内空气的二氧化碳和氧气含量，为人员提供舒适环境。

Description

一种多功能自动充放气大棚

技术领域

本发明属于农用大棚技术领域，尤其是涉及一种多功能自动充放气大棚。

背景技术

随着城乡经济建设的发展，人们的经济活动及生产生活中，在很多场所需要易装卸、可拆迁的建筑物，该建筑物既可以满足农业生产需求也可以基本满足人们临时的生活使用需求，市面上应运而生了一些充气结构的塑料大棚，该大棚结构简单，使用方便。

在某些时候，构筑物中需要有人驻守，其室内环境无法达到人的舒适条件，现有的充气大棚为单层膜结构，无法通过自身结构和充放气功能来调节大棚内二氧化碳浓度。

因此急需一种多功能自动充放气大棚。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种自动充放气大棚，解决现有大棚无法通过自身结构和充放气功能来调节大棚内二氧化碳浓度的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种自动充放气大棚，包括充气单元、遮蔽单元和控制系统，遮蔽单元和控制系统分别与充气单元连接；充气单元包括外膜、内膜和中间膜，外膜和内膜连接，中间膜设置在外膜和内膜之间；中间膜为弹性膜，中间膜能够扩张和缩小；外膜与中间膜形成的空间为外气仓，内膜与中间膜形成的空间为内气仓，多个外气仓之间相互连通，多个内气仓之间相互连通；控制系统包括控制器；控制器能够给外气仓充气并使中间膜向内气仓扩张，将内气仓放气；控制器也能够给内气仓充气并使中间膜向外气仓扩张，将外气仓放气；遮蔽单元为气囊，控制器能够为气囊充放气；未充气的气囊能够封堵充气单元与条基之间的空隙，关闭大棚；充气的气囊能够膨胀为柱状，遮蔽单元与条基之间的空隙形成大棚内部空间与外部空间空气交换的通道。

进一步地，外膜上设有外进气口和外排气口。

进一步地，内膜上设有内进气口和内排气口。

进一步地，控制系统包括外进气管和外排气管。

进一步地，控制系统还包括内进气管和内排气管。

进一步地，外进气管与外进气口连接，外排气管与外排气口连接。

进一步地，内进气管与内进气口连接，内排气管与内排气口连接。

进一步地，控制系统还二氧化碳传感器，二氧化碳传感器设置在大棚内部，二氧化碳传感器与控制器连接。

进一步地，中间膜为聚氨酯薄膜。

进一步地，遮蔽单元上设有加强杆。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

（1）与现有技术相比，在保持进气和排气的流速相同时，充气单元能够保持总气压和拱起的姿态不变，且能够将外气仓或内气仓的气体进行更换；

（2）本发明的遮蔽单元能够形成大棚内部空间与外部空间空气交换的通道，达到给大棚开窗的目的；

（3）本发明的充放气大棚可以自动进行充放气操作，自动调节棚内空气的二氧化碳和氧气含量，为人员提供舒适环境。

本发明中，上述各技术方案之间可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件；

图1为充放气大棚的整体结构示意图；

图2为充放气大棚的纵剖结构示意图；

图3为充气单元的横剖结构示意图；

图4为内气仓和外气仓容积变换示意图；

图5为遮光点的结构示意图；

图6为条基的结构示意图；

图7为遮蔽单元放气状态的侧视图；

图8为遮蔽单元充气状态的结构示意图；

图9为多功能大棚的控制系统示意图。

附图标记：1-充气单元；2-条基；3-遮蔽单元；4-控制系统；5-外膜；6-内膜；7-中间膜；8-外气仓；9-内气仓；10-遮光点；11-外进气口；12-外排气口；13-内进气口；14-内排气口；15-底仓；21-凹槽；22-凸缘；23-衬垫；31-连接件；32-加强杆；41-控制器；42-照度计；43-二氧化碳传感器；44-外进气管口；45-内进气管口；46-第一三通阀；47-气泵；48-第一泄压阀；49-第二三通阀；50-第一止回阀；51-第二止回阀；52-第二泄压阀；53-第一阀门；54-外排气管口；55-第三泄压阀；56-第二阀门；57-内排气管口。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个具体实施例，如图1所示，公开了一种自动充放气大棚（以下简称大棚），包括充气单元1、条基2、遮蔽单元3和控制系统4，条基2、遮蔽单元3和控制系统4分别与充气单元1连接，大棚包括多个充气单元1。

优选地，充气单元1为可充放气的仓室，多个充气单元1连接形成拱形结构，拱形结构与地面之间为大棚的内部。

该大棚适用于农业生产以及供人员在内部活动。

优选地，如图2所示，充气单元1包括外膜5、内膜6和中间膜7。外膜5和内膜6连接，中间膜7设置在外膜5和内膜6之间。外膜5与中间膜7形成的空间为外气仓8，内膜6与中间膜7形成的空间为内气仓9。多个外气仓8之间相互连通，气体可以在多个外气仓8之间流动；内气仓9之间相互连通，气体可以在多个内气仓9之间流动。

多个内膜6与地面之间形成的空间为大棚的内部空间。

优选地，中间膜7为弹性膜，中间膜7可以扩张和缩小。

优选地，如图3和图4所示，外膜5上设有外进气口11和外排气口12，内膜6上设有内进气口13和内排气口14。开启外进气口11和内排气口14，通过外进气口11向外气仓8充气，外气仓8的气压大于内气仓9的气压，中间膜7向内气仓9方向拱起，内气仓9内的空气通过内排气口14排出；开启内进气口13和外排气口12，通过内进气口13向内气仓9充气，内气仓9的气压大于外气仓8的气压，中间膜7向外气仓8方向拱起，外气仓8内的空气通过外排气口12排出。

将外进气口11、外排气口12、内进气口13和内排气口14全部关闭，外气仓8和内气仓9的气压能够保持稳定，中间膜7的紧张程度和弯曲状态可以保持不变。

优选地，外膜5和内膜6的面积相等，中间膜7能够完全伸展并贴紧外膜5或内膜6，能够完全排空外气仓8或内气仓9的气体。

与现有技术相比，在保持进气和排气的流速相同情况下，充气单元1保持总气压和拱起的姿态不变，能够将外气仓8或内气仓9的气体进行更换。

优选地，中间膜7为透明聚氨酯薄膜。聚氨酯薄膜的光透射率大于97%，不透气且具有弹性。

优选地，如图5所示，中间膜7上设有多个遮光点10。

优选地，遮光点10为涂覆在中间膜7上的遮光隔层。遮光点10可以完全隔绝光线，防止光线从遮光点10处射入和射出大棚。随着中间膜7伸展开，遮光点10也会随之分裂，允许光线从遮光点10的分裂处射出或射入大棚。

优选地，遮光点10为圆形点状不透光隔层，直径为1mm，圆点的间距为0.8mm，当中间膜7处于外气仓8和内气仓9的中间位置，即中间膜7的面积最小时，中间膜7上43.6%的面积涂覆有遮光点10；在外气仓8或内气仓9完全排空，即中间膜7的面积最大时，中间膜7可伸展到前述面积的1.57倍，遮光点10遮光面积为中间膜7面积的27.8%。因此，通过调节外气仓8和内气仓9的容积比例，可以将整个大棚的透光率在54.7%-70%之间进行调节。

优选地，如图6所示，条基2包括凹槽21和凸缘22，充气单元1还包括底仓15。

优选地，凹槽21和凸缘22均设置在条基2上，凸缘22与凹槽21的一端连接，凹槽21包括中空部，凸缘22能够部分的遮挡中空部。底仓15设置在充气单元1的一端，底仓15可以充气膨胀，也可以放气缩小。底仓15缩小时，能够通过凸缘22进入凹槽21的中空部，底仓15膨胀时能够被凸缘22卡住，无法脱离凹槽21，进而将充气单元1与条基2进行连接。

与现有技术相比，本发明的凹槽21、凸缘22和底仓15能够在不借助任何其他固定设施的情况下将充气单元1与条基2连接或解除连接，本发明的大棚可以便捷地在场地、野外或农田布设并固定。

优选地，凹槽21的中空部可以铺设管道与电线，凹槽21能够对上述管道与电线提供保护。

优选地，条基2为混凝土条基，具有很大的重量，为大棚提供向下的重力，保证大棚结构稳定和抗风性。

优选地，条基2与充气单元1接触的一端为上端，与上端相对的一端为下端，下端的横截面积大于上端的横截面积，条基2可以埋入土中，进一步提升大棚的稳定性和抗风性。

优选地，条基2上设有衬垫23，衬垫23设置在充气单元1和条基2之间，衬垫23与条基2连接。衬垫23防止充气单元1与条基2的混凝土直接接触，防止充气单元1磨损。

优选地，如图7和图8所示，遮蔽单元3为气囊，遮蔽单元3能够充放气。

优选地，遮蔽单元3的一端与充气单元1连接。

在未充气时，遮蔽单元3的另一端与条基2连接，此时遮蔽单元3能够封堵充气单元1和条基2之间的空隙，达到关闭大棚的目的；充气后遮蔽单元3的气囊能够膨胀为柱状，柱状气囊的直径小于充气单元1到条基2之间的距离，遮蔽单元3与条基2之间形成大棚内部空间与外部空间空气交换的通道，达到给大棚开窗的目的。

优选地，遮蔽单元3上设有连接件31，连接件31分别连接遮蔽单元3和条基2。连接件31拉紧遮蔽单元3，将遮蔽单元3一直向条基2的方向牵拉。

优选地，连接件31为弹性连接件，以便始终保持条基2对遮蔽单元3的牵拉。在遮蔽单元3放气关闭时，连接件31能够自动将遮蔽单元3向条基2方向牵拉，确保遮蔽单元3与条基2紧密连接，以便遮蔽单元3达到严密的关窗效果。

优选地，遮蔽单元3上还设有加强杆32。加强杆32分别与遮蔽单元3和连接件31连接。

优选地，加强杆32为硬质杆，通过加强杆32可以将连接件31与遮蔽单元3的单点连接变为线连接，用以将连接件31对遮蔽单元3单点部位的拉力分散为对遮蔽单元3一端的区域拉力，以便保护遮蔽单元3；并且遮蔽单元3关闭时整个加强杆32与条基2连接，以便遮蔽单元3达到严密的关窗效果。

优选地，条基2还包括有凹坑（图中未示出），连接件31设置在凹坑内，遮蔽单元3关闭时连接件31能够全部收缩进凹坑内，以便遮蔽单元3关闭时整个加强杆32与条基2连接，确保遮蔽单元3达到严密的关窗效果。

优选地，如图9所示，控制系统4包括控制器41、照度计42、二氧化碳传感器43、内进气管、外进气管、内排气管和外排气管。照度计42和二氧化碳传感器43均设置在大棚内部，照度计42和二氧化碳传感器43与控制器41连接，外进气管与外进气口11连接，外排气管与外排气口12连接，内进气管与内进气口13连接，内排气管与内排气口14连接。照度计42用于采集大棚内的光照强度数据并传送给控制器41，二氧化碳传感器43用于采集大棚内二氧化碳浓度数据并传送给控制器41。

优选地，向着外进气口11的方向，外进气管上依次设有外进气管口44、第一三通阀46、气泵47、第一泄压阀48、第二三通阀49和第一止回阀50；外进气管口44设置在大棚的外部，外部空气能够从外进气管口44进入外进气管。第一三通阀46包括外进气端、内进气端和出气端，外进气端和外进气管口44连接，出气端和气泵47的一端连接，气泵47的另一端和第一泄压阀48的一端连接；第二三通阀49包括进气端、外出气端和内出气端，进气端和第一泄压阀48的另一端连接，外出气端和第一止回阀50的一端连接；第一止回阀50的另一端和外进气口11连接。其中第一三通阀46、气泵47、第一泄压阀48和第二三通阀49均与控制器41连接，接受控制器41的控制。

当第一三通阀46调整为外进气端和出气端开启，第二三通阀49调整为进气端和外出气端开启，将气泵47开启，外部空气能够由外进气管口44进入外进气管并形成气流，流经第一三通阀46、气泵47、第一泄压阀48、第二三通阀49、第一止回阀50和外进气口11，最终进入外气仓8。第一泄压阀48能测量气压数值并反馈给控制器41，控制器41能够设定第一泄压阀48的最大压力，经过气泵47传送到第一泄压阀48的气压超出该设定值时，第一泄压阀48会进行排气泄压，并通知控制器41关闭气泵47；第一止回阀50可以防止外进气管的气流回流，确保气流仅向外气仓8传送。

优选地，向着内进气口13的方向，内进气管上依次设有内进气管口45、第一三通阀46、气泵47、第一泄压阀48、第二三通阀49和第二止回阀51；内进气管口45设置在大棚的内部，内部空气能够从内进气管口45进入内进气管。第一三通阀46的内进气端和内进气管口45连接，出气端和气泵47的一端连接，气泵47的另一端和第一泄压阀48的一端连接；第二三通阀49的进气端和第一泄压阀48的另一端连接，内出气端和第二止回阀51的一端连接；第二止回阀51的另一端和内进气口13连接。

当第一三通阀46调整为内进气端和出气端开启，第二三通阀49调整为进气端和内出气端开启，将气泵47开启，内部空气能够由内进气管口45进入内进气管并形成气流，流经第一三通阀46、气泵47、第一泄压阀48、第二三通阀49、第二止回阀51和内进气口13，最终进入内气仓9。控制器41能够设定第一泄压阀48的最大压力，经过气泵47传送到第一泄压阀48的气压超出该设定值时，第一泄压阀48会进行排气泄压，同时反馈给控制器41，控制器41关闭气泵47；第二止回阀51可以防止内进气管的气流回流，确保气流仅向内气仓9流动。

优选地，外排气管上依次设有第二泄压阀52、第一阀门53和外排气管口54。第二泄压阀52分别与外排气口12和第一阀门53的一端连接，第一阀门53的另一端为外排气管口54，外排气管口54设置在大棚的外部。第一阀门53开启时，外气仓8内的气体能够依次经外排气口12、第二泄压阀52、第一阀门53和外排气管口54排出到大棚的外部。第二泄压阀52能够测量外气仓8的气压数值并反馈给控制器41，控制器41能够设定第二泄压阀52的最大压力，外气仓8的气压超出该设定值时，第二泄压阀52会进行排气泄压。

优选地，内排气管上依次设有第三泄压阀55、第二阀门56和内排气管口57。第三泄压阀55分别与内排气口14和第二阀门56的一端连接，第二阀门56的另一端为内排气管口57，内排气管口57设置在大棚的内部。第二阀门56开启时，内气仓9内的气体能够依次经内排气口14、第三泄压阀55、第二阀门56和内排气管口57排出到大棚的内部。第三泄压阀55能够测量内气仓9的气压数值并反馈给控制器41，控制器41能够设定第三泄压阀55的最大压力，内气仓9的气压超出该设定值时，第三泄压阀55会进行排气泄压。

与现有技术相比，在保持进气和排气的流速相同时，本实施例提供的充气单元1在保持总气压和拱起的姿态不变的情况下，能够将外气仓8或内气仓9的气体彻底进行更换；通过调节外气仓8和内气仓9的容积比例，可以将整个大棚的透光率在54.7%-70%之间进行调节；凹槽21、凸缘22和底仓15能够在不借助任何其他固定设施的情况下将充气单元1与条基2连接或解除连接，大棚可以便捷地在场地、野外或农田布设并固定；条基2可以埋入土中，进一步提升大棚的稳定性和抗风性；遮蔽单元3能够封堵充气单元1和条基2之间的空隙，达到关闭大棚的目的；充气后遮蔽单元3的气囊能够膨胀为柱状，柱状气囊的直径小于充气单元1到条基2之间的距离，遮蔽单元3与条基2之间形成大棚内部空间与外部空间空气交换的通道，达到给大棚开窗的效果；连接件31能够自动将遮蔽单元3向条基2方向牵拉，确保遮蔽单元3与条基2紧密连接，以便遮蔽单元3达到严密的关窗效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能自动充放气大棚，其特征在于，包括充气单元（1）、条基（2）、遮蔽单元（3）和控制系统（4），所述条基（2）、遮蔽单元（3）和控制系统（4）分别与充气单元（1）连接；

所述充气单元（1）包括外膜（5）、内膜（6）、中间膜（7）和底仓（15），外膜（5）和内膜（6）连接，中间膜（7）设置在外膜（5）和内膜（6）之间，所述中间膜（7）为弹性膜，中间膜（7）能够扩张和缩小，底仓（15）设置在充气单元（1）的一端，底仓（15）能够充气膨胀，也能够放气缩小；

所述外膜（5）与中间膜（7）形成的空间为外气仓（8），内膜（6）与中间膜（7）形成的空间为内气仓（9），多个外气仓（8）之间相互连通，多个内气仓（9）之间相互连通；

所述条基（2）包括凹槽（21）、凸缘（22）和凹坑，凹槽（21）和凸缘（22）均设置在条基（2）上，凸缘（22）与凹槽（21）的一端连接，凹槽（21）包括中空部，凸缘（22）能够部分的遮挡中空部；底仓（15）缩小时，能够通过凸缘（22）进入凹槽（21）的中空部，底仓（15）膨胀时能够被凸缘（22）卡住；

所述控制系统（4）包括控制器（41）；

所述控制器（41）能够给外气仓（8）充气并使中间膜（7）向内气仓（9）扩张，将内气仓（9）放气；控制器（41）也能够给内气仓（9）充气并使中间膜（7）向外气仓（8）扩张，将外气仓（8）放气；

所述遮蔽单元（3）为气囊，控制器（41）能够为气囊充放气；未充气的气囊能够封堵充气单元（1）与条基（2）之间的空隙，关闭大棚；充气的气囊能够膨胀为柱状，遮蔽单元（3）与条基（2）的空隙形成大棚内部空间与外部空间空气交换的通道；

所述遮蔽单元（3）上设有连接件（31）和加强杆（32），连接件（31）设置在所述凹坑内，遮蔽单元（3）关闭时连接件（31）能够全部收缩进凹坑内，所述连接件（31）为弹性连接件，将遮蔽单元（3）一直向条基（2）的方向牵拉；加强杆（32）分别与遮蔽单元（3）和连接件（31）的一端连接，遮蔽单元（3）关闭时整个加强杆（32）与条基（2）连接。

2.根据权利要求1所述的多功能自动充放气大棚，其特征在于，所述外膜（5）上设有外进气口（11）和外排气口（12）。

3.根据权利要求1所述的多功能自动充放气大棚，其特征在于，所述内膜（6）上设有内进气口（13）和内排气口（14）。

4.根据权利要求2所述的多功能自动充放气大棚，其特征在于，所述控制系统（4）包括外进气管和外排气管。

5.根据权利要求3所述的多功能自动充放气大棚，其特征在于，所述控制系统（4）包括内进气管和内排气管。

6.根据权利要求4所述的多功能自动充放气大棚，其特征在于，所述外进气管与外进气口（11）连接，外排气管与外排气口（12）连接。

7.根据权利要求5所述的多功能自动充放气大棚，其特征在于，所述内进气管与内进气口（13）连接，内排气管与内排气口（14）连接。

8.根据权利要求1所述的多功能自动充放气大棚，其特征在于，所述控制系统（4）还包括二氧化碳传感器（43），二氧化碳传感器（43）设置在大棚内部，二氧化碳传感器（43）与控制器（41）连接。

9.根据权利要求1所述的多功能自动充放气大棚，其特征在于，所述中间膜（7）为聚氨酯薄膜。

10.根据权利要求1所述的多功能自动充放气大棚，其特征在于，所述遮蔽单元（3）上设有加强杆（32）。

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