CN208523384U - 农作物的防霜冻损害装置和/或改善低温下结实的装置 - Google Patents

Abstract

农作物（35）的防霜冻损害装置和/或改善低温下结实的装置，属于农作物技术领域。装置包括：具有入口（4）和出口（5）的吹风装置（2）以及用于加热引入的环境空气的加热装置（13）；湿度传感器（36），其用于测量农作物（35）土地上空气的相对湿度；和控制箱（32），该控制箱（32）设有算法以控制加热装置（13），从而根据连接到控制箱（32）的湿度传感器（36）的测量值周期性地加热和冷却农作物（35）土地上的空气。该装置在低温下产生较重的农作物，并且尽可能少消耗能量。

Description

农作物的防霜冻损害装置和/或改善低温下结实的装置

技术领域

本实用新型涉及一种农作物的防霜冻损害和/或改善低温下结实的装置，其中该装置设计为应用于约0.5至1公顷的较小表面上，但是本实用新型不限于这种较小的表面。

背景技术

据了解，由于霜冻造成的农作物损失，农业经常遭受严重损失，尤其是在春季当这些农作物开始形成花和芽时。

众所周知，植物和农作物不一定会在0℃时冻结。

取决于生长阶段和植物种类，作物对冻结具有一定的抵抗力。

例如，在水果培养中，根据种类的不同，芽可能具有-5℃的抗冻性。

然而，花通常只有-1℃的抗冻性。

第一种形式的农作物霜冻损害是由细胞间冰的形成引起的。

由于这种细胞间冰的形成，植物细胞的体积增加，最终导致细胞壁破裂。

另一种形式的霜冻损害是由于细胞外冰的形成，由此在芽或花周围的冰晶体生长期间，从植物细胞中提取水，使得细胞最终变干和/或细胞壁破裂。

已知的农作物防霜冻损害系统使我们能够在农作物之间建立小型热源，从而使农作物所处的温度上升至农作物抗霜冻的温度。

这种系统的缺点是热源的设置和点燃非常耗时。

该系统的另一个缺点是，随着热空气的上升，热源通常仅将热量扩散至横向的有限范围内，因此能量消耗非常高，并且该系统的效率非常有限。

根据另一种已知的防霜冻损害系统，使用装置，不管是移动装置还是不移动装置，加热周围空气并将经过加热的空气吹过农作物，使得农作物所处空气的温度升高至温度极限之上，在该温度极限之上农作物抗霜冻。

与先前的系统相比，这种已知系统的优点在于所产生的热量更好地导向农作物。

然而，这种已知系统的缺点是能耗仍然非常高。

这种已知系统的另一个缺点是这些设备通常很昂贵，并且只能提供对于大面积栽培经济上可行的解决方案。

另一个缺点是，使用该系统时，该装置通常必须整夜在农作物上来回驱动。

根据另一种已知的系统，使用风力涡轮机和直升机。

只有在地面上存在所谓的温度剖面反转时，才能应用该系统，即在较高高度处空气层的温度高于较低高度处空气层，这在正常情况下恰恰相反。

根据这种已知的系统，通过风力涡轮机和直升机，试图将较高层的空气与较低层的空气混合，使得地面上的温度升高到农作物所处的温度。

这种已知系统的缺点是这种风力涡轮机或直升机也消耗很多能量。

这种已知系统的另一个缺点是它只能用于温度反转的情况。

另一种已知的农作物防霜冻损害系统包括喷洒作物。

由于水的液态到固态的相变过程中释放的热量，使得农作物免受霜冻。

但是，这个系统的缺点是必须提供大量的水。

这种系统的另一个缺点是，如果供水中有最轻微的错误，农作物可能会受到严重损坏。

在农业上已知的，特别是在水果培养中，并且对农作物产量不利的另一个问题是，当温度太低时，授粉后果实不会发育，即结实不开始。

对于这种结实，不仅负温度是非常不利的，而且在期间内所谓的温度总和太低，该温度总和即在此期间记录的平均日温度的总和。

因为，当温度很低时，雄蕊可能会收缩，从而不再让花粉通过进入雌蕊，因此不能授粉。

良好的授粉需要约14℃的温度。

因此，通过加热可以积极影响生长过程。

此外，已知的系统利用在农作物之间放置热源或烟囱，以避免霜冻损害，例如为了使农作物的温度从12℃上升至14℃。

当然，在这种情况下也会出现相同的缺点。

另一种已知的改善结实的系统由用于在农作物上喷洒化学产品的喷雾器组成。

这样的化学产品可以例如将开花期延迟至温度总和较高的时期，这对结实具有积极的影响。

然而，这种系统的一个缺点是，收获也受到阻碍，这通常不利于水果的最终售价。

根据使用化学产品的另一种已知系统，农作物被喷洒生长抑制剂。

这就导致了一种反应，即开花结果更强烈，因此花朵可以吸收更多的光和热，这对果实也有积极的影响。

后者已知的系统的缺点是化学产品的应用对环境有害并且越来越受到法律的限制。

使用化学产品的另一个缺点是它们变得越来越昂贵。

实用新型内容

而且，本实用新型旨在补救上述和其他缺点中的一个或几个。

在此进一步的目的是获得简单且实际上改进的系统，其在低温下产生较重的农作物，并且尽可能少消耗能量。

本实用新型还旨在制造这样一个系统，该系统适用于约0.5至1公顷的较小田地，而不会获得不经济的解决方案。

为此，本实用新型涉及一种农作物的防霜冻损害和/或改善低温下结实的装置，其包括：

-具有入口和出口的吹风装置以及用于加热引入的环境空气的加热装置；

-湿度传感器，用于测量农作物土地上空气的相对湿度；和

-控制箱，该控制箱设有算法以控制加热装置，从而根据连接到控制箱的湿度传感器的测量值周期性地加热和冷却农作物土地上的空气。

通过这种方式，对于特定区域使用正确的空气流和正确的能量和空气混合物，根据相对湿度，可以确定周期性地施加热空气的正确时间段。根据相对湿度，正确时间段优选地在450和565秒之间选择。

根据一个实施例，该装置进一步包括温度传感器，其用于测量农作物土地上空气的温度，该温度传感器连接到出口可旋转的控制箱上，由此通过出口旋转周期性地加热和冷却空气；并在此

控制箱控制：

-出口的旋转速度和旋转运动；或者

-风扇的转速；或者

-加热装置的温度，

根据湿度传感器的测量值。

根据一个实施例，上述出口主要平行于底部竖立。

根据一个实施例，上述出口围绕垂直轴线旋转。

根据优选实施例，该装置包括电动机，以在控制箱的控制下旋转出口。

根据优选实施例，加热装置包括气体燃烧器，该气体燃烧器包括耦合到控制箱的火焰离子化检测器，用于监测和控制气体燃烧器的火焰。气体燃烧器使用例如丙烷作为燃料。

根据优选实施例，控制箱在出口处将加热装置控制在80℃至85℃范围的温度。

因为通过实验已经确定，为了防止霜冻损害，不一定必须将农作物土地上的空气加热到温度极限之上，在该温度极限，在静态情况下，换句话说，在不应用本实用新型的系统的情况下，农作物抗霜冻，但是这足以使农作物暴露于至少0.2℃的特定周期性温度变化。

根据本实用新型这个系统的优点是可以节省大量的能量。

因为在农作物土地上获得至少0.2℃的温度变化所需的能量远低于将农作物土地上的空气完全加热至上述温度极限之上并且保持在这个温度之上。

此外，也已经证明，至少0.2℃的温度变化类似地对结实具有积极影响。

同样为了改善结实，根据本实用新型该系统节省了大量的能量。

因为，例如替代农作物土地上环境空气的全局加热至被认为适合结实的温度，例如14℃，根据本实用新型只需将农作物暴露于至少0.2℃的温度变化中，其平均温度低于上述被认为是适宜的温度，例如平均在13℃左右变化的温度。

换句话说，根据本实用新型这样一种系统获得了更好的结实率，由此消耗的能量比已知系统少得多。

根据本实用新型的优选系统，加入的热量恰好足以确保农作物土地上的最小温度变化达到0.2℃。

根据本实用新型这个优选系统的优点是能耗降低到最小。

根据本实用新型，本实用新型还涉及可应用于上述系统的装置。

应用于防夜霜和改善低温下结实的系统的已知设备通常非常昂贵，非常复杂并且不适用于0.5公顷至2公顷的较小宗地。

而且，本实用新型旨在对已知装置的上述和其他缺点中的一个或多个提供解决方案。

为此，本实用新型还涉及一种装置，根据本实用新型该装置可以应用于如上所述的系统，由此该装置设置有具有入口和出口的吹风装置和用于加热引入的环境空气的加热装置以及控制箱，该控制箱设有用于控制加热装置的算法，以在最小和最大温度之间以0.2℃的最小温度变化周期性地加热和冷却农作物土地上的空气。

根据本实用新型这样一种装置的优点在于它可以用非常简单的装置制造，因此其成本价格是有限的。

而且，上述控制箱确保了装置仅消耗最少量的能量。

附图说明

为了更好地说明本实用新型的特征，参考附图，以下防霜冻损害和/或改善低温下结实的优选系统仅作为示例被描述而不以任何方式进行限制，以及装置的一些优选实施例，这些装置可应用于这样一种系统，其中：

图1示意性地示出了从上面看到的根据本实用新型的装置；

图2示出了按照图1中的箭头F2的视图；

图3是沿着图1中的线III-III截取的剖面图；

图4以放大比例示出了沿着图3中的线IV-IV截取的剖面图；

图5示出了图4的替代实施例；和

图6示出了根据本实用新型的装置的替代实施例的图2中的视图。

具体实施方式

图1至图3中示出的根据本实用新型的装置1设置有安装在支撑件3上的吹风装置2。

吹风装置2由入口4和出口5形成，在入口4和出口5之间设置有风扇6。

在这种情况下，风扇6是离心式风扇，其具有在风扇6的转子8的轴线A-A'高度处的轴向输入7，其中空气经由入口4被引入，并且具有输出端10，其切向指向风扇6的转子壳体9，其中空气被吹出到出口5。

这样的离心式风扇6具有大风量以较高速度和较高压力运动的优点。

风扇6设有马达11形式的驱动装置，马达11的轴12联结到风扇6的转子8。

入口4处设有燃烧器13形式的加热装置，以加热由风扇6引入的空气。加热装置包括例如气体燃烧器13，气体燃烧器13包括耦合到控制箱的火焰离子化检测器，用于监测和控制气体燃烧器的火焰。气体燃烧器使用例如丙烷作为燃料。

在给定的示例中，入口4平行于底部14并且放置在出口5上方。

风扇6的输出端10交叉于底部14。

与风扇6的输出端10连接的出口5设置有弯头15，使得该出口5的远端16也平行于底部14。

出口5以旋转方式设置在风扇6的输出端10上。

如图4的剖面图中更详细地描述，这通过为风扇6的输出端10提供轴环17来实现，由此出口5的相邻的远端18以松动方式围绕该轴环17。

在图4的给出示例中，所述围绕元件包括在出口5的远端18处的轴环19，在所述轴环19上已经通过螺栓24连续旋拧具有中心开口21的链轮20和具有中心开口23的圆盘22。

中心开口23的直径D因此略微大于风扇6的输出端10的外径D'，使得有足够的间隙来平稳地旋转。

另一方面，该直径D基本上小于所述输出端10上的轴环17的外径D''，使得在轴环17上获得足够大的支撑表面。

此外，出口5上的轴环19的外径E大约等于圆盘22的外径E'，由此这些直径E和E'实质上大于轴环17的直径D''，以使得有足够的空间来通过螺栓24连接出口5和圆盘22。

链轮20中的中心开口的内径F略大于轴环17的外径E'，使得再次有足够的间隙以不妨碍出口5相对于风扇6的旋转。

用于驱动风扇6的驱动装置11的旋转运动也通过传动装置25传递到装置1的出口5，以使出口5围绕垂直轴线V-V'旋转。

在给定的示例中，这些传动装置25包括马达11的轴12上的链轮26，设置在方形齿轮传动装置29的轴上的两个链轮27和28，出口5上的上述链轮20和分别设置在链轮26和27之间以及链轮28和29之间的链条30和31。

通过适当选择链轮20，26，27和28的不同直径以及方形齿轮传动装置29的传动比，轴12的快速旋转可以在出口5的所需的较慢旋转中变换。

当然，可替代地，也可以通过滑轮来替换上述链轮20，26，27和28，并且通过皮带替换链条30和31，如图5所示。

根据又一个优选实施例，该装置可替代地包括电动机，以在控制箱的控制下旋转出口。这样，控制箱可以通过改变直接联结到旋转出口的电动机的旋转速度简单地设定旋转速度。

根据本实用新型装置1优选地还包括控制箱32，控制箱32设置有用于控制加热装置13的算法。优选地，控制箱调节加热装置，使得在出口5水平处的经过加热的空气的温度在80℃至85℃的范围内。

甚至更优选地，温度传感器33连接到上述控制箱以测量用作上述算法的输入的温度。此外，还连接有湿度传感器36，以测量农作物35土地上的空气相对于上述控制箱的相对湿度。控制箱32设置有控制加热装置13的算法，以便根据连接到控制箱32的湿度传感器36的测量值周期性地加热和冷却农作物35土地上的空气。

此外，控制箱32优选地控制引入空气的升温程度，例如通过例如设置在加热装置13的燃料管中的机电阀34来控制。

可选地或附加地，根据本实用新型也可以通过控制箱32来控制出口5的转速或风扇6的转速。下面将进一步详细解释，该装置优选地包括出口5可以旋转的吹风装置2，由此通过出口5旋转来周期性地加热和冷却空气。优选地，在这样的实施例中，控制箱32控制：

-出口5的旋转速度和旋转运动；或者

-风扇6的转速；或者

-加热装置13的温度，

根据湿度传感器36的测量值。

根据本实用新型上述装置1可以应用到根据本实用新型的农作物35的防霜冻损害和/或改善低温下结实的系统，将在下文中解释的。

根据本实用新型，这样一种系统包括将设备1置于田间，集中于农作物35之间，并且在最小和最大温度之间以0.2℃的最小温度变化周期性地加热和冷却农作物35土地上的空气。

根据本实用新型，农作物35土地上的最高温度与最低温度之间的时间段优选地最多持续10分钟。

此外，这个时间段优选地持续至少4分钟。

利用图1至图3所示的装置1通过借助于风扇6引入冷的环境空气来实现在农作物35土地上的供热；通过使用燃烧器13加热空气并且通过经由出口5将经加热的空气分配在农作物35上。

当出口5通过上述驱动装置11和传动装置25围绕垂直轴线V-V'旋转时，农作物35土地上的空气被周期性地加热和冷却。

很明显，出口5的每次旋转对应于上述一段时间，在此时间段内温度在最高温度和最低温度之间升高和下降。

为了防止对农作物35的霜冻损害，根据本实用新型，不必将农作物35土地上的空气加热到温度之上，在静态情况下，即在不应用根据本实用新型的系统的情况下，此温度下农作物抗霜冻。

例如，至少在温度变化周期的一部分时间内，农作物35土地上的空气温度可以保持在温度极限以下，由此农作物35在静态条件下不再具有抗冻性。

甚至有可能在整个温度变化期间，农作物土地上的空气温度保持在上述温度限制之下，由此农作物在静态条件下不再具有抗冻性。

另外，为了改善农作物的结实，不必要将空气加热到适合于结实的温度。

根据本实用新型，该结果足以在最小和最大温度之间以0.2℃的最小温度变化周期性地加热和冷却的空气温度。

例如，当环境空气为-7℃，并且已知农作物35在没有干预的情况下已经在-3℃遭受霜冻损害时，根据本实用新型，使用上述装置1足以从出口5吹出热空气，与此同时出口5旋转，只要确保提供位于离出口5最远的农作物土地上的至少0.2℃的周期性温度变化。

根据本实用新型，该温度变化所处的平均温度是否高于上述的-3℃无关紧要；相反，如果通过加热装置13以0.2℃的周期性温度变化使平均温度达到-5℃，那么可能已经足够，0.2℃的周期性温度变化是出口5旋转的结果。

很显然，用这样的系统可以节省很多能源。

根据本实用新型的优选系统，加入的热量恰好足以确保农作物土地上的最小温度变化达到0.2℃，例如在离装置1最远的地方。

当然，随着越来越冷，必须通过出口5将更多的热量吹到农作物35上，以便在位于距离装置1最远的农作物35土地上引入0.2℃的温度变化。

通过在装置1上安装控制箱32，燃烧器13位置上的环境空气的加热程度可以根据例如在位于最远处的农作物35土地上的通过温度传感器33测量的空气温度来控制，例如借助于阀34向燃烧器13供应更多或更少的燃料。

通常，根据情况，出口5处的温度位于50℃和130℃之间。

根据本实用新型装置1典型地设计用于约0.5公顷的田地或半径约40米的地面。

理所当然，可以根据一个有规律的模式在具有较大面积的田地上铺设多个这样的装置1，以防止对农作物35的霜冻损害。

根据本实用新型，在此必须注意在离装置1最远的位置实现至少0.2℃的周期性温度变化。

根据现有的实用新型，在装置1的实施例中，入口4位于出口5的上方。

在图6所示的另一个实施例中，入口4位于出口5下方，由此出口5稍微朝向底部14。

支撑件不一定总是设有腿部35，但它可以是例如直接放置在底部14上的平板37，从而获得更大的支撑表面。

根据本实用新型，用于防霜冻损害或改善结实的装置1的许多其他实施例是可能的。

例如，可以通过对出口进行摇摆往复运动而不是使出口5在整个圆周上旋转来实现农作物3土地上的温度变化。

也可以将装置1放置在移动支撑件上，使得装置1能够轻易地移动。

此外，并不排除采用例如电加热方式，而不是采用燃烧器13形式的加热装置13。

这种电加热也可以在现场非常均匀地分布。

通过开关这种电加热，例如通过上述控制箱32，可以在农作物土地上实现至少0.2℃的温度变化。

本实用新型决不限于作为示例描述的农作物的防霜冻损害系统和/或改善低温结实的系统，也不限于作为示例给出的和在附图中示出的能够应用于这种系统的装置的实施例；相反，根据本实用新型的这种系统和装置可以有各种各样的变体，而仍然在本实用新型的范围内。

Claims (8)

1.一种农作物（35）的防霜冻损害装置和/或改善低温下结实的装置，包括：

-具有入口（4）和出口（5）的吹风装置（2）以及用于加热引入的环境空气的加热装置（13）；

-湿度传感器（36），其用于测量农作物（35）土地上空气的相对湿度；和

-控制箱（32），该控制箱（32）设有算法以控制加热装置（13），从而根据连接到控制箱（32）的湿度传感器（36）的测量值周期性地加热和冷却农作物（35）土地上的空气。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，装置包括出口（5）能旋转的吹风装置（2），由此通过出口（5）旋转周期性地加热和冷却空气；以及

其中，控制箱（32）控制：

-出口（5）的旋转速度和旋转运动；或者

-风扇（6）的转速；或者

-加热装置（13）的温度，

根据湿度传感器（36）的测量值。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，上述出口（5）主要平行于底部（14）竖立。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，上述出口（5）围绕垂直轴线旋转。

5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述装置包括电动机，以在控制箱（32）的控制下旋转出口（5）。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，加热装置（13）包括气体燃烧器，该气体燃烧器包括耦合到控制箱（32）的火焰离子化检测器，用以监测和控制气体燃烧器的火焰。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，控制箱（32）在出口（5）处将加热装置（13）控制在80℃至85℃范围的温度。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括用于测量农作物（35）土地上的空气温度的温度传感器（33），其连接到控制箱（32）。