CN103621393A

CN103621393A - 一种从根系内部向外部精准喷雾的超声雾化栽培器

Info

Publication number: CN103621393A
Application number: CN201310610124.7A
Authority: CN
Inventors: 高建民; 滕悦
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: CN103621393B

Abstract

本发明提供了一种从根系内部向外部精准喷雾的超声雾化栽培器，包括水箱、雾化室、压电振子、出雾管道、轴流式风扇，其特征在于，所述水箱与雾化室由进水管道相连通，轴流式风扇设置在雾化室的侧壁上，所述压电振子设置在雾化室内、与直流电源电联接，所述雾化室与出雾管道相通，所述出雾管道包括连通的第一出雾管道、第二出雾管道，所述第一出雾管道与雾化室相连，第一出雾管道穿过定植孔侧壁、与定植孔侧壁密封连接，所述第二出雾管道一端开口、其开口端延伸至植物根系内，所述第二出雾管道上设有多个分支出雾管道，在分支出雾管道上开有出雾孔。本发明克服了植物根系内干外湿的缺陷，使物根系雾滴分布均匀，提高了雾培效果。

Description

一种从根系内部向外部精准喷雾的超声雾化栽培器

技术领域

本发明涉及一种超声雾化栽培器，尤其是一种从根系内部向外部精准喷雾的超声雾化栽培器。

背景技术

超声雾化器结构简单，雾滴分布均匀，并且可以实现对营养液的超声灭菌作用，在雾化栽培领域极具应用前景。

雾培作物的根系异常发达，现有的雾化栽培***都是在根系外部喷雾，公告号为CN101167438B的发明专利提供了一种“低频超声雾化栽培器”。雾滴很难到达根系芯部，雾滴在根系内部分布极不均匀，从而导致雾培时根系存在“外湿内干”的现象，即根系外部区域充满了雾滴，而芯部却没有雾滴到达，极大地影响了雾培效果，甚至导致雾培的失败。另一方面，雾化栽培中的现有的超声喷雾器还存在水肥利用效率低、高耗能以及通过空化作用破坏营养液化学结构等缺点。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种从根系内部向外部精准喷雾的超声雾化栽培器。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种从根系内部向外部精准喷雾的超声雾化栽培器，包括水箱、雾化室、压电振子、出雾管道、轴流式风扇，其特征在于，所述水箱与雾化室由进水管道相连通，轴流式风扇设置在雾化室的侧壁上、并与雾化室相通，所述压电振子设置在雾化室内、并与电源电联接，所述雾化室与出雾管道相连通，所述出雾管道包括相垂直的第一出雾管道、第二出雾管道，所述第一出雾管道的一端与雾化室相连，第一出雾管道穿过定植孔侧壁、并与定植孔侧壁密封连接，所述第一出雾管道的另一端与第二出雾管道连通，所述第二出雾管道一端开口，所述第二出雾管道的开口端延伸至植物根系内部，所述第二出雾管道上设有多个与第二出雾管道相通的分支出雾管道，在分支出雾管道上开有出雾孔。

优选地，所述压电振子包括金属端帽和压电陶瓷片，所述金属端帽的一面具有圆形凸起，所述压电陶瓷片具有圆孔、位于金属端帽具有凸起的一侧，所述凸起延伸至圆孔中，压电振子的电源电压的频率为100-300kHz。

优选地，所述多个分支出雾管道围绕第二出雾管道周向、轴向均匀分布。

优选地，所述第一出雾管道的另一端延伸至第二出雾管道中、并设有平行于第二出雾管道的出雾孔，所述出雾孔与第二出雾管道连通、并朝向植物的根部。

优选地，所述第一出雾管道的外径10mm，所述第一出雾管道与第二出雾管道相连的一端为锥形，所述第一出雾管道锥形部分的顶部的尺寸小于第二出雾管道的外径。

优选地，所述第二出雾管道的上端由连接装置固定在定植孔上。

优选地，所述的水箱为T形，下部为圆柱形腔体，进水管道安装在圆柱形腔体上。

优选地，所述进水管道两端设置有海绵，压电振子与海绵接触。

优选地，所述雾化室为由上壁和下壁围成的长方体腔体，上壁和下壁通过螺栓、螺母、弹簧垫片连接，上壁、下壁内侧均设有向腔体延伸的圆柱形卡槽，在两个圆柱形卡槽内分别安装第一支座、第二支座，第一支座、第二支座靠近雾化室中心的一侧分别固定第三支座、第四支座，所述压电振子的两侧分别固定在第三支座和第四支座上。

优选地，所述第一出雾管道与定植孔侧壁、第一出雾管道的连接处均通过金属胶固定密封。

本发明所述从根系内部向外部精准喷雾的超声雾化栽培器，所述第二出雾管道的开口端延伸至植物根系内部，所述第二出雾管道上设有与多个第二出雾管道相通的分支出雾管道，在分支出雾管道上开有出雾孔；所述多个分支出雾管道围绕第二出雾管道周向、轴向均匀分布，喷雾从植物根系内部向外扩散，便于雾滴扩散到根系内部，克服了现有雾化栽培器中存在的植物根系内干外湿的缺陷，使根系内部营养成分供应充足，提高了雾培效果。

另外，所述压电振子采用径向振动的压电陶瓷片，取代原始的轴向振动的压电陶瓷片，增大了雾化量，简化了压电振子的结构、减小了尺寸，容易安装。驱动电压低和工作效率高，驱动电压5-12V，此外，电路基本不发热、雾滴尺寸可以根据作物实时生长需求智能调节以及安全性可靠性高等特点。

本发明与同类雾化器相比，具有以下的优点：

1、所述雾化器正常工作时，能够保证单株植物根系内部雾滴分布均匀，避免了雾化栽培中营养雾滴在根系内部的“外湿内干”现象，使植物根系充分吸收营养，能够最大限度地节水节肥。

2、所述压电振子，驱动电压低，工作效率高，增大了雾化量，雾滴范围增大，更具开发性与实用性。

3、本发明设计简单，能降低成本，实现了对植物所需要营养雾滴量比较精确地调控，便于实验研究。

附图说明

图1 是本发明所述从根系内部向外部精准喷雾的超声雾化栽培器剖面图。

图2是图1的A-A剖面图。

图3是所述第二出雾管道B-B剖面图。

图中：

1-水箱，2-海绵，3-圆柱形腔体，4-进水管道，5-金属端帽，6-卡槽，7-第一支座，8-压电陶瓷片，9-轴流式风扇，10-法兰盘，11-第一出雾管道，12-定植孔，13-植物，14-第二出雾管道，15-第二支座，16-第四支座，17-线路通道，18-第三支座。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

图1为本发明所述从根系内部向外部精准喷雾的超声雾化栽培器一种实施例的剖面图。本发明所述的从根系内部向外部精准喷雾的超声雾化栽培器，包括水箱1、雾化室、压电振子、出雾管道、轴流式风扇9。所述水箱1固定在支撑支座上，所述水箱1与雾化室由进水管道4相连通。水箱1的出水端上设有卡槽6用于连接进水管道4，进水管道4与水箱1、雾化室之间用金属胶密封。

所述水箱1为T形，下部为圆柱形腔体3，以支撑水箱1；具体的，水箱1的出水端设在圆柱形腔体3上，进水管道4安装在圆柱形腔体3上。轴流式风扇9通过六角螺母、位于雾化室内壁上的法兰盘10固定在雾化室的侧壁上、并与雾化室相通。

所述压电振子包括金属端帽5和压电陶瓷片8，所述金属端帽5的一面具有圆形凸起，所述压电陶瓷片8具有圆孔、位于金属端帽5具有凸起的一侧，所述凸起延伸至圆孔中，金属端帽5和压电陶瓷片8连接电源。联接压电振子与电源的导线从线路通道17穿过。所述电源电压的频率为100-300kHz，较佳地为107kHz，使压电陶瓷片8径向振动，带动金属端帽5轴向振动，产生雾滴。所述进水管道4两端设置有海绵2，压电振子的金属端帽5与海绵2接触，用以储存一定量的水，并且能够避免水流的冲击力对压电振子造成的破坏。工作时，海绵2与压电振子之间形成一层薄薄的水膜，雾化器通电后，压电陶瓷片8径向振动，带动金属端帽5的纵向振动，振动导致进水管道4中的水转化为大量的雾滴。

所述雾化室为由上壁和下壁围成的长方体腔体，上壁和下壁通过螺栓、螺母、弹簧垫片连接。上壁、下壁内侧均设有向腔体延伸的圆柱形卡槽6，在两个圆柱形卡槽6内分别安装第一支座7、第二支座15，第一支座7、第二支座15靠近雾化室中心的一侧分别固定第三支座18、第四支座16，所述压电振子的两侧分别固定在第三支座18和第四支座16上，所述压电振子与第三支座18、第四支座16通过螺纹连接。

所述雾化室与出雾管道相连通，所述出雾管道包括相垂直的第一出雾管道11、第二出雾管道14。所述第一出雾管道11的一端与雾化室相连，第一出雾管道11穿过定植孔12侧壁、并与定植孔12侧壁密封连接，所述第一出雾管道11的另一端与第二出雾管道14连通。所述第一出雾管道11与定植孔12侧壁、第一出雾管道11的连接处均通过金属胶固定密封。所述第二出雾管道14一端开口，所述第二出雾管道14的开口端延伸至植物13根系内部，保证水雾只向栽培器内部流通。所述第二出雾管道14上设有与多个第二出雾管道14相通的分支出雾管道，在分支出雾管道上开有出雾孔。较佳地，所述多个分支出雾管道围绕第二出雾管道14周向、轴向均匀分布。

具体地，本实施例中，所述第一出雾管道11的外径10mm，所述第一出雾管道11与第二出雾管道14相连的一端为锥形，所述第一出雾管道11锥形部分的顶部的尺寸小于第二出雾管道14的外径。所述第一出雾管道11延伸至第二出雾管道14中、并设有平行于第二出雾管道14的出雾孔，所述出雾孔与第二出雾管道14连通、并朝向植物13的根部。为了稳固第二出雾管道14，将所述第二出雾管道14的上端通过连接装置固定在定植孔12上，所述连接装置可以为将植物13固定在定植孔12中的任何物质，例如泡沫板。

工作过程是：水箱1中的水流入进水管道4，由于进水管道4两端口包裹一层海绵2，用以储存水分，并且避免水流冲击力对压电振子的破坏，海绵2与压电振子之间形成一层薄薄的水膜，雾化器通电后，压电陶瓷片8径向振动，带动金属端帽5纵向振动，振动导致进水管道4中的水转化为雾滴，在轴流式风扇9的作用下，使雾化室内的雾滴随气流通过第一出雾管道11扩散到第二出雾管道14中，通过分支出雾管道释放到根系内部，从而满足植物13生长所需的营养成分。

较佳地，压电振子固定在第三支座18和第四支座16上时，压电振子与第三支座18、第四支座16之间留有间隙，使压电振子在工作时，有足够的轴向振动的空间，能够正常工作；在压电振子两端分别粘有海绵2，以减小压电振子工作时产生的噪音。

本所述实施例为本发明的优选的实施方式，但发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种从根系内部向外部精准喷雾的超声雾化栽培器，包括水箱（1）、雾化室、压电振子、出雾管道、轴流式风扇（9），其特征在于，所述水箱（1）与雾化室由进水管道（4）相连通，轴流式风扇（9）设置在雾化室的侧壁上、并与雾化室相通，所述压电振子设置在雾化室内、并与电源电联接，所述雾化室与出雾管道相连通，所述出雾管道包括相垂直的第一出雾管道（11）、第二出雾管道（14），所述第一出雾管道（11）的一端与雾化室相连，第一出雾管道（11）穿过定植孔（12）侧壁、并与定植孔（12）侧壁密封连接，所述第一出雾管道（11）的另一端与第二出雾管道（14）连通，所述第二出雾管道（14）一端开口，所述第二出雾管道（14）的开口端延伸至植物（13）根系内部，所述第二出雾管道（14）上设有多个与第二出雾管道（14）相通的分支出雾管道，在分支出雾管道上开有出雾孔。

2.根据权利要求1所述的超声雾化栽培器，其特征在于，所述压电振子包括金属端帽（5）和压电陶瓷片（8），所述金属端帽（5）的一面具有圆形凸起，所述压电陶瓷片（8）具有圆孔、位于金属端帽（5）具有凸起的一侧，所述凸起延伸至圆孔中，所述压电振子的电源电压的频率为100-300kHz。

3.根据权利要求1或2所述的超声雾化栽培器，其特征在于，所述多个分支出雾管道围绕第二出雾管道（14）周向、轴向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的超声雾化栽培器，其特征在于，所述第一出雾管道（11）的另一端延伸至第二出雾管道（14）中、并设有平行于第二出雾管道（14）的出雾孔，所述出雾孔与第二出雾管道（14）连通、并朝向植物（13）的根部。

5.根据权利要求4所述的超声雾化栽培器，其特征在于，所述第一出雾管道（11）的外径10mm，所述第一出雾管道（11）与第二出雾管道（14）相连的一端为锥形，所述第一出雾管道（11）锥形部分的顶部的尺寸小于第二出雾管道（14）的外径。

6.根据权利要求1所述的超声雾化栽培器，其特征在于，所述第二出雾管道（14）的上端由连接装置固定在定植孔（12）上。

7.根据权利要求1所述的超声雾化栽培器，其特征在于，所述的水箱（1）为T形，下部为圆柱形腔体（3），进水管道（4）安装在圆柱形腔体（3）上。

8.根据权利要求1所述的超声雾化栽培器，其特征在于，所述进水管道（4）两端设置有海绵（2），压电振子与海绵（2）接触。

9.根据权利要求1所述的超声雾化栽培器，其特征在于，所述雾化室为由上壁和下壁围成的长方体腔体，上壁和下壁通过螺栓、螺母、弹簧垫片连接，上壁、下壁内侧均设有向腔体延伸的圆柱形卡槽，在两个圆柱形卡槽内分别安装第一支座（7）、第二支座（15），第一支座（7）、第二支座（15）靠近雾化室中心的一侧分别固定第三支座（18）、第四支座（16），所述压电振子的两侧分别固定在第三支座（18）和第四支座（16）上。

10.根据权利要求1所述的超声雾化栽培器，其特征在于，所述第一出雾管道（11）与定植孔（12）侧壁、第一出雾管道（11）的连接处均通过金属胶固定密封。