WO2012003756A1 - 一种微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统 - Google Patents

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葛一峰
王利斌
段发民
杨其长
魏灵玲
李群
田利静
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北京中环易达设施园艺科技有限公司
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    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G31/02—Special apparatus therefor
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Definitions

  • the invention relates to a nutrient liquid automatic circulation system of a micro vegetable production system, and belongs to the technical field of agricultural soilless cultivation. Background technique
  • the cultivation method is mainly based on the simple cultivation method such as potting and bag cultivation.
  • the cultivation facilities do not form a supporting system, and it is inconvenient to implement automatic management and poor technical support.
  • the plant production system is an efficient agricultural system that realizes the continuous production of crops through high-precision environmental control in the facility. It is automatically controlled by computer for environmental conditions such as temperature, humidity, light, co 2 concentration and nutrient solution.
  • environmental conditions such as temperature, humidity, light, co 2 concentration and nutrient solution.
  • a new production method that is not or rarely restricted by natural conditions is the highest stage of facility cultivation.
  • the plant production system has been applied in agricultural parks in Europe, America, Japan and China.
  • the nutrient liquid automatic circulation system is the core content of home cultivation automation. Summary of the invention
  • the nutrient solution automatic circulation system can meet the production performance requirements of the micro vegetable production system, ensure the smooth realization of various functions of the micro vegetable production system, and is beneficial to the rapid development of the vegetable production system and the promotion of large-area.
  • a nutrient solution automatic circulation system for a micro vegetable production system including a hydroponic tank, a nutrient tank, a water pump, a liquid supply pipe, a liquid return pipe, a detector, an intelligent controller, an automatic dosing system, and nutrition
  • the liquid is strong in the pipeline, the water pump is placed in the nutrient tank, the bottom end of the liquid supply pipe is connected with the water pump, the nutrient solution flows into the hydroponic tank through the liquid supply pipe, and then flows back to the nutrient liquid tank through the liquid return pipe, and the automatic liquid matching system passes
  • the pipeline is connected to the nutrient tank, and the strong drain line is connected to the liquid supply pipe, and a strong discharge valve is installed thereon.
  • the automatic dosing system comprises a dosing tank and a metering pump, the dosing tank is connected to the metering pump through a pipeline, and the dosing pump is connected to the nutrient tank through a pipeline. Nutrient fluids can be automatically dispensed.
  • a liquid supply valve is installed on the liquid supply pipe.
  • the feed flow rate can be adjusted.
  • the hydroponic tank is provided with a liquid supply hole and a liquid return hole respectively on the side, and is respectively connected with the liquid supply pipe and the liquid return pipe.
  • the method further comprises a stirring line, one end of the stirring line is connected to the liquid supply pipe near the nutrient liquid tank, the other end is connected to the nutrient liquid tank, and the stirring line is installed on the stirring line.
  • a water supply line is further included, the water supply line being connected to the nutrient tank, and a water supply valve is mounted thereon.
  • the detector can monitor the pH, EC, dissolved oxygen, liquid level and other indicators of the nutrient solution in the tank in real time, and transmit various monitoring data to the intelligent controller.
  • the intelligent controller is PLC, and the automatic liquid matching is performed by the intelligent controller.
  • the system controls and adjusts various parameters to ensure that the parameters are adapted to the growth and development needs of vegetables.
  • the nutrient solution automatic circulation system can realize the functions of automatic circulation of nutrient solution, automatic preparation of nutrient solution, automatic stirring, forced discharge and automatic liquid level control.
  • the conjoined self-returning system is used to realize the return of the nutrient solution by means of gravity downstream.
  • the detector can monitor the pH, EC, dissolved oxygen and liquid level of the nutrient solution in the tank in real time, and adjust the parameters through the intelligent controller to adapt the parameters to the growth and development of vegetables.
  • Figure 1 is a schematic view showing the structure of the nutrient solution automatic circulation system of the micro vegetable production system. detailed description
  • a nutrient solution automatic circulation system for a miniature vegetable production system including a hydroponic tank, a nutrient tank, a water pump, a liquid supply pipe, a liquid return pipe, a detector, an intelligent controller, an automatic dosing system, and a nutrient solution . It can realize the functions of automatic circulation of nutrient solution, automatic preparation of nutrient solution and automatic control of liquid level.
  • FIG. 1 The structure diagram is shown in Figure 1, where 1, 2 and 3 are liquid supply valves, 4 is hydroponic tank, 5 is liquid return pipe, 6 is liquid supply pipe, 7, 8 and 12 are metering pumps, 9, 10 And 11 is the dosing tank, 13 is the strong discharge valve, 14 is the strong drainage line, 15 is the water supply valve, 16 is the water supply line, 17 is the highest liquid level, 18 is the minimum liquid level, 19 is the agitation line, 20 is the water pump, 21 is a nutrient tank, and 22 is a stirring valve.
  • the hydroponic tank 4 is located in the cultivation room of the micro vegetable production system, the nutrient solution tank 21 is located at the lowermost layer of the micro vegetable production system, the water pump 20 is placed in the nutrient solution tank 21, and the liquid supply tube 6 and the liquid return tube 5 are arranged side by side in the longitudinal direction of the cultivation chamber. That is, the side of the interlayer formed on the back side of the reject body and the cultivation chamber, the supply and discharge of nutrient solution are realized through the liquid supply hole and the liquid return hole on each layer of the hydroponic tank 4, and are respectively provided at a certain water level on the side of the hydroponic tank 4. Liquid and return holes.
  • the bottom end of the liquid supply pipe 6 is connected to the water pump 20, and the other end is connected with the liquid supply hole on the hydroponic tank 4 of each cultivation room, and the nutrient solution is directly circulated through the liquid supply pipe 6 to the hydroponic tank 4 of the plant cultivation room to realize the plant.
  • the supply of nutrients The 5th end of the liquid return pipe is connected with the liquid return hole on the hydroponic tank 4 of each cultivation room, and the bottom end is connected with the nutrient liquid tank 21. When the liquid level exceeds a certain height, the excess nutrient solution flows directly back to the nutrient through the liquid return pipe 5.
  • the liquid tank 21 is configured to realize automatic liquid return and circulation of the nutrient solution.
  • Each liquid supply pipe 6 is provided with a liquid supply valve 1, 2, 3, which can adjust the liquid supply flow rate.
  • the liquid supply pipe 6 and the liquid return pipe 5 are UPVC pipes.
  • the nutrient solution can be automatically formulated.
  • the automatic dosing system is connected to the nutrient solution tank 21 through a pipeline.
  • the automatic dosing system comprises a dosing tank 9, 10, 11 and a metering pump 7, 8, 12, and the dosing tanks 9, 10, 11 pass through the pipeline and the metering pump 7, 8, 12 are connected, and the dose pumps 7, 8, 12 are connected to the nutrient solution tank 21 through a pipeline.
  • the nutrient solution can be automatically formulated.
  • the liquid distribution tank is respectively equipped with liquid A, liquid B and liquid C. Each liquid distribution tank is connected with a metering pump, and the dose pump is directly connected to the nutrient liquid tank 21 through a pipeline. According to the proportion of the nutrient solution set by the system, the dose pump will Each component solution flows directly into the nutrient solution tank 21 to realize automatic formulation of the nutrient solution.
  • the system is provided with a nutrient liquid strong drainage line 14 connected to the liquid supply pipe 6 on which a strong exhaust valve is installed Door 13. Forced discharge of nutrient solution can be achieved. When the nutrient solution needs to be replaced, the strong discharge valve 13 is opened to achieve forced discharge of the nutrient solution.
  • the nutrient tank 21 has a maximum liquid level 17 and a minimum liquid level 18. When the nutrient liquid level is higher than the highest liquid level 17, the system will forcibly discharge the nutrient solution, when the liquid level is lower than the minimum liquid level 18, the system The nutrient solution will be replenished automatically.
  • the system is provided with a stirring line 19, one end of which is connected to the liquid supply pipe 6 near the nutrient solution tank 21, the other end is connected to the nutrient solution tank 21, and the agitating line 22 is provided with the stirring valve 22.
  • the stirring valve 22 is opened, and the prepared nutrient solution can be stirred to make the various nutrient distributions uniform.
  • the system is also provided with a water supply line 16, a water supply line 16 connected to the nutrient tank 21, to which a feedwater valve 15 is mounted.
  • the water supply line 16 is disposed at the end of the nutrient tank 21, and by controlling the water supply valve 15, the water can be directly flowed into the nutrient solution to achieve dilution of the high concentration nutrient solution.
  • the nutrient solution automatic circulation system detector and intelligent controller can monitor and intelligently control pH (pH), EC (conductivity), dissolved oxygen and liquid level.
  • the nutrient solution tank 21 is placed on the bottom side of the micro-vegetable production system, and has built-in pH, EC, dissolved oxygen, liquid level detector and nutrient solution.
  • the detector can monitor the pH, EC, dissolved oxygen of the nutrient solution in the tank in real time.
  • Various indicators such as liquid level, and transfer various monitoring data to the intelligent controller.
  • the intelligent controller inputs various ideal parameters suitable for vegetable growth.
  • the intelligent controller can realize the regulation of various indicators, realize automatic liquid mixing, adjust liquid level, pH, EC, dissolved oxygen. Value, automatic mixing, forced draining, etc.
  • the automatic dosing system is controlled by the intelligent controller to adjust various parameters to ensure that the parameters are adapted to the growth and development needs of the vegetables.

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract

一种微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统，包括水培槽（4）、营养液箱（21）、水泵（20）、供液管（6）、回液管（5）、检测器、智能控制器、自动配液系统和营养液强排管线（14），水泵置于营养液箱内，供液管底端与水泵连接，营养液通过供液管流入水培槽中，再通过回液管流回营养液箱，自动配液系统通过管线与营养液箱相连，强排管线与供液管相连，其上安装强排阀门（13）。该系统可实时监测箱体内营养液pH、EC、溶氧、液位等各项指标，并通过智能控制器，实现各项参数的调节，使各项参数适应蔬菜生长发育需求。

Description

一种微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统
本申请要求于 2010 年 7 月 5 日提交中国专利局、 申请号为 201020256862.8、 发明名称为"一种微型蔬菜工厂的营养液自动循环系统" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及一种微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统， 属于农业 无土栽培技术领域。 背景技术
随着人民物质生活水平及精神需求的逐步提高， 家庭种植逐渐进入越 来越多的家庭之中， 配套栽培技术也逐渐得到研发和应用， 但当前家庭种 植模式主要以阳台农业、 家庭园艺等粗放式栽培为主， 具体种植方法以盆 栽、 袋培等筒易式栽培为主， 栽培设施没有形成配套的系统， 不便实行自 动化管理， 技术保障性差。
植物生产系统是一种通过设施内高精度的环境控制实现农作物周年连 续生产的高效农业系统， 是由计算机对植物生育过程的温度、 湿度、 光照、 co2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制， 不受或很少受自然条件制 约的全新生产方式， 是设施栽培的最高阶段。 当前， 植物生产系统已在欧 美、 日本和我国的农业园区得到应用， 作为家庭式植物生产系统， 营养液 自动循环系统是实现家庭栽培自动化的核心内容。 发明内容
本发明的目的在于提供一种微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系 统。 本营养液自动循环系统能满足微型蔬菜生产系统生产性能需求， 保证 微型蔬菜生产系统的各项功能的顺利实现， 有利于家庭蔬菜生产系统的快 速开发及大面积的推广。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统， 包括水培槽、 营养液 箱、 水泵、 供液管、 回液管、 检测器、 智能控制器、 自动配液系统和营养 液强排管线， 水泵置于营养液箱内， 供液管底端与水泵连接， 营养液通过 供液管流入水培槽中， 再通过回液管流回营养液箱， 自动配液系统通过管 线与营养液箱相连， 强排管线与供液管相连， 其上安装强排阀门。
优选地， 所述的自动配液系统包括配液箱和计量泵， 配液箱通过管线 与计量泵相连， 剂量泵通过管线与营养液箱相连。 营养液可以实现自动配 制。
优选地， 所述的供液管上安装供液阀门。 可以对供液流速进行调节。 优选地， 所述的水培槽在侧面分别设有供液孔和回液孔， 分别与供液 管和回液管相连。
优选地， 还包括搅拌管线， 所述的搅拌管线一端连接在靠近营养液箱 的供液管上， 另一端与营养液箱相连， 搅拌管线上安装搅拌阀门。
优选地， 还包括给水管线， 所述给水管线与营养液箱相连， 其上安装 给水阀门。
检测器可实时监测箱体内营养液的 pH、 EC、 溶氧、 液位等各项指标， 并将各种监测数据传送到智能控制器， 智能控制器为 PLC, 通过智能控制 器对自动配液系统进行控制， 实现各项参数的调节， 保证各项参数适应蔬 菜生长发育需求。
有益效果：
营养液自动循环系统可实现营养液的自动循环供液、营养液自动配制、 自动搅拌、 强制排放及液位自动调控等功能。 采用连体自回液系统， 利用 重力顺流方式实现营养液的回液。
通过检测器可实时监测箱体内营养液 pH、 EC、 溶氧、 液位等各项指 标， 并通过智能控制器， 实现各项参数的调节， 使各项参数适应蔬菜生长 发育需求。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明， 但并不意味着对 本发明保护范围的限制。 附图说明
图 1为微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统结构示意图。 具体实施方式
一种微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统， 包括水培槽、 营养液 箱、 水泵、 供液管、 回液管、 检测器、 智能控制器、 自动配液系统和营养 液强排管线等。 可实现营养液的自动循环供液、 营养液自动配制及液位自 动调控等功能。 其结构示意图如图 1所示， 其中 1、 2和 3为供液阀门， 4 为水培槽， 5为回液管， 6为供液管， 7、 8和 12为计量泵， 9、 10和 11 为配液箱， 13为强排阀门， 14为强排管线， 15为给水阀门， 16为给水管 线， 17为最高液位， 18为最低液位， 19为搅拌管线， 20为水泵， 21为营 养液箱， 22为搅拌阀门。
水培槽 4位于微型蔬菜生产系统栽培室内，营养液箱 21位于微型蔬菜 生产系统最下层， 水泵 20置于营养液箱 21内， 供液管 6和回液管 5并排 纵向布置于栽培室背面即拒体背面与栽培室形成的夹层一侧， 通过每层水 培槽 4上的供液孔和回液孔实现营养液供给与排放， 在水培槽 4侧面在一 定水位处分别设有供液孔和回液孔。供液管 6底端与水泵 20连接， 另一端 与每层栽培室水培槽 4上的供液孔连接， 营养液通过供液管 6直接流通到 植物栽培室水培槽 4内， 实现植物营养的供给。 回液管 5—端与每层栽培 室水培槽 4上的回液孔连通，底端与营养液箱 21相连， 液位超过一定高度 时， 多余营养液通过回液管 5直接流回营养液箱 21 , 从而实现营养液自动 回液、 循环。 每根供液管 6上安有供液阀门 1、 2、 3 , 可以对供液流速进 行调节。 供液管 6和回液管 5采用 UPVC管。
营养液可以实现自动配制。 自动配液系统通过管线与营养液箱 21 相 连， 自动配液系统包括配液箱 9、 10、 11和计量泵 7、 8、 12, 配液箱 9、 10、 11通过管线与计量泵 7、 8、 12相连， 剂量泵 7、 8、 12通过管线与营 养液箱 21相连。 营养液可以实现自动配制。 配液箱分别装有 A液、 B液、 C液，每个配液箱与计量泵相连，剂量泵通过管线直接与营养液箱 21相连， 根据系统设定的营养液配制比例， 剂量泵将每种组分溶液直接流入营养液 箱 21 , 实现营养液自动配制。
该系统设置有营养液强排管线 14, 与供液管 6相连， 其上安装强排阀 门 13。可实现营养液的强行排放。当营养液需要更换时，开启强排阀门 13, 实现营养液强行排放。 营养液箱 21设有最高液位 17与最低液位 18, 当营 养液液位高于最高液位 17时， 系统将对营养液进行强行排放， 当液位低于 最低液位 18时， 系统将进行营养液的自动补给。
此外， 该系统还设置搅拌管线 19, 搅拌管线 19一端连接在靠近营养 液箱 21的供液管 6上， 另一端与营养液箱 21相连，搅拌管线 19上安装搅 拌阀门 22。 开通搅拌阀门 22, 可对配制的营养液进行搅拌， 使各种养分配 制均匀。
该系统还设置给水管线 16, 给水管线 16与营养液箱 21相连， 其上安 装给水阀门 15。 给水管线 16设置在营养液箱 21—端， 通过控制给水阀门 15, 可以直接将水流入营养液内， 实现对高浓度营养液的稀释。
营养液自动循环系统的检测器和智能控制器， 可对 pH (酸碱度）、 EC (电导率）、 溶氧和液位进行监测及智能控制。 营养液箱 21放置于微型蔬 菜生产系统拒体最底层一侧， 内置 pH、 EC、 溶氧、 液位检测器、 营养液， 检测器可实时监测箱体内营养液的 pH、 EC、 溶氧、 液位等各项指标， 并 将各种监测数据传送到智能控制器， 智能控制器中输入适合蔬菜生长的各 种理想参数。 根据实时监控 pH、 EC、 溶氧、 液位等指标， 当指标不适合 植物生长要求时， 智能控制器可实现对各个指标的调控， 实现自动配液， 调节液位、 pH、 EC、 溶氧值， 自动搅拌， 强制排液等功能。 通过智能控制 器对自动配液系统进行控制， 实现各项参数的调节， 保证各项参数适应蔬 菜生长发育需求。

Claims

权 利 要 求
1、 一种微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统， 其特征在于： 包括 水培槽、 营养液箱、 水泵、 供液管、 回液管、 检测器、 智能控制器、 自动 配液系统和营养液强排管线， 水泵置于营养液箱内， 供液管底端与水泵连 接， 营养液通过供液管流入水培槽中， 再通过回液管流回营养液箱， 自动 配液系统通过管线与营养液箱相连， 强排管线与供液管相连， 其上安装强 排阀门。
2、 根据权利要求 1所述的微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统， 其特征在于： 所述的自动配液系统包括配液箱和计量泵， 配液箱通过管线 与计量泵相连， 剂量泵通过管线与营养液箱相连。
3、 根据权利要求 1所述的微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统， 其特征在于： 所述的供液管上安装供液阀门。
4、 根据权利要求 1所述的微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统， 其特征在于： 所述的水培槽一端设有回液孔， 回液孔与回液管相连。
5、 根据权利要求 1所述的微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统， 其特征在于： 还包括搅拌管线， 所述的搅拌管线一端连接在靠近营养液箱 的供液管上， 另一端与营养液箱相连， 搅拌管线上安装搅拌阀门。
6、 根据权利要求 1所述的微型蔬菜生产系统的营养液自动循环系统， 其特征在于： 还包括给水管线， 所述给水管线与营养液箱相连， 其上安装 给水阀门。
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