CN203120624U

CN203120624U - 一种模块化植物工厂

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Publication number: CN203120624U
Application number: CN2013200434406U
Authority: CN
Inventors: 魏家威
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-25
Filing date: 2013-01-25
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2023-01-25

Abstract

本实用新型涉及一种模块化植物工厂，包括栽培箱和养液供给***，其特征在于：所述栽培箱两侧的侧板均由至少一块定植板构成，所述栽培箱内部设有与所述养液供给***连通的多个喷头，该些喷头被设置成朝向所述定植板；另外，所述植物工厂还包括设于所述栽培箱外的照射所述定植板的光源板，所述光源板和所述栽培箱之间形成有供植物生产的空间。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用模块化栽培箱，栽培箱内设置可沿导轨滑动的模块式的垂直设置的定植板，该些定植板采用可拆卸式设计，在植物定植与采收过程中均可方便的装与卸。由此便于工作人员的操作流程，可节85%的劳动力。而栽培箱设计为立体多层的矩阵式分布，可依厂房温室的。

Description

一种模块化植物工厂

技术领域

本实用新型涉及植物无土栽培技术领域，尤其涉及一种模块化植物工厂。

背景技术

植物工厂技术的发展已有多年历史，无论是国外或国内所采取的***都是以水培或改良型水培植物灯***作为植物工厂生产的体系。在上述的体系中通常包括以下几个组成：栽培苗床，用作植物水培的场所；空气循环***，为植物提供空气循环；温度调节***，控制植物生长环境的温度；湿度调节***，控制控制植物生长环境的湿度；光源***，提供植物光合作用书所需的光；CO₂供给***，提供植物生长所需的二氧化碳。采用上述各项***组成的植物工厂，在使用上有着下列的诸多缺点:

如提供厂房温室温度的供暖***太耗电能；使用水培栽培***太耗水与养液；使用的平面或多层的栽培床产能低；人工光源-植物生长灯的红蓝光波长的设计光源不够精准，影响植物工厂内操作人员的视觉。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是针对现有技术结构上的缺点，提出一种模块化植物工厂，通过

为了达到上述实用新型目的，本实用新型实施例提出的一种模块化植物工厂是通过以下技术方案实现的:

一种模块化植物工厂，包括栽培箱和养液供给***，其特征在于：所述栽培箱两侧的侧板均由至少一块定植板构成，所述栽培箱内部设有与所述养液供给***连通的多个喷头，该些喷头被设置成朝向所述定植板；另外，所述植物工厂还包括设于所述栽培箱外的照射所述定植板的光源板，所述光源板和所述栽培箱之间形成有供植物生产的空间。

所述栽培箱可滑动式设于轨道上，且所述轨道和该些定植板相互平行。

所述植物工厂还包括至少一个框架结构的培育架，所述培育架上形成有多个沿其长度方向排布的子框架，多个所述的栽培箱一一对应的设于所述子框架底部的轨道上，且所述轨道以垂直于所述培育架长度方向设置，所述光源板固定安装在所述子框架内位于所述轨道两侧的框体上。

所述植物工厂包括多个培育架，该些培育架呈矩阵式排列。

所述养液供给***至少包括通过管路依次串接连通的逆渗透***、强磁磁化器、蓄水池和营养液池，所述营养液池通过过滤器和电磁阀连接到所述喷头，所述栽培箱的回水口通过紫外线杀菌器连接到所述营养液池。

所述栽培箱内部设有与所述养液供给***连通的养液管，所述的多个喷头形成在所述养液管上，所述养液管端部的开口通过活动堵头选择性封闭；另外，所述养液供给***还包括超声波雾化器，所述超声波雾化器上设有风机，所述超声波雾化器通过雾化管道与所述养液管连通。

所述植物工厂还包括通过管路连接到所述子框架内的供气发生器和二氧化碳发生器。

所述植物工厂还包括通过管路连接到所述子框架内的供冷暖发生器、温度控制发生器和湿度控制发生器，所述子框架内设置有温度传感器和湿度传感器。

所述植物工厂还包括控制***，所述控制***连接所述温度传感器、湿度传感器、供气发生器、二氧化碳发生器、供冷暖发生器、温度控制发生器和湿度控制发生器，并通过时间继电器控制连接所述电磁阀和超声波雾化器。

所述光源板由多个红色LED光源、多个蓝色LED光源和多个绿色LED光源组合构成，所述栽培箱的侧板由多块可拆卸式设置的定植板拼接构成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用模块化栽培箱，栽培箱内设置可沿导轨滑动的模块式的垂直设置的定植板，该些定植板采用可拆卸式设计，在植物定植与采收过程中均可方便的装与卸。由此便于工作人员的操作流程，可节85%的劳动力。而栽培箱设计为立体多层的矩阵式分布，可依厂房温室的。

除此之外，通过逆渗透纯水机及强磁磁化器，将城市用水过滤为纯净水并将纯净水转化为磁化水，而养液配方与磁化水调制后的植物营养液由自吸加强泵的泵送下经由供液管将养液供应栽培箱内植物生长。通过LED植物生长灯作为人工光源，通过温度控制器；湿度控制器控制栽培箱内的温湿度。通过供气发生器、二氧化碳发生器控制栽培箱内的气体成分。而上述的各功能***都由控制***智能程控。LED植物生长灯不但能提高光能的利用，在光源的供应上能节省80%的电力；在控温***上能节省50%的电力；在自吸加强泵与电磁阀，时间继电器的雾根操作上，能节省70%营养液及水的消耗上，在降低劳动力上及产能的增加上都能有惊人的效果。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本实用新型上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为本实用新型的控制室示意图；

图2为本实用新型的一个子框架的结构示意图；

图3为本实用新型光源板结构示意图；

图4为本实用新型的栽培箱结构示意图；

图5为本实用新型的植物工厂整体结构示意图；

图6为本实用新型的培育架部分的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-6所示，标号分别表示：

城市水源A、蓄水池B、营养液池C1、营养液池C2、管道D1、管道D2、管道D3、回流管D4、供气管D10、供二氧化碳管D10-1、供暖管D11、温度传感器D11-1、温度管线D12、湿度传感器D12-1、湿度管线D13、光源管线D14、、供液管D；

逆渗透***10、强磁磁化器20、过滤器30、过滤器31、自吸加强泵40、自吸加强泵41、电磁阀50、电磁阀51、时间继电器60、时间继电器61、时间继电器62、时间继电器63、栽培箱70、喷头71、轨道72、定植板73、定植孔74、活动堵头75、光源发生器80、光源板81、红色LED光源82、蓝色LED光源83、绿色LED光源84、二氧化碳发生器90、供气发生器901、供冷暖发生器91、温度控制发生器92、湿度控制发生器93、控制***100、紫外线杀菌器101、培育架110、子框架111、超声波造雾箱201、造雾器202、水位仪203、风机204。

参见图1-5所示，本实施例1中提供一种模块化植物工厂，主要由控制室和温室两部分组成，其中：

一、温室

温室作为用来栽培植物的设施。在本实施例中，温室高度为7.5米，温室内的空间中建置有3层矩阵式模块化的培育架110，每层培育架110由多个平行设置的培育架110组成，这些培育架110形状结构均相同，每个培育架110高度为2.36米。

参见图6，培育架110为框架式结构，其内形成有多个沿其长度方向排布的子框架111，每个子框架111的底部设置有一个轨道72，这个轨道72垂直于所述培育架110长度方向设置，且设于子框架111底部的中间位置。子框架111位于轨道72两侧的框体上安装有光源板81。参见图3所示，光源板81上装配有红色LED光源82（波长为655nm）、蓝色LED光源83（波长为446nm）、绿色LED光源84（波长为548nm）和光源控制器80，光源发生器80与控制***100连接。并且每组光源板81上设计一个与下一个光源板81连接的接头，由此提供一种模块化的光源板81。光源板81用于提供植物生长的人工光源，不仅能够改善一般植物工厂植物灯的高耗能状况，降低植物工厂的耗电成本，且能精确调节光源的发光强度，提高光能利用率，更可避免人员在工厂长期操作时间里造成管理人员在视力上的污染及疲劳。

轨道72上可滑动式支撑有栽培箱70。栽培箱70为长方体结构，栽培箱70的底部可滑动式设于轨道72上，栽培箱70平行于轨道72的两个侧面用于栽培植物。可参见图4所示，这两个侧面尺寸均为2m×2m，计4个平方，每个侧面由四块1m×1m的定植板73组合构成，每块定植板73上具有多个定植孔74，每个定植孔74的直径为2.5cm，这些定植孔74的株距、行距为15cm×20cm，共计有33个。栽培植物时，在每个定植板73上的定值孔74中放置种子，这些定植板73均采用可拆卸式模块化设计，可方便的扣上与取下，在工作人员进行定植和采收时提供操作上的便利。

另外，栽培箱70内还设置有养液管，养液管与所述养液供给***连通，养液管上设置有多个喷头71，这些喷头71被设置成朝向所述定植板72设置。另外，养液管的端头设置开口，并通过活动堵头75选择性的封闭。养液管及其上的喷头71、端头开口用于将磁化养液经由气雾方式提供栽培箱70上植物根系的生长，以下将结合养液供给***进一步的详细描述。

每一个栽培箱70能沿着轨道72方便的推出，每颗植株从种子育苗到培养成定植苗，乃至到采收都在定植板73上培育到采收，使植物工厂在操作的过程上的能节省过多的劳动力，可节百分之85的劳动力，并达到植物工厂操作的标准流程化目的。而且采用这样的温室结构，还可最大利用定植板73的面积，将空间运用到最大化（比较平面栽种面积高6-7倍）。

培育架110上层为2米*0.36米的空间，里面装置着供液管D，供气管（供二氧化碳管D10-1和供气管D10为同一管道）及供暖管D11等功能管道。

二、控制室

控制室主要用于输送温室植物生长所需的气体、营养液，以及控制温室内的温湿度。

其中，养液供给***包括通过管路依次串接连通的逆渗透***10、强磁磁化器20、蓄水池B、营养液池C1和营养液池C2，营养液池C1通过过滤器30、自吸加强泵40和电磁阀50连接到供液管D、营养液池C2通过过滤器31、自吸加强泵41和电磁阀51连接到供液管D。在运行时，城市水源A经由管道由逆渗透***10及强磁磁化器20将城市用水过滤成含EC值0.1以下的磁化纯净水，再由管道D1进入蓄水池B中，调制植物不同成长阶段所需的营养配方以管道D2导入营养液池C1，以管道D3导入营养液池C2，并经由上述过滤器、自吸加强泵，进入供液管D并输送至喷头71，经由喷头71喷出以供应植物生长。而电磁阀50连接时间继电器60、电磁阀51连接时间继电器61，时间继电器60和61连接到控制***100中，由此控制着营养液供应的启动与停止。

另外，栽培箱70内多余的养液通过回水口进入回流管D4，之后通过紫外线杀菌器101进行杀菌效果，并返回营养液池C2中，以实现营养液的充分利用。

除此之外，养液供给***还装配一组辅助供液组件，具体的说该辅助供液组件为超声波雾化器，该超声波雾化器包括超声波造雾箱201，超声波造雾箱201内设置造雾器202和水位仪203，超声波造雾箱201上还设有风机204，并通过管道连通养液管，由此将雾化后的营养液送入栽培箱70内。不同于自吸加强泵能提供的较大液流压力，由于超声波造雾箱201雾化后的营养液为气雾状态，其压力较小，通过喷头71流出的速度较慢，因此在使用辅助供液组件时，应当打开养液管上的活动堵头75，气雾状态的营养液通过养液管上的两端开口进入栽培箱70内，并均匀弥漫在栽培箱70内。该造雾器202受时间继电器62的控制，而风机受时间继电器63的控制，该时间继电器62和63连接到控制***100中，由此分别控制造雾器202与风机203的启动控制。

控制室还包括：

供气发生器901和二氧化碳发生器90。供气发生器901通过供气管D10、二氧化碳发生器90通过二氧化碳管D10-1接入温室中。

供冷暖发生器91、温度控制发生器92和湿度控制发生器93。供冷暖发生器91通过供暖管D11接入温室中；温度控制发生器92通过温度管线D12接入温室中；湿度控制发生器93通过湿度管线D13接入温室中。

上述管路接入温室后，分别经由培育架110的上层空间并供给子框架111内的植物生长空间。

另外，培育架110内还设置有位于植物叶面处的温度传感器D11-1与湿度传感器D12-1，该些温度传感器D11-1与湿度传感器D12-1通过湿度管线D12和温度管线D13接入控制***100中，以监控温室内人工环境的湿度与温度。而供气发生器901、二氧化碳发生器90、供冷暖发生器91、温度控制发生器92和湿度控制发生器93均被接入控制***100中，通过***100程控上述发生器，以智能控制温室内人工环境的气体成分、湿度、温度等条件。

以上通过实施例对于本实用新型的发明意图和实施方式进行详细说明，但是本实用新型所属领域的一般技术人员可以理解，本实用新型以上实施例仅为本实用新型的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本实用新型权利要求技术方案的实施，都在本实用新型的保护范围内。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，在上述实施例的指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种模块化植物工厂，包括栽培箱和养液供给***，其特征在于：所述栽培箱两侧的侧板均由至少一块定植板构成，所述栽培箱内部设有与所述养液供给***连通的多个喷头，该些喷头被设置成朝向所述定植板；另外，所述植物工厂还包括设于所述栽培箱外的照射所述定植板的光源板，所述光源板和所述栽培箱之间形成有供植物生产的空间。

2.根据权利要求1所述的一种模块化植物工厂，其特征在于：所述栽培箱可滑动式设于轨道上，且所述轨道和该些定植板相互平行。

3.根据权利要求2所述的一种模块化植物工厂，其特征在于：所述植物工厂还包括至少一个框架结构的培育架，所述培育架上形成有多个沿其长度方向排布的子框架，多个所述的栽培箱一一对应的设于所述子框架底部的轨道上，且所述轨道以垂直于所述培育架长度方向设置，所述光源板固定安装在所述子框架内位于所述轨道两侧的框体上。

4.根据权利要求3所述的一种模块化植物工厂，其特征在于：所述植物工厂包括多个培育架，该些培育架呈矩阵式排列。

5.根据权利要求4所述的一种模块化植物工厂，其特征在于：所述养液供给***至少包括通过管路依次串接连通的逆渗透***、强磁磁化器、蓄水池和营养液池，所述营养液池通过过滤器和电磁阀连接到所述喷头，所述栽培箱的回水口通过紫外线杀菌器连接到所述营养液池。

6.根据权利要求5所述的一种模块化植物工厂，其特征在于：所述栽培箱内部设有与所述养液供给***连通的养液管，所述的多个喷头形成在所述养液管上，所述养液管端部的开口通过活动堵头选择性封闭；另外，所述养液供给***还包括超声波雾化器，所述超声波雾化器上设有风机，所述超声波雾化器通过雾化管道与所述养液管连通。

7.根据权利要求6所述的一种模块化植物工厂，其特征在于：所述植物工厂还包括通过管路连接到所述子框架内的供气发生器和二氧化碳发生器。

8.根据权利要求7所述的一种模块化植物工厂，其特征在于：所述植物工厂还包括通过管路连接到所述子框架内的供冷暖发生器、温度控制发生器和湿度控制发生器，所述子框架内设置有温度传感器和湿度传感器。

9.根据权利要求8所述的一种模块化植物工厂，其特征在于：所述植物工厂还包括控制***，所述控制***连接所述温度传感器、湿度传感器、供气发生器、二氧化碳发生器、供冷暖发生器、温度控制发生器和湿度控制发生器，并通过时间继电器控制连接所述电磁阀和超声波雾化器。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种模块化植物工厂，其特征在于：所述光源板由多个红色LED光源、多个蓝色LED光源和多个绿色LED光源组合构成，所述栽培箱的侧板由多块可拆卸式设置的定植板拼接构成。