用于植物苗床的水位調(diào)節(jié)裝置及其水位調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及植物工廠化育苗中的灌溉裝置領(lǐng)域，具體涉及一用于植物苗床的水位調(diào)節(jié)裝置及其水位調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]潮汐式灌溉(歐美稱“ebb and flood”或“ebb and flow”)目前普遍應(yīng)用于植物工廠化育苗過程中，是基于潮水漲落原理設(shè)計(jì)的一種高效節(jié)水灌溉方式。該方式將灌溉水或營(yíng)養(yǎng)液注入育苗床面，水分通過穴盤底部的透水孔自下而上的被基質(zhì)自然吸入。此法杜絕了沖淋式的灌溉導(dǎo)致的葉面潮濕發(fā)病，又可有效防止肥水流失，適用于各類盆器及穴盤栽培植物的種植管理。目前植物育苗床的潮汐式灌溉的結(jié)構(gòu)主要由管道、進(jìn)水口、排水口、電磁閥與電水栗組成，其中電磁閥按需求控制進(jìn)水口與排水口的開閉，電水栗用于將灌溉水或營(yíng)養(yǎng)液通過管道注入苗床，整套設(shè)備所用電器元件較多，成本高，壽命短，故障率高，業(yè)內(nèi)一只致力于研究對(duì)此的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，可靠耐用，故障率低的用于植物苗床的水位調(diào)節(jié)裝置及其水位調(diào)節(jié)方法。
[0004]本發(fā)明提供的調(diào)節(jié)方法是通過自鎖式絞盤調(diào)節(jié)內(nèi)桶浸入外桶內(nèi)的深淺來控制育苗床的注水、排水、水位高低與停留時(shí)間，從而形成潮汐式灌溉。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]第一方面，本發(fā)明提供一種用于植物苗床的水位調(diào)節(jié)裝置，其包括:外桶、內(nèi)桶、鋼索和自鎖式絞盤，所述內(nèi)桶通過兩個(gè)定滑輪可升降地吊設(shè)于外桶的正上方，在內(nèi)桶進(jìn)入外桶之后，內(nèi)桶與外桶呈間隙配合，所述鋼索的一端固定在內(nèi)桶的頂部，鋼索的另一端穿過兩個(gè)所述的定滑輪后，與自鎖式絞盤固定連接。所述自鎖式絞盤在順時(shí)針及逆時(shí)針的搖動(dòng)過程中可將絞盤鎖止于任何位置。
[0007]作為優(yōu)選方案，所述外桶的底部設(shè)有排污閥，所述排污閥安裝于外桶底部的圓錐體結(jié)構(gòu)尖端，通過手動(dòng)開啟，可排出外桶底部的各種沉淀物。外桶的上部設(shè)有進(jìn)液口，灌溉用水或營(yíng)養(yǎng)液通過此進(jìn)液口加入外桶內(nèi)。外桶的側(cè)下部設(shè)有外桶進(jìn)出水口，通過管道與外部植物育苗床的進(jìn)出水口連。
[0008]作為優(yōu)選方案，所述鋼索上靠近自鎖式絞盤的一端設(shè)有配重塊，所述配重的重量可根據(jù)搖動(dòng)自鎖式絞盤時(shí)的難易程度適當(dāng)增加，但必須保證內(nèi)桶能夠沉至外桶底部。
[0009]作為優(yōu)選方案，所述外桶的底部外側(cè)還設(shè)有外桶支架。
[0010]第二方面，本發(fā)明還提供了一種基于前述的水位調(diào)節(jié)裝置水位調(diào)節(jié)方法，其包括如下步驟:
[0011 ] 在植物苗床上開設(shè)一個(gè)苗床進(jìn)出水口，將外桶進(jìn)出水口與所述苗床進(jìn)出水口用管道相連通，同時(shí)在外桶內(nèi)裝入清水或營(yíng)養(yǎng)液、在內(nèi)桶內(nèi)裝入清水或配重物；
[0012]通過自鎖式絞盤的調(diào)節(jié)將內(nèi)桶降至外桶內(nèi)，利用內(nèi)桶的重量將外桶內(nèi)清水的水位提高，使部分清水通過管道流入植物苗床內(nèi)，利用連通器的原理將植物苗床內(nèi)的灌溉水位調(diào)整至與外桶內(nèi)的水位相平齊。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述內(nèi)桶進(jìn)入外桶內(nèi)的最大深度與外桶的深度相同。
[0014]作為優(yōu)選方案，所述管道與水平面呈30°角。
[0015]作為優(yōu)選方案，所述苗床底部設(shè)有濕度傳感器，所述濕度傳感器連有若干探頭，若干所述探頭穿入苗床的土壤中，并在苗床中均勻分布。
[0016]作為優(yōu)選方案，還包括移動(dòng)接收終端，所述移動(dòng)接收終端內(nèi)置可將濕度傳感器發(fā)出的濕度信號(hào)運(yùn)算為加水量的軟件，所述濕度傳感器內(nèi)置有無線信號(hào)傳輸裝置。
[0017]加水量與苗床內(nèi)水位上升高度的關(guān)系式為:
[0018]h2 = SlXhl + S2;
[0019]S1、內(nèi)桶底面積；hl、內(nèi)桶在外桶液體內(nèi)下降的高度；S2、所建設(shè)的苗床平面面積；h2、苗床內(nèi)水位上升的高度。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0021]在外桶上將一個(gè)進(jìn)水口、一個(gè)出水口的設(shè)計(jì)整合為一個(gè)進(jìn)出水口，減少了管材用料，節(jié)約了成本；使用液位差調(diào)節(jié)的方式代替電水栗注水、電磁閥鎖排水的過程，減少了設(shè)備與能耗成本，降低了設(shè)備故障率；自鎖式絞盤一端的平衡配重設(shè)計(jì)，使操作者能夠輕松吊起沉重的內(nèi)桶，降低了工作強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0022]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0023]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明的退水狀態(tài)的使用狀態(tài)圖；
[0025]圖3為本發(fā)明的漲水狀態(tài)的使用狀態(tài)圖；
[0026]圖中:1、定滑輪；2、鋼索；3、配重塊；4、自鎖式絞盤；5、內(nèi)桶；6、外桶，7、外桶支架；8排污閥；9、外桶進(jìn)出水口 ；10、進(jìn)液口 ；11、苗床進(jìn)出水口 ；12、退水水位線；13、漲水水位線；14、苗床支架；15、苗床面。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]本發(fā)明提供的一種用于植物苗床的水位調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括內(nèi)桶5、外桶6、外桶支架7、定滑輪1、自鎖式絞盤4、鋼索2、配重塊3、外桶進(jìn)出水口 9、排污閥8和進(jìn)液口 10組成，外桶支架7固定于地面，外桶6固定于外桶支架7上，排污閥8安裝于外桶6底部的圓錐體結(jié)構(gòu)尖端，所述外桶進(jìn)出水口 9位于外桶6側(cè)下方，該外桶進(jìn)出水口 9的另一端連接苗床進(jìn)出水口 11，并與水平面呈30°角，所述自鎖式絞盤4、配重3與內(nèi)桶5通過鋼索2與兩個(gè)定滑輪1連接，所述配重塊3的重量可根據(jù)搖動(dòng)自鎖式絞盤4時(shí)的難易程度適當(dāng)增加，但必須保證內(nèi)桶5能夠沉至外桶6底部，所述內(nèi)桶5的外直徑小于外桶6的內(nèi)直徑，高度要高于外桶6的高度，內(nèi)桶5懸掛于外桶6正上方，所述進(jìn)液口 10位于外桶6側(cè)上方。
[0029]使用時(shí)，如圖2?3所示，先在植物苗床安置在苗床支架14上，在植物苗床上開設(shè)一個(gè)苗床進(jìn)出水口 11，將外桶進(jìn)出水口 9與所述苗床進(jìn)出水口 11用管道相連通，同時(shí)在外桶6內(nèi)通過進(jìn)液口 10裝入清水或營(yíng)養(yǎng)液、在內(nèi)桶5內(nèi)裝入清水或配重物，此時(shí)外桶內(nèi)的水或營(yíng)養(yǎng)液的水位在退水水位線12上，控制退水水位線12不高于苗床面15 ;
[0030]通過自鎖式絞盤4的調(diào)節(jié)將內(nèi)桶5降至外桶6內(nèi)，利用內(nèi)桶5的重量將外桶內(nèi)清水的水位提高，使部分清水通過管道流入植物苗床內(nèi)，利用連通器的原理將植物苗床內(nèi)的灌溉水位調(diào)整至與外桶內(nèi)的水位相平齊，此時(shí)，外桶內(nèi)的水或營(yíng)養(yǎng)液的水位在漲水水位線13上，待苗床上的植物根系環(huán)境吸飽水后，逆時(shí)針搖動(dòng)自鎖式絞盤4，內(nèi)桶5上升離開液面，整體水位下降，苗床面15上多余的水于雜質(zhì)通過管道回流至外桶6內(nèi)，苗床面15呈退水狀態(tài)，雜質(zhì)沉淀于外桶6底部，可從開啟的排污閥8處流出。
[0031]為了精確灌溉，避免過澇或過旱，在苗床底部設(shè)有濕度傳感器，所述濕度傳感器連有若干探頭，若干所述探頭穿入苗床的土壤中，并在苗床中均勻分布。
[0032]同時(shí)，再設(shè)置一個(gè)移動(dòng)接收終端，所述移動(dòng)接收終端內(nèi)置可將濕度傳感器發(fā)出的濕度信號(hào)運(yùn)算為加水量的軟件，所述濕度傳感器內(nèi)置有無線信號(hào)傳輸裝置。
[0033]加水量與苗床內(nèi)水位上升高度的關(guān)系式為:
[0034]h2 = SlXhl + S2;
[0035]S1、內(nèi)桶底面積；hl、內(nèi)桶在外桶液體內(nèi)下降的高度；S2、所建設(shè)的苗床平面面積；h2、苗床內(nèi)水位上升的高度。
[0036]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于植物苗床的水位調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括:外桶、內(nèi)桶、鋼索和自鎖式絞盤，所述內(nèi)桶通過兩個(gè)定滑輪可升降地吊設(shè)于外桶的正上方，所述鋼索的一端固定在內(nèi)桶的頂部，鋼索的另一端穿過兩個(gè)所述的定滑輪后，與自鎖式絞盤固定連接。2.如權(quán)利要求1所述的用于植物苗床的水位調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述外桶的底部設(shè)有排污閥，外桶的上部設(shè)有進(jìn)液口，外桶的側(cè)下部設(shè)有進(jìn)出水口。3.如權(quán)利要求1所述的用于植物苗床的水位調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述鋼索上靠近自鎖式絞盤的一端設(shè)有配重塊。4.如權(quán)利要求1所述的用于植物苗床的水位調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述外桶的底部外側(cè)還設(shè)有外桶支架。5.如權(quán)利要求1所述的用于植物苗床的水位調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述外通的側(cè)壁由透明材料制成，且外桶的側(cè)壁設(shè)有以升為單位的刻度。6.一種基于權(quán)利要求1所述的水位調(diào)節(jié)裝置的水位調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括如下步驟: 在植物苗床上開設(shè)一個(gè)苗床進(jìn)出水口，將外桶的進(jìn)出水口與所述苗床進(jìn)出水口用管道相連通，同時(shí)在外桶內(nèi)裝入清水或營(yíng)養(yǎng)液、在內(nèi)桶內(nèi)裝入清水或配重物； 通過自鎖式絞盤的調(diào)節(jié)將內(nèi)桶降至外桶內(nèi)，利用內(nèi)桶的重量將外桶內(nèi)清水的水位提高，使部分清水通過管道流入植物苗床內(nèi)，利用連通器的原理將植物苗床內(nèi)的灌溉水位調(diào)整至與外桶內(nèi)的水位相平齊。7.如權(quán)利要求6所述的水位調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述內(nèi)桶進(jìn)入外桶內(nèi)的最大深度與外桶的深度相同。8.如權(quán)利要求6所述的水位調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述管道與水平面呈30°角。9.如權(quán)利要求6所述的水位調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述苗床底部設(shè)有濕度傳感器，所述濕度傳感器連有若干探頭，若干所述探頭穿入苗床的土壤中，并在苗床中均勾分布。10.如權(quán)利要求9所述的水位調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括移動(dòng)接收終端，所述移動(dòng)接收終端內(nèi)置可將濕度傳感器發(fā)出的濕度信號(hào)運(yùn)算為加水量的軟件，所述濕度傳感器內(nèi)置有無線信號(hào)傳輸裝置。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于植物苗床的水位調(diào)節(jié)裝置及其水位調(diào)節(jié)方法，該裝置包括外桶、內(nèi)桶、鋼索和自鎖式絞盤，內(nèi)桶通過兩個(gè)定滑輪可升降地吊設(shè)于外桶的正上方，鋼索的一端固定在內(nèi)桶的頂部，鋼索的另一端穿過兩個(gè)定滑輪后，與自鎖式絞盤固定連接。該方法包括：在植物苗床上開設(shè)一個(gè)苗床進(jìn)出水口，將外桶進(jìn)出水口與所述苗床進(jìn)出水口用管道相連通，同時(shí)在外桶內(nèi)裝入清水或營(yíng)養(yǎng)液、在內(nèi)桶內(nèi)裝入清水或配重物；通過自鎖式絞盤的調(diào)節(jié)將內(nèi)桶降至外桶內(nèi)，利用內(nèi)桶的重量將外桶內(nèi)清水的水位提高，使部分清水通過管道流入植物苗床內(nèi)，將植物苗床內(nèi)的灌溉水位調(diào)整至與外桶內(nèi)的水位相平齊。本發(fā)明減少了設(shè)備與能耗成本，降低了設(shè)備故障率，降低了工作強(qiáng)度。
【IPC分類】A01G9/10, A01G25/16, A01G29/00
【公開號(hào)】CN105309228
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510741965
【發(fā)明人】趙穎雷, 黃丹楓
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日