CN219478812U - 一种中空结构双通道导气式栽培槽及一种栽培系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种中空结构双通道导气式栽培槽及一种栽培系统，属于设施农业工程领域。本中空结构双通道导气式栽培槽包括槽体、栽培板和端盖，端盖包括第一端盖和第二端盖，其中栽培板设置于槽体的顶部开口；端盖为中空结构，第一端盖和第二端盖紧密安装于槽体的两端，第一端盖上的两个上边角位置设有两个进气孔；槽体为中空结构，槽体的两个长边侧的顶端内部分别设有一条通气管并与槽体一体成型，槽体的底部设有浅沟，在浅沟的一端设有排水孔；通气管的进气端连接于第一端盖上的进气孔，通气管的管壁上并朝向槽体内的区域均匀分布有多个出气孔。本实用新型能够改善植物冠层气流分布，允许植物进行营养液或基质栽培。
Description
技术领域
本实用新型属于设施农业工程领域，具体涉及一种中空结构双通道导气式栽培槽及一种栽培系统。
背景技术
近年来，中国植物工厂技术发展迅速，为进一步提高能源利用率，节约成本并提高产品质量和产量，许多技术亟待提高。
为提高土地资源利用率，植物工厂内多采用立体栽培技术，尤其是随着技术进步出现了10层及以上的栽培模式，但随着栽培层数的增多，植物工厂内气流均匀分布受到影响。气流是植物工厂中重要的环境因素之一，合理的气流速度能够增加其他环境因子(如CO2、温湿度等)分布均匀性，促进植物生长发育，提高作物产量和品质。气流速度过低或分布不均的气流场不仅会影响植物生长均一性，减缓植物生长发育速度，还会诱发多种生理性病害，其中以叶烧最为严重。叶烧是植物缺少钙离子引起的生理性病害，其具体表现为叶片边缘皱缩，失绿最终为褐色纸状，严重影响作物品质并降低经济效益。为解决这一问题，需要在植物工厂内装配通风系统。目前植物工厂中使用的栽培槽多为单层PVC结构，耐用性差，后期维护成本高，且为了改善植物冠层微环境，栽培槽多与通风系统搭配使用，现有的植物工厂通风系统需要额外加装管道，既增加了工程的复杂性，又减少了使用面积。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种中空结构双通道导气式栽培槽，在合并简化通风装置和栽培装置的同时，满足改善植物冠层气流分布，允许植物进行营养液或基质栽培。本实用新型的另一目的是提出一种基于上述中空结构双通道导气式栽培槽的栽培系统。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种中空结构双通道导气式栽培槽，包括槽体(100)、栽培板(200)和端盖，所述端盖包括第一端盖(310)和第二端盖(320)，其中，
所述栽培板(200)设置于所述槽体(100)的顶部开口；
所述端盖为中空结构，所述第一端盖(310)和第二端盖(320)紧密安装于所述槽体(100)的两端，所述第一端盖(310)上的两个上边角位置设有两个进气孔(311)；
所述槽体(100)为中空结构，所述槽体(100)的两个长边侧的顶端内部分别设有一条通气管(110)并与所述槽体(100)一体成型，所述槽体(100)的底部设有浅沟(120)，在所述浅沟(120)的一端设有排水孔(121)；
所述通气管(110)的进气端连接于所述第一端盖(310)上的进气孔(311)，所述通气管(110)的管壁上并朝向所述槽体(100)内的区域均匀分布有多个出气孔(111)。
优选地，所述栽培板(200)上均布有多个栽培孔(210)。
优选地，至少所述第一端盖(310)的内侧设有围堰式溢流口(312)。
优选地，所述第一端盖(310)上设有多个开孔或预留有多个盲孔。
优选地，所述槽体(100)的两长边的顶部内侧设有用于支撑所述栽培板(200)的条状支撑结构(130)。
优选地，所述排水孔(121)位于所述第二端盖(320)所在的一侧。
优选地，所述槽体(100)、端盖和栽培板(200)均选用塑料材质，例如PVC。
一种栽培系统，包括上述中空结构双通道导气式栽培槽，还包括进气管(401)、进水管(402)、温度控制管(403)、排水管(404)、溢流管(405)、推拉电磁铁(407)、风机、供水装置、温度控制装置和水箱；其中，
所述进气管(401)的一端连接于第一端盖(310)上的进气孔(311)，并连通于槽体(100)的通气管(110)，另一端外接所述风机；
所述进水管(402)的一端连接于第一端盖(310)上的进水孔(313)，并连通于槽体(100)内，另一端外接所述供水装置；
所述温度控制管(403)的一端连接于第一端盖(310)上的温度控制管管孔(314)，并通入槽体(100)内，另一端外接所述温度控制装置；
所述排水管(404)的一端连接于槽体(100)的排水孔(121)，另一端外接所述水箱；
所述溢流管(405)竖直设置于槽体(100)内部，所述溢流管(405)的下端插入槽体(100)的排水孔(121)内并能在一高度范围内竖向移动，所述溢流管(405)的下端部外侧设有排空盖组件(406)；当所述溢流管(405)位于所述高度范围的下限时，所述排空盖组件(406)与排水孔(121)密封；
所述推拉电磁铁(407)的活动端连接所述溢流管(405)并控制所述溢流管(405)竖向移动，所述推拉电磁铁(407)与排空盖组件(406)构成一电控排空阀。
优选地，所述推拉电磁铁(407)固定于第二端盖(320)的外侧。
本实用新型的优点在于：
(1)将栽培槽和通气管道合为一体，降低施工难度和复杂性，增加使用面积。
(2)避免营养液因长期使用导致的细菌滋生、根系缺氧等问题。
(3)能够根据栽培需求，选择基质栽培或营养液栽培。
(4)栽培槽上设有出气孔，能够通过风机控制出气速度，增加植物冠层内气流扰动，避免植物生长空间内气流停滞所造成的气流场分布不均问题，提高植物蒸腾速率，降低叶烧病的发生，提高CO2气肥的施用效率。
(5)出气孔直接朝向植物冠层，使气流从下到上均匀喷向植物冠层。
(6)槽体和端盖采用中空结构，提高栽培槽耐用性，节省维修成本。
(7)可以根据需求，多个栽培槽串联使用。
(8)使用围堰式溢流口结构，自动控制营养液水位。
(9)栽培槽制作工艺为挤出塑料，可根据需求定制长度。
(10)栽培时，可通过温度控制管调节营养液或基质温度。
(11)排水孔设有的电控排空阀，能通过电控实现自动排水。
附图说明
图1是实施例中的中空结构双通道导气式栽培槽的立体示意图。
图2是实施例中的中空结构双通道导气式栽培槽的侧面示意图。
图3是实施例中的端盖俯视图。
图4是实施例中的端盖的围堰式溢流口示意图。
图5是实施例中的栽培槽外界管道示意图。
图6A-6B是电控排空阀关闭和开启示意图。
图7A-7B是不同孔径与进气速度下植物冠层气流速度占比分布图。
附图标记说明：
100：槽体；
110：通气管；
111：出气孔；
120：浅沟；
121：排水孔；
130：条状支撑结构；
200：栽培板；
210：栽培孔；
310：第一端盖；
311：进气孔；
312：围堰式溢流口；
313：进水孔；
314：温度控制管管孔；
320：第二端盖；
401：进气管；
402：进水管；
403：温度控制管；
404：排水管；
405：溢流管；
406：排空盖组件；
407：推拉电磁铁。
具体实施方式
为使本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文配合附图作详细说明。
如图1所示，本实施例公开一种中空结构双通道导气式栽培槽，包括槽体100、栽培板200和端盖，所述端盖包括第一端盖310和第二端盖320。所述栽培板200设置于所述槽体100的顶部开口，均布有多个栽培孔210。
如图2-4所示，所述端盖为中空结构，所述第一端盖310和第二端盖320紧密安装于所述槽体100的两端，所述第一端盖310上的两个上边角位置设有两个进气孔311。所述第一端盖310的内侧设有围堰式溢流口312，自动控制水位。所述第一端盖310上设有多个开孔或预留有多个盲孔，如果是盲孔，则需要时不用划线定位，直接使用开孔器开通即可。
如图2-4所示，所述槽体100为中空结构，所述槽体100的两个长边侧的顶端内部分别设有一条通气管110并与所述槽体100一体成型，所述槽体100的底部设有浅沟120，在所述浅沟120的一端设有排水孔121，所述排水孔121位于所述第二端盖320所在的一侧(见图6A-6B)。所述通气管110的进气端连接于所述第一端盖310上的进气孔311，所述通气管110的管壁上并朝向所述槽体100内的区域均匀分布有多个出气孔111。所述槽体100的两长边的顶部内侧设有用于支撑所述栽培板200的条状支撑结构130。
如图5、6A-6B所示，本实施例还公开一种栽培系统，包括上述中空结构双通道导气式栽培槽，还包括进气管401、进水管402、温度控制管403、水箱、溢流管405、推拉电磁铁407、风机、供水装置、温度控制装置和水箱(风机、供水装置、温度控制装置和水箱在图中未示出，均为常规装置)。其中，所述进气管401的一端连接于第一端盖310上的进气孔311，并连通于槽体100的通气管110，另一端外接所述风机。所述进水管402的一端连接于第一端盖310上的进水孔313，并连通于槽体100内，另一端外接所述供水装置。所述温度控制管403的一端连接于第一端盖310上的温度控制管管孔314，并通入槽体100内，另一端外接所述温度控制装置。所述排水管404的一端连接于槽体100的排水孔121，另一端外接所述水箱。所述溢流管405竖直设置于槽体100内部，所述溢流管405的下端插入槽体100的排水孔121内并能在一高度范围内竖向移动，所述溢流管405的下端部外侧设有排空盖组件406；当所述溢流管405位于所述高度范围的下限时，所述排空盖组件406与排水孔121密封。所述推拉电磁铁407的活动端连接所述溢流管405并控制所述溢流管405竖向移动，所述推拉电磁铁407与排空盖组件406构成一电控排空阀，该电控排空阀通常为关闭状态，当需要时电控排空。作为一种优选的实施方式，所述推拉电磁铁407固定于第二端盖320的外侧。
以下为一具体的应用实例：
在本实例中，中空结构双通道导气式栽培槽的槽体100、端盖和栽培板200的材质均为白色抗紫外线耐老化PVC。其中，槽体100两侧壁厚1.5mm，中间部分宽16mm，总长19mm；出气孔111间距150mm，出气孔111直径5mm。栽培板200上的栽培孔210的孔距(株距)为180mm。
在使用时，将栽培槽置于栽培架上，将栽培板200置于槽体100上，端盖扣在槽体100两端。根据栽培需求，自行选择营养液栽培或基质栽培。将管件与第一端盖310上的各个管孔连接，对植物冠层进行通风，通过风机控制进气量。
在进行水培时，将进水管402与第一端盖310上的进水孔313连接，添加营养液，当营养液液面高于溢流管405的上端溢流口时，营养液会自动通过溢流管405排出。在槽体100底部预留一浅沟120，将排水管404与浅沟120上的排水孔121连接，排水孔121处设有电控排空阀，用于排出营养液。
对于一个20m2的植物工厂，可以放置两个立体栽培架，每个栽培架共三层，一层放置6个中空结构双通道导气式栽培槽，共放置36个，栽培作物为生菜。开始栽培时，每个栽培槽种植20颗生菜，后续可随生长时间降低栽培密度，保证生菜生长空间。在采收时，栽培密度在28～32颗/m2。栽培系统的进气管401材质为PVC，直径20mm，使用风机控制出气量，保证生菜冠层区域风速在0.3～1.0m/s。
为了进一步验证出气孔111的孔径对植物栽培的影响程度，以下对不同孔径和不同进气速度下对冠层气流分布进行模拟。
图7A为出气孔111孔径为4、5、6mm，进气速度为5～30m/s时，植物冠层气流速度0.3～0.7m/s占比情况的模拟结果(注：该图原图为彩图，调整为灰度图时对不同颜色做了一定程度的灰度区分)。从结果可以看出，该栽培槽可以实现对植物冠层气流的调节，使用者可根据需求自行选择出风孔孔径和进气速度。具体数据参考以下表1-3。
以下表1-3分别为孔径为4、5、6mm时的植物冠层气流速度分布占比情况。
表1孔径4mm植物冠层气流速度分布占比
表2孔径5mm植物冠层气流速度分布占比
表3孔径6mm植物冠层气流速度分布占比
图7B为出气孔111孔径为4、5、6mm，进气速度为5～30m/s时，植物冠层气流速度0.1～1.0m/s占比情况的模拟结果(注：该图原图为彩图，调整为灰度图时对不同颜色做了一定程度的灰度区分)。从结果可以看出，该栽培槽可以实现对植物冠层气流的调节，使用者可根据需求自行选择出风孔孔径和进气速度。具体数据参考以下表4-6。
以下表4-6分别为孔径为4、5、6mm时的植物冠层气流分布占比情况。
表4孔径4mm植物冠层气流速度分布占比
表5孔径5mm植物冠层气流速度分布占比
表6孔径6mm植物冠层气流速度分布占比
虽然本实用新型已以实施例公开如上，然其并非用以限定本实用新型，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的适当修改或者等同替换，均应涵盖于本实用新型的保护范围内，本实用新型的保护范围以权利要求所限定者为准。
Claims (9)
1.一种中空结构双通道导气式栽培槽，其特征在于，包括槽体(100)、栽培板(200)和端盖，所述端盖包括第一端盖(310)和第二端盖(320)，其中，
所述栽培板(200)设置于所述槽体(100)的顶部开口；
所述端盖为中空结构，所述第一端盖(310)和第二端盖(320)紧密安装于所述槽体(100)的两端，所述第一端盖(310)上的两个上边角位置设有两个进气孔(311)；
所述槽体(100)为中空结构，所述槽体(100)的两个长边侧的顶端内部分别设有一条通气管(110)并与所述槽体(100)一体成型，所述槽体(100)的底部设有浅沟(120)，在所述浅沟(120)的一端设有排水孔(121)；
所述通气管(110)的进气端连接于所述第一端盖(310)上的进气孔(311)，所述通气管(110)的管壁上并朝向所述槽体(100)内的区域均匀分布有多个出气孔(111)。
2.如权利要求1所述的中空结构双通道导气式栽培槽，其特征在于，所述栽培板(200)上均布有多个栽培孔(210)。
3.如权利要求1所述的中空结构双通道导气式栽培槽，其特征在于，至少所述第一端盖(310)的内侧设有围堰式溢流口(312)。
4.如权利要求1所述的中空结构双通道导气式栽培槽，其特征在于，所述第一端盖(310)上设有多个开孔或预留有多个盲孔。
5.如权利要求1所述的中空结构双通道导气式栽培槽，其特征在于，所述槽体(100)的两长边的顶部内侧设有用于支撑所述栽培板(200)的条状支撑结构(130)。
6.如权利要求1所述的中空结构双通道导气式栽培槽，其特征在于，所述排水孔(121)位于所述第二端盖(320)所在的一侧。
7.如权利要求1所述的中空结构双通道导气式栽培槽，其特征在于，所述槽体(100)、端盖和栽培板(200)均选用塑料材质。
8.一种栽培系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的中空结构双通道导气式栽培槽，还包括进气管(401)、进水管(402)、温度控制管(403)、排水管(404)、溢流管(405)、推拉电磁铁(407)、风机、供水装置、温度控制装置和水箱；其中，
所述进气管(401)的一端连接于第一端盖(310)上的进气孔(311)，并连通于槽体(100)的通气管(110)，另一端外接所述风机；
所述进水管(402)的一端连接于第一端盖(310)上的进水孔(313)，并连通于槽体(100)内，另一端外接所述供水装置；
所述温度控制管(403)的一端连接于第一端盖(310)上的温度控制管管孔(314)，并通入槽体(100)内，另一端外接所述温度控制装置；
所述排水管(404)的一端连接于槽体(100)的排水孔(121)，另一端外接所述水箱；
所述溢流管(405)竖直设置于槽体(100)内部，所述溢流管(405)的下端插入槽体(100)的排水孔(121)内并能在一高度范围内竖向移动，所述溢流管(405)的下端部外侧设有排空盖组件(406)；当所述溢流管(405)位于所述高度范围的下限时，所述排空盖组件(406)与排水孔(121)密封；
所述推拉电磁铁(407)的活动端连接所述溢流管(405)并控制所述溢流管(405)竖向移动，所述推拉电磁铁(407)与排空盖组件(406)构成一电控排空阀。
9.如权利要求8所述的栽培系统，其特征在于，所述推拉电磁铁(407)固定于第二端盖(320)的外侧。
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| CN202320778693.1U CN219478812U (zh) | 2023-04-10 | 2023-04-10 | 一种中空结构双通道导气式栽培槽及一种栽培系统 |
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