用于植物苗床的水位调节装置及其水位调节方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及植物工厂化育苗中的灌溉装置领域，具体涉及一用于植物苗床的水位调节装置及其水位调节方法。
【背景技术】
[0002]潮汐式灌溉(欧美称“ebb and flood”或“ebb and flow”)目前普遍应用于植物工厂化育苗过程中，是基于潮水涨落原理设计的一种高效节水灌溉方式。该方式将灌溉水或营养液注入育苗床面，水分通过穴盘底部的透水孔自下而上的被基质自然吸入。此法杜绝了冲淋式的灌溉导致的叶面潮湿发病，又可有效防止肥水流失，适用于各类盆器及穴盘栽培植物的种植管理。目前植物育苗床的潮汐式灌溉的结构主要由管道、进水口、排水口、电磁阀与电水栗组成，其中电磁阀按需求控制进水口与排水口的开闭，电水栗用于将灌溉水或营养液通过管道注入苗床，整套设备所用电器元件较多，成本高，寿命短，故障率高，业内一只致力于研究对此的解决方案。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，成本低廉，可靠耐用，故障率低的用于植物苗床的水位调节装置及其水位调节方法。
[0004]本发明提供的调节方法是通过自锁式绞盘调节内桶浸入外桶内的深浅来控制育苗床的注水、排水、水位高低与停留时间，从而形成潮汐式灌溉。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0006]第一方面，本发明提供一种用于植物苗床的水位调节装置，其包括:外桶、内桶、钢索和自锁式绞盘，所述内桶通过两个定滑轮可升降地吊设于外桶的正上方，在内桶进入外桶之后，内桶与外桶呈间隙配合，所述钢索的一端固定在内桶的顶部，钢索的另一端穿过两个所述的定滑轮后，与自锁式绞盘固定连接。所述自锁式绞盘在顺时针及逆时针的摇动过程中可将绞盘锁止于任何位置。
[0007]作为优选方案，所述外桶的底部设有排污阀，所述排污阀安装于外桶底部的圆锥体结构尖端，通过手动开启，可排出外桶底部的各种沉淀物。外桶的上部设有进液口，灌溉用水或营养液通过此进液口加入外桶内。外桶的侧下部设有外桶进出水口，通过管道与外部植物育苗床的进出水口连。
[0008]作为优选方案，所述钢索上靠近自锁式绞盘的一端设有配重块，所述配重的重量可根据摇动自锁式绞盘时的难易程度适当增加，但必须保证内桶能够沉至外桶底部。
[0009]作为优选方案，所述外桶的底部外侧还设有外桶支架。
[0010]第二方面，本发明还提供了一种基于前述的水位调节装置水位调节方法，其包括如下步骤:
[0011 ] 在植物苗床上开设一个苗床进出水口，将外桶进出水口与所述苗床进出水口用管道相连通，同时在外桶内装入清水或营养液、在内桶内装入清水或配重物；
[0012]通过自锁式绞盘的调节将内桶降至外桶内，利用内桶的重量将外桶内清水的水位提高，使部分清水通过管道流入植物苗床内，利用连通器的原理将植物苗床内的灌溉水位调整至与外桶内的水位相平齐。
[0013]作为优选方案，所述内桶进入外桶内的最大深度与外桶的深度相同。
[0014]作为优选方案，所述管道与水平面呈30°角。
[0015]作为优选方案，所述苗床底部设有湿度传感器，所述湿度传感器连有若干探头，若干所述探头穿入苗床的土壤中，并在苗床中均匀分布。
[0016]作为优选方案，还包括移动接收终端，所述移动接收终端内置可将湿度传感器发出的湿度信号运算为加水量的软件，所述湿度传感器内置有无线信号传输装置。
[0017]加水量与苗床内水位上升高度的关系式为:
[0018]h2 = SlXhl + S2;
[0019]S1、内桶底面积；hl、内桶在外桶液体内下降的高度；S2、所建设的苗床平面面积；h2、苗床内水位上升的高度。
[0020]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0021]在外桶上将一个进水口、一个出水口的设计整合为一个进出水口，减少了管材用料，节约了成本；使用液位差调节的方式代替电水栗注水、电磁阀锁排水的过程，减少了设备与能耗成本，降低了设备故障率；自锁式绞盘一端的平衡配重设计，使操作者能够轻松吊起沉重的内桶，降低了工作强度。
【附图说明】
[0022]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0023]图1为本发明的结构示意图；
[0024]图2为本发明的退水状态的使用状态图；
[0025]图3为本发明的涨水状态的使用状态图；
[0026]图中:1、定滑轮；2、钢索；3、配重块；4、自锁式绞盘；5、内桶；6、外桶，7、外桶支架；8排污阀；9、外桶进出水口 ；10、进液口 ；11、苗床进出水口 ；12、退水水位线；13、涨水水位线；14、苗床支架；15、苗床面。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0028]本发明提供的一种用于植物苗床的水位调节装置的结构如图1所示，包括内桶5、外桶6、外桶支架7、定滑轮1、自锁式绞盘4、钢索2、配重块3、外桶进出水口 9、排污阀8和进液口 10组成，外桶支架7固定于地面，外桶6固定于外桶支架7上，排污阀8安装于外桶6底部的圆锥体结构尖端，所述外桶进出水口 9位于外桶6侧下方，该外桶进出水口 9的另一端连接苗床进出水口 11，并与水平面呈30°角，所述自锁式绞盘4、配重3与内桶5通过钢索2与两个定滑轮1连接，所述配重块3的重量可根据摇动自锁式绞盘4时的难易程度适当增加，但必须保证内桶5能够沉至外桶6底部，所述内桶5的外直径小于外桶6的内直径，高度要高于外桶6的高度，内桶5悬挂于外桶6正上方，所述进液口 10位于外桶6侧上方。
[0029]使用时，如图2?3所示，先在植物苗床安置在苗床支架14上，在植物苗床上开设一个苗床进出水口 11，将外桶进出水口 9与所述苗床进出水口 11用管道相连通，同时在外桶6内通过进液口 10装入清水或营养液、在内桶5内装入清水或配重物，此时外桶内的水或营养液的水位在退水水位线12上，控制退水水位线12不高于苗床面15 ;
[0030]通过自锁式绞盘4的调节将内桶5降至外桶6内，利用内桶5的重量将外桶内清水的水位提高，使部分清水通过管道流入植物苗床内，利用连通器的原理将植物苗床内的灌溉水位调整至与外桶内的水位相平齐，此时，外桶内的水或营养液的水位在涨水水位线13上，待苗床上的植物根系环境吸饱水后，逆时针摇动自锁式绞盘4，内桶5上升离开液面，整体水位下降，苗床面15上多余的水于杂质通过管道回流至外桶6内，苗床面15呈退水状态，杂质沉淀于外桶6底部，可从开启的排污阀8处流出。
[0031]为了精确灌溉，避免过涝或过旱，在苗床底部设有湿度传感器，所述湿度传感器连有若干探头，若干所述探头穿入苗床的土壤中，并在苗床中均匀分布。
[0032]同时，再设置一个移动接收终端，所述移动接收终端内置可将湿度传感器发出的湿度信号运算为加水量的软件，所述湿度传感器内置有无线信号传输装置。
[0033]加水量与苗床内水位上升高度的关系式为:
[0034]h2 = SlXhl + S2;
[0035]S1、内桶底面积；hl、内桶在外桶液体内下降的高度；S2、所建设的苗床平面面积；h2、苗床内水位上升的高度。
[0036]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【主权项】
1.一种用于植物苗床的水位调节装置，其特征在于，包括:外桶、内桶、钢索和自锁式绞盘，所述内桶通过两个定滑轮可升降地吊设于外桶的正上方，所述钢索的一端固定在内桶的顶部，钢索的另一端穿过两个所述的定滑轮后，与自锁式绞盘固定连接。2.如权利要求1所述的用于植物苗床的水位调节装置，其特征在于，所述外桶的底部设有排污阀，外桶的上部设有进液口，外桶的侧下部设有进出水口。3.如权利要求1所述的用于植物苗床的水位调节装置，其特征在于，所述钢索上靠近自锁式绞盘的一端设有配重块。4.如权利要求1所述的用于植物苗床的水位调节装置，其特征在于，所述外桶的底部外侧还设有外桶支架。5.如权利要求1所述的用于植物苗床的水位调节装置，其特征在于，所述外通的侧壁由透明材料制成，且外桶的侧壁设有以升为单位的刻度。6.一种基于权利要求1所述的水位调节装置的水位调节方法，其特征在于，包括如下步骤: 在植物苗床上开设一个苗床进出水口，将外桶的进出水口与所述苗床进出水口用管道相连通，同时在外桶内装入清水或营养液、在内桶内装入清水或配重物； 通过自锁式绞盘的调节将内桶降至外桶内，利用内桶的重量将外桶内清水的水位提高，使部分清水通过管道流入植物苗床内，利用连通器的原理将植物苗床内的灌溉水位调整至与外桶内的水位相平齐。7.如权利要求6所述的水位调节方法，其特征在于，所述内桶进入外桶内的最大深度与外桶的深度相同。8.如权利要求6所述的水位调节方法，其特征在于，所述管道与水平面呈30°角。9.如权利要求6所述的水位调节方法，其特征在于，所述苗床底部设有湿度传感器，所述湿度传感器连有若干探头，若干所述探头穿入苗床的土壤中，并在苗床中均勾分布。10.如权利要求9所述的水位调节方法，其特征在于，还包括移动接收终端，所述移动接收终端内置可将湿度传感器发出的湿度信号运算为加水量的软件，所述湿度传感器内置有无线信号传输装置。
【专利摘要】本发明提供了一种用于植物苗床的水位调节装置及其水位调节方法，该装置包括外桶、内桶、钢索和自锁式绞盘，内桶通过两个定滑轮可升降地吊设于外桶的正上方，钢索的一端固定在内桶的顶部，钢索的另一端穿过两个定滑轮后，与自锁式绞盘固定连接。该方法包括：在植物苗床上开设一个苗床进出水口，将外桶进出水口与所述苗床进出水口用管道相连通，同时在外桶内装入清水或营养液、在内桶内装入清水或配重物；通过自锁式绞盘的调节将内桶降至外桶内，利用内桶的重量将外桶内清水的水位提高，使部分清水通过管道流入植物苗床内，将植物苗床内的灌溉水位调整至与外桶内的水位相平齐。本发明减少了设备与能耗成本，降低了设备故障率，降低了工作强度。
【IPC分类】A01G9/10, A01G25/16, A01G29/00
【公开号】CN105309228
【申请号】CN201510741965
【发明人】赵颖雷, 黄丹枫
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月4日