设有水循环系统的植物种植设备的制作方法

本发明属于无土栽培技术领域，具体涉及一种设有水循环系统的植物种植设备。

背景技术：

随着耕地面积的减少和人口的增加，无土栽培越来越受到人们的欢迎，目前，无土栽培技术得到广泛应用，无土栽培技术为在一个箱体内装入水和农作物需要的营养液来种植蔬菜、花卉等植物，市面上出现了各式各样的无土栽培种植设备。例如，中国专利局公开的一种名为：“室内种菜机”的专利（专利号：201420010608.8），它包括种植盘、光照系统、水循环系统，以及光照系统和水循环系统的电气化控制系统，其工作原理为：水泵将营养液泵到种植盒后，利用虹吸作用再将种植盒底部的营养液输送回储存盒。该种菜机相比普通的无土栽培种植机具有结构简单、紧凑，水循环充分，氧气供应充足等优点。但是对于空间较宽广的种植盒，单一的利用虹吸作用已经不能有效的进行水循环，容易形成局部水循环，导致出现水循环死角，不利于水中物质的及时交换与均衡，使种植盒中氧气供应不足，不能给蔬菜生长创造最好的条件，导致种植出来的植物营养有所欠缺，生长受到限制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可实现循环供营养液，自动化程度高，可提高植物生长速度和植物品质的设有水循环系统的植物种植设备。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：设有水循环系统的植物种植设备，包括：

用于放置栽培盆的栽培槽；

用于防止营养液的液体槽；

用于传送营养液的进液管，回收营养液的出液管；

位于栽培槽上下方的进液管和出液管附近设有电磁阀，位于液体槽上方的进液管上连接有水泵和电磁阀，电磁阀均由工控机控制；

无土栽培设备中的栽培槽不少于两个，且栽培槽之间通过连接管实现并联；

栽培槽槽低面铺设有防漏薄膜，栽培槽内的栽培盆间距为15-30cm。利用工控机实现自动化控制各电磁阀的开关实现栽培槽内的营养液自动进液和出液，减少人工操作提高无土栽培的效率和产量，并且设置防漏薄膜来避免营养液漏出造成营养液的浪费，再通过连接管将多个栽培槽之间进行并联，可使营养液在栽培槽之间传输，当然为实现某个栽培槽单独供营养液在连接管上设置电磁阀，通过并联的方式可大规模的进行无土栽培植物，利于降低无土栽培成本，易于进行大规模推广，实现产业化无土栽培种植。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：栽培槽槽底面分别连接有低位回液管和高位回液管。低位回液管管顶面与栽培槽槽底面平齐，高位回液管管顶面高于栽培槽槽底面3~6cm，且栽培槽下方的低位回液管和高位回液管相接并与出液管连接，连接处设有电磁阀。高位回液管顶端内部连接有加速器，加速器由安置在轴承内圈的风扇组成，风扇朝向向下。扇叶背面竖直设有弧形阻板，阻板一端角切除，阻板表面开设有矩形流通孔，流通孔底面设有折弯状分流板，分流板表面均设分流孔，分流板底部两侧面与流通孔两侧面相接，通过加速器内的风扇可使没过高位回液管顶部的营养液快速进入高位回液管内并且带动风扇转动，阻板可增大风扇受到的营养液驱动力，并且营养液在经过流通孔时，受到分流板分流和分流孔的干扰使进入高位回液管的营养液表层的水分子与营养液中含有的二氧化碳分子的偶极向量的取向产生变化，实现水分子的极性强于二氧化碳分子的极性，促使营养液中的二氧化碳气体基本释放到空气中，提高栽培盆周围空气中的二氧化碳含量，促进无土栽培作物的光合作用效果增强作物的品质，提高作物的生长速度。

当工控机控制水泵抽取营养液，工控机开启进液管出水端的电磁阀，使营养液进入栽培槽内此时栽培槽下方的低位回液管上的电磁阀为关闭状态，出液管为开启状态，栽培槽内的营养液液位不断升高直至高位回液管顶部进行回液至出液管再流至液体槽，使栽培槽内的营养液液位高度保持在3-6cm，避免营养液注入过多造成浪费及水泵等部件的运作时间，降低注入营养液的能耗，经过一定的时间后，栽培盆内的植物充分吸收营养液后工控机开启低位回液管处的电磁阀，将营养液全部经出液管全部排出栽培槽内实现潮汐供营养液、维持营养液液位高度、排出营养液，该方式可使作物充分吸收营养液但不会造成过多的浪费，还避免了滴灌或漫灌作物根茎顶部的缺点，促使作物根部吸收更多的营养液。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过工控机实现自动化控制实现栽培槽内的营养液自动进液和出液，减少人工操作提高无土栽培的效率和产量，再通过连接管将多个栽培槽之间进行并联可大规模的进行无土栽培植物，利于降低无土栽培成本，易于进行大规模推广，实现产业化无土栽培种植，通过本发明的装置可提高栽培盆周围空气中的二氧化碳含量，促进无土栽培作物的光合作用效果增强作物的品质，提高作物的生长速度。

附图说明

图1为本发明的设有水循环系统的植物种植设备的示意图；

图2为本发明的栽培槽内部示意图；

图3为加速器俯视图；

图4为阻板示意图。

附图标记说明：1.栽培槽；101.栽培盆；2.营养液；3.工控机；4.水泵；5.电磁阀；6.液体槽；7.进液管；8.出液管；801.低位回液管；802.高位回液管；803.加速器；803a.轴承；803b.风扇；9.阻板；9a.流通孔；9b.分流板；9c.分流孔。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

如图1所示设有水循环系统的植物种植设备，包括：

用于放置栽培盆101的栽培槽1；

用于防止营养液2的液体槽6；

用于传送营养液2的进液管7，回收营养液2的出液管8；

位于栽培槽1上下方的进液管7和出液管8附近设有电磁阀5，位于液体槽6上方的进液管7上连接有水泵4和电磁阀5，电磁阀5均由工控机3控制；

无土栽培设备中的栽培槽1不少于两个，且栽培槽1之间通过连接管实现并联；

栽培槽1槽低面铺设有防漏薄膜，栽培槽1内的栽培盆101间距优选为20cm。利用工控机3实现自动化控制各电磁阀5的开关实现栽培槽1内的营养液2自动进液和出液，减少人工操作提高无土栽培的效率和产量，并且设置防漏薄膜来避免营养液2漏出造成营养液2的浪费，再通过连接管将多个栽培槽1之间进行并联，可使营养液2在栽培槽1之间传输，当然为实现某个栽培槽1单独供营养液2可在连接管上设置电磁阀5，通过并联的方式可大规模的进行无土栽培植物，利于降低无土栽培成本，易于进行大规模推广，实现产业化无土栽培种植。

实施例2：

如图2、3、4所示，本实施例在实施例1的基础上进一步优化为：栽培槽1槽底面分别连接有低位回液管801和高位回液管802。低位回液管801管顶面与栽培槽1槽底面平齐，高位回液管802管顶面高于栽培槽1槽底面3~6cm，优选6cm，且栽培槽1下方的低位回液管801和高位回液管802相接并与出液管8连接，连接处设有电磁阀5。高位回液管802顶端内部连接有加速器803，加速器803由安置在轴承803a内圈的风扇803b组成，风扇803b朝向向下。扇叶背面竖直设有弧形阻板9，阻板9一端角切除，阻板9表面开设有矩形流通孔9a，流通孔9a底面设有折弯状分流板9b，分流板9b表面均设分流孔9c，分流板9b底部两侧面与流通孔9a两侧面相接，通过加速器803内的风扇803b可使没过高位回液管802顶部的营养液2快速进入高位回液管802内并且带动风扇803b转动，阻板9可增大风扇803b受到的营养液2驱动力，并且营养液2在经过流通孔9a时，受到分流板9b分流和分流孔9c的干扰使进入高位回液管802的营养液2表层的水分子与营养液2中含有的二氧化碳分子的偶极向量的取向产生变化，实现水分子的极性强于二氧化碳分子的极性，促使营养液2中的二氧化碳气体基本释放到空气中，提高栽培盆101周围空气中的二氧化碳含量，促进无土栽培作物的光合作用效果增强作物的品质，提高作物的生长速度。

分流板9b采用碳纤维复合材料制备，该复合材料由以下成分及重量份组成：共聚聚丙烯14.5份、碳纤维24份、马来酸酐接枝聚丙烯6份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶7份、烟片胶6份、活性碳0.2份、高原土0.17份、聚乙烯6份，马来酸酐接枝三元乙丙橡胶中含有0.3重量份的（r）-4-甲基亚环己基甲基铜和（s）-4-甲基亚环己基甲基铜，两者质量比为54:0.45，（r）-4-甲基亚环己基甲基铜和（s）-4-甲基亚环己基甲基铜的特殊配比可增加马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的共容性能，使得共聚聚丙烯、碳纤维、烟片胶三元体系具有很好的协同作用，对复合材料的补强效果较明显，同时能使碳纤维有序垂直于复合材料表面，充分发挥碳纤维针状结构的优越性能，提高复合材料的耐冲击性能，且能降低加分流板9b的成型难度，该碳纤维复合材料中各成分的合理配比使得分流板9b兼具优良的强度、韧性以、冲击性、耐腐蚀性能和光老化性能，满足了力学性能要求、老化寿命要求和材料疲劳性能要求。

实施例3：

本发明的设有水循环系统的植物种植设备实际使用时：工控机3控制水泵4抽取营养液2，工控机3开启进液管7出水端的电磁阀5，使营养液2进入栽培槽1内此时栽培槽1下方的低位回液管801上的电磁阀5为关闭状态，出液管8为开启状态，栽培槽1内的营养液2液位不断升高直至高位回液管802顶部进行回液至出液管8再流至液体槽6，使栽培槽1内的营养液2液位高度保持在6cm，避免营养液2注入过多造成浪费及水泵4等部件的运作时间，降低注入营养液2的能耗，经过30min后，栽培盆101内的植物充分吸收营养液2后工控机3开启低位回液管801处的电磁阀5，将营养液2全部经出液管8全部排出栽培槽1内实现潮汐供营养液2、维持营养液2液位高度、排出营养液2。

本发明的装置经测试与现有无土栽培装置相比产生了意想不到的促进植物生长的效果。

对比试验：

以无土栽培番茄为例，于春季种植番茄；

番茄苗期，每天早上进行1次灌溉，每次15分钟，开花期和结果期每天早晚各一次灌溉，每次20分钟。

实验组：采用本发明的设有水循环系统的植物种植设备对番茄进行栽培，栽培具体操作如实施例3所示。

对照组：采用常规无土栽培方式进行栽培番茄。

栽培过程中实验组和对照组所使用的营养液2一致，且栽培条件一致，例如温度、场地等。

经试验结果表明，采用本发明的设有水循环系统的植物种植设备所栽培的番茄较常规无土栽培的番茄而言开花期提前3天左右，结果期提前了5天左右，产量提高了约21.5%，且实验组栽培所得到的番茄个头大，颜色鲜红，酸甜适口，肉肥厚，心室小。

上述实施例的常规操作或常规技术为本领域技术人员所熟知，例如工控机3与电磁阀5的线路连接及控制程序为现有公知技术，本领域技术人员也应知晓，故在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。