CN203985378U - 箱式植物工厂 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种箱式植物工厂，包括可移动箱体，该箱体上设有一个以上的开门，箱体内设有栽培区、营养液自动循环系统、环境控制系统及光照系统，该箱体为可装载在运输工具上的密闭式结构，箱体内另设有供给电力的电力储能系统，以确保该箱式植物工厂在不可接市电的条件下正常使用，光照系统及环境控制系统的设置使得植物的生长不受光照、温度等外界环境的影响，适用于长期工作在高原、沙漠等特殊环境下的人员的植物性食物供给，且本实用新型模块化的结构方便装载在运输工具上随时移动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种植物工厂，特别涉及一种极其便于装载在运输工具上移动位置且自身可供电的模块化的箱式植物工厂。
背景技术
现有的植物工厂多为开放式或半开放式的设计，如中国专利申请第CN201210158630.2号公开的植物工厂，主要由可变高植物栽培单元、按需式营养液自动供给单元、可调节光照单元、外部防护罩、制冷系统等组成，既可应用于超市、餐厅的蔬菜自产自销，也可应用于高原、沙漠、地下等环境下工作人员的植物性食物供给。但是该植物工厂采用半开放式设计，按需式营养液自动供给单元位于外部防护罩的封闭范围之外，需要移动植物工厂的位置时，先要将已组装好的各单元拆解开来，然后分别搬运到运输工具上，到达目的地后再进行组装，如此对于经常需要更换地点的户外作业工种，如石油开采、地质勘探等将会非常不便，而且遇到暴风雨骤降、敌人突袭等紧急情况时也无法紧急撤退；另一方面，在移动过程中植物工厂无法正常工作，影响了蔬菜的及时供应。
虽然已有箱式植物工厂出现，如中国专利第CN201120074047.4号公开了一种家庭植物工厂，其呈柜门箱式结构，内设栽培间、设备间、营养液间和环境控制间，栽培间的门体上设有透明观测窗，可供人们观赏植物生长过程，亲近自然、陶冶情操。但是该家庭植物工厂应用于高原、沙漠等特殊环境时，仍然存在一定限制，如栽培间内的LED生长灯、环境控制间内的空气交换风扇的运行都需要能源带动，而该家庭植物工厂自身并未配置能源供应装置，导致其在缺乏能源供给的情况下，无法正常运作。
实用新型内容
鉴于现有植物工厂存在移动不便及缺乏能源供应装置的问题，本实用新型的主要目的是提供一种极其便于装载在运输工具上移动位置且自身配置有能源供应装置的模块化的箱式植物工厂。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术手段为令该箱式植物工厂包含有一可移动箱体，该箱体上设有一个以上的开门，箱体内设有一栽培区、一营养液自动循环系统、一环境控制系统及一光照系统，该箱体为可装载在运输工具上的密闭式结构，其特征在于：箱体内设有一供给电力的电力储能系统，该电力储能系统包括一电源接口及一储能装置，并与以上各系统电连接。
所述的箱式植物工厂，其中该栽培区包括一个以上的栽培架，各栽培架间隔设置，各栽培架为多层且两层之间的高度可依植物的高低进行调节，各栽培架上设有一个以上的栽培槽，各栽培槽的侧壁上开设有一供液孔与一回液孔，供液孔的位置高于回液孔的位置，该光照系统设置在各栽培槽的上方。
所述的箱式植物工厂，其中该营养液自动循环系统包括一营养液箱、一水泵、一供液管及一回液管，该水泵设置在营养液箱的底部，供液管的一端连接水泵，另一端连接至栽培槽的供液孔，回液管的两端分别连接至栽培槽的回液孔和营养液箱。
所述的箱式植物工厂，其中该营养液自动循环系统进一步包括一营养液强排管路及一强排阀门，营养液强排管路与供液管相连，其上安装强排阀门。
所述的箱式植物工厂，其中该环境控制系统包括一用于监测箱体内影响植物生长的各种条件参数的传感器组、一控制器组及一用于对箱体内的植物生长环境进行调节的执行器组，该控制器组分别与该传感器组与该执行器组电连接。
所述的箱式植物工厂，其中该传感器组包括温度传感器与湿度传感器中的一种或多种，该执行器组对应包括温度调节器与湿度调节器中的一种或多种。
所述的箱式植物工厂，其中该执行器组为一空调。
所述的箱式植物工厂，其中该箱体的内壁上设置有一个以上的交换风扇，各交换风扇上分别设置有一过滤网。
所述的箱式植物工厂，其中该传感器组进一步包括一二氧化碳浓度传感器，该执行器组进一步包括一带有调节阀的二氧化碳补充瓶。
所述的箱式植物工厂，其中该传感器组进一步包括一水位传感器及一监测营养液pH、EC参数的营养液传感器，该执行器组进一步包括一带有调节阀的营养液调节槽及一带有调节开关的水补给管路，该水位传感器与该营养液传感器均设置在营养液箱中。
所述的箱式植物工厂，其中该光照系统包括多个LED灯、一光强度传感器及一调光控制器，该LED灯均匀设置在各栽培槽的上方，该调光控制器与控制器组电连接。
所述的箱式植物工厂，其中该电力储能系统进一步包括一自主发电系统及一逆变器，逆变器连接在自主发电系统与需要电力的各系统之间，是以旁路直接供电或经过储能装置间接供电两种并联的供电方式。
所述的箱式植物工厂，其中该自主发电系统为太阳能发电系统或风能发电系统。
本实用新型可达到的功效增进为：
(1)采用模块化的箱式结构，极其便于装载在运输工具上移动位置，且植物的生长不受运输工具移动的影响，保证了蔬菜的及时供应，而在高原、沙漠、战地营地等特殊环境下使用时，如遇暴风雨、敌人突袭等紧急情况又可实现紧急撤退。
(2)采用箱式结构，当箱体为各种尺寸的集装箱时，多个植物工厂可堆叠装载在火车、船舶等运输工具上，而不会受尺寸限制，且可随意堆放在废弃厂房或地下室中，适用于各种环境下的植物种植。
(3)本实用新型配置可自主发电的电力储能系统，当应用于不可接市电的环境下则可利用电力储能系统中储备的电能，进一步设置的太阳能发电系统与风能发电系统则可实现环保能源的高效利用。
附图说明
图1为本实用新型的平面布置图。
图2为本实用新型堆叠放置的使用状态图。
具体实施方式
以下配合附图及本实用新型的优选实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。
请参阅图1及图2所示，本实用新型的箱式植物工厂包括一可移动箱体10，箱体内设有一栽培区20、一营养液自动循环系统30、一环境控制系统40、一光照系统50及一电力储能系统60，该电力储能系统60与以上各系统电连接以提供各系统运转所需的电能。
该箱体10为密闭式结构，其上开设有一个以上的开门11及一梯子12，当多个箱式植物工厂的箱体10堆叠放置时可利用梯子12上下。该箱体10可为各种尺寸的集装箱，以便装载在火车、船舶等运输工具上。
该栽培区20包括一个以上的栽培架21，各栽培架21间隔设置以供人员走动，方便观察蔬菜长势及采摘蔬菜，各栽培架21为多层且两层之间的高度可依植物的高低进行调节，各栽培架21上设置有一个以上的栽培槽22，植物通过一定植盖板种植在栽培槽22上方，而栽培槽22的下方储存有营养液，另在栽培槽22的侧壁上开设有一供液孔23与一回液孔24，供液孔23的位置高于回液孔24的位置。
该营养液自动循环系统30包括一营养液箱31、一水泵32、一供液管33及一回液管34。该营养液箱31内储存有配置好的营养液，该水泵32设置在营养液箱31内部的底部，该供液管33的一端连接水泵32，另一端连接至栽培槽22的供液孔23，启动水泵32即可将营养液箱31内的营养液通过供液管33输送至栽培槽22中，回液管34的两端分别连接至栽培槽22的回液孔24与营养液箱31，由于营养液箱31的高度低于最底层栽培槽22的高度，所以当栽培槽22中营养液的液面高于回液孔24的高度时，栽培槽22中的营养液会自动通过回液管34回流至营养液箱31中，从而使营养液一直维持在自动循环的状态。在如图1所示的优选实施例中，该营养液自动循环系统30可进一步包括一营养液强排管路35及一强排阀门36。营养液强排管路35与供液管33相连，其上安装强排阀门36以实现营养液的强制排放，当需要清洗营养液箱31或更换其中的营养液时，开启强排阀门36即可实现营养液的强制排放。
该环境控制系统40包括一传感器组41、一执行器组42及一控制器组43。该传感器组41用于监测箱体10内影响植物生长的各种条件参数，例如温度或湿度。举例来说，该传感器组41可包括温度传感器与湿度传感器以监测箱体10内的温度与湿度。该执行器组42用于对箱体10内的植物生长环境进行调节，例如，该执行器组42可包括温度调节器与湿度调节器以调节箱体10内的温度与湿度。该控制器组43分别与传感器组41和执行器组42电连接，该控制器组43接收传感器组41监测的参数并与使用者预先设定的条件参数进行比对后，对于需要调节的环境条件将发送相应的命令给执行器组42执行，从而可将箱体10内例如温度、湿度等条件维持在植物生长所需的最佳状态。在图1所示的优选实施例中，该执行器组42为一空调421，该空调421不仅可调节箱体10内的温度与湿度，而且可进行箱体10内部与外界的气体交换。
箱体10的两相对侧壁上分别设置有一交换风扇422且呈一高一低交错设置，以实现箱体10内气体的充分对流，并排出箱体10内的大量氧气及抽取箱体10外的空气来补充箱体10内的二氧化碳，以供给植物光合作用所需，各交换风扇422上分别设置有一过滤网，用于过滤箱体10外空气中的有害气体及夹杂的灰尘等，使得即使是在污染严重的环境下，植物的生长也不会受到影响。在图1所示的优选实施例中，该传感器组41进一步包括一二氧化碳浓度传感器，该执行器组42进一步包括一带有调节阀的二氧化碳补充瓶423，当箱体10内的二氧化碳含量极低，即使引入箱体10外的新鲜空气后也无法达到二氧化碳浓度传感器的设定值时，就可通过手动或控制器组43控制二氧化碳补充瓶423的调节阀进行二氧化碳的补充。
该传感器组41可进一步包括一水位传感器411及一监测营养液pH、EC参数的营养液传感器412，该执行器组42进一步包括一带有调节阀的营养液调节槽424及一带有调节开关的水补给管路425，该水位传感器411与该营养液传感器412均设置在营养液箱31中，用于监测营养液箱31内营养液的液位与各项参数。该营养液箱31设有最高液位与最低液位，当营养液箱31内的液面低于最低液位时，控制器组43发送命令开启营养液调节槽424的调节阀及水补给管路425的调节开关，使营养液及水流入营养液箱31内，使营养液与水在营养液箱31内混合后即为植物生长所需浓度的营养液，当到达最高液位时即停止注入。同样地，当营养液箱31中营养液的pH、EC等参数不符合设定值时，控制器组43也会开启营养液调节槽424的调节阀及水补给管路425的调节开关对其进行调节。该营养液调节槽424的调节阀与水补给管路425的调节开关也可通过手动控制。
该光照系统50包括多个光照单元51、一光强度传感器及一调光控制器，在本优选的具体实例中，所述光照单元51为LED灯。该LED灯均匀设置在各栽培槽的上方，可包括红光LED、蓝光LED和绿光LED，其数量与分布按照植物生长需要设置，该调光控制器可以控制LED灯的亮度，该调光控制器与控制器组43电连接。当光照强度不符合光强度传感器的设定值时，控制器组43则控制调光控制器开启或关闭，如此便可控制光照的强度与照射时长，此为现有技术，在此不再赘述。
该电力储能系统60包括一电源接口61及一储能装置62，该储能装置62为电力储能系统60的核心，即所有的电能首先汇集于储能装置62进行储存，然后分配给各需消耗电能的系统，该电源接口61设置在储能装置62上且用于与接市电的电源线连接，在家庭、超市等环境下使用时以接市电的方式供给本实用新型电能，而在不可接市电的条件下则利用储能装置62中储存的电能。该电力储能系统60进一步包括一逆变器63及一自主发电系统64，该自主发电系统64为非接市电的发电系统，例如太阳能发电系统或风能发电系统，该逆变器63可将自主发电系统64的直流电转化为各系统所需的交流电，逆变器63连接在自主发电系统64与储能装置62之间，或者通过一与储能装置62并联的旁路直接供电给需消耗电能的系统。通常情况下可以通过旁路直接利用自主发电系统64进行供电，当自主发电系统64的风能或太阳能不足以提供足够的电能时，则关闭旁路启用储能装置62中储存的电能。
本实用新型采用模块化的箱式结构，使其可方便快速地装载在火车、船舶等运输工具上，当采用集装箱作为箱体时更可降低装载要求，且植物的生长不受运输工具移动的影响，保证了蔬菜的及时供应，而在高原、沙漠、战地营地等特殊环境下使用时，如遇暴风雨、敌人突袭等紧急情况又可实现紧急撤退。本实用新型的箱式植物工厂不但可接市电还带有电力储能系统，当应用于家庭、超市中时可直接接市电提供电能，而在户外环境下则可利用电力储能系统中储存的电能，进一步设置的自主发电系统中的太阳能发电系统与风能发电系统则可实现环保能源的高效利用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以优选实施例披露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，应当可以利用上述揭示的技术内容作出些许改变或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (12)
1.一种箱式植物工厂，包括一可移动箱体，该箱体上设有一个以上的开门，箱体内设有一栽培区、一营养液自动循环系统、一环境控制系统及一光照系统，该箱体为可装载在运输工具上的密闭式结构，其特征在于：箱体内设有一供给电力的电力储能系统，该电力储能系统包括一电源接口及一储能装置，并与以上各系统电连接,
该营养液自动循环系统包括一营养液箱、一水泵、一供液管及一回液管，该水泵设置在营养液箱的底部，供液管的一端连接水泵，另一端连接至栽培槽的供液孔，回液管的两端分别连接至栽培槽的回液孔和营养液箱。
2.根据权利要求1所述的箱式植物工厂，其特征在于：该栽培区包括一个以上的栽培架，各栽培架间隔设置，各栽培架为多层且两层之间的高度可依植物的高低进行调节，各栽培架上设有一个以上的栽培槽，各栽培槽的侧壁上开设有一供液孔与一回液孔，供液孔的位置高于回液孔的位置，该光照系统设置在各栽培槽的上方。
3.根据权利要求1所述的箱式植物工厂，其特征在于：该营养液自动循环系统进一步包括一营养液强排管路及一强排阀门，营养液强排管路与供液管相连，其上安装强排阀门。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的箱式植物工厂，其特征在于：该环境控制系统包括一用于监测箱体内影响植物生长的各种条件参数的传感器组、一控制器组及一用于对箱体内的植物生长环境进行调节的执行器组，该控制器组分别与该传感器组与该执行器组电连接。
5.根据权利要求4所述的箱式植物工厂，其特征在于：该传感器组包括温度传感器与湿度传感器中的一种或多种，该执行器组对应包括温度调节器与湿度调节器中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的箱式植物工厂，其特征在于：该执行器组为一空调。
7.根据权利要求4所述的箱式植物工厂，其特征在于：该箱体的内壁上设置有一个以上的交换风扇，各交换风扇上分别设置有一过滤网。
8.根据权利要求4所述的箱式植物工厂，其特征在于：该传感器组进一步 包括一二氧化碳浓度传感器，该执行器组进一步包括一带有调节阀的二氧化碳补充瓶。
9.根据权利要求4所述的箱式植物工厂，其特征在于：该传感器组进一步包括一水位传感器及一监测营养液pH、EC参数的营养液传感器，该执行器组进一步包括一带有调节阀的营养液调节槽及一带有调节开关的水补给管路，该水位传感器与该营养液传感器均设置在营养液箱中。
10.根据权利要求9所述的箱式植物工厂，其特征在于：该光照系统包括多个LED灯、一光强度传感器及一调光控制器，该LED灯均匀设置在各栽培槽的上方，该调光控制器与控制器组电连接。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的箱式植物工厂，其特征在于：该电力储能系统进一步包括一自主发电系统及一逆变器，逆变器连接在自主发电系统与需要电力的各系统之间，是以旁路直接供电或经过储能装置间接供电两种并联的供电方式。
12.根据权利要求11所述的箱式植物工厂，其特征在于：该自主发电系统为太阳能发电系统或风能发电系统。
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