CN205431408U - 一种用于人工光植物工厂的可移动式立体多层气雾栽培系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于人工光植物工厂的可移动式立体多层气雾栽培系统，该装置包括若干栽培架、多组用于所述栽培架移动的地面轨道、用于装载营养液的营养液池、地面排水渠以及计算机控制系统；本实用新型的用于人工光植物工厂的可移动式立体多层气雾栽培装置，不仅采用人工光源，在密闭式人工光植物工厂内可实现多层立体栽培，增加单位面积产量；还可进行可移动式栽培，使得植物工厂内各栽培架之间不必再专门留出人行道，增加植物工厂的可种植面积，提高土地利用率，降低单位产品的成本。

Description

一种用于人工光植物工厂的可移动式立体多层气雾栽培系统

技术领域

本实用新型涉及人工光型植物工厂内的无土栽培技术，特别是涉及一种用于人工光植物工厂的可移动式的立体多层气雾栽培系统。

背景技术

常规的栽培架是不可移动的。因此，每个栽培架之间必需留出种植、收获与管理的人行道。尤其是在植物工厂内，多层立体栽培的情况下，相邻的栽培架间需预留更大通道用于升降采收装置作业。植物工厂内大量的人行通道存在，导致其实际利用的栽培面积大大减少，降低土地利用率，造成产量少而带来单位产品成本的增加。

温室普遍是单层的栽培，目前通过检索发现已有为数不多的移动栽培架装置方面的技术报道，这些专利文件确实一定程度上提高了温室空间利用率，但仍存在一定的局限性。如申请号为201320084456.1的专利文件中，公开了一种移动式气雾栽培装置，采用在栽培装置底部设置多个滚轮，通过人为推动装置并促使滚轮滚动，达到移动装置的目的，其可作为家庭中种植蔬菜之用，不能满足目前植物工厂内多组栽培架装置联动作业的状况；申请号为201220181856.X的专利文件中，公开了一种可移动的平铺式栽培管架，通过在栽培种植架的移动支架底部按照定向轮，使得各栽培架可定向移动，但此装置只适用于基质栽培，且是平面栽培方式，节省的温室空间有限。本领域的技术人员可发现，所述现有技术的整体结构及操作使用上满足不了现代植物工厂规模化和智能化生产管理的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于人工光植物工厂的可移动式立体多层气雾栽培系统，该系统不仅采用人工光源，在密闭式人工光植物工厂内可实现多层立体栽培，增加单位面积产量；还可进行可移动式栽培，使得植物工厂内各栽培架之间不必再专门留出人行道，增加植物工厂的可种植面积，提高土地利用率，降低单位产品的成本。

本实用新型用于人工光植物工厂的可移动式立体多层气雾栽培系统，包括若干栽培架、多组用于所述栽培架移动的地面轨道、用于装载营养液的营养液池、地面排水渠以及计算机控制系统；

所述的栽培架包括由上至下间隔布置的多层栽培槽，在各层栽培槽内放置种植板，种植板上开有用于装载植物苗的种植孔，在种植板上方分布有供水管分支架，在供水管分支架上设置有若干雾化喷头用于向植物喷洒营养液；所述的种植孔应贯穿种植板，种植板可单独取下操作，实际种植时，植物苗育好后，用海绵包裹于所述植物苗的根部，然后插于种植板上的种植孔内，根系则悬于栽培槽内，接受来自雾化喷头提供的雾化营养液；在栽培槽底部开有排水口，在每层栽培槽上方均设置有用于植物生长照明用的LED灯管；栽培架还包括供水管和排水管，各层栽培槽上的供水管分支架均与供水管连通，各层栽培槽上的排水口均与排水管连通，排水管将出水导入排水渠中；

所述营养液池分隔为出水池和回水池两部分，两池通过设于隔板底部的过滤口相通，出水池内盛装营养液，内置水泵，水泵的出水端与各栽培架的供水管连接，排水渠末端接入回水池，回水池底部设有过滤层；这样设计使得营养液经水泵泵入进水管，到栽培架上分流至各层的供水管分支架中，所述供水管分支架末端封堵，计算机控制系统控制雾化喷头开启，则将营养液以气雾式喷向种植孔内的植物苗，多余的雾化营养液经各层栽培槽内底部的配水口(也称回流孔)进入排水管，然后经过地面的排水渠回到营养液池内的回水池部分，回水池的营养液经过过滤，再回到营养液池的出水池部分内，经过水泵重新供应到栽培架，实现营养液的循环利用；

在每个栽培架底部均设有滚轮及用于驱动滚轮转动的驱动电机，滚轮嵌入地面轨道内，一组地面轨道由至少两条平行轨道构成，在每组地面轨道上依次设置多个栽培架，仅留出至少1个栽培架宽度作为工人作业的预留空间；

所述的计算机控制系统用于控制各栽培架上雾化喷头、LED灯管、驱动电机以及营养液池内水泵的开启和关闭。

上述技术方案中，所述营养液应当贮存在黑暗的环境下，同时供水管和排水管最好采用软管，且长度应尽量长一些以能够满足栽培架移动的需要。

所述的回水池底部过滤层包括竹炭过滤层，在竹炭过滤层上还有碎石过滤层，回流的多余营养液先经过上层碎石过滤层把大的杂质如根系等过滤，然后经过下层竹炭过滤层的二次过滤，通过渗透作用达到彻底净化营养液的目的。

在地面排水渠左右边沿可以各安装一条扶梯裙板刷，这样既能保证营养液排水管道内营养液顺利引入排水渠，且栽培架移动时可带动排水管在排水渠内灵活移动，同时保证排水渠内的营养液不见光，防止绿藻生成、灰尘掉落，污染营养液。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型所提供的可移动式气雾栽培系统具有多层式、立体栽培，占用空间小，种植面积大的优点，该系统通过设置智能移动式栽培架系统，避免人工移动栽培架，且仅需在轨道上预留一个栽培架宽度的空间，能够逐个平移栽培种进行植架，平时正常种植时，使各栽培架紧密相接，可最大限度地利用植物工厂种植空间，省时省力，且可以大幅提高产量，降低成本。采用人工光源LED和气雾栽培，摆脱传统自然条件对农业生产的束缚，可以运用于闲置的大楼地下室、废弃仓库等空间进行种植，从而形成崭新的现代“都会农业”生态，赋予这些废弃建筑更高的附加价值。

附图说明

图1本实用新型的可移动式立体多层气雾栽培系统的主要组成示意图；

图2栽培架的结构示意图；

图3栽培槽的结构示意图；

图4种植板的结构示意图；

图5营养液池的内部结构示意图；

图6栽培架底部及一组地面轨道结构示意图；

图中：1栽培架，2计算机控制系统，3营养液池，4移动轨道，5排水渠，6栽培植物，7栽培槽，8人工光源，9架子底座，10进水管，11排水管，12排水口，13雾化喷头，14供水管分支架，15种植孔，16种植板，17碎石过滤层，18竹炭过滤层，19过滤口，20水泵，21营养液，22钢板，23滚轮，24短轴，25混凝土基础26电机，27链条，28长轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1和图2示出了本实例的可移动栽培装置的主要组成示意图，参照图示，本实施例的栽培系统包括栽培架1，与所述栽培架通过供水管10连接以实现营养液输运的用于贮存营养液的营养液池3，与所述栽培架上排水管11连接的地面排水渠5，用于所述栽培架移动的地面轨道4，以及通过电线与所述栽培架1相连的用于控制灯光、喷雾、栽培架移动的计算机控制系统2。

具体地，如图2示出的栽培架结构示意图。所述的栽培架1包括由上至下间隔布置的多层栽培槽7，在栽培槽7内放置种植板16，种植板16上开有用于装载植物苗的种植孔15，在种植板16上方分布有供水管分支架14，在供水管分支架14上设置有若干雾化喷头13用于向植物喷洒营养液；从栽培架1上方向下设置供水管10，供水管与各层的供水管分支架连通，栽培架侧边设有连接各层栽培槽7底部排水口12的排水管11，排水管11的末端插入地面排水渠5，排水渠5沿地面轨道4的走向设置，排水渠左右两侧边沿各安装扶梯裙板刷1条，排水渠5末端连接到营养液池3内的回水池部分。栽培槽7顶部安装植物生长所用的LED灯管8，满足植物苗进行光合作用所需。植物苗6用海绵包裹茎部，插于种植孔15内。

如图3，气雾式营养液供水管道包括一端连接营养液池3内水泵20出水端的供水管10，以及分布于各栽培槽上的供水管分支架14，供水管分支架14与供水管10贯通连接，在供水管分支架14的尾端设置有可将营养液21形成气雾状的雾化喷头13，且其喷洒方向朝向植物孔15内植物苗6的根部，以供植物苗6的生长。营养液21部分被植物苗根系吸收、未吸收部分经由栽培槽7内的排水口12接入排水管11。雾化喷头均匀排布在供水分支架14上，目的是使喷出的雾化营养液均匀地喷到根系上，但其个数不限于本实施例图3示所标的14个，可根据实际情况调整。

如图4，种植板搁置在栽培槽上。种植板16是带有种植孔15的泡沫板，种植板的大小根据栽培槽设置，种植孔的分布也安装槽内的雾化喷头均匀分布。实际种植时，将植物苗6用海绵包裹于根部，然后插在种植孔15内，让根系悬于栽培槽7内。海绵起到固定植物苗的作用。通过栽培槽7内的雾化喷头向植物苗6的根系喷洒营养液，提供植物苗生长所需的养分。相邻种植孔15为直径约2厘米的圆形通孔，相邻种植孔的间距和个数设定，目的是使得种植板16上的植物苗6能充分且均匀地接受LED人工光8照射，但个数不限于本实施例图4所示的23个，可根据实际种植的植物苗类型进行调整。

如图5，所述营养液池3分隔成出水池和回水池两部分，两部分下部中间设有过滤口19，营养液相通。出水池内设置有与所述计算机系统2通过线体进行电连接的水泵20，由计算机系统控制水泵20的运行。水泵20的出水端与气雾式营养液供水管10贯通连接。回水池内上层铺设有碎石过滤层17，下层为竹炭过滤层18，竹炭过滤层靠底部有过滤口19，与出水池相通。栽培架上营养液从排水渠5回流到营养液池内的回水池部分时，先经过上层碎石过滤层17把大的杂志如根系过滤，然后经过下层竹炭过滤层18的二次过滤，通过渗透作用，干净的营养液从过滤口19进入到出水池中，然后经过水泵20再输送到栽培架1上，如此循环。所述的计算机控制系统2用于控制各栽培架上雾化喷头13、LED灯管8、驱动电机26以及营养液池内水泵20的开启和关闭。

如图6，一组地面轨道4设在混凝土基础25内，由3条平行的轨道构成，栽培架底座9上左中右共设有3组滚轮23，每组为前后2只嵌于同一条轨道中，前侧的3只滚轮通过长轴28贯穿固连在一起，底座上安装有驱动电机26，驱动电机通过链条27驱动长轴28带动滚轮转动，后侧的3只滚轮分别设于用两侧钢板22固定的短轴24上，作为从动轮。实际移动栽培架时，电机通过链条带动中间的滚轮和长轴转动，两侧滚轮随着短轴的转动而滚动，从而实现移动整个栽培装置的目的。

本实施例中，可以根据植物工厂内的布局设置多组地面轨道4，在每组轨道4上依次设置多个栽培架1、每组轨道4上所设置的栽培架1的数目，需保证气雾栽培架1设置在轨道上以后，能够预留出至少一个气雾栽培架宽度的空间供人工操作，以满足后续移动气雾栽培架的需要。优选将每组轨道4上的多个栽培种植架1依次相接触设置，在每组轨道上预留出1-2个气雾栽培架1的宽度的空间。

在人工光植物工厂实际种植过程中，将各个栽培架1紧贴放置，需要管理、收货时，逐个将栽培架1定向平移一个栽培架的位置，使原来紧密相接的栽培架1间形成人行通道，进行操作。因此能够避免管架间设置大量的人行道而浪费栽培面积。

综上，本实用新型可移动式立体多层气雾栽培系统，通过在栽培槽内设置可分别向多个植物孔内植物苗根部喷洒营养液的气雾式营养液供水管道分支架，并通过水泵与气雾式营养液供水管道主架，为其输送营养液，通过计算机系统控制光照时间、喷雾时间以及移动，通过人工光源提供植物光合作用所需的光照，并且在该装置底部设置可用于移动本装置的电机和滚轮。上述结构的可移动式栽培装置，在种植时，保持多个栽培架紧密相连，需要进行管理、收获时逐个平移栽培架位置，进行操作。该移动时气雾栽培装置结构简单合理、适合于现代化植物工厂的工厂化生产。

Claims (3)

1.一种用于人工光植物工厂的可移动式立体多层气雾栽培系统，其特征在于，其包括若干栽培架(1)、多组用于所述栽培架(1)移动的地面轨道(4)、用于装载营养液的营养液池(3)、地面排水渠(5)以及计算机控制系统(2)；

所述的栽培架(1)包括由上至下间隔布置的多层栽培槽(7)，在栽培槽(7)内放置种植板(16)，种植板(16)上开有用于装载植物苗的种植孔(15)，在种植板(16)上方分布有供水管分支架(14)，在供水管分支架(14)上设置有若干雾化喷头(13)用于向植物喷洒营养液，在栽培槽(7)底部开有排水口(12)，在每层栽培槽(7)上方均设置有用于植物生长照明用的LED灯管(8)；栽培架(1)还包括供水管(10)和排水管(11)，各层栽培槽(7)上的供水管分支架(14)均与供水管(10)连通，各层栽培槽(7)上的排水口(12)均与排水管(11)连通，排水管(11)将出水导入排水渠(5)中；

所述营养液池(3)分隔为出水池和回水池两部分，两池通过设于隔板底部的过滤口(19)相通，出水池内盛装营养液，内置水泵(20)，水泵的出水端与各栽培架(1)的供水管(10)连接，排水渠(5)末端接入回水池，回水池底部设有过滤层；

在每个栽培架(1)底部均设有滚轮(23)及用于驱动滚轮(23)转动的驱动电机(26)，滚轮(23)嵌入地面轨道(4)内，一组地面轨道由至少两条平行轨道构成，在每组地面轨道上依次设置多个栽培架，仅留出至少1个栽培架宽度作为工人作业的预留空间；

所述的计算机控制系统(2)用于控制各栽培架上雾化喷头(13)、LED灯管(8)、驱动电机(26)以及营养液池内水泵(20)的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的用于人工光植物工厂的可移动式立体多层气雾栽培系统，其特征在于，所述的回水池底部过滤层包括竹炭过滤层(18)，在竹炭过滤层(18)上还有碎石过滤层(17)。

3.根据权利要求1所述的用于人工光植物工厂的可移动式立体多层气雾栽培系统，其特征在于，每组地面轨道上依次设置多个栽培架，留出1-2个栽培架宽度作为工人作业的预留空间。