CN104798622B - 一种植物工厂系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植物工厂系统，所述植物工厂系统包含有安置于洁净室内的多个栽培种植架，所述栽培种植架包含有呈多层架构设置的栽培框架（1），栽培框架（1）每一层上均安装有槽式培养结构（2），上下相邻的槽式培养结构（2）之间通过落水结构（4）相连通，且上下相邻的槽式培养结构（2）上安装的落水结构（4）分别位于左右两端，位于最下层的槽式培养结构（2）通过落水结构（4）连通至位于其下方的蓄液池（5.1），所述蓄液池（5.1）经循环泵连通至位于最上层的槽式培养结构（2）。本发明一种植物工厂系统，占地面积小、用水量少、过滤及时、流动供液、系统供风且灯光充分。
Description
技术领域
本发明涉及一种工厂系统,尤其是涉及一种利用无土栽培技术种植植物的工厂系统，属于植物无土栽培技术领域。
背景技术
目前，随着土地资源的减少，可耕种土地面积的下降，以及人口增加的长期压力，种植业承受了越来越多的压力，这迫使农业技术人员研究无土栽培技术以缓减对土地需求的压力；为此有企业研发了诸如中国专利201210158630.2公开的“一种植物工厂”、201210592579.6 公开的“资源集约利用型植物工厂”以及201410607569.4 公开的“一种智能微型无菌植物工厂”；这些技术利用无土栽培对植物（粮食、蔬菜、花卉等）进行工厂化的种植，从而减少了对土地的依赖，有助于解决日益增长的人口压力对粮食等植物产生的巨大需求；
但是，上述植物工厂在运行过程中仍然存在诸多不足：1）对空间利用率不高，仍然需要较大的占地面积；2）其栽培槽内需要填充满营养液供养植物使用，增加了对水资源的消耗，且较多的水增加了栽培槽结构的重量，从而使得为其提供支撑的平台需要具有更高的强度和承重能力，无形之中增加了投入成本；3）缺乏有效、可靠的过滤系统，养殖过程中产生的杂质和废弃物无法及时滤除，从而降低了植物对营养液的吸收，而且长时间运行后需要定期停机进行全面清洗，耗时耗力；4）对栽培槽供液采用直接泵入方式，缺乏水流动，从而不利于植物根据对营养液的吸收；5）灯光系统采用直接照射，大量光线散射至外部，从而使得光的利用率较低，并且灯光高度、角度无法进行调节，导致其在栽种不同植物时，无法营造出最合适的光照条件；6）缺乏相应的风循环系统，无法模拟自然界中的风吹效果，从而使得植物在生长过程中叶子不会摇摆，影响其蒸腾效果，不利于其生长；因此业界亟需一种能够解决上述问题的植物工厂系统，以便于大规模、工业化的对植物进行种植，以减缓对土地的压力。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种占地面积小、用水量少、过滤及时、流动供液、系统供风且灯光充分的植物工厂系统，利用本发明植物工厂系统，可进行大规模工厂化的种植作业。
本发明的目的是这样实现的：
一种植物工厂系统，所述植物工厂系统包含有安置于洁净室内的多个栽培种植架，所述栽培种植架包含有呈多层架构设置的栽培框架，栽培框架每一层上均安装有槽式培养结构，上下相邻的槽式培养结构之间通过落水结构相连通，且上下相邻的槽式培养结构上安装的落水结构分别位于左右两端，位于最下层的槽式培养结构通过落水结构连通至位于其下方的蓄液池，所述蓄液池经循环泵连通至位于最上层的槽式培养结构。
本发明一种植物工厂系统，所述栽培框架呈九层架构设置。
本发明一种植物工厂系统，所述槽式培养结构包含有横截面为梯形的栽培槽，所述栽培槽顶部槽口两侧设置有台阶，栽培板的两侧设置有搁置于上述台阶的台阶面上的肩部，所述栽培板上设置有多个种植孔，该种植孔内嵌置有定植篮，所述定植篮内塞置有海绵，所述海绵顶部划有十字形划槽，或者海绵侧面划有一字形划槽；所述栽培板的肩部向两侧延伸后向下翻折构成折边，从而钩住栽培槽的两侧槽壁以防止其坍塌倾斜；上述折边朝向栽培槽外槽壁的一面上安装有滚轮，该滚轮的轮面贴紧栽培槽的外槽壁，从而便于栽培板沿着栽培槽长度方向前后移动。
本发明一种植物工厂系统，所述栽培槽的上方设置有灯光结构，所述灯光结构包含有反光板，所述反光板的底面反光面朝向栽培槽，且反光板的反光面上安装有多个植物生长灯，平行设置的两片反光膜分别位于反光板的两侧，且反光板、两片反光膜以及栽培槽上的栽培板构成一光室。
本发明一种植物工厂系统，所述反光板的顶面边缘竖向向上翻折有翻边，所述翻边上开设有悬挂孔，所述栽培框架上悬挂有吊链，S形钩的一端钩置于吊链的链环内，另一端钩置于悬挂孔内。
本发明一种植物工厂系统，上下相邻的栽培槽之间通过落水结构相连通，且相邻栽培槽上安装的落水结构分别位于相邻栽培槽的左右两端，所述落水结构包含有插接于栽培槽底部的落水管和虹吸管；所述虹吸管包含有插接于栽培槽底部的直管段，该直管段上连接有虹吸头，所述虹吸头为一管状结构，该虹吸头位于栽培槽内的顶部开口端上压置有压盖，该压盖为一倒置的桶状结构，上述虹吸头的顶部开口压合在压盖底部桶底上，且虹吸头的管壁靠近压盖底部处设置有多个吸孔，上述落水管的顶部与虹吸管的压盖顶部相齐平。
本发明一种植物工厂系统，位于最下层的栽培槽的下方设置有蓄液池，该蓄液池的出液端经水循环系统的循环泵连通至位于最上层的栽培槽，从而使得蓄液池、循环泵和栽培槽通过落水结构构成一完整的水循环系统，位于最下层的栽培槽通过落水结构与蓄液池相连通，且蓄液池的上下池壁之间设置有迷宫过滤结构，该迷宫过滤结构由位于上下池壁上的多块过滤板交错间隔设置而成，所述蓄液池内设置有一内循环泵，该内循环泵位于迷宫过滤结构和蓄液池的出液端之间，该内循环泵的出液端经过滤装置连通至迷宫过滤结构和最下层栽培槽的落水结构之间。
本发明一种植物工厂系统，所述植物工厂系统还包含有风循环系统，所述风循环系统包含有空调和风机，所述空调和风机分别安装于栽培框架的左右两端，从而使得空调和风机吹出的风能使得栽培框架内栽培的植物在风力的作用下左右摇摆。
本发明一种植物工厂系统，所述植物工厂系统还包含有维护系统，所述维护系统包含有安装于高处的网孔板，网孔板形成一行走平台，所述维护系统还包含有连接网孔板的楼梯。
本发明一种植物工厂系统，多个栽培种植架中设置有1~2个用于栽种菌类植物，不但丰富了栽培品种，而且菌类生长中产生的二氧化碳能够提供给绿色植物进行光合作用，从而构成一微循环系统，进一步促进植物的生长。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明多层设置，并且通过落水结构使得多层之间通过重力形成水循环，不但节能，且有利于植物的生长；同时，栽培槽设置成梯形结构后，少量营养液即可达到较高的液位，便于定植篮内的海绵对营养液进行吸收；同时通过反光板和放光膜构成一简易的半封闭的光室结构，在不影响空气循环的前提下使得植物生长灯发出的灯光尽可能的照射到植物上，有利于提高植物的生长效率，并且通过吊链和S形钩的配合，可方便的对反光板的高度进行调节，以使得其与植物之间能够调整至最佳间距；并且通过落水结构的双保险设置，保证上下相邻层之间的栽培槽内的营养液能够顺利流动，并且蓄液池内设置的过滤装置能够对营养液进行无间断的过滤作业，保证营养液的洁净；另外，通过空调、风机构成的风循环系统，使得栽培框架内栽培的植物能够在风力的作用下左右摇摆，不但可以提高其受光面积，而且有助于提高其蒸腾作用，促进植物的生长；而且，多个栽培种植架中设置有1~2个用于栽种菌类植物，不但丰富了栽培品种，而且菌类生长中产生的二氧化碳能够提供给绿色植物进行光合作用，从而构成一微循环系统，进一步促进植物的生长；本发明植物工厂系统占地面积小，植物生产快，经测试，大部分叶菜类在25天左右均能收割，从而极大的提高了其产量；减缓了日益增长的人口对可耕种土地形成的压力。
附图说明
图1为本发明一种植物工厂系统的结构示意图。
图2为本发明一种植物工厂系统的栽培槽和栽培板的安装结构示意简图。
图3为本发明一种植物工厂系统的栽培板的结构示意图。
图4为本发明一种植物工厂系统的海绵的应用状态示意图。
图5为本发明一种植物工厂系统的海绵的另一应用状态示意图。
图6为本发明一种植物工厂系统的灯光系统的结构示意图。
图7为本发明一种植物工厂系统的灯光系统在反光板边缘的局部剖视放大图。
图8为本发明一种植物工厂系统的落水结构的局部剖视图。
图9为本发明一种植物工厂系统的虹吸管的局部放大图。
图10为本发明一种植物工厂系统的栽培槽和栽培板的另一安装结构示意简图。
其中：
栽培框架1、槽式培养结构2、灯光结构3、落水结构4、过滤结构5、水循环系统6、风循环系统7、维护系统8；
栽培槽2.1、栽培板2.2、定植篮2.3、海绵2.4；
台阶2.1.1、种植孔2.2.1、肩部2.2.2、折边2.2.3、滚轮2.2.4、十字形划槽2.4.1、一字形划槽2.4.2；
反光板3.1、植物生长灯3.2、反光膜3.3、吊链3.4、S形钩3.5；
翻边3.1.1、悬挂孔3.1.2；
落水管4.1、虹吸管4.2；
直管段4.2.1、虹吸头4.2.2、吸孔4.2.3、压盖4.2.4；
蓄液池5.1、迷宫过滤结构5.2、内循环泵5.3、过滤装置5.4；
循环泵6.1；
空调7.1、风机7.2；
网孔板8.1、楼梯8.2。
具体实施方式
参见图1~10，本发明涉及的一种植物工厂系统，所述植物工厂系统包含有安置于洁净室内的多个栽培种植架，所述栽培种植架包含有呈多层架构设置的栽培框架1，如图1所示的栽培框架1呈九层架构设置，栽培框架1每一层上均安装有槽式培养结构2，所述槽式培养结构2包含有横截面为梯形的栽培槽2.1，所述栽培槽2.1顶部开口两侧设置有台阶2.1.1，栽培板2.2的两侧设置有搁置于上述台阶2.1.1的台阶面上的肩部2.2.2，所述栽培板2.2上设置有多个种植孔2.2.1，该种植孔2.2.1内嵌置有定植篮2.3，所述定植篮2.3内塞置有海绵2.4，所述海绵2.4顶部划有十字形划槽2.4.1，或者海绵2.4侧面划有一字形划槽2.4.2，从而满足不同品种植物、不同种植阶段的需求；同时，由于栽培槽2.1呈梯形设置，当栽培槽2.1槽壁较薄时，其槽壁容易向两边倾斜坍塌，为此，栽培板2.2的肩部2.2.2向两侧延伸后向下翻折构成折边2.2.3，从而钩住栽培槽2.1的两侧槽壁以防止其坍塌倾斜；同时，上述折边2.2.3朝向栽培槽2.1外槽壁的一面上安装有滚轮2.2.4，该滚轮2.2.4的轮面贴紧栽培槽2.1的外槽壁，从而便于栽培板2.2沿着栽培槽2.1长度方向前后移动；
所述栽培槽2.1的上方设置有灯光结构3，所述灯光结构3包含有反光板3.1，所述反光板3.1的底面反光面朝向栽培槽2.1，且反光板3.1的反光面上安装有多个植物生长灯3.2，平行设置的两片反光膜3.3分别位于反光板3.1的两侧，且反光板3.1、两片反光膜3.3以及栽培槽2.1上的栽培板2.2构成一简易光室，从而使得植物生长灯3.2发出的光线尽可能多的照射至栽培板2.2上的植物上，从而提高植物的生长速度；所述反光板3.1的顶面边缘竖向向上翻折有翻边3.1.1，所述翻边3.1.1上开设有悬挂孔3.1.2，所述栽培框架1上悬挂有吊链3.4，S形钩3.5的一端钩置于吊链3.4的链环内，另一端钩置于悬挂孔3.1.2内，优选的，S形钩3.5在反光板3.1的四周分别挂接有四个，从而使得反光板3.1悬挂后更为平稳，同时通过吊链3.4和S形钩3.5的配合，可以方便的对反光板3.1的高度进行调节，以达到最佳的照射高度；
上下相邻的栽培槽2.1之间通过落水结构4相连通，且相邻栽培槽2.1上安装的落水结构4分别位于左右两端，从而使得栽培槽2.1内的营养液能够形成循环流动；所述落水结构4包含有插接于栽培槽2.1底部的落水管4.1和虹吸管4.2，该落水管4.1为普通落水管，起到防溢流的作用，当虹吸管4.2没有正常启动时，可通过该落水管4.1对营养液进行导流；所述虹吸管4.2包含有插接于栽培槽2.1底部的直管段4.2.1，该直管段4.2.1上连接有虹吸头4.2.2，所述虹吸头4.2.2为一管状结构，该虹吸头4.2.2位于栽培槽2.1内的顶部开口端上压置有压盖4.2.4，该压盖4.2.4为一倒置的桶状结构，上述虹吸头4.2.2的顶部开口压合在压盖4.2.4底部桶底上，且虹吸头4.2.2的管壁靠近压盖4.2.4底部处设置有多个吸孔4.2.3，上述虹吸头4.2.2和压盖4.2.4构成以虹吸结构，营养液通过吸孔4.2.3进入虹吸头4.2.2后流入到下层栽培槽2.1内，且上述落水管4.1的顶部与虹吸管4.2的压盖4.2.4顶部相齐平，从而使得落水管4.1和虹吸管4.2起到双保险作用；
位于最下层的栽培槽2.1的下方设置有蓄液池5.1，该蓄液池5.1经水循环系统6的循环泵6.1连通至位于最上层的栽培槽2.1，从而使得蓄液池5.1、循环泵6.1和栽培槽2.1通过落水结构4构成一完整的水循环系统6，位于最下层的栽培槽2.1通过落水结构4与蓄液池5.1相连接，且蓄液池5.1的上下池壁之间设置有迷宫过滤结构5.2，用于去除营养液中的大粒径杂质，该迷宫过滤结构5.2由位于上下池壁上的多块过滤板交错设置而成，所述蓄液池5.1内设置有一内循环泵5.3，该内循环泵5.3位于迷宫过滤结构5.2和蓄液池5.1的出液端之间，该内循环泵5.3的出液端经过滤装置5.4连通至迷宫过滤结构5.2和最下层栽培槽2.1的落水结构4之间；从而对循环中的营养液进行再次过滤；
所述植物工厂系统还包含有风循环系统7和维护系统8，所述风循环系统7包含有空调7.1和风机7.2，所述空调7.1和风机7.2分别安装于栽培框架1的左右两端，从而使得空调7.1和风机7.2吹出的风能使得栽培框架1内栽培的植物在风力的作用下左右摇摆，不但可以提高其受光面积，而且有助于提高其蒸腾作用，促进植物的生长；
所述维护系统8包含有安装于高处的网孔板8.1，网孔板8.1形成一行走平台，从而使得维护人员能够在网孔板8.1上行走，且设置成网孔板结构形式后，不影响内部空气流通，对植物生长不会造成不利的影响；同时，还设置有楼梯8.2，以便与维护人员进入上述行走平台
另外：多个栽培种植架中设置有1~2个用于栽种菌类植物，不但丰富了栽培品种，而且菌类生长中产生的二氧化碳能够提供给绿色植物进行光合作用，从而构成一微循环系统，进一步促进植物的生长。
另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种植物工厂系统，其特征在于：所述植物工厂系统包含有安置于洁净室内的多个栽培种植架，所述栽培种植架包含有呈多层架构设置的栽培框架（1），栽培框架（1）每一层上均安装有槽式培养结构（2），上下相邻的槽式培养结构（2）之间通过落水结构（4）相连通，位于最下层的槽式培养结构（2）通过落水结构（4）连通至位于其下方的蓄液池（5.1），所述蓄液池（5.1）经循环泵连通至位于最上层的槽式培养结构（2）；
所述槽式培养结构（2）包含有横截面为梯形的栽培槽（2.1），所述栽培槽（2.1）顶部槽口两侧设置有台阶（2.1.1），栽培板（2.2）的两侧设置有搁置于上述台阶（2.1.1）的台阶面上的肩部（2.2.2），所述栽培板（2.2）上设置有多个种植孔（2.2.1），该种植孔（2.2.1）内嵌置有定植篮（2.3），所述定植篮（2.3）内塞置有海绵（2.4），所述海绵（2.4）顶部划有十字形划槽（2.4.1），或者海绵（2.4）侧面划有一字形划槽（2.4.2）；所述栽培板（2.2）的肩部（2.2.2）向两侧延伸后向下翻折构成折边（2.2.3），上述折边（2.2.3）朝向栽培槽（2.1）外槽壁的一面上安装有滚轮（2.2.4），该滚轮（2.2.4）的轮面贴紧栽培槽（2.1）的外槽壁。
2.如权利要求1所述一种植物工厂系统，其特征在于：所述栽培框架（1）呈九层架构设置。
3.如权利要求1所述一种植物工厂系统，其特征在于：所述栽培槽（2.1）的上方设置有灯光结构（3），所述灯光结构（3）包含有反光板（3.1），所述反光板（3.1）的底面反光面朝向栽培槽（2.1），且反光板（3.1）的反光面上安装有多个植物生长灯（3.2），平行设置的两片反光膜（3.3）分别位于反光板（3.1）的两侧，且反光板（3.1）、两片反光膜（3.3）以及栽培槽（2.1）上的栽培板（2.2）构成一光室。
4.如权利要求3所述一种植物工厂系统，其特征在于：所述反光板（3.1）的顶面边缘竖向向上翻折有翻边（3.1.1），所述翻边（3.1.1）上开设有悬挂孔（3.1.2），所述栽培框架（1）上悬挂有吊链（3.4），S形钩（3.5）的一端钩置于吊链（3.4）的链环内，另一端钩置于悬挂孔（3.1.2）内。
5.如权利要求1所述一种植物工厂系统，其特征在于：上下相邻的栽培槽（2.1）之间通过落水结构（4）相连通，所述落水结构（4）包含有插接于栽培槽（2.1）底部的落水管（4.1）和虹吸管（4.2）；所述虹吸管（4.2）包含有插接于栽培槽（2.1）底部的直管段（4.2.1），该直管段（4.2.1）上连接有虹吸头（4.2.2），所述虹吸头（4.2.2）为一管状结构，该虹吸头（4.2.2）位于栽培槽（2.1）内的顶部开口端上压置有压盖（4.2.4），该压盖（4.2.4）为一倒置的桶状结构，上述虹吸头（4.2.2）的顶部开口压合在压盖（4.2.4）底部桶底上，且虹吸头（4.2.2）的管壁靠近压盖（4.2.4）底部处设置有多个吸孔（4.2.3），上述落水管（4.1）的顶部与虹吸管（4.2）的压盖（4.2.4）顶部相齐平。
6.如权利要求5所述一种植物工厂系统，其特征在于：位于最下层的栽培槽（2.1）的下方设置有蓄液池（5.1），该蓄液池（5.1）的出液端经水循环系统（6）的循环泵（6.1）连通至位于最上层的栽培槽（2.1），位于最下层的栽培槽（2.1）通过落水结构（4）与蓄液池（5.1）相连通，且蓄液池（5.1）的上下池壁之间设置有迷宫过滤结构（5.2），该迷宫过滤结构（5.2）由位于上下池壁上的多块过滤板交错间隔设置而成，所述蓄液池（5.1）内设置有一内循环泵（5.3），该内循环泵（5.3）位于迷宫过滤结构（5.2）和蓄液池（5.1）的出液端之间，该内循环泵（5.3）的出液端经过滤装置（5.4）连通至迷宫过滤结构（5.2）和最下层栽培槽（2.1）的落水结构（4）之间。
7.如权利要求1所述一种植物工厂系统，其特征在于：所述植物工厂系统还包含有风循环系统（7），所述风循环系统（7）包含有空调（7.1）和风机（7.2），所述空调（7.1）和风机（7.2）分别安装于栽培框架（1）的左右两端。
8.如权利要求1所述一种植物工厂系统，其特征在于：所述植物工厂系统还包含有维护系统（8），所述维护系统（8）包含有安装于高处的网孔板（8.1），网孔板（8.1）形成一行走平台，所述维护系统（8）还包含有连接网孔板（8.1）的楼梯（8.2）。
9.如权利要求1所述一种植物工厂系统，其特征在于：多个栽培种植架中设置有1~2个用于栽种菌类植物。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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