CN207269431U - 一种农业气体供应及调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及农业领域，特别是一种应用于农业种植中的农业气体供应及调节系统，其包括气体供应单元、气体提纯配比混合单元和智能控制单元；所述气体供应单元包括：主气源供应装置和微量气源供应装置；所述气体提纯配比混合单元包括：提纯混合装置；其还设有气流控制阀和气体成份检测器；所述智能控制单元与所述气流控制阀和气体成份检测器电联接，所述智能控制单元根据气体成份检测器的检测情况控制所述气流控制阀的开关情况。所述农业气体供应及调节系统的气体供应和调节过程全部实现智能化操作，无需人员进入大棚就能实时远程进行检测和调节，能实现实时快速准确、更加环保、更加安全的为大棚种植提供农业气体并对其进行调节。

Description

一种农业气体供应及调节系统

技术领域

本实用新型涉及农业领域，特别是一种应用于农业种植中的农业气体供应及调节系统。

背景技术

随着科技的进步，各行各业都有了飞跃式的发展。各行各业之间的联系也越来越紧密。最近科学家们就发现各类农作为在不同时段，空气中二氧化碳及其他微量气体的浓度不同，其长势也不同；通过控制过控制大棚中的各种气体各时段的浓度技能达到让农作物大幅增产的目的。那么精确、智能的控制大棚内的二氧化碳及微量气体的浓度以及如何处理普通的工业用二氧化碳及各种微量气体就成了一个现实的问题。

国内外常用的温室二氧化碳施肥技术几乎都是将温室内的二氧化碳气体控制在较好的促进光合作用的800-1200μmol mol-1浓度水平左右，从而通过营养生长的促进达到提高温室作物产量和品质改善的目的。但是，由于温室设施的密闭性较差，即使是没有强制通风或自然换气，温室内外的气体或能量的交换量也是常态存在的，其气体和能量交换率约为30％左右。这也意味着即使将温室紧紧密闭，不留任何换气窗、也不驱动通风风机运行，温室内增施的二氧化碳气体将有30％被自然泄露到温室外，从而造成二氧化碳气源的自然损失。这种温室二氧化碳气源的损失不仅造成了温室运行成本的浪费，也会对外界空气造成二氧化碳气体的二次污染。目前，在我国日光温室和塑料大棚生产中推广二氧化碳施肥技术的设施不足0.04％，几乎可以忽略不计，且在经济效益较好的日光温室生产中普及的二氧化碳施肥技术以基于秸秆发酵法和化学反应法的二氧化碳发生器居多。这些方法存在二氧化碳气体浓度不容易控制的同时，二氧化碳气体还存在一些有毒气体产生同时又缺少不同植物更好生长所需的其他类型微量气体，或不安全因隐患等问题，不便于大规模普及推广。因此，开发一种能在日光温室和塑料大棚等简易环境调控的设施类型中使用的经济实用、安全可靠的二氧化碳施肥方法是很有必要的。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种应用于农业种植中的农业气体供应及调节系统。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种农业气体供应及调节系统，其包括气体供应单元、气体提纯配比混合单元和智能控制单元；所述气体供应单元包括：主气源供应装置和微量气源供应装置；所述气体提纯配比混合单元包括：提纯混合装置；所述提纯混合装置设有主气源进接口、微量气源进气接口和出气接口；所述主气源供应装置的出气接口与所述提纯混合装置的主气源进气接口通过管道连通；所述微量气源供应装置的出气接口与所述提纯混合装置的微量气源进气口通过管道连通；所述主气源供应装置与所述提纯混合装置连接的管道和所述微量气源供应装置与所述提纯混合装置连接的管道都设有气流控制阀，所述提纯混合装置的出气口设有气体成份检测器；所述智能控制单元与所述气流控制阀和气体成份检测器电联接，所述智能控制单元根据气体成份检测器的检测情况控制所述气流控制阀的开关情况。

更优的，所述气体供应单元还包括空温式汽化器；所述主气源、气流控制阀、空温式汽化器和提纯混合装置按照气体流进方向依次串联设置。

更优的，所述空温式汽化器包括：调压装置和翅片空热装置；所述翅片空热装置包括：端部汇总进液管道、端部汇总出液管道和设置于所述翅片空热装置的中部的多个翅片管道；所述翅片管道为呈扁平状的中空管道；多个所述翅片管道平行正对设置，多个所述翅片管道的进液端通过所述汇总进液管道汇总成一个进液接口，多个所述翅片管道的出液端通过所述汇总出液管道汇总成一个出液接口；所述调压装置的进液口与外部的液态二氧化碳供给装置的供液管道连接；所述调压装置的出液口通过液态二氧化碳液流管道与所述翅片空热装置的进液接口连通。

更优的，所述翅片空热装置至少有两个，多个所述翅片空热装置的多个进液接口并联连接于液态二氧化碳液流管道。

更优的，所述翅片空热装置竖直设置，所述翅片空热装置的进液端朝下，所述翅片空热装置的出液端朝上；多个所述翅片空热装置的出液接口并联连接于二氧化碳输出管道汇总成一个二氧化碳输出口。

更优的，所述液态二氧化碳液流管道的延长端的底部设有残液排放口，所述残液排放口设有残液排放阀。

更优的，所述二氧化碳输出管道靠近所述二氧化碳输出口的位置设有防过液装置；所述防过液装置包括：防过液腔和平衡阀；所述防过液腔竖直设置，所述防过液腔的中部设有进口，所述防过液腔的顶端设有出气口；所述二氧化碳输出口与所述防过液腔设有的出气口连接；所述防过液腔的上下端之间连接有管道，且该管道上设有所述平衡阀；所述防过液腔的底部与所述液态二氧化碳液流管道的延长端通过回流管道连通；所述二氧化碳输出管道的顶部设有安全排气口，所述安全排气口设有压力阀。

更优的，所述回流管道上串联设有液位计，所述液位计与所述翅片空热装置设有的翅片管道平行设置，且所述液位计的底部与所述翅片管道的底部水平高度相等。

更优的，所述提纯混合装置至少有两个，多个所述提纯混合装置之间并联设置，多个所述提纯混合装置的出气口分别与种植大棚通过气管连通，且该气管设有总控制阀；所述种植大棚内设有气体浓度检测器和气体成份检测器；所述智能控制单元与总控制阀、种植大棚内设有的气体浓度检测器和种植大棚内设有的气体成份检测器电联接，根据气体浓度检测器和气体成份检测器情况控制所述总控制阀的开关情况。

更优的，所述智能控制单元包括：中控装置及与所述中控装置电联接的值班室实时监控装置、远程无线用户端、大棚内部氧气浓度警示装置和大棚场外报警装置。

根据上述内容，本实用新型提出一种农业气体供应及调节系统，其可实时检测并调节现有密闭种植大棚内的气体成份和浓度，所有的供应和调节过程全部实现智能化操作，无需人员进入大棚就能实时远程进行检测和调节，从而实现实时快速准确、更加环保、更加安全的为大棚种植提供农业气体并对其进行调节；运行过程中，实时监控整套系统的运行情况，在发生气体含量异常时发出警报报警，同时在手机及网络上通知相应人员。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中所示实施例中所述气体供应单元的结构示意图；

图3是图1中所示实施例中所述气体提纯配比混合单元供应单元的结构示意图；

图4是图1中所示实施例中所述智能控制单元与对应执行端连接的结构示意图；

图5是本实用新型的一个实施例中所述空温式汽化器的结构示意图。

其中：气体供应单元100，主气源供应装置110，调压装置120，翅片空热装置130，液态二氧化碳液流管道140，二氧化碳输出管道150，二氧化碳输出口160，残液排放阀170，述防过液腔180，平衡阀190，回流管道191，液位计192，压力阀193，气体提纯配比混合单元200，提纯混合装置210，微量气源进气接口220，智能控制单元300，气流控制阀410，气体成份检测器420，总控制阀430。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-5所示，一种农业气体供应及调节系统包括气体供应单元100、气体提纯配比混合单元200和智能控制单元300；所述气体供应单元100包括：主气源供应装置110和微量气源供应装置；所述气体提纯配比混合单元200包括：提纯混合装置210；所述提纯混合装置210设有主气源进接口、微量气源进气接口220和出气接口；所述主气源供应装置110的出气接口与所述提纯混合装置210的主气源进气接口通过管道连通；所述微量气源供应装置的出气接口与所述提纯混合装置210的微量气源进气口通过管道连通；所述主气源供应装置110与所述提纯混合装置210连接的管道和所述微量气源供应装置与所述提纯混合装置210连接的管道都设有气流控制阀410，所述提纯混合装置210的出气口设有气体成份检测器420；所述智能控制单元300与所述气流控制阀410和气体成份检测器420电联接，所述智能控制单元300根据气体成份检测器420的检测情况控制所述气流控制阀410的开关情况。

如图1和5所示，所述气体供应单元100还包括空温式汽化器；所述主气源、气流控制阀410、空温式汽化器和提纯混合装置210按照气体流进方向依次串联设置。所述空温式汽化器包括：调压装置120和翅片空热装置130；所述翅片空热装置130包括：端部汇总进液管道、端部汇总出液管道和设置于所述翅片空热装置130的中部的多个翅片管道；所述翅片管道为呈扁平状的中空管道；多个所述翅片管道平行正对设置，多个所述翅片管道的进液端通过所述汇总进液管道汇总成一个进液接口，多个所述翅片管道的出液端通过所述汇总出液管道汇总成一个出液接口；所述调压装置120的进液口与外部的液态二氧化碳供给装置的供液管道连接；所述调压装置120的出液口通过液态二氧化碳液流管道140与所述翅片空热装置130的进液接口连通。使用液态工业气体作为气源，经济、方便，切容易获得，且纯度有保证。而且所述空温式汽化器与液态二氧化碳汽化领域中现有的汽化器不同，所述调压装置120可以控制外部供给的液态二氧化碳进入所述液态二氧化碳液流管道140后的压力，先对液态二氧化碳进行减压，便于液态二氧化碳后续的快速汽化，其采用空气对液态二氧化碳进行传热汽化，不用持续加热水再对液态二氧化碳进行加热，大大的降低了液态二氧化碳汽化过程中的能耗；此外所述翅片空热装置130设有的多个翅片管道与空气的接触面很大，可以使得空气中的热量更加快速的被液态二氧化碳吸收，进而大大提高了液态二氧化碳的汽化效果。

所述翅片空热装置130至少有两个，多个所述翅片空热装置130的多个进液接口并联连接于液态二氧化碳液流管道140。所述翅片空热装置130竖直设置，所述翅片空热装置130的进液端朝下，所述翅片空热装置130的出液端朝上；多个所述翅片空热装置130的出液接口并联连接于二氧化碳输出管道150汇总成一个二氧化碳输出口160。可以避免所述翅片管道中没有完成汽化的液态二氧化碳和二氧化碳一起懂出液端连接有的二氧化碳输出口160流出，影响汽化生产得到的二氧化碳的整体质量。

所述液态二氧化碳液流管道140的延长端的底部设有残液排放口，所述残液排放口设有残液排放阀170。当所述空温式汽化器需要清洁维修保养时，需要将内部所有的液态二氧化碳排出，此时可以打开所述残液排放阀170，设备内部残留液态二氧化碳和其他液体都会在重力作用下快速排出。

所述二氧化碳输出管道150靠近所述二氧化碳输出口160的位置设有防过液装置；所述防过液装置包括：防过液腔和平衡阀190；所述防过液腔180竖直设置，所述防过液腔180的中部设有进口，所述防过液腔180的顶端设有出气口；所述二氧化碳输出口160与所述防过液腔180设有的出气口连接；所述防过液腔180的上下端之间连接有管道，且该管道上设有所述平衡阀190；所述防过液腔180的底部与所述液态二氧化碳液流管道140的延长端通过回流管道191连通；所述二氧化碳输出管道150的顶部设有安全排气口，所述安全排气口设有压力阀193。即使所述翅片空热装置130是竖直设置的，能一定程度保证液态二氧化碳不会流出，但是由于底部的供液压力存在，二氧化碳排出过程中还是会带出一定的液态二氧化碳，此时在二氧化碳输出口160的上游位置设置所述防过液装置，可以使得带出的液态二氧化碳在重力作用下流入所述防过液腔180的下端，不会从上端排出；当所述空温式汽化器内部的气压过高，进一步增大可能会损坏设备的时候，所述压力阀193会自动打开排气实现快速降压，当内部气压降低至设定压力时，所述压力阀193自动关闭；此设置可以防止因误操作造成憋压损坏设备。

所述回流管道191上串联设有液位计192，所述液位计192与所述翅片空热装置130设有的翅片管道平行设置，且所述液位计192的底部与所述翅片管道的底部水平高度相等。流入所述防过液腔180的下端的液态二氧化碳会从所述回流管道191回流至所述翅片空热装置130的进液端，避免液态二氧化碳的浪费；所述液位计192的设置极大的方便了操作人员实时监视翅片管内液态二氧化碳的高度，进而控制液态二氧化碳的汽化速度，同时也可以避免所述翅片管道中液态二氧化碳过高从上端连接的管道溢出。

所述提纯混合装置210至少有两个，多个所述提纯混合装置210之间并联设置，多个所述提纯混合装置210的出气口分别与种植大棚通过气管连通，且该气管设有总控制阀430；所述种植大棚内设有气体浓度检测器和气体成份检测器420；所述智能控制单元300与总控制阀430、种植大棚内设有的气体浓度检测器和种植大棚内设有的气体成份检测器420电联接，根据气体浓度检测器和气体成份检测器420情况控制所述总控制阀430的开关情况。上述气管最好是细小的多根细管，细管在种植大棚内绕行，将气体快速均匀的扩算至种植大棚每个角落。所述农业气体供应及调节系统设有多重反馈调节途径，从而能更加全面精确的实现农业气体的供应和快速调节。

如图1和4所示，所述智能控制单元300包括：中控装置及与所述中控装置电联接的值班室实时监控装置、远程无线用户端、大棚内部氧气浓度警示装置和大棚场外报警装置。具体的，所述智能控制单元300除值班室内采用强电，其他均采用24V弱电控制，安全性高；所述智能控制单元300能让所述农业气体供应及调节系统实现全自动实时快速精准的向大棚内供应气体并调节。

所述农业气体供应及调节系统实际应用时的工作原理：具体的主气源供应装置110为绝热气瓶组，微量气源供应装置不限定可提供所需微量气体即可。首先利用绝热气瓶组的压差功能将绝热气瓶内的液体(一般是液态二氧化碳)，经过汇流排传输到空温式汽化器内，利用空气温度使液体气体汽化成主气源。主气源需要先经过滤调压，使得气体在进入提纯、配比系统前拥有一个适合的压力。根据需要将主气源与微量气源在提纯混合装置210内进行混配、提纯，同时根据后端管路上的浓度探测器数值连锁气流控制阀410对微量气体流量进行微调。其中根据混配气体的不同，提纯混合装置210内的内容物的提纯位置可以是活性炭、分子筛或生石灰。经过提纯、配比的混合气源经过大棚内的细小分支管进入到大棚内，同时大棚内的浓度检测器和气体成份检测器420反馈并连锁总控制阀430调节大棚内气体浓度。

所述农业气体供应及调节系统可实时检测并调节现有密闭种植大棚内的气体成份和浓度，所有的供应和调节过程全部实现智能化操作，无需人员进入大棚就能实时远程进行检测和调节，从而实现实时快速准确、更加环保、更加安全的为大棚种植提供农业气体并对其进行调节；运行过程中，实时监控整套系统的运行情况，在发生气体含量异常时发出警报报警，同时在手机及网络上通知相应人员。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种农业气体供应及调节系统，其特征在于，包括气体供应单元、气体提纯配比混合单元和智能控制单元；

所述气体供应单元包括：主气源供应装置和微量气源供应装置；

所述气体提纯配比混合单元包括：提纯混合装置；所述提纯混合装置设有主气源进接口、微量气源进气接口和出气接口；

所述主气源供应装置的出气接口与所述提纯混合装置的主气源进气接口通过管道连通；所述微量气源供应装置的出气接口与所述提纯混合装置的微量气源进气口通过管道连通；所述主气源供应装置与所述提纯混合装置连接的管道和所述微量气源供应装置与所述提纯混合装置连接的管道都设有气流控制阀，所述提纯混合装置的出气口设有气体成份检测器；

所述智能控制单元与所述气流控制阀和气体成份检测器电联接，所述智能控制单元根据气体成份检测器的检测情况控制所述气流控制阀的开关情况。

2.根据权利要求1所述的一种农业气体供应及调节系统，其特征在于，所述气体供应单元还包括空温式汽化器；所述主气源、气流控制阀、空温式汽化器和提纯混合装置按照气体流进方向依次串联设置。

3.根据权利要求2所述的一种农业气体供应及调节系统，其特征在于，所述空温式汽化器包括：调压装置和翅片空热装置；所述翅片空热装置包括：端部汇总进液管道、端部汇总出液管道和设置于所述翅片空热装置的中部的多个翅片管道；所述翅片管道为呈扁平状的中空管道；多个所述翅片管道平行正对设置，多个所述翅片管道的进液端通过所述汇总进液管道汇总成一个进液接口，多个所述翅片管道的出液端通过所述汇总出液管道汇总成一个出液接口；所述调压装置的进液口与外部的液态二氧化碳供给装置的供液管道连接；所述调压装置的出液口通过液态二氧化碳液流管道与所述翅片空热装置的进液接口连通。

4.根据权利要求3所述的一种农业气体供应及调节系统，其特征在于，所述翅片空热装置至少有两个，多个所述翅片空热装置的多个进液接口并联连接于液态二氧化碳液流管道。

5.根据权利要求4所述的一种农业气体供应及调节系统，其特征在于，所述翅片空热装置竖直设置，所述翅片空热装置的进液端朝下，所述翅片空热装置的出液端朝上；多个所述翅片空热装置的出液接口并联连接于二氧化碳输出管道汇总成一个二氧化碳输出口。

6.根据权利要求5所述的一种农业气体供应及调节系统，其特征在于，所述液态二氧化碳液流管道的延长端的底部设有残液排放口，所述残液排放口设有残液排放阀。

7.根据权利要求5所述的一种农业气体供应及调节系统，其特征在于，所述二氧化碳输出管道靠近所述二氧化碳输出口的位置设有防过液装置；所述防过液装置包括：防过液腔和平衡阀；所述防过液腔竖直设置，所述防过液腔的中部设有进口，所述防过液腔的顶端设有出气口；所述二氧化碳输出口与所述防过液腔设有的出气口连接；所述防过液腔的上下端之间连接有管道，且该管道上设有所述平衡阀；所述防过液腔的底部与所述液态二氧化碳液流管道的延长端通过回流管道连通；所述二氧化碳输出管道的顶部设有安全排气口，所述安全排气口设有压力阀。

8.根据权利要求7所述的一种农业气体供应及调节系统，其特征在于，所述回流管道上串联设有液位计，所述液位计与所述翅片空热装置设有的翅片管道平行设置，且所述液位计的底部与所述翅片管道的底部水平高度相等。

9.根据权利要求1所述的一种农业气体供应及调节系统，其特征在于，所述提纯混合装置至少有两个，多个所述提纯混合装置之间并联设置，多个所述提纯混合装置的出气口分别与种植大棚通过气管连通，且该气管设有总控制阀；所述种植大棚内设有气体浓度检测器和气体成份检测器；所述智能控制单元与总控制阀、种植大棚内设有的气体浓度检测器和种植大棚内设有的气体成份检测器电联接，根据气体浓度检测器和气体成份检测器情况控制所述总控制阀的开关情况。

10.根据权利要求1所述的一种农业气体供应及调节系统，其特征在于，所述智能控制单元包括：中控装置及与所述中控装置电联接的值班室实时监控装置、远程无线用户端、大棚内部氧气浓度警示装置和大棚场外报警装置。