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西甲皇家社会vs维戈塞尔塔直播: 一種植物工廠.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201210158630.2

申請日:

20120521

公開號:

CN102668964B

公開日:

20140604

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01G31/06 主分類號: A01G31/06
申請人: 北京航空航天大學
發明人: 劉紅,王敏娟,付玉明,劉慧,胡恩柱,張厚凱
地址: 100191 北京市海淀區學院路37號
優先權: CN201210158630A
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201210158630.2

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種植物工廠,主要由可變高植物栽培??櫚ピ?、按需式營養液自動供給塊單元、可調節光源??檎盞ピ?、外殼部防護罩、制冷系統等組成。既可用于超市、餐廳自產自銷多種植物性食物;亦可應用于高原、沙漠、地下、南北極和空間基地等特殊地帶環境條件下,滿足特殊環境下長期活動人員的植物性食物連續供給與空氣凈化需求,還可用于家庭自主生產新鮮蔬菜。本專利結構簡單,操作方便,能源利率高。

權利要求書

1.一種植物工廠,其特征在于,包括可變高植物栽培單元(17)、按需式營養液自動供給單元(26)、可調節光照單元(27)及外部防護罩(16),其中可變高植物栽培單元(17)由含有多根微孔管栽培??椋?)的上層栽培板(22)和下層栽培板(23)組成,微孔管栽培??椋?)兩端分別用硅膠塞(21)密封,微孔管栽培??椋?)外部緊密包裹尼龍微濾膜(18),尼龍微濾膜(18)外部上方放置親水植物培養基質條(19),微孔管栽培??椋?)外被反光防水蒸發膜(20),微孔管栽培??椋?)固定于微孔管支架(25)上,上層栽培板(22)和下層栽培板(23)距離LED燈板(11)的高度、微孔管栽培??椋?)之間的距離可調節,所述的微孔管栽培??椋?)的直徑為5-100mm,所述尼龍微濾膜(18)的孔徑為0.1-1.0μm。2.根據權利要求1所述的一種植物工廠,其特征是按需式營養液自動供給單元(26),它由儲液箱(1)通過供液管路(28)依次與水泵(2)、第一電磁閥(14)、供液罐(3)、第二電磁閥(13)經過微孔管栽培??椋?)與第三電磁閥(15)相連接,第三電磁閥(15)下方設有收液罐(9);供液罐(3)內置的液位計(12)、所有的電磁閥通過導線由PLC控制器(29)控制;依據供液罐(3)的液位計(12)的反饋信號通過PLC控制器控制第一電磁閥(14)、第二電磁閥(13)以及水泵(2)的開關實現營養液按需式自動供給,實現營養液利用的最大化。3.根據權利要求1所述的一種植物工廠,其特征是可調節光照單元(27)由LED燈板(11)和換熱板(10)組成;LED燈板(11)由紅白兩色LED燈組成,各色LED燈開關獨立控制,從全關到全開分為五檔,根據植物品種的不同需求實現光通量比例為1:1—10:1,打開狀態的LED燈可根據植物生長需求調節光照強度;換熱板(10)內部通入冷媒對LED燈板(11)進行冷卻散熱。4.根據權利要求1所述的一種植物工廠,其特征是外部防護罩(16)上設置2-6組風扇(4),風扇(4)相對一側設有百葉窗(6)用于通風。

說明書

技術領域

本專利涉及一種植物工廠,既可用于超市、餐廳自產自銷多種植物性食物;亦可應用于高原、沙漠、地下、南北極和空間基地等特殊環境條件下,滿足特殊環境下長期活動人員的植物性食物連續供給與空氣凈化需求,還可用于家庭自主生產新鮮蔬菜。本專利結構簡單,操作方便,能源利率高。

背景技術

由于人口快速增長、耕地日益減少、資源短缺、環境惡化、農藥濫用等問題使得傳統糧食作物生產在產量與安全上面臨著巨大的挑戰。植物工廠利用環境自動控制技術、電子技術、生物技術和新材料等在設施內連續高效生產糧食作物,同時植物工廠不使用農藥,培育出作物綠色無污染。植物工廠的這些特征能夠有效解決傳統農業的上述問題,是當今設施農業發展的終極方向。但當前,一方面植物工廠結構系統復雜、維護繁瑣,能源消耗過大,營養液供給不方便同時存營養液污染和在一定程度的浪費,這使得作物的生產成本過高;另一方植物工廠規模過大、種植品種單一,這往往造成產品積壓,物流成本增加。上述兩個方面缺陷限制植物工廠的推廣應用。

將植物工廠系統結構簡單化,提高能源利用效率,能夠有效降低生產成本;而將植物工廠化、種植品種多樣化,能夠靈活地實現產銷平衡。植物工廠不僅可應用于超市、餐廳自產自銷,增加環境的綠色景觀;亦可應用于高原、沙漠、地下、南北極和空間基地等特殊環境條件下,滿足特殊環境下長期活動人員的植物性食物連續供給、空氣凈化、心理慰藉等需求;還可用于家庭自主生產新鮮蔬菜。

發明內容

本發明創造的目的在于提供一種結構簡單、操作方便、連續生產多種植物性食物的高效植物工廠。

為實現上述研究目的,采取的技術方案是:該植物工廠采用半開放式設計,依靠有人環境溫濕度、CO2濃度進行連續式生產。它包括可變高植物栽培單元17、按需式營養液自動供給單元26、可調節光照單元27、外部防護罩16??殺涓咧參鐫耘嗟ピ?7由含有多根微孔管栽培???的上層栽培板22和下層栽培板23組成。微孔管栽培???兩端分別用硅膠塞21密封,微孔管栽培???外部緊密包裹尼龍微濾膜18,尼龍微濾膜18外部上方放置親水植物培養基質條19,微孔管栽培???外被反光防水蒸發膜20,微孔管栽培???固定于微孔管支架25上。上層栽培板22和下層栽培板23距離LED燈板11的高度、微孔管栽培???之間的距離可調節,以適應不同糧食作物品種所需要種植高度與種植密度。按需式營養液自動供給單元26由儲液箱1、水泵2、液位計12、供液罐3、第二電磁閥13、第一電磁閥14、第三電磁閥15、收液罐9、供液管路28和PLC控制器29組成??傻鶻詮庹盞ピ?7由LED燈板11和換熱板10組成。LED燈板11由紅白兩色LED燈組成,各色LED燈開關獨立控制,從全關到全開分為五檔,根據植物品種的不同需求實現光通量比例為1:1—10:1,同時打開狀態的LED燈可根據植物生長需求調節光照強度?;蝗勸?0內部通入冷媒,通過冷媒流動管24與制冷系統7連接對LED燈板11進行冷卻散熱;換熱板10使用微傾角設計,稍低一側安裝冷凝水回收管5,以便收集冷凝水返回儲液箱1。外部防護罩16設有2-6組風扇4,風扇4相對一側設有百葉窗6用于通風。

所述的微孔管栽培???,直徑為5-100mm。

所述的尼龍微濾膜18,孔徑為0.1-1.0μm。

所述的親水植物培養基質條19,厚度為1-10mm,寬度為10~100mm,吸水膨脹系數為2200%~1000%。

所述的供液管路28,直徑為5~10mm,由聚氨酯構成。

附圖說明

圖1為本發明裝置的前視圖;

圖2為本發明裝置的右視圖;

圖3為本發明裝置植物栽培微孔管剖面圖;

圖4為本發明裝置植物栽培微孔管A-A剖面圖;

圖中:1.儲液箱,2.水泵,3.供液罐,4.風扇,5.冷凝水回收管,6.百葉窗,7.制冷系統,8.微孔管栽培???,9.收液罐,10.換熱板,11.LED燈板,12.液位計;13.第二電磁閥,14.第一電磁閥,15.第三電磁閥,16.外部防護罩,17.可變高植物栽培單元,18.尼龍微濾膜,19.親水植物培養基質條,20.反光防水蒸發膜,21.硅膠塞,22.上層栽培板,23.下層栽培板,24.冷媒流動管,25.微孔管支架,26.按需式營養液自動供給單元,27.可調節光照單元,28.供液管路,29.PLC控制器

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明做進一步說明。

如圖1、圖2所示,本發明裝置主要由可變高植物栽培單元17、按需式營養液自動供給單元26、可調節光照單元27組成。首先根據植物品種的株高和種植密度,調整上層栽培板22和下層栽培板23距離可調節光照單元27的高度以及微孔管???之間的距離。而后將微孔管栽培???兩端分別用硅膠塞21密封,外部緊密包裹尼龍微濾膜18,其外部上方放置親水植物培養基質條19,外被反光防水蒸發膜20,整理好后如圖3、圖4所示。隨后在親水植物培養基質條19內植入種子,將微孔管栽培???固定于微孔管支架25上。繼而用供液管路28連接微孔管栽培???和按需式營養液自動供給單元26,安裝后如圖1所示。此時,關閉全部電磁閥,往儲液箱1中注入一定體積營養液,PLC控制器29打開水泵2和第一電磁閥14,往供液罐3中注入一定量營養液,達到液位計12設置最高液位時,通過液位計12產生反饋信號給PLC控制器29,關閉水泵2和第一電磁閥14停止加液;而后PLC控制器29打開第二電磁閥13,向可變高植物栽培單元17的各個微孔管栽培???內通入營養液,依靠植物根系吸力從微孔管內吸收營養液,實現無動力按需供水,提高水分和能源利用效率;當供液罐3中的水位降至液位計12設置的最低點時,通過液位計12產生反饋信號給PLC控制器29,關閉第二電磁閥13,打開第一電磁閥14,同時打開水泵2,把儲液箱1中營養液注入供液罐3內。當營養液水位達到液位計12設置的最高點時,再次通過信號反饋PLC控制器29關閉水泵2和第一電磁閥14停止加液;而后PLC控制器29打開第二電磁閥13,向可變高植物栽培單元17的各個微孔管栽培???內通入營養液。如此循環,實現植物工廠的營養液的自動供給。通過PLC控制器29定期打開第三電磁閥15從微孔管栽培???放出少許營養液以排出管內可能形成的氣泡,由收液罐9收集液體,手動返回儲液箱1。根據不同植物品種、不同生長時期,可以調節LED燈板11的紅白燈比例以及光照強度,使得植物的光能利用達到最優化。同時根據植物性食物日需求量可以每隔一段時間種植一個微孔管栽培???,實現植物性食物的分批次連續式培養(如圖2所示)。植物工廠運行過程中,啟動外部防護罩16的風扇4,打開百葉窗6用于植物工廠的通風,同時啟動制冷系統7通過冷媒流動管24將冷媒通入換熱板10對LED燈板11進行冷卻散熱?;蝗勸?0表面形成的冷凝水通過冷凝水回收管5返回儲液箱1。

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一種 植物 工廠
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