一种无土种植用水肥一体化设备及其控制系统的制作方法

1.本发明涉及无土种植领域，更具体地说，涉及一种无土种植用水肥一体化设备及其控制系统。


背景技术：

2.无土种植是指以水、草炭或森林腐叶土、蛭石等介质作植株根系的基质固定植株，植物根系能直接接触营养液的栽培方法。无土种植中营养液成分易于控制，且可随时调节。在光照、温度适宜而没有土壤的地方，如沙漠、海滩、荒岛，只要有一定量的淡水供应，便可进行。无土种植根据栽培介质的不同分为水培、雾(气)培和基质栽培。水培是指植物根系直接与营养液接触，不用基质的栽培方法。无土种植大多采用水肥一体化技术为植物提供营养液。
3.水肥一体化技术，指灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌，均匀、定时、定量浸润作物根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量；同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况，作物不同生长期需水，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。
4.现有的无土栽培使用水肥一体化技术向栽培槽内输送营养液，在输送新的营养液进入栽培槽时，新的营养液不能够有效与原液体混合，易使位于同一栽培槽内的植物生长不均，降低无土种植的产量。


技术实现要素：

5.1.要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种无土种植用水肥一体化设备及其控制系统，可以通过加氧组件和混合组件相配合，使加氧组件向混合组件内通气时，实现转块在栽培箱内转动，在设备组向栽培箱内通入营养液时，能够有效对栽培箱内的营养液进行混合，有效保证植株块生长的均匀性，提高无土种植的产量。
7.2.技术方案
8.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
9.一种无土种植用水肥一体化设备，包括设备组，所述设备组左侧设有种植架，所述种植架上固定安装有多个栽培箱，所述栽培箱上端种植有多个植株块，所述设备组包括有营养液存储箱，所述营养液存储箱输入端连接有营养液过滤箱，所述营养液存储箱输出端连接有营养液混合箱，所述营养液过滤箱输入端连接有营养液回收组件，所述营养液混合箱输出端连接有营养液通入组件，所述设备组还包括有鼓风机组，所述鼓风机组输出端连接有加氧组件，所述栽培箱下内壁设有与加氧组件相匹配的混合组件；
10.所述混合组件包括有连管，所述栽培箱下内壁固定连接有连管，所述连管上端转动连接有转块，所述转块外端固定连接有多个呈圆周分布的翅叶，所述转块内开设有空腔，所述转块外端固定连接有多个出气嘴，且出气嘴与空腔相接通。通过加氧组件和混合组件相配合，使加氧组件向混合组件内通气时，实现转块在栽培箱内转动，在设备组向栽培箱内通入营养液时，能够有效对栽培箱内的营养液进行混合，有效保证植株块生长的均匀性，提高无土种植的产量。
11.进一步的，所述出气嘴和翅叶间隔设置，所述出气嘴内安装有单向阀，所述出气嘴输出端与翅叶相匹配。出气嘴内安装有单向阀，有效避免在出气嘴不工作时，栽培箱内的营养液不会进入空腔内，有效提高加氧组件的使用寿命。
12.进一步的，所述加氧组件包括有通气管，所述连管下端贯穿栽培箱，所述连管下端固定连接有与其相连通的通气管，所述通气管上端延伸至转块内，并与空腔接通，所述通气管下端固定连接有与其相连通的分气管，所述分气管输入端与鼓风机组输出端相接通。加氧组件向混合组件内通入带有压力的空气，通过出气嘴吹动翅叶，使其不断在栽培箱内转动，对营养液进行混合，并且有效增加栽培箱内的含氧量，有效辅助植株块根系的生长，有效避免植株块根系的腐烂，提高植株块的产量。
13.进一步的，所述营养液通入组件包括有通入支管，所述栽培箱右端固定连接有与其相连通的通入支管，所述通入支管右端固定连接有与其相连通的通入管，所述通入管输入端与营养液混合箱输出端连接。营养液通入组件向栽培箱内通入新的营养液，有效为植株块的生长提供合适的环境，有效实现无土栽培。
14.进一步的，所述设备组下端面至设备组中心线的高度尺寸为h1，所述设备组下端面至通入支管中心线的高度尺寸为l1，所述l1与h1的比值为不大于4/5。通入支管将营养液从栽培箱的下端通入，有效配合混合组件使用，并且对栽培箱内的原营养液进行更换，提高更换效率，并且有效避免通入的营养液直接与植株块的根系接触，对植株块的根系造成损伤。
15.进一步的，所述营养液回收组件包括有回收支管，所述栽培箱左端固定连接有与其相连通的回收支管，所述回收支管左端固定连接有与其相连通的回收管，所述回收管输出端与营养液过滤箱输入端连接。营养液回收组件将栽培箱内的营养液进行回收，并通过营养液过滤箱对其进行处理，进行循环使用，有效节省现有资源，在保证植株块的正常生长的前提下，合理利用废弃资源，保护现有环境，提高无土种植的环保性。
16.进一步的，所述设备组上端面至设备组中心线的高度为h2，所述设备组上端面至回收支管中心线的高度为l2，所述l2与h2的比值为不大于4/5。回收支管将栽培箱内的营养液从上端抽出，有效对营养液进行更换，并且使植株块能够有效适用新加入的营养液。
17.另外，本发明还公开了一种无土种植用水肥一体化设备的控制系统，包括与设备组配合使用的控制系统，所述控制系统包括有控制器，所述控制器通过导线分别电性连接有营养液控制单元、加氧控制单元、继电器控制单元和植物生长监测单元，所述营养液控制单元与加氧控制单元配合使用，所述继电器控制单元与营养液控制单元配合使用，所述营养液控制单元包括有营养液存储单元、营养液混合单元和营养液过滤单元。通过在设备组上设置控制系统，有效提高无土种植水肥一体化的自动化程度，并且通过植物生长监测单元，实现无土种植水肥一体化的自动化能够有效根据植株块的生长状况合理添加营养液，
实现对植株块的自动养殖，减少人工参与，降低劳动强度。
18.进一步的，所述营养液存储单元与营养液存储箱配合使用，所述营养液混合单元与营养液混合箱配合使用，所述营养液过滤单元与营养液过滤箱配合使用，所述加氧控制单元与鼓风机组配合使用。控制系统有效与设备组配合实现，使控制系统通过设备组对无土种植实现水肥一体化种植，有效提高无土种植的自动化程度。
19.进一步的，所述植物生长监测单元包括有探测头，所述设备组上内壁固定安装有多个探测头，且探测头与植株块相匹配。探测头对植株块根部的生长状况进行检测，从而判断植株块所需要的营养，通过控制系统控制营养液混合箱实现合理话配方，提高植株块的产量。
20.3.有益效果
21.相比于现有技术，本发明的优点在于：
22.(1)本方案通过加氧组件和混合组件相配合，使加氧组件向混合组件内通气时，实现转块在栽培箱内转动，在设备组向栽培箱内通入营养液时，能够有效对栽培箱内的营养液进行混合，有效保证植株块生长的均匀性，提高无土种植的产量。
23.(2)出气嘴内安装有单向阀，有效避免在出气嘴不工作时，栽培箱内的营养液不会进入空腔内，有效提高加氧组件的使用寿命。
24.(3)加氧组件向混合组件内通入带有压力的空气，通过出气嘴吹动翅叶，使其不断在栽培箱内转动，对营养液进行混合，并且有效增加栽培箱内的含氧量，有效辅助植株块根系的生长，有效避免植株块根系的腐烂，提高植株块的产量。
25.(4)营养液通入组件向栽培箱内通入新的营养液，有效为植株块的生长提供合适的环境，有效实现无土栽培。
26.(5)通入支管将营养液从栽培箱的下端通入，有效配合混合组件使用，并且对栽培箱内的原营养液进行更换，提高更换效率，并且有效避免通入的营养液直接与植株块的根系接触，对植株块的根系造成损伤。
27.(6)营养液回收组件将栽培箱内的营养液进行回收，并通过营养液过滤箱对其进行处理，进行循环使用，有效节省现有资源，在保证植株块的正常生长的前提下，合理利用废弃资源，保护现有环境，提高无土种植的环保性。
28.(7)回收支管将栽培箱内的营养液从上端抽出，有效对营养液进行更换，并且使植株块能够有效适用新加入的营养液。
29.(8)通过在设备组上设置控制系统，有效提高无土种植水肥一体化的自动化程度，并且通过植物生长监测单元，实现无土种植水肥一体化的自动化能够有效根据植株块的生长状况合理添加营养液，实现对植株块的自动养殖，减少人工参与，降低劳动强度。
30.(9)控制系统有效与设备组配合实现，使控制系统通过设备组对无土种植实现水肥一体化种植，有效提高无土种植的自动化程度。
31.(10)探测头对植株块根部的生长状况进行检测，从而判断植株块所需要的营养，通过控制系统控制营养液混合箱实现合理话配方，提高植株块的产量。
附图说明
32.图1为本发明的主视结构示意图；
33.图2为本发明的栽培箱主视剖面结构示意图；
34.图3为本发明的图1中a处结构示意图；
35.图4为本发明的图1中b处结构示意图；
36.图5为本发明的混合组件轴测结构示意图；
37.图6为本发明的混合组件主视剖面剖视结构示意图；
38.图7为本发明的混合组件俯视剖面结构示意图；
39.图8为本发明的栽培箱下端面与中心线高度结构示意图；
40.图9为本发明的栽培箱上端面与中心线高度结构示意图；
41.图10为本发明的系统结构示意图；
42.图11为本发明的系统与设备组配合结构示意图。
43.图中标号说明：
44.1设备组、101营养液混合箱、102营养液过滤箱、103营养液存储箱、104鼓风机组、2种植架、3营养液通入组件、301通入支管、302通入管、4营养液回收组件、401回收支管、402回收管、5加氧组件、501通气管、502分气管、6混合组件、601连管、602转块、603翅叶、604出气嘴、605空腔、7栽培箱、8植株块。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.实施例1：
49.请参阅图1-7，一种无土种植用水肥一体化设备及其控制系统，包括设备组1，设备组1左侧设有种植架2，种植架2上固定安装有多个栽培箱7，栽培箱7上端种植有多个植株块8，设备组1包括有营养液存储箱103，营养液存储箱103输入端连接有营养液过滤箱102，营养液存储箱103输出端连接有营养液混合箱101，营养液过滤箱102输入端连接有营养液回收组件4，营养液混合箱101输出端连接有营养液通入组件3，设备组1还包括有鼓风机组104，鼓风机组104输出端连接有加氧组件5，栽培箱7下内壁设有与加氧组件5相匹配的混合组件6；请参阅图2-7，混合组件6包括有连管601，栽培箱7下内壁固定连接有连管601，连管
601上端转动连接有转块602，转块602外端固定连接有多个呈圆周分布的翅叶603，转块602内开设有空腔605，转块602外端固定连接有多个出气嘴604，且出气嘴604与空腔605相接通。通过加氧组件5和混合组件6相配合，使加氧组件5向混合组件6内通气时，实现转块602在栽培箱7内转动，在设备组1向栽培箱7内通入营养液时，能够有效对栽培箱7内的营养液进行混合，有效保证植株块8生长的均匀性，提高无土种植的产量。
50.请参阅图5-7，出气嘴604和翅叶603间隔设置，出气嘴604内安装有单向阀，出气嘴604输出端与翅叶603相匹配。出气嘴604内安装有单向阀，有效避免在出气嘴604不工作时，栽培箱7内的营养液不会进入空腔605内，有效提高加氧组件5的使用寿命。
51.请参阅图2-4，加氧组件5包括有通气管501，连管601下端贯穿栽培箱7，连管601下端固定连接有与其相连通的通气管501，通气管501上端延伸至转块602内，并与空腔605接通，通气管501下端固定连接有与其相连通的分气管502，分气管502输入端与鼓风机组104输出端相接通。加氧组件5向混合组件6内通入带有压力的空气，通过出气嘴604吹动翅叶603，使其不断在栽培箱7内转动，对营养液进行混合，并且有效增加栽培箱7内的含氧量，有效辅助植株块8根系的生长，有效避免植株块8根系的腐烂，提高植株块8的产量。
52.请参阅图2和图4，营养液通入组件3包括有通入支管301，栽培箱7右端固定连接有与其相连通的通入支管301，通入支管301右端固定连接有与其相连通的通入管302，通入管302输入端与营养液混合箱101输出端连接。营养液通入组件3向栽培箱7内通入新的营养液，有效为植株块8的生长提供合适的环境，有效实现无土栽培。
53.请参阅图2和图3，营养液回收组件4包括有回收支管401，栽培箱7左端固定连接有与其相连通的回收支管401，回收支管401左端固定连接有与其相连通的回收管402，回收管402输出端与营养液过滤箱102输入端连接。营养液回收组件4将栽培箱7内的营养液进行回收，并通过营养液过滤箱102对其进行处理，进行循环使用，有效节省现有资源，在保证植株块8的正常生长的前提下，合理利用废弃资源，保护现有环境，提高无土种植的环保性。
54.请参阅图1-7，使用方法：在向栽培箱7内加入营养液时：营养液存储箱103将各种营养液按照比例通入营养液混合箱101内，营养液混合箱101将混合后的营养液通过通入管302和通入支管301通入栽培箱7内，并且在将营养液通入栽培箱7内的同时，鼓风机组104工作，通过分气管502和通气管501向混合组件6内通入带有压力的气体，使出气嘴604吹动翅叶603，翅叶603在栽培箱7内转动，混合营养液；
55.在对栽培箱7内的营养液进行更换时：通过营养液通入组件3向栽培箱7内通入营养液，回收支管401和回收管402将栽培箱7内的营养液抽离，并通入营养液过滤箱102内进行过滤处理，经过处理后的营养液通入营养液存储箱103内，进行循环使用；
56.在栽培箱7内含氧量较低时，启动鼓风机组104，通过分气管502和通气管501向混合组件6内通入空气，空气进入空腔605内，并通过出气嘴604进入栽培箱7内，有效增加栽培箱7内营养液的含氧量，促进植株块8生长。
57.实施例2：
58.请参阅图1-8，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例2与实施例1的不同之处在于：请参阅图8，设备组1下端面至设备组1中心线的高度尺寸为h1，设备组1下端面至通入支管301中心线的高度尺寸为l1，l1与h1的比值为不大于4/5。通入支管301将营养液从栽培箱7的下
端通入，有效配合混合组件6使用，并且对栽培箱7内的原营养液进行更换，提高更换效率，并且有效避免通入的营养液直接与植株块8的根系接触，对植株块8的根系造成损伤。
59.实施例3：
60.请参阅图1-7和图9，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例3与实施例1的不同之处在于：请参阅图9，设备组1上端面至设备组1中心线的高度为h2，设备组1上端面至回收支管401中心线的高度为l2，l2与h2的比值为不大于4/5。回收支管401将栽培箱7内的营养液从上端抽出，有效对营养液进行更换，并且使植株块8能够有效适用新加入的营养液。
61.实施例4：
62.请参阅图1-11，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例4与实施例1的不同之处在于：请参阅图10和图11，本发明还公开了一种无土种植用水肥一体化设备的控制系统，包括与设备组1配合使用的控制系统，控制系统包括有控制器，控制器采用西门子皮牌的pcl控制器，控制器通过导线分别电性连接有营养液控制单元、加氧控制单元、继电器控制单元和植物生长监测单元，继电器控制单元采用型号为hhs6d/m的时间继电器，营养液控制单元与加氧控制单元配合使用，继电器控制单元与营养液控制单元配合使用，营养液控制单元包括有营养液存储单元、营养液混合单元和营养液过滤单元。通过在设备组1上设置控制系统，有效提高无土种植水肥一体化的自动化程度，并且通过植物生长监测单元，实现无土种植水肥一体化的自动化能够有效根据植株块8的生长状况合理添加营养液，实现对植株块8的自动养殖，减少人工参与，降低劳动强度。
63.请参阅图10，营养液存储单元与营养液存储箱103配合使用，营养液混合单元与营养液混合箱101配合使用，营养液过滤单元与营养液过滤箱102配合使用，加氧控制单元与鼓风机组104配合使用。控制系统有效与设备组1配合实现，使控制系统通过设备组1对无土种植实现水肥一体化种植，有效提高无土种植的自动化程度。
64.请参阅图10，植物生长监测单元包括有探测头，探测头为现有技术，本说明书中不做赘述，设备组1上内壁固定安装有多个探测头，且探测头与植株块8相匹配。探测头对植株块8根部的生长状况进行检测，从而判断植株块8所需要的营养，通过控制系统控制营养液混合箱101实现合理话配方，提高植株块8的产量。
65.请参阅图1-11，使用方法：植物生长监测单元通过探测头对植株块8的根系进行观察，将获取的信息反馈至控制器，控制器对信息进行判断；当判断出植株块8缺少营养时，通过营养液存储单元对营养液存储箱103进行控制，使营养液存储箱103将相对应的营养液按照比例输送至营养液混合箱101内，营养液混合单元对营养液过滤箱102就行控制将营养液进行混合，混合完成后，通过营养液通入组件3通入栽培箱7内，并且同时通过加氧控制单元对鼓风机组104进行控制，使加氧组件5向混合组件6内通入加压后的气体，使翅叶603转动，混合营养液；当判断出植株块8缺少氧气时，通过加氧控制单元对鼓风机组104进行控制，使加氧组件5向混合组件6内通入加压后的气体，通过混合组件6向栽培箱7内通入大量的气体，增加栽培箱7内营养液的含氧量；
66.通过继电器控制单元对控制器进行设定，使控制器控制营养液控制单元定时对栽培箱7内的营养液进行更换，可在植株块8的不同生长使其设定不同的更换时间，时间到时，
控制器通过营养液存储单元对营养液存储箱103进行控制，使营养液存储箱103将相对应的营养液按照比例输送至营养液混合箱101内，营养液混合单元对营养液过滤箱102就行控制将营养液进行混合，混合完成后，通过营养液通入组件3通入栽培箱7内，并通过营养液过滤单元对营养液过滤箱102进行控制，使营养液存储箱103通过营养液回收组件4将栽培箱7内的营养液抽离，实现对栽培箱7内的营养液进行更换。
67.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。