CN209120892U - 一种工厂化nft栽培系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种工厂化NFT栽培系统，包括配肥系统、灌溉系统和营养液循环系统，在配肥系统中，蓄水池(1)通过进水水泵(2)、进水电磁阀(3)与营养液池(4)的顶部连通，母液桶(6)通过脉冲计量泵(7)与所述营养液池(4)的顶部连通；在灌溉系统中，灌溉水泵(8)与营养液池(4)的底部连通，灌溉水泵(8)通过灌溉管道(14)、灌溉分区电磁阀(15)与灌溉区(17)的进水口连通；在营养液循环系统中，回液管道(18)将灌溉区(17)的出水口与回液池(19)的顶部连通起来，回液池(19)通过回液池出水水泵(21)与营养液池(4)的顶部连通。实现栽培系统的自动配肥、自动灌溉和营养液自动循环。
Description
技术领域
本实用新型涉及NFT栽培技术领域，特别涉及一种工厂化NFT栽培系统。
背景技术
NFT栽培(Nutrient Film Technique)即营养液膜栽培，它是指营养液以浅层流动的形式在种植槽中从较高的一端流向较低的一端的一种水培方式。浅液流特点是循环供液的液流呈膜状，仅以数毫米厚的浅液流流经栽培槽底部，水培作物的根底部接触浅液流吸水吸肥，上部暴露在空气中吸氧，较好地解决了根系吸水与吸氧的矛盾。NFT栽培是一种新型的无土栽培技术，与传统的有土栽培相比，能够节省水肥的利用率，节省劳力和费用，增加蔬菜产量，可以彻底解决土壤连作障碍，可控性强；与无土深液流技术(Deep FlowTechnique，简称DFT)相比，它的优点在于作物根系只有部分浸泡在这一浅层营养液中，绝大多数的根系是裸露在种植槽潮湿的空气中，从而保证了作物对养分和水分的需求，同时也比较好地解决了根系的供氧问题；与气雾培技术相比，它的优点在于节省能耗，养分和水分的供给更稳定。
目前NFT栽培已成功地应用于上海青、生菜、快白、空心菜、花瓶菜、香菜等叶菜类蔬菜种植。但是，现有的NFT栽培技术中，营养液的配置和作物栽培分别在不同的地方进行，在营养液的灌溉、回收方面也主要依靠人工进行，阻碍了NFT栽培技术的大面积种植。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种工厂化NFT栽培系统，使NFT栽培实现工厂化稳定生产，便于应用推广。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种工厂化NFT栽培系统，包括配肥系统、灌溉系统和营养液循环系统，所述配肥系统包括蓄水池1、进水水泵2、进水电磁阀3、营养液池4、至少一个的母液桶6和至少一个的脉冲计量泵7；所述进水水泵2的进水口与所述蓄水池1的底部连通，所述进水水泵2上安装有水泵压力控制器25，所述进水水泵2的出水口与所述进水电磁阀3的进水口连通，所述进水电磁阀3的出水口与所述营养液池4的顶部连通，一个所述母液桶6的出水口与一个所述脉冲计量泵7的进水口连通，各所述脉冲计量泵7的出水口均与所述营养液池4的顶部连通；所述灌溉系统包括灌溉水泵8、灌溉管道14、至少一个的灌溉分区电磁阀15和至少一个的灌溉区17；所述灌溉水泵8的进水口与所述营养液池4的底部连通，所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉管道14的进水端连通，所述灌溉管道14的出水端与各所述灌溉分区电磁阀15的进水口连通，一个所述灌溉分区电磁阀15的出水口与一个所述灌溉区17的进水口连通，每个所述灌溉区17内设置有至少一个的NFT栽培槽16，每个所述灌溉区17的进水口与该灌溉区17内的各NFT栽培槽16的进水端连通，每个所述灌溉区17的出水口与该灌溉区17内的各NFT栽培槽16的出水端连通；所述营养液循环系统包括回液管道18、回液池19、回液池出水水泵21；所述回液管道18的进水端与各所述灌溉区17的出水口连通，所述回液管道18的出水端与所述回液池19的顶部连通，所述回液池19内设置有浮球开关20，所述回液池出水水泵21的进水口与所述回液池19的底部连通，所述回液池出水水泵21的出水口与所述营养液池4的顶部连通。
进一步的，所述配肥系统还包括至少一个的手动球阀5，各所述手动球阀5的进水口均与所述进水水泵2的出水口连通，一个所述手动球阀5的出水口与一个所述母液桶6的进水口连通。
进一步的，所述配肥系统还包括EC传感器10，所述EC传感器10安装在所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉管道14的进水端之间。
进一步的，所述配肥系统还包括pH值传感器11，所述pH值传感器11安装在所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉管道14的进水端之间。
进一步的，所述营养液池4的底部设置有液位传感器24。
进一步的，所述灌溉系统还包括灌溉总电磁阀9，所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉总电磁阀9的进水口连通，所述灌溉总电磁阀9的出水口与所述灌溉管道14的进水端连通。
进一步的，所述灌溉系统还包括压力表13，所述压力表13安装在所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉管道14的进水端之间。
进一步的，所述灌溉系统还包括流量计12，所述流量计12安装在所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉管道14的进水端之间。
进一步的，所述营养液循环系统还包括自动反冲洗过滤器22，所述自动反冲洗过滤器22安装在所述回液池出水水泵21的出水口与所述营养液池4的顶部之间。
进一步的，所述营养液循环系统还包括紫外线消毒装置23，所述紫外线消毒装置23安装在所述自动反冲洗过滤器22的出水口与所述营养液池4的顶部之间。
本实用新型的有益效果在于：在配肥系统中，通过进水水泵2和进水电磁阀3将蓄水池1中存储的水泵至营养液池4中，通过脉冲计量泵7将母液桶6中的母液泵至营养液池4中，不同成份的母液与水在营养液池4中充分混合；在灌溉系统中，通过灌溉水泵8和灌溉分区电磁阀15将营养液池4中配制好的营养液输送至灌溉区17给各NFT栽培槽16使用；在营养液循环系统中，通过回液管道18将各NFT栽培槽16使用过的营养液引流至回液池19中，通过回液池出水水泵21将回液池19中的营养液泵至营养液池4中继续循环使用，该系统实现了NFT栽培过程中的自动配肥、自动灌溉和自动回液，也就实现了NFT栽培的工厂化，实现NFT栽培的批量生产。
附图说明
图1为本实用新型实施例的工厂化NFT栽培系统的连接示意图；
图2为本实用新型实施例的工厂化NFT栽培系统的控制系统原理框图。
标号说明：
1、蓄水池；2、进水水泵；3、进水电磁阀；4、营养液池；5、手动球阀；6、母液桶；7、脉冲计量泵；8、灌溉水泵；9、灌溉总电磁阀；10、EC传感器；11、pH值传感器；12、流量计；13、压力表；14、灌溉管道；15、灌溉分区电磁阀；16、NFT栽培槽；17、灌溉区；18、回液管道；19、回液池；20、浮球开关；21、回液池出水水泵；22、自动反冲洗过滤器；23、紫外线消毒装置；24、液位传感器；25、水泵压力控制器。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，本实用新型提供的实施例一为：
一种工厂化NFT栽培系统，包括配肥系统、灌溉系统和营养液循环系统，所述配肥系统包括蓄水池1、进水水泵2、进水电磁阀3、营养液池4、至少一个的母液桶6和至少一个的脉冲计量泵7；所述进水水泵2的进水口与所述蓄水池1的底部连通，所述进水水泵2上安装有水泵压力控制器25，所述进水水泵2的出水口与所述进水电磁阀3的进水口连通，所述进水电磁阀3的出水口与所述营养液池4的顶部连通，一个所述母液桶6的出水口与一个所述脉冲计量泵7的进水口连通，各所述脉冲计量泵7的出水口均与所述营养液池4的顶部连通；所述灌溉系统包括灌溉水泵8、灌溉管道14、至少一个的灌溉分区电磁阀15和至少一个的灌溉区17；所述灌溉水泵8的进水口与所述营养液池4的底部连通，所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉管道14的进水端连通，所述灌溉管道14的出水端与各所述灌溉分区电磁阀15的进水口连通，一个所述灌溉分区电磁阀15的出水口与一个所述灌溉区17的进水口连通，每个所述灌溉区17内设置有至少一个的NFT栽培槽16，每个所述灌溉区17的进水口与该灌溉区17内的各NFT栽培槽16的进水端连通，每个所述灌溉区17的出水口与该灌溉区17内的各NFT栽培槽16的出水端连通；所述营养液循环系统包括回液管道18、回液池19、回液池出水水泵21；所述回液管道18的进水端与各所述灌溉区17的出水口连通，所述回液管道18的出水端与所述回液池19的顶部连通，所述回液池19内设置有浮球开关20，所述回液池出水水泵21的进水口与所述回液池19的底部连通，所述回液池出水水泵21的出水口与所述营养液池4的顶部连通。
在配肥系统中，进水水泵2上安装有水泵压力控制器25，工作时，将进水电磁阀3打开，当水泵压力控制器25检测到进水水泵2处的水压达到一定值时，进水水泵2自动开启，将蓄水池1中的水泵至营养液池4中，NFT栽培过程中的营养液包含至少一种成分的肥料，各肥料基本是固态肥，固态肥在使用的时候要在母液桶6中与水混合成母液，然后母液桶6中的液体母料通过脉冲计量泵7泵至营养液池4中供使用，通过脉冲计量泵7实现对母液桶6中母液流出量的实时控制，从而实现了肥料的自动配置；在灌溉系统中，灌溉水泵8将营养液池4中的营养液泵出，并通过灌溉管道14引流至灌溉分区电磁阀15，每个灌溉区17通过一个灌溉分区电磁阀15实现独立控制，使灌溉的过程中可以实现分区灌溉；在营养液循环系统中，回液池19内设置有浮球开关20，浮球开关20在使用的过程中具有液位上限和液位下限两个极限位，当浮球开关20处于液位上限触发回液池出水水泵21开启，将回液池19中的液体泵至营养液池4继续循环使用，当浮球开关20处于液位下限触发回液池出水水泵21关闭；从而实现了自动配肥、自动灌溉和自动回收用过的营养液体，实现了NFT栽培的工厂化应用，使NFT栽培可大面积推广使用。
本实用新型提供的实施例二为：
在实施例一的基础上，进一步的，所述配肥系统还包括至少一个的手动球阀5，各所述手动球阀5的进水口均与所述进水水泵2的出水口连通，一个所述手动球阀5的出水口与一个所述母液桶6的进水口连通。
进水水泵2上安装有水泵压力控制器25，水泵压力控制器25内置压力传感器，具有缺水自动停泵，来水自动启泵的功能。开启手动球阀5，进水水泵2自动开启，将蓄水池1中的水泵至母液桶6，由于NFT栽培的肥料基本是固态肥，需要与水先混合成营养液，直接将蓄水池1中的水泵至母液桶6中，进一步节省了人工，提高了NFT栽培工厂化的效率。
本实用新型提供的实施例三为：
在实施例一的基础上，进一步的，所述配肥系统还包括EC传感器10，所述EC传感器10安装在所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉管道14的进水端之间。
通过EC传感器10检测营养液中可溶性盐的含量，并反馈给控制系统做进一步控制，使系统的EC值保证在一定的范围内，确保植物的营养供应。
进一步的，所述配肥系统还包括pH值传感器11，所述pH值传感器11安装在所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉管道14的进水端之间。
通过pH值传感器11检测营养液中的pH值，并反馈给控制系统做进一步控制，使系统的PH值控制在一定的范围内，使上述NFT栽培系统栽培出的植物安全性高。
再进一步的，所述营养液池4的底部设置有液位传感器24。
通过液位传感器24检测营养液池4中营养液的下限值，当液位传感器24检测到营养液池4中营养液达到该下限值，则自动启动进水电磁阀3和脉冲计量泵7，开始配肥，保证营养液可持续供应。
本实用新型提供的实施例四为：
在实施例一的基础上，进一步的，所述灌溉系统还包括灌溉总电磁阀9，所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉总电磁阀9的进水口连通，所述灌溉总电磁阀9的出水口与所述灌溉管道14的进水端连通。
通过灌溉总电磁阀9实现对营养液池4中营养液是否进入灌溉区17中的总控制，进一步提高系统使用的安全性。
进一步的，所述灌溉系统还包括压力表13，所述压力表13安装在所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉管道14的进水端之间。
通过压力表13实现对营养液池4中营养液进入灌溉区17中时的压力检测，如果压力表13检测到的压力值超出管道承受范围，则系统启动蜂鸣报警器报警并暂停工作，保证系统使用的安全性。
更进一步的，所述灌溉系统还包括流量计12，所述流量计12安装在所述灌溉水泵8的出水口与所述灌溉管道14的进水端之间。
通过流量计12检测流向灌溉区17的营养液的量，作为系统的统计数据使用。
本实用新型提供的实施例五为：
在实施例一的基础上，进一步的，所述营养液循环系统还包括自动反冲洗过滤器22，所述自动反冲洗过滤器22安装在所述回液池出水水泵21的出水口与所述营养液池4的顶部之间。
自动反冲洗过滤器22内置有过滤筒，也具有刷子和刷架，来刷除滤网上的污物、杂质等颗粒，一方面过滤掉从回液池19到达营养液池4的液体中的杂质，另一方面可以在不断流的情况下启动该设备，使该设备的启动不影响系统的正常工作。
更进一步的，所述营养液循环系统还包括紫外线消毒装置23，所述紫外线消毒装置23安装在所述自动反冲洗过滤器22的出水口与所述营养液池4的顶部之间。
通过紫外线消毒装置23使经自动反冲洗过滤器22过滤后的液体进行紫外线消毒后，再进入营养液池4，保证使用过的营养液回液使用的安全性。
请参照图1至图2，本实用新型提供的实施例六为：
在实施例一至五结合的基础上，本系统的工作原理为：所述配肥系统营养液调控方式采用基于EC值和pH值的营养液调控方式，制备的过程是肥料母液和水充分混合并达到预设EC值和pH值的动态过程。营养液制备过程为：水从营养液池4上部注入营养液池4中，脉冲计量泵7从母液桶6中吸取母液注入营养液池4中，与此同时，灌溉水泵8从营养液池4底部抽取营养液并通过管路上的EC传感器10、pH值传感器11检测，再通过灌溉管道14输送到灌溉区17，流经作物根系后经回液管道18回流至回液池19中，最终又返回至营养液池4内，完成周期性循环。控制系统根据检测的EC值、pH值与设定的EC值、pH值进行比较，根据信号差值采用PID控制算法实时控制蓄水池1中的水到达营养液池4的进水量以及调节脉冲计量泵7的吸取母液的速度和吸取时间。营养液的制备过程是一个实时的动态过程，即连续不断的向营养液池4内加入水和不同成分的肥料母液，在制备母液的同时仍然可以通过灌溉水泵8从营养液池4中向外提供营养液，即母液的制备不影响营养液的灌溉，营养液可一直处于灌溉使用状态。营养液池4中新加入的水、回液池19中回流到营养液池4的水都是在重量作用下从营养液池4的顶部下落到营养液池4中，营养液池4底部的营养液通过灌溉水泵8抽出，这三种液体的流动对整个营养液池4起到了很好地搅拌作用。
灌溉系统采用分区灌溉，当营养液配制完成时，按照系统设置的灌溉方式，控制各个灌溉分区电磁阀15的开闭以及开闭的时间。一个灌溉周期由灌溉时间与间歇时间组成，在灌溉时间内，控制系统启动灌溉水泵8、灌溉总电磁阀9与相应灌溉区17的灌溉分区电磁阀15，营养液流经灌溉区17的NFT栽培槽16内的作物根系来供给水分和养分，在间歇时间内，控制系统关闭该灌溉区17的灌溉分区电磁阀15，打开其它灌溉区17的灌溉分区电磁阀15，此时作物根系可充分吸收氧气，在控制系统内，种植人员可以根据作物的品种、生长期对灌溉时间、间歇时间进行调节。
NFT栽培模式中营养液在一个闭合系统中循环使用，因此本系统在回流液19中安装自动反冲洗过滤器22和紫外线消毒装置23，降低病害扩散的风险；在循环栽培模式中，营养液浓度会逐渐发生变化并积累无效甚至有害物质，当不足以恢复营养液成分时，需要整体更换营养液。
开始配肥时，母液桶6中需配置好母液，以便脉冲计量泵7能够正常吸取母液，母液桶6的顶部设有投放口，投放口处设有投放盖来方便投放固态肥料，固态肥料与水混合成母液。
本系统的控制系统采用PLC进行控制，控制原理框图如图2所示，系统中，EC传感器10、pH值传感器11、液位传感器24、流量计12、压力表13、浮球开关20均与PLC控制器的信号输入端口连接，回液池出水水泵21、进水电磁阀3、灌溉总电磁阀9、灌溉分区电磁阀15、脉冲计量泵7、蜂鸣报警器均与PLC控制器的信号输出端口连接，系统还设置有运行开关，作为设备的电源开关，便于使用时操作者开启和关闭使用，系统还设置有显示屏，与PLC进行连接，通过显示屏便于查看系统运行情况。
综上所述，本实用新型提供的工厂化NFT栽培系统，能够使营养液按设定的EC值、pH值，通过栽培管道输送到设定灌溉区中，能够自行设定灌溉时间和灌溉周期，并且可以实现分区域轮流灌溉，营养液可循环利用，该系统运行稳定可靠，安全性高，具备了温室水培灌溉的基本功能，满足作物的灌溉需求，具有一定的应用和推广价值。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种工厂化NFT栽培系统，其特征在于，包括配肥系统、灌溉系统和营养液循环系统，所述配肥系统包括蓄水池(1)、进水水泵(2)、进水电磁阀(3)、营养液池(4)、至少一个的母液桶(6)和至少一个的脉冲计量泵(7)；所述进水水泵(2)的进水口与所述蓄水池(1)的底部连通，所述进水水泵(2)上安装有水泵压力控制器(25)，所述进水水泵(2)的出水口与所述进水电磁阀(3)的进水口连通，所述进水电磁阀(3)的出水口与所述营养液池(4)的顶部连通，一个所述母液桶(6)的出水口与一个所述脉冲计量泵(7)的进水口连通，各所述脉冲计量泵(7)的出水口均与所述营养液池(4)的顶部连通；所述灌溉系统包括灌溉水泵(8)、灌溉管道(14)、至少一个的灌溉分区电磁阀(15)和至少一个的灌溉区(17)；所述灌溉水泵(8)的进水口与所述营养液池(4)的底部连通，所述灌溉水泵(8)的出水口与所述灌溉管道(14)的进水端连通，所述灌溉管道(14)的出水端与各所述灌溉分区电磁阀(15)的进水口连通，一个所述灌溉分区电磁阀(15)的出水口与一个所述灌溉区(17)的进水口连通，每个所述灌溉区(17)内设置有至少一个的NFT栽培槽(16)，每个所述灌溉区(17)的进水口与该灌溉区(17)内的各NFT栽培槽(16)的进水端连通，每个所述灌溉区(17)的出水口与该灌溉区(17)内的各NFT栽培槽(16)的出水端连通；所述营养液循环系统包括回液管道(18)、回液池(19)、回液池出水水泵(21)；所述回液管道(18)的进水端与各所述灌溉区(17)的出水口连通，所述回液管道(18)的出水端与所述回液池(19)的顶部连通，所述回液池(19)内设置有浮球开关(20)，所述回液池出水水泵(21)的进水口与所述回液池(19)的底部连通，所述回液池出水水泵(21)的出水口与所述营养液池(4)的顶部连通。
2.根据权利要求1所述的工厂化NFT栽培系统，其特征在于，所述配肥系统还包括至少一个的手动球阀(5)，各所述手动球阀(5)的进水口均与所述进水水泵(2)的出水口连通，一个所述手动球阀(5)的出水口与一个所述母液桶(6)的进水口连通。
3.根据权利要求1所述的工厂化NFT栽培系统，其特征在于，所述配肥系统还包括EC传感器(10)，所述EC传感器(10)安装在所述灌溉水泵(8)的出水口与所述灌溉管道(14)的进水端之间。
4.根据权利要求1所述的工厂化NFT栽培系统，其特征在于，所述配肥系统还包括pH值传感器(11)，所述pH值传感器(11)安装在所述灌溉水泵(8)的出水口与所述灌溉管道(14)的进水端之间。
5.根据权利要求1所述的工厂化NFT栽培系统，其特征在于，所述营养液池(4)的底部设置有液位传感器(24)。
6.根据权利要求1所述的工厂化NFT栽培系统，其特征在于，所述灌溉系统还包括灌溉总电磁阀(9)，所述灌溉水泵(8)的出水口与所述灌溉总电磁阀(9)的进水口连通，所述灌溉总电磁阀(9)的出水口与所述灌溉管道(14)的进水端连通。
7.根据权利要求1所述的工厂化NFT栽培系统，其特征在于，所述灌溉系统还包括压力表(13)，所述压力表(13)安装在所述灌溉水泵(8)的出水口与所述灌溉管道(14)的进水端之间。
8.根据权利要求1所述的工厂化NFT栽培系统，其特征在于，所述灌溉系统还包括流量计(12)，所述流量计(12)安装在所述灌溉水泵(8)的出水口与所述灌溉管道(14)的进水端之间。
9.根据权利要求1所述的工厂化NFT栽培系统，其特征在于，所述营养液循环系统还包括自动反冲洗过滤器(22)，所述自动反冲洗过滤器(22)安装在所述回液池出水水泵(21)的出水口与所述营养液池(4)的顶部之间。
10.根据权利要求9所述的工厂化NFT栽培系统，其特征在于，所述营养液循环系统还包括紫外线消毒装置(23)，所述紫外线消毒装置(23)安装在所述自动反冲洗过滤器(22)的出水口与所述营养液池(4)的顶部之间。
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