專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置，屬于水利工程領(lǐng)域， 其IPC國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)為E02B 13/00。
背景技術(shù)：
我國(guó)在設(shè)施無(wú)土栽培領(lǐng)域水肥利用率僅為30% 40%，不僅造成資源浪費(fèi)，而且肥料的低效率利用造成環(huán)境污染的同時(shí)，浪費(fèi)了大量能源。同時(shí)，設(shè)施高檔花卉灌水均勻度低，自動(dòng)化水平不高，生產(chǎn)效率極低，產(chǎn)品品質(zhì)亟待提高，不利于花卉種植行業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 我國(guó)設(shè)施高端無(wú)土栽培產(chǎn)業(yè)的主要灌水技術(shù)包括移動(dòng)管灌和滴灌，很難解決灌溉水利用率低、優(yōu)質(zhì)灌溉水肥資源浪費(fèi)嚴(yán)重、水肥資源不能循環(huán)利用、基質(zhì)空間水分分布不均勻、花卉幼苗生長(zhǎng)受限、商品花卉品質(zhì)不高等問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，需要研發(fā)一種完備、高效的節(jié)水灌溉技術(shù)裝置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)均一供水、高效施肥、基質(zhì)水熱環(huán)境良好、灌溉水利用效率高，以及節(jié)約用地、節(jié)省維護(hù)管理費(fèi)用等多重目標(biāo)，為我國(guó)設(shè)施無(wú)土栽培產(chǎn)業(yè)節(jié)水高效灌溉提供重要設(shè)備條件支撐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)多年的研究和試驗(yàn)結(jié)果，提供一種利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置，包括種植苗床、營(yíng)養(yǎng)液罐、供水加壓設(shè)備、供水管道、施肥器、排水管道、紫外線(xiàn)消毒設(shè)備和智能控制器；其中，所述種植苗床底部鋪設(shè)HDPE防滲層，在所述種植苗床內(nèi)設(shè)置遠(yuǎn)傳液位計(jì)，用于測(cè)量苗床內(nèi)的浸泡液面的水位；所述紫外線(xiàn)消毒設(shè)備設(shè)置在營(yíng)養(yǎng)液罐內(nèi)，供水加壓設(shè)備由設(shè)置在所述營(yíng)養(yǎng)液罐內(nèi)的水泵及與水泵連接的變頻器組成；水泵通過(guò)供水管道與設(shè)置在種植苗床底部的供水口連接，所述供水口設(shè)有供水口防濺罩；在所述供水管道上自進(jìn)水一端依次設(shè)置有供水過(guò)濾器、遠(yuǎn)傳水表、供水電磁閥、施肥器和逆止閥；所述施肥器的兩端設(shè)置有施肥電磁閥；在所述種植苗床底部設(shè)置有排水口，所述排水口設(shè)置有無(wú)紡布過(guò)濾網(wǎng)，用于過(guò)濾灌溉尾水的雜質(zhì)；所述排水口通過(guò)所述排水管道與所述營(yíng)養(yǎng)液罐連接，在所述排水管道上設(shè)置有排水電磁閥和排水過(guò)濾器；所述營(yíng)養(yǎng)液罐內(nèi)設(shè)置有遠(yuǎn)傳EC計(jì)和遠(yuǎn)傳pH計(jì)；所述智能控制器分別與所述遠(yuǎn)傳液位計(jì)、遠(yuǎn)傳水表、紫外線(xiàn)消毒設(shè)備、供水電磁閥、施肥電磁閥、 排水電磁閥、遠(yuǎn)傳EC計(jì)、遠(yuǎn)傳pH計(jì)和清水管道電磁閥連接。所述供水口和所述排水口沿種植苗床底部長(zhǎng)邊方向成排交替排列。所述供水過(guò)濾器和排水過(guò)濾器為120目的篩網(wǎng)式過(guò)濾器。所述供水管道和排水管道的材料為U-PVC管材。所述營(yíng)養(yǎng)液罐采用塑料桶或進(jìn)行防滲處理的磚石混凝土水池。該技術(shù)方案適合于設(shè)施高端無(wú)土栽培作物灌溉，與常規(guī)移動(dòng)管灌、滴灌相比較，實(shí)現(xiàn)了灌溉尾水全部回收再利用，可以將灌溉水利用率由不足0. 4提高到0. 95以上，保證了尾水回收再利用的水質(zhì)和基質(zhì)含水率均勻度，為栽培基質(zhì)創(chuàng)造良好的水熱環(huán)境，實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)肥、優(yōu)質(zhì)高效的目標(biāo)，提高我國(guó)無(wú)土設(shè)施栽培產(chǎn)業(yè)的節(jié)水灌溉技術(shù)裝備水平。本發(fā)明克服了常規(guī)灌溉方式的灌溉水利用率低、水肥浪費(fèi)嚴(yán)重、基質(zhì)水肥熱環(huán)境不易控制等問(wèn)題，采用利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置技術(shù)可以很好地解決上述問(wèn)題。同時(shí)，配套灌溉自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以大大提高工作效率，節(jié)省人力成本，提升產(chǎn)品附加值，該裝置的應(yīng)用具有很高的科學(xué)價(jià)值和很廣的市場(chǎng)推廣前景。
四

圖1利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置剖面示意圖。圖中，1為營(yíng)養(yǎng)液罐，2為水泵，3為供水過(guò)濾器，4為供水管道，5為遠(yuǎn)傳水表，7為供水電磁閥，8為施肥器，6和9為施肥電磁閥，10為逆止閥，11為排水電磁閥，12為排水過(guò)濾器，13為排水管道，14為紫外線(xiàn)消毒設(shè)備，15為遠(yuǎn)傳pH計(jì)，16為遠(yuǎn)傳EC計(jì)，17為退水電磁閥，18為退水口遠(yuǎn)傳水表，19為智能控制器，20為苗床鋼架，21為供水口，22為為HDPE防滲層，23為遠(yuǎn)傳液位計(jì)，24為供水口防濺罩，25為無(wú)紡布過(guò)濾網(wǎng)，沈?yàn)榕潘凇?br> 五具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置，包括種植苗床、 營(yíng)養(yǎng)液罐1、供水加壓設(shè)備、供水管道4、施肥器8、排水管道13、紫外線(xiàn)消毒設(shè)備14和智能控制器19 ；其中，所述種植苗床底部鋪設(shè)HDPE防滲層22，在所述種植苗床內(nèi)設(shè)置遠(yuǎn)傳液位計(jì)23，用于測(cè)量苗床內(nèi)的浸泡液面的水位；所述紫外線(xiàn)消毒設(shè)備14設(shè)置在營(yíng)養(yǎng)液罐1內(nèi)， 供水加壓設(shè)備由設(shè)置在所述營(yíng)養(yǎng)液罐1內(nèi)的水泵2及與水泵2連接的變頻器組成；水泵2 通過(guò)供水管道4與設(shè)置在種植苗床底部的供水口 21連接，所述供水口 21設(shè)有供水口防濺罩M ；在所述供水管道4上自進(jìn)水一端依次設(shè)置有供水過(guò)濾器3、遠(yuǎn)傳水表5、供水電磁閥 7、施肥器8和逆止閥10 ；所述施肥器8的兩端設(shè)置有施肥電磁閥6和9 ；在所述種植苗床底部設(shè)置有排水口 26，所述排水口沈設(shè)置有無(wú)紡布過(guò)濾網(wǎng)25，用于過(guò)濾灌溉尾水的雜質(zhì)；所述排水口沈通過(guò)所述排水管道13與所述營(yíng)養(yǎng)液罐1連接，在所述排水管道13上設(shè)置有排水電磁閥11和排水過(guò)濾器12 ；所述營(yíng)養(yǎng)液罐1內(nèi)設(shè)置有遠(yuǎn)傳EC計(jì)16和遠(yuǎn)傳pH計(jì)15 ；所述智能控制器19分別與所述遠(yuǎn)傳液位計(jì)23、遠(yuǎn)傳水表5、紫外線(xiàn)消毒設(shè)備14、供水電磁閥 7、施肥電磁閥6和9、排水電磁閥11、遠(yuǎn)傳EC計(jì)16、遠(yuǎn)傳pH計(jì)15和清水管道電磁閥連接。處理進(jìn)水雜質(zhì)的供水過(guò)濾器3和處理尾水的排水過(guò)濾器12 —般為120目的篩網(wǎng)式過(guò)濾器，供水管道4和排水管道13的材料選U-PVC管材，營(yíng)養(yǎng)液罐1采用塑料桶或進(jìn)行防滲處理的磚石混凝土水池，紫外線(xiàn)消毒設(shè)備14采用紫外線(xiàn)消毒技術(shù)，施肥器8利用自動(dòng)施肥技術(shù)，供水計(jì)量設(shè)備為遠(yuǎn)傳水表5，逆止閥10采用鋼制材料，如圖1所示，HDPE防水層22水平固定在苗床鋼架20上面，可實(shí)現(xiàn)防止?fàn)I養(yǎng)液滲漏，將苗床作為浸泡容器。智能控制器19與灌溉系統(tǒng)的供水電磁閥7、紫外線(xiàn)消毒設(shè)備14 相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)灌溉系統(tǒng)和消毒系統(tǒng)的智能控制，減少灌溉人工投入，提高工作效率。營(yíng)養(yǎng)液罐1儲(chǔ)存經(jīng)過(guò)處理后的水質(zhì)合格的灌溉用水。水泵2 —般采用潛水泵，配備變頻器，按灌溉系統(tǒng)壓力要求實(shí)現(xiàn)恒壓供水。紫外消毒設(shè)備14處理灌溉用水，殺滅灌溉水中的微生物和病毒，消除傳染病毒，確保水質(zhì)合格。排水過(guò)濾器12可去除供排水管道中的大顆粒固體雜質(zhì)，保證供水水質(zhì)。施肥器8可將配置好的營(yíng)養(yǎng)液均勻加入灌溉用水中，實(shí)現(xiàn)隨水施肥。供水管道4和供水口 21可將灌溉營(yíng)養(yǎng)液均勻供給苗床，達(dá)到設(shè)計(jì)最優(yōu)浸泡水深。供水口防濺罩 M可防止供水噴濺至花卉葉片，灼傷葉片；遠(yuǎn)傳水表5可實(shí)現(xiàn)灌溉用水量自動(dòng)計(jì)量。遠(yuǎn)傳液位計(jì)23、遠(yuǎn)傳pH計(jì)15和遠(yuǎn)傳EC計(jì)16可通過(guò)智能控制器19實(shí)現(xiàn)供水時(shí)間的自動(dòng)控制。 排水管道13和排水口沈可實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液全部收集回用；無(wú)紡布過(guò)濾網(wǎng)25可實(shí)現(xiàn)灌溉尾水雜質(zhì)初級(jí)過(guò)濾，確保尾水回用水質(zhì)。逆止閥10防止灌溉用水逆向流動(dòng)，保護(hù)灌溉供水加壓設(shè)備。接清水系統(tǒng)的清水管道(圖上未示出)上設(shè)置有清水管道電磁閥，與所述智能控制器 19連接，可根據(jù)遠(yuǎn)傳pH計(jì)15和遠(yuǎn)傳EC計(jì)16測(cè)得的營(yíng)養(yǎng)液情況，自動(dòng)控制向營(yíng)養(yǎng)液罐1內(nèi)供水，確保栽培基質(zhì)的理化環(huán)境始終保持在最適宜水平。在智能控制器19自動(dòng)測(cè)控下，經(jīng)所述紫外線(xiàn)消毒設(shè)備14處理后的灌溉用水，由變頻器控制的水泵2增壓，經(jīng)供水管道4上的供水過(guò)濾器8過(guò)濾后，進(jìn)入輸水主干管網(wǎng)系統(tǒng)。 各苗床輸水支管與主干管采用三通并聯(lián)方式連接，灌溉水經(jīng)輸水支管進(jìn)入苗床，通過(guò)配備供水口防濺裝置的供水口 21供入苗床。根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)灌溉系統(tǒng)，選擇適宜長(zhǎng)度苗床， 為方便操作，苗床寬度一般為1.0 1.5m，沿苗床寬度方向均勻布置供(排)水孔兩排，供水口與排水口沿苗床長(zhǎng)邊方向成排交替排列，眾多供水口將苗床劃分成若干供水單元。灌溉水進(jìn)入苗床后，迅速、均勻地形成深度均一水面，分布到苗床上，將水同時(shí)浸泡全部花盆， 通過(guò)遠(yuǎn)傳液位計(jì)23控制水面深度達(dá)到花盆的最優(yōu)設(shè)計(jì)浸泡水深后，關(guān)閉進(jìn)水電磁閥7，通過(guò)栽培基質(zhì)的毛細(xì)作用吸收并保持水分。達(dá)到最優(yōu)浸泡時(shí)間后，打開(kāi)排水電磁閥11，余水通過(guò)排水口 26，經(jīng)排水口無(wú)紡布過(guò)濾網(wǎng)25過(guò)濾后，統(tǒng)一收集進(jìn)入排水管道13，由排水管道13 上的排水過(guò)濾器12過(guò)濾后流入營(yíng)養(yǎng)液罐1，經(jīng)紫外線(xiàn)消毒設(shè)備14處理后，作為下一苗床或下次灌溉用水。灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩套施肥方案，一種是將肥料融入灌溉用水后，經(jīng)灌溉系統(tǒng)直接供給苗床；另一種是通過(guò)自動(dòng)施肥設(shè)備將營(yíng)養(yǎng)液均勻加入灌溉用水中，經(jīng)灌溉系統(tǒng)直接供給苗床。各級(jí)管道節(jié)制設(shè)備均安裝電磁閥，在智能控制器19的自動(dòng)測(cè)控下，實(shí)現(xiàn)灌溉、排水、消毒和動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)控制。本發(fā)明提供的栽培床灌溉裝置與傳統(tǒng)灌溉技術(shù)相比，具有明顯優(yōu)勢(shì)，因而灌溉水利用率更高、優(yōu)質(zhì)水肥資源可實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，是環(huán)境友好型、資源節(jié)約型經(jīng)濟(jì)構(gòu)建的良好體現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置和灌溉方法，包括種植苗床、營(yíng)養(yǎng)液罐(1)、供水加壓設(shè)備、供水管道G)、施肥器(8)、排水管道(13)、紫外線(xiàn)消毒設(shè)備(14)和智能控制器(19)；其中，所述種植苗床底部鋪設(shè)HDPE防滲層(22)，在所述種植苗床內(nèi)設(shè)置遠(yuǎn)傳液位計(jì)(23)，用于測(cè)量苗床內(nèi)的浸泡液面的水位；所述紫外線(xiàn)消毒設(shè)備(14)設(shè)置在所述營(yíng)養(yǎng)液罐(1)內(nèi)，供水加壓設(shè)備由設(shè)置在所述營(yíng)養(yǎng)液罐(1)內(nèi)的水泵( 及與水泵O) 連接的變頻器組成；水泵( 通過(guò)所述供水管道(4)與設(shè)置在所述種植苗床底部的供水口 (21)連接，所述供水口設(shè)有供水口防濺罩04)；在所述供水管道(4)上自進(jìn)水一端依次設(shè)置有供水過(guò)濾器(3)、遠(yuǎn)傳水表(5)、供水電磁閥(7)、施肥器( 和逆止閥(10)；所述施肥器(8)的兩端設(shè)置有施肥電磁閥(6，9)；在所述種植苗床底部設(shè)置有排水口( )，所述排水口 06)設(shè)置有無(wú)紡布過(guò)濾網(wǎng)(25)，用于過(guò)濾灌溉尾水的雜質(zhì)；所述排水口 06)通過(guò)所述排水管道(1 與所述營(yíng)養(yǎng)液罐(1)連接，在所述排水管道(1 上設(shè)置有排水電磁閥 (11)和排水過(guò)濾器(12)；所述營(yíng)養(yǎng)液罐⑴內(nèi)設(shè)置有遠(yuǎn)傳EC計(jì)(16)和遠(yuǎn)傳pH計(jì)(15)； 所述智能控制器(19)分別與所述遠(yuǎn)傳液位計(jì)、遠(yuǎn)傳水表( 、紫外線(xiàn)消毒設(shè)備(14)、供水電磁閥(7)、施肥電磁閥(6，9)、排水電磁閥(11)、遠(yuǎn)傳EC計(jì)(16)、遠(yuǎn)傳pH計(jì)(15)和清水管道電磁閥連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置，其特征在于，所述供水口和所述排水口 06)沿種植苗床底部長(zhǎng)邊方向成排交替排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置，其特征在于， 所述供水過(guò)濾器⑶和排水過(guò)濾器(12)為120目的篩網(wǎng)式過(guò)濾器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置，其特征在于，所述供水管道(4)和排水管道(1 的材料為U-PVC管材。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置，其特征在于，所述營(yíng)養(yǎng)液罐(1)采用塑料桶或進(jìn)行防滲處理的磚石混凝土水池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用栽培基質(zhì)毛細(xì)作用的栽培床灌溉裝置，屬于水利工程領(lǐng)域。本發(fā)明的栽培床灌溉裝置，包括種植苗床、營(yíng)養(yǎng)液罐、供水加壓設(shè)備、供水管道、施肥器、排水管道、紫外線(xiàn)消毒設(shè)備和智能控制器等。經(jīng)紫外線(xiàn)消毒設(shè)備處理后的灌溉用水，在智能控制器的控制下，進(jìn)入苗床。達(dá)到最優(yōu)浸泡時(shí)間后，打開(kāi)排水閥門(mén)，余水經(jīng)排水收集系統(tǒng)進(jìn)入儲(chǔ)水池，經(jīng)紫外線(xiàn)消毒設(shè)備處理合格后，作為下一苗床或下次灌溉用水。本發(fā)明克服了設(shè)施花卉傳統(tǒng)灌水技術(shù)的灌溉水利用效率低、栽培基質(zhì)內(nèi)水分分布不均勻、設(shè)施內(nèi)相對(duì)濕度不易控制、花朵及葉片容易噴濺營(yíng)養(yǎng)液造成灼傷影響經(jīng)濟(jì)效益、人工管理維護(hù)成本高等問(wèn)題。
文檔編號(hào)A01G25/16GK102499023SQ20111030135
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者劉洪祿, 吳文勇, 張先權(quán), 楊勝利, 田金霞, 馬福生 申請(qǐng)人:北京市水利科學(xué)研究所