CN202663916U - 一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚,基座及水池部分为构建于地平面以下的开口向上的圆盘形砖石水泥构筑物,该构筑物四周设有若干轨道支架,环形轨道架设于轨道支架上,透明充气外罩部分通过设于其底部四周的滚轮及自转驱动机构坐落于环形轨道上,能源获取装置包括设置于所述透明充气外罩部分顶部的热气流涡扇发电装置、太阳能集热装置以及设置于水池中的地温热管,立体种植架部分设于透明充气外罩的内部空间。利用水池与地温热管获取地温、阳光与充气透明外罩产生的热气流发电,太阳能集热装置获取、储存和释放热能,调控棚内气温,通过自身所发电力驱动大棚自转运动,完成营养液循环、照明和超声波喷雾。

Description

一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚,属于节能型未来农业种植、养殖设备制造技术领域。
背景技术
[0002]目前传统的塑料薄膜蔬菜种植大棚,除了具有较好地获取太阳光照,调节气温和改善作物生长条件的优点之外,尚不具备依靠自身装备获取其它自然能源的能力,在较为寒冷的地区或冬季使用时,需要采用埋入地下的烟道或循环水管路,通过燃烧柴草或煤炭等常规燃料获取热能,提高土壤温度,以保障冬季低温环境时,作物生长对气温和地温的要求。另外由于传统的蔬菜种植大棚,没有封闭的通气设施和防虫网,各种害虫仍然可以进入种植大棚内,因此仍然需要像常规农业种植一样,对作物施用化肥与农药等,再因其传统塑 料薄膜种植大棚的选用材料及结构强度较低,不能抵御大风、冰雹、洪水等较严重的自然灾害。
发明内容
[0003] 本实用新型针对现有技术的不足,提供了一种设计合理、结构先进,运行可靠的可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚,具有性能优越、使用方便、节能高产等优点。
[0004] 本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0005] 一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚,包括基座及水池部分、透明充气外罩部分、自转驱动机构、能源获取装置及立体种植架部分,其中,基座及水池部分为构建于地平面以下的开口向上的圆盘形砖石水泥构筑物,该圆盘型构筑物四周设有若干轨道支架,环形轨道架设于轨道支架上,透明充气外罩部分通过设于底部四周的滚轮及自转驱动机构坐落于环形轨道上,能源获取装置则是设置于透明充气外罩顶部的热气流涡扇发电装置、太阳能集热装置以及设置于水池中的地温热管等三部分组成,立体种植架部分设于透明充气外罩的内部空间,该自转式无土种植大棚,依靠自身结构及能源获取装置,即热气流发电装置、太阳能集热器和地温热管所获取的电力和热能维持自身运行对能源的需求,其中各部分的具体组合与连接方式为:
[0006] 所述的基座及水池部分包括水泥壳体、轨道支架、栅型盖板、排水管道、排水阀和旋转升降机;其中,水泥壳体构筑于地下,轨道支架设于水泥壳体环形壁的内侧,栅型盖板设于若干轨道支架形成的上平面上,排水管道一端与水泥壳体中心位置的底部导通,另一端通过排水阀通往外部。
[0007] 所述的透明充气外罩部分包括主体框架、模块式充气透明外罩、百叶窗进气口、顶部中央出风口、中心控制室、栅型圆盘地面、防雨帽、进出口、可调遮阳板和防虫电击网,其中模块式充气透明外罩固定于主体框架上,若干个百叶窗进气口均布于模块式充气透明外罩的下部周边,每个百叶窗进气口均设有防虫电击网,顶部中央出风口设于模块式充气透明外罩上部的轴心处,中心控制室设于栅型圆盘地面的中部,栅型圆盘地面设于模块式充气透明外罩圆形结构的正下方,并与主体框架相互连接为一个整体,防雨帽设于中央出风口上方,并与主体框架连接,进出口设于模块式充气透明外罩下部,可调遮阳板设于模块式充气透明外罩的外侧,与水泥壳体滑动连接。
[0008] 所述的自转驱动机构包括直流驱动电机、减速箱、驱动滚轮、滚轮支架和环形轨道,其中,直流驱动电机与减速箱连接,减速箱与驱动滚轮连接,驱动滚轮装配于滚轮支架上并通过驱动滚轮外沿的环形轮槽卡在环形轨道上,滚轮支架与第二部分的主体框架连接。
[0009] 所述的能源获取装置包括涡扇主轴、涡扇总成、直流发电机、热管式太阳能集热器、集热系统循环泵、工作终端循环泵、储能罐、空气散热器、水体散热器、智能型温控器、循环管路、电磁阀、地温热管,上述部件组成发电与集热两个部分,发电部分:涡扇总成装配于涡扇主轴上,并通过涡扇主轴与直流发电机连接,集热部分:热管式太阳能集热器设于防雨帽的上表面,并通过循环管路与集热系统循环泵、工作终端循环泵、电磁阀、储能罐、空气散热器、水体散热器等部件连接,同时智能型温控器通过其内部设置的运行温度、设置于模块式充气透明外罩内的若干的感温探头及电路依次与集热系统循环泵、工作终端循环泵、电 磁阀、储能罐、空气散热器、水体散热器连接,并通过智能型温控器的内部逻辑电路对电磁阀和循环泵等部件进行相应的开启与关闭控制。所述智能型温控器为市场上现有产品,在此不再赘述。
[0010] 所述的立体种植架部分包括种植管支架、作物种植管、营养液循环管、营养液循环泵、营养液箱、超声波喷雾器和LED灯具,其中,作物种植管架设于种植管支架上,营养液循环管通过营养液循环泵与作物种植管以及营养液箱连接,超声波喷雾器设于作物种植管下部的纵向中心线上,LED灯具均布于模块式充气透明外罩内层表面的顶部。
[0011] 所述的透明充气外罩部分是一个由蒙古包造型的主体框架以及组装固定在主体框架上的模块式充气透明外罩组合而成的大型复合材料结构件,而且该结构件主体框架下方设有若干组与环形轨道配合的滚轮,该滚轮中设有若干个连接有直流驱动电机的动力驱动滚轮,而且该动力驱动滚轮在环形轨道上按同一方向转动,从而实现透明充气外罩部分的整体自转功能,使透明充气外罩内成环形布置的作物拥有均匀可控的太阳光照。
[0012] 所述的涡扇总成是指沿着中心轴垂线向四周呈水平放射状排列的一组具有倾斜曲面的空气动力部件,并且在同一轴心上平行排列若干组该种涡扇部件,组成涡扇总成,当热循环气流自下而上穿过装有这种涡扇总成结构的顶部中央出风口时,运动的气流便推动涡扇旋转并做功。
[0013] 所述的热管式太阳能集热器是指以带热管的真空集热管和导热油为导热媒介的集热系统,真空集热管将热能通过热管传递于封闭的充满导热油的换热联箱内,再通过强制循环泵以及智能温控器和电磁换向阀控制的换热循环回路,将太阳能集热器收集的热能传递于散热器或储能罐中,从而实现太阳能的热能收集、储备与应用。
[0014] 所述的储能罐是一个充满石蜡和其它储热介质的封闭容器,设于其腔体内部的螺旋型换热盘管的两端,分别穿过封闭容器的壳体,成为储能罐循环管路的外部接口,该接口通过电磁阀与换热循环管路连接,在储能状态时,换热盘管内流动的高温导热介质,将石蜡等储热介质融化为高温液体,并储存一定当量的热能,在日落后的放热状态时,储能罐内的高温储热介质则通过腔内的换热盘管加热循环回路中的导热油,并向外部的散热端输出热倉泛。
[0015] 所述的可调遮阳板是一个由遮光材料制成的与模块式充气透明外罩的外表面平行的可沿着圆形轨道移动位置的遮挡阳光的装置,该可调遮阳板的下部设有带滚轮的滑动底座,底座上方连接有支架,遮光材料固定于支架上,而带滚轮的滑动底座可受控的在圆弧轨道上移动,当自然太阳光照强度致使透明充气外罩内部温度过高或光照幅度超过作物生长需求时,该遮阳板则移动至阳光入射角附近位置,遮挡住部分阳光,减少有效光照面积。
[0016] 本实用新型使用时,阳光照射在充气透明外罩上,充气透明外罩内部气温升高,而其充气夹层结构阻挡了热量的散失,空气受热上升后,从充气透明外罩的顶部中央出风口排向大气,充气透明外罩的下部形成低压区,外部空气从带防虫电击网的百叶窗进气口进入,从而形成热力循环气流,该气流推动设于顶部中央出风口的连接有直流发电机的涡扇主轴转动,所产生电力将带动自转驱动机构、智能型温控器、集热系统循环泵、营养液循环泵、超声波喷雾器、防虫电击网和LED灯具等相关用电器的运行,控制百叶窗进气口的通风量大小,可调控内部气温变化,当冬季气温较低时,则通过设于防雨帽的热管式太阳能集热器、储能罐、散热器以及地温热管等热能收集、储存和释放装置,提高和调控水池和透明充 气外罩内部的气温,以提供作物生长所需的最佳生长条件,作物成熟进入采摘期时,管理人员可乘座并控制旋转升降机进行收割或采摘作业,具有性能优越、使用方便、节能高产等优点。
附图说明
[0017] 图I为本实用新型的整体结构示意图;
[0018] 图2为自转驱动机构结构示意图;
[0019] 图3为能源获取装置结构示意图。
[0020] 其中:I、基座及水池部分:1 一 I水泥壳体、1-2轨道支架、1-3栅型盖板、1_4排水管道、1-5排水阀、I - 6旋转升降机;2、透明充气外罩部分:2-1主体框架、2-2模块式充气透明外罩、2-3百叶窗进气口、2-4顶部中央出风口、2-5中心控制室、2-6栅型圆盘地面、2_7防雨帽、2 — 8进出口、2 — 9可调遮阳板,2 - 10防虫电击网;3、自转驱动机构:3_1直流驱动电机、3-2减速箱、3-3驱动滚轮、3-4滚轮支架、3-5环形轨道;4、能源获取装置:4_1涡扇主轴、4-2涡扇总成、4-3直流发电机、4-4热管式太阳能集热器、4-5集热系统循环泵、4-6工作终端循环泵、4-7储能罐、4-8空气散热器、4-9水体散热器、4-10智能型温控器、4-11循环管路、4-12电磁阀、4 - 13地温热管;5、立体种植架部分:5-1种植管支架、5_2作物种植管、5-3营养液循环管、5-4营养液循环泵、5-5营养液箱、5-6超声波喷雾器、5-7LED灯具。
具体实施方式
[0021] 实施例:结构如图I图2和图3所示,由基座及水池部分I、透明充气外罩部分2、自转驱动机构3、能源获取装置4及立体种植架部分5等五部分组成,其中,基座及水池部分I为构建于地平面以下的开口向上的圆盘形砖石水泥构筑物,该构筑物四周设有若干轨道支架1-2,环形轨道3-5架设于轨道支架1-2上,透明充气外罩部分2通过设于底部四周的滚轮及自转驱动机构3坐落于环形轨道3-5上,能源获取装置4则是设置于透明充气外罩部分2顶部的热气流涡扇发电装置、太阳能集热装置以及设置于水池及地下的地温热管等三部分组成,立体种植架部分5设于透明充气外罩部分2的内部空间,该自转式无土种植大棚,依靠自身结构及能源获取装置,即发电装置和太阳能集热器所获取的电力和热能维持自身运行对能源的需求。
[0022] 基座及水池部分I包括水泥壳体1-1、轨道支架1-2、栅型盖板1-3、排水管道1_4、排水阀1-4和旋转升降机1-6 ;其中,水泥壳体1-1构筑于地下,轨道支架1-2设于水泥壳体1-1的环形壁内侧,栅型盖板1-3设于若干轨道支架1-2形成的上平面上,排水管道1-4一端与水泥壳体1-1中心位置的底部导通,另一端通过排水阀1-5通往外部。
[0023] 透明充气外罩部分2包括主体框架2-1、模块式充气透明外罩2-2、百叶窗进气口2-3、顶部中央出风口 2-4、中心控制室2-5、栅型圆盘地面2-6、防雨帽2_7、进出口 2_8、可调遮阳板2-9和防虫电击网2-10,其中模块式充气透明外罩2-2固定于主体框架2-1上,若干个百叶窗进气口 2-3均布于模块式充气透明外罩2-2的下部周边,每个百叶窗进气口2-3均设有防虫电击网2-10,顶部中央出风口 2-4设于模块式充气透明外罩2-2上部的轴心处,中心控制室2-5设于栅型圆盘地面2-6的中部,栅型圆盘地面2-6设于模块式充气透明外罩2-2圆形结构的正下方,并与主体框架2-1相互连接为一个整体,防雨帽2-7设于顶·部中央出风口 2-4上方,并与主体框架2-1连接,进出口 2-8设于模块式充气透明外罩2-2下部,可调遮阳板2-9设于模块式充气透明外罩2-2的外侧,与水泥壳体1-1滑动连接。
[0024] 自转驱动机构3包括直流驱动电机3-1、减速箱3-2、驱动滚轮3_3、滚轮支架3_4和环形轨道3-5,其中,直流驱动电机3-1与减速箱3-2连接,减速箱3-2与驱动滚轮3_3连接,驱动滚轮3-3装配于滚轮支架3-4上并通过驱动滚轮3-3外沿的环形轮槽卡在环形轨道3-5上,滚轮支架3-4与透明充气外罩部分2的主体框架2-1连接。
[0025] 能源获取装置4包括涡扇主轴4-1、涡扇总成4-2、直流发电机4_3、热管式太阳能集热器4-4、集热系统循环泵4-5、工作终端循环泵4-6、储能罐4-7、空气散热器4_8、水体散热器4-9、智能型温控器4-10、循环管路4-11、电磁阀4-12、地温热管4-13,上述部件组成发电与集热两个部分,发电部分:涡扇总成4-2装配于涡扇主轴4-1上,并通过涡扇主轴4-1与直流发电机4-3连接,集热部分:热管式太阳能集热器4-4设于防雨帽2-7的上表面,并通过循环管路4-11与集热系统循环泵4-5、工作终端循环泵4-6、电磁阀4-12、储能罐4_7、空气散热器4-8、水体散热器4-8等部件连接,同时智能型温控器4-10通过设置的运行温度、设置于模块式充气透明外罩2-2中的感温探头及电路依次与集热系统循环泵4-5、工作终端循环泵4-6、电磁阀4-12、储能罐4-7、空气散热器4-8、水体散热器4_8连接,并通过智能型温控器4-10的内部逻辑电路对电磁阀4-12和工作终端循环泵4-6等部件进行相应的开启与关闭控制。所述智能型温控器4-10为市场上现有产品,在此不再赘述。
[0026] 立体种植架部分5包括种植管支架5-1、作物种植管5-2、营养液循环管5_3、营养液循环泵5-4、营养液箱5-5、超声波喷雾器5-6和LED灯具5_7,其中,作物种植管5_2架设于种植管支架5-1上,营养液循环管5-3通过营养液循环泵5-4与作物种植管5-2以及营养液箱5-5连接,超声波喷雾器5-6设于作物种植管5-2下部的纵向中心线上,LED灯具5-7均布于模块式充气透明外罩2-2内层表面的顶部。
[0027] 透明充气外罩部分2是一个由蒙古包造型的主体框架2-1以及组装固定在主体框架2-1上的模块式充气透明外罩2-2组合而成的大型复合材料结构件,而且该结构件主体框架2-1下方设有若干组与环形轨道3-5配合的滚轮,该滚轮中设有若干个连接有直流驱动电机的动力驱动滚轮,而且该动力驱动滚轮在环形轨道3-5上按同一方向转动,从而实现透明充气外罩部分的整体自转功能,使透明充气外罩内成环形布置的作物拥有均匀可控的太阳光照。
[0028] 涡扇总成4-2是指沿着中心轴垂线向四周呈水平放射状排列的一组具有倾斜曲面的空气动力部件,并且在同一轴心上平行排列若干组该种涡扇部件,组成涡扇总成4-2,当热循环气流自下而上穿过装有这种涡扇总成结构的顶部中央出风口时,运动的气流便推动涡扇旋转并做功。
[0029] 热管式太阳能集热器4-4是指以带热管的真空集热管和导热油为导热媒介的集热系统,真空集热管将热能通过热管传递于封闭的充满导热油的换热联箱内,再通过强制循环泵以及智能温控器和电磁换向阀控制的换热循环回路,将太阳能集热器收集的热能传递于散热器或储能罐中,从而实现太阳能的热能收集、储备与应用。 [0030] 储能罐4-7是一个充满石蜡和其它储热介质的封闭容器,设于其腔体内部的螺旋型换热盘管的两端,分别穿过封闭容器的壳体,成为储能罐循环管路的外部接口,该接口通过电磁阀与换热循环管路连接,在储能状态时,换热盘管内流动的高温导热介质,将石蜡等储热介质融化为高温液体,并储存一定当量的热能,在日落后的放热状态时,储能罐内的高温储热介质则通过腔内的换热盘管加热循环回路中的导热油,并向外部的散热端输出热倉泛。
[0031] 可调遮阳板2-9是一个由遮光材料制成的与模块式充气透明外罩的外表面平行的可沿着圆形轨道移动位置的遮挡阳光的装置,该可调遮阳板的下部设有带滚轮的滑动底座,底座上方连接有支架,遮光材料固定于支架上,而带滚轮的滑动底座可受控的在圆弧轨道上移动,当自然太阳光照强度致使透明充气外罩内部温度过高或光照幅度超过作物生长需求时,该遮阳板则移动至阳光入射角附近位置,遮挡住部分阳光,减少有效光照面积。
[0032] 使用时,阳光照射在充气透明外罩上,充气透明外罩内部气温升高,而其充气夹层结构阻挡了热量的散失,空气受热上升后,从充气透明外罩的顶部中央出风口排向大气,充气透明外罩的下部形成低压区,外部空气从带防虫电击网的百叶窗进气口进入,从而形成热力循环气流,该气流推动设于顶部中央出风口的连接有直流发电机的涡扇主轴转动,所产生电力将带动自转驱动机构、智能型温控器、集热系统循环泵、营养液循环泵、超声波喷雾器、防虫电击网和LED灯具等相关用电器的运行,控制百叶窗进气口的通风量大小,可调控内部气温变化,当冬季气温较低时,则通过设于防雨帽的热管式太阳能集热器、储能罐、散热器以及地温热管等热能收集、储存和释放装置,提高和调控水池和透明充气外罩内部的气温,以提供作物生长所需的最佳生长条件,作物成熟进入采摘期时,管理人员可乘座并控制旋转升降机进行收割或采摘作业,具有性能优越、使用方便、节能高产等优点。

Claims (7)

1. 一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚,其特征在于,包括基座及水池部分、透明充气外罩部分、自转驱动机构、能源获取装置及立体种植架部分,其中,基座及水池部分为构建于地平面以下的开口向上的圆盘形砖石水泥构筑物,该构筑物四周设有若干轨道支架,环形轨道架设于轨道支架上,透明充气外罩部分通过设于其底部四周的滚轮及自转驱动机构坐落于环形轨道上,能源获取装置包括设置于所述透明充气外罩部分顶部的热气流涡扇发电装置、太阳能集热装置以及设置于水池中的地温热管,立体种植架部分设于透明充气外罩的内部空间。
2.根据权利要求I所述的一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚,其特征在于,所述的基座及水池部分包括水泥壳体、轨道支架、栅型盖板、排水管道、排水阀和旋转升降;其中,水泥壳体构筑于地下,轨道支架设于水泥壳体的环形壁内侧,栅型盖板设于若干轨道支架形成的上平面上,排水管道一端与水泥壳体中心位置的底部导通,另一端通过排水阀通往外部。
3.根据权利要求2所述的一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚,其特征在于,所述的透明充气外罩部分包括主体框架、模块式充气透明外罩、百叶窗进气口、顶部中央出风口、中心控制室、栅型圆盘地面、防雨帽、进出口、可调遮阳板和防虫电击网;其中模块式充气透明外罩固定于主体框架上,若干个百叶窗进气口均布于模块式充气透明外罩的下部周边,每个百叶窗进气口均设有防虫电击网,顶部中央出风口设于充气透明外罩上部的轴心处,中心控制室设于栅型圆盘地面的中部,栅型圆盘地面设于模块式充气透明外罩正下方,并与主体框架相互连接为一个整体,防雨帽设于顶部中央出风口上方,并与主体框架连接,进出口设于模块式充气透明外罩下部,可调遮阳板设于模块式充气透明外罩的外侧,与水泥壳体滑动连接。
4.根据权利要求3所述的一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚,其特征在于,所述的自转驱动机构包括直流驱动电机、减速箱、驱动滚轮、滚轮支架和环形轨道,其中,直流驱动电机与减速箱连接,减速箱与驱动滚轮连接,驱动滚轮装配于滚轮支架上并通过驱动滚轮外沿的环形轮槽卡在环形轨道上,滚轮支架与透明充气外罩部分的主体框架连接。
5.根据权利要求3所述的一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚,其特征在于,所述的能源获取装置包括涡扇主轴、涡扇总成、直流发电机、热管式太阳能集热器、集热系统循环泵、工作终端循环泵、储能罐、空气散热器、水体散热器、智能型温控器、循环管路、电磁阀、地温热管,以上部件组成发电与集热两个部分,发电部分:涡扇总成装配于涡扇主轴上,并通过涡扇主轴与直流发电机连接,集热部分:热管式太阳能集热器设于防雨帽的上表面,并通过循环管路与集热系统循环泵、工作终端循环泵、电磁阀、储能罐、空气散热器、水体散热器连接,同时智能型温控器通过其内部设置的运行温度、设置于模块式充气透明外罩内的若干的感温探头及电路依次与集热系统循环泵、工作终端循环泵、电磁阀、储能罐、空气散热器、水体散热器连接,并通过智能型温控器的内部逻辑电路对电磁阀和工作终端循环泵做相应的开启与关闭控制。
6.根据权利要求I所述的一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚,其特征在于,所述的立体种植架部分包括种植管支架、作物种植管、营养液循环管、营养液循环泵、营养液箱、超声波喷雾器和LED灯具,其中,作物种植管架设于种植管支架上,营养液循环管通过营养液循环泵与作物种植管以及营养液箱连接,超声波喷雾器设于作物种植管下部的纵向中心线上,LED灯具均布于充气透明外罩部分内层表面的顶部。
7.根据权利要求4所述的一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚,其特征在于,所述的透明充气外罩部分是一个由蒙古包造型的主体框架以及组装固定在主体框架上的模块式充气透明外罩组合而成的大型复合材料结构件,而且该结构件主体框架下方设有若干组与环形轨道配合的滚轮,该滚轮中设有若干个连接有直流驱动电机的动力驱动滚轮,而且该动力驱动滚轮在环形轨道上按同一方向转动。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102668965A (zh) * 2012-06-13 2012-09-19 毕一凡 一种可多方位获取自然能源的自转式无土种植大棚
CN103314838A (zh) * 2013-07-10 2013-09-25 上海交通大学 蓄热-供热系统及其在水耕栽培上的应用

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