箱式植物工廠的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種箱式植物工廠，包括可移動箱體，該箱體上設有一個以上的開門，箱體內設有栽培區、營養液自動循環系統、環境控制系統及光照系統，該箱體為可裝載在運輸工具上的密閉式結構，箱體內另設有供給電力的電力儲能系統，以確保該箱式植物工廠在不可接市電的條件下正常使用，光照系統及環境控制系統的設置使得植物的生長不受光照、溫度等外界環境的影響，適用于長期工作在高原、沙漠等特殊環境下的人員的植物性食物供給，且本實用新型模塊化的結構方便裝載在運輸工具上隨時移動。
【專利說明】
箱式植物工廠
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種植物工廠，特別涉及一種極其便于裝載在運輸工具上移動位置且自身可供電的模塊化的箱式植物工廠。
【背景技術】
[0002]現有的植物工廠多為開放式或半開放式的設計，如中國專利申請第CN201210158630.2號公開的植物工廠，主要由可變高植物栽培單元、按需式營養液自動供給單元、可調節光照單元、外部防護罩、制冷系統等組成，既可應用于超市、餐廳的蔬菜自產自銷，也可應用于高原、沙漠、地下等環境下工作人員的植物性食物供給。但是該植物工廠采用半開放式設計，按需式營養液自動供給單元位于外部防護罩的封閉范圍之外，需要移動植物工廠的位置時，先要將已組裝好的各單元拆解開來，然后分別搬運到運輸工具上，到達目的地后再進行組裝，如此對于經常需要更換地點的戶外作業工種，如石油開采、地質勘探等將會非常不便，而且遇到暴風雨驟降、敵人突襲等緊急情況時也無法緊急撤退；另一方面，在移動過程中植物工廠無法正常工作，影響了蔬菜的及時供應。
[0003]雖然已有箱式植物工廠出現，如中國專利第CN201120074047.4號公開了一種家庭植物工廠，其呈柜門箱式結構，內設栽培間、設備間、營養液間和環境控制間，栽培間的門體上設有透明觀測窗，可供人們觀賞植物生長過程，親近自然、陶冶情操。但是該家庭植物工廠應用于高原、沙漠等特殊環境時，仍然存在一定限制，如栽培間內的LED生長燈、環境控制間內的空氣交換風扇的運行都需要能源帶動，而該家庭植物工廠自身并未配置能源供應裝置，導致其在缺乏能源供給的情況下，無法正常運作。
實用新型內容
[0004]鑒于現有植物工廠存在移動不便及缺乏能源供應裝置的問題，本實用新型的主要目的是提供一種極其便于裝載在運輸工具上移動位置且自身配置有能源供應裝置的模塊化的箱式植物工廠。
[0005]為實現上述目的，本實用新型所采用的技術手段為令該箱式植物工廠包含有一可移動箱體，該箱體上設有一個以上的開門，箱體內設有一栽培區、一營養液自動循環系統、一環境控制系統及一光照系統，該箱體為可裝載在運輸工具上的密閉式結構，其特征在于:箱體內設有一供給電力的電力儲能系統，該電力儲能系統包括一電源接口及一儲能裝置，并與以上各系統電連接。
[0006]所述的箱式植物工廠，其中該栽培區包括一個以上的栽培架，各栽培架間隔設置，各栽培架為多層且兩層之間的高度可依植物的高低進行調節，各栽培架上設有一個以上的栽培槽，各栽培槽的側壁上開設有一供液孔與一回液孔，供液孔的位置高于回液孔的位置，該光照系統設置在各栽培槽的上方。
[0007]所述的箱式植物工廠,其中該營養液自動循環系統包括一營養液箱、一水泵、一供液管及一回液管，該水泵設置在營養液箱的底部，供液管的一端連接水泵，另一端連接至栽培槽的供液孔，回液管的兩端分別連接至栽培槽的回液孔和營養液箱。
[0008]所述的箱式植物工廠,其中該營養液自動循環系統進一步包括一營養液強排管路及一強排閥門，營養液強排管路與供液管相連，其上安裝強排閥門。
[0009]所述的箱式植物工廠，其中該環境控制系統包括一用于監測箱體內影響植物生長的各種條件參數的傳感器組、一控制器組及一用于對箱體內的植物生長環境進行調節的執行器組，該控制器組分別與該傳感器組與該執行器組電連接。
[0010]所述的箱式植物工廠，其中該傳感器組包括溫度傳感器與濕度傳感器中的一種或多種，該執行器組對應包括溫度調節器與濕度調節器中的一種或多種。
[0011]所述的箱式植物工廠，其中該執行器組為一空調。
[0012]所述的箱式植物工廠，其中該箱體的內壁上設置有一個以上的交換風扇，各交換風扇上分別設置有一過濾網。
[0013]所述的箱式植物工廠，其中該傳感器組進一步包括一二氧化碳濃度傳感器，該執行器組進一步包括一帶有調節閥的二氧化碳補充瓶。
[0014]所述的箱式植物工廠，其中該傳感器組進一步包括一水位傳感器及一監測營養液pH、EC參數的營養液傳感器，該執行器組進一步包括一帶有調節閥的營養液調節槽及一帶有調節開關的水補給管路，該水位傳感器與該營養液傳感器均設置在營養液箱中。
[0015]所述的箱式植物工廠，其中該光照系統包括多個LED燈、一光強度傳感器及一調光控制器，該LED燈均勻設置在各栽培槽的上方，該調光控制器與控制器組電連接。
[0016]所述的箱式植物工廠，其中該電力儲能系統進一步包括一自主發電系統及一逆變器，逆變器連接在自主發電系統與需要電力的各系統之間，是以旁路直接供電或經過儲能裝置間接供電兩種并聯的供電方式。
[0017]所述的箱式植物工廠，其中該自主發電系統為太陽能發電系統或風能發電系統。
[0018]本實用新型可達到的功效增進為:
[0019](I)采用模塊化的箱式結構，極其便于裝載在運輸工具上移動位置，且植物的生長不受運輸工具移動的影響，保證了蔬菜的及時供應，而在高原、沙漠、戰地營地等特殊環境下使用時，如遇暴風雨、敵人突襲等緊急情況又可實現緊急撤退。
[0020](2)采用箱式結構，當箱體為各種尺寸的集裝箱時，多個植物工廠可堆疊裝載在火車、船舶等運輸工具上，而不會受尺寸限制，且可隨意堆放在廢棄廠房或地下室中，適用于各種環境下的植物種植。
[0021](3)本實用新型配置可自主發電的電力儲能系統，當應用于不可接市電的環境下則可利用電力儲能系統中儲備的電能，進一步設置的太陽能發電系統與風能發電系統則可實現環保能源的高效利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的平面布置圖。
[0023]圖2為本實用新型堆疊放置的使用狀態圖。
【具體實施方式】
[0024]以下配合附圖及本實用新型的優選實施例，進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所采取的技術手段。
[0025]請參閱圖1及圖2所示，本實用新型的箱式植物工廠包括一可移動箱體10，箱體內設有一栽培區20、一營養液自動循環系統30、一環境控制系統40、一光照系統50及一電力儲能系統60，該電力儲能系統60與以上各系統電連接以提供各系統運轉所需的電能。
[0026]該箱體10為密閉式結構，其上開設有一個以上的開門11及一梯子12，當多個箱式植物工廠的箱體10堆疊放置時可利用梯子12上下。該箱體10可為各種尺寸的集裝箱，以便裝載在火車、船舶等運輸工具上。
[0027]該栽培區20包括一個以上的栽培架21，各栽培架21間隔設置以供人員走動，方便觀察蔬菜長勢及采摘蔬菜，各栽培架21為多層且兩層之間的高度可依植物的高低進行調節，各栽培架21上設置有一個以上的栽培槽22，植物通過一定植蓋板種植在栽培槽22上方，而栽培槽22的下方儲存有營養液，另在栽培槽22的側壁上開設有一供液孔23與一回液孔24，供液孔23的位置高于回液孔24的位置。
[0028]該營養液自動循環系統30包括一營養液箱31、一水泵32、一供液管33及一回液管34。該營養液箱31內儲存有配置好的營養液，該水泵32設置在營養液箱31內部的底部，該供液管33的一端連接水泵32，另一端連接至栽培槽22的供液孔23，啟動水泵32即可將營養液箱31內的營養液通過供液管33輸送至栽培槽22中，回液管34的兩端分別連接至栽培槽22的回液孔24與營養液箱31，由于營養液箱31的高度低于最底層栽培槽22的高度，所以當栽培槽22中營養液的液面高于回液孔24的高度時，栽培槽22中的營養液會自動通過回液管34回流至營養液箱31中，從而使營養液一直維持在自動循環的狀態。在如圖1所不的優選實施例中，該營養液自動循環系統30可進一步包括一營養液強排管路35及一強排閥門36。營養液強排管路35與供液管33相連，其上安裝強排閥門36以實現營養液的強制排放，當需要清洗營養液箱31或更換其中的營養液時，開啟強排閥門36即可實現營養液的強制排放。
[0029]該環境控制系統40包括一傳感器組41、一執行器組42及一控制器組43。該傳感器組41用于監測箱體10內影響植物生長的各種條件參數，例如溫度或濕度。舉例來說，該傳感器組41可包括溫度傳感器與濕度傳感器以監測箱體10內的溫度與濕度。該執行器組42用于對箱體10內的植物生長環境進行調節，例如，該執行器組42可包括溫度調節器與濕度調節器以調節箱體10內的溫度與濕度。該控制器組43分別與傳感器組41和執行器組42電連接，該控制器組43接收傳感器組41監測的參數并與使用者預先設定的條件參數進行比對后，對于需要調節的環境條件將發送相應的命令給執行器組42執行，從而可將箱體10內例如溫度、濕度等條件維持在植物生長所需的最佳狀態。在圖1所示的優選實施例中，該執行器組42為一空調421，該空調421不僅可調節箱體10內的溫度與濕度，而且可進行箱體10內部與外界的氣體交換。
[0030]箱體10的兩相對側壁上分別設置有一交換風扇422且呈一高一低交錯設置，以實現箱體10內氣體的充分對流，并排出箱體10內的大量氧氣及抽取箱體10外的空氣來補充箱體10內的二氧化碳，以供給植物光合作用所需，各交換風扇422上分別設置有一過濾網，用于過濾箱體10外空氣中的有害氣體及夾雜的灰塵等，使得即使是在污染嚴重的環境下，植物的生長也不會受到影響。在圖1所示的優選實施例中，該傳感器組41進一步包括一二氧化碳濃度傳感器，該執行器組42進一步包括一帶有調節閥的二氧化碳補充瓶423，當箱體10內的二氧化碳含量極低，即使引入箱體10外的新鮮空氣后也無法達到二氧化碳濃度傳感器的設定值時，就可通過手動或控制器組43控制二氧化碳補充瓶423的調節閥進行二氧化碳的補充。
[0031]該傳感器組41可進一步包括一水位傳感器411及一監測營養液pH、EC參數的營養液傳感器412，該執行器組42進一步包括一帶有調節閥的營養液調節槽424及一帶有調節開關的水補給管路425，該水位傳感器411與該營養液傳感器412均設置在營養液箱31中，用于監測營養液箱31內營養液的液位與各項參數。該營養液箱31設有最高液位與最低液位，當營養液箱31內的液面低于最低液位時，控制器組43發送命令開啟營養液調節槽424的調節閥及水補給管路425的調節開關，使營養液及水流入營養液箱31內，使營養液與水在營養液箱31內混合后即為植物生長所需濃度的營養液，當到達最高液位時即停止注入。同樣地，當營養液箱31中營養液的pH、EC等參數不符合設定值時，控制器組43也會開啟營養液調節槽424的調節閥及水補給管路425的調節開關對其進行調節。該營養液調節槽424的調節閥與水補給管路425的調節開關也可通過手動控制。
[0032]該光照系統50包括多個光照單元51、一光強度傳感器及一調光控制器，在本優選的具體實例中，所述光照單元51為LED燈。該LED燈均勻設置在各栽培槽的上方，可包括紅光LED、藍光LED和綠光LED，其數量與分布按照植物生長需要設置，該調光控制器可以控制LED燈的亮度，該調光控制器與控制器組43電連接。當光照強度不符合光強度傳感器的設定值時，控制器組43則控制調光控制器開啟或關閉，如此便可控制光照的強度與照射時長，此為現有技術，在此不再贅述。
[0033]該電力儲能系統60包括一電源接口 61及一儲能裝置62，該儲能裝置62為電力儲能系統60的核心，即所有的電能首先匯集于儲能裝置62進行儲存，然后分配給各需消耗電能的系統，該電源接口 61設置在儲能裝置62上且用于與接市電的電源線連接，在家庭、超市等環境下使用時以接市電的方式供給本實用新型電能，而在不可接市電的條件下則利用儲能裝置62中儲存的電能。該電力儲能系統60進一步包括一逆變器63及一自主發電系統64，該自主發電系統64為非接市電的發電系統，例如太陽能發電系統或風能發電系統，該逆變器63可將自主發電系統64的直流電轉化為各系統所需的交流電，逆變器63連接在自主發電系統64與儲能裝置62之間，或者通過一與儲能裝置62并聯的旁路直接供電給需消耗電能的系統。通常情況下可以通過旁路直接利用自主發電系統64進行供電，當自主發電系統64的風能或太陽能不足以提供足夠的電能時，則關閉旁路啟用儲能裝置62中儲存的電能。
[0034]本實用新型采用模塊化的箱式結構，使其可方便快速地裝載在火車、船舶等運輸工具上，當采用集裝箱作為箱體時更可降低裝載要求，且植物的生長不受運輸工具移動的影響，保證了蔬菜的及時供應，而在高原、沙漠、戰地營地等特殊環境下使用時，如遇暴風雨、敵人突襲等緊急情況又可實現緊急撤退。本實用新型的箱式植物工廠不但可接市電還帶有電力儲能系統，當應用于家庭、超市中時可直接接市電提供電能，而在戶外環境下則可利用電力儲能系統中儲存的電能，進一步設置的自主發電系統中的太陽能發電系統與風能發電系統則可實現環保能源的高效利用。
[0035]以上所述僅是本實用新型的優選實施例而已，并非對本實用新型做任何形式上的限制，雖然本實用新型已以優選實施例披露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案的范圍內，應當可以利用上述揭示的技術內容作出些許改變或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【權利要求】
1.一種箱式植物工廠,包括一可移動箱體,該箱體上設有一個以上的開門，箱體內設有一栽培區、一營養液自動循環系統、一環境控制系統及一光照系統，該箱體為可裝載在運輸工具上的密閉式結構，其特征在于:箱體內設有一供給電力的電力儲能系統，該電力儲能系統包括一電源接口及一儲能裝置，并與以上各系統電連接， 該營養液自動循環系統包括一營養液箱、一水泵、一供液管及一回液管，該水泵設置在營養液箱的底部，供液管的一端連接水泵，另一端連接至栽培槽的供液孔，回液管的兩端分別連接至栽培槽的回液孔和營養液箱。
2.根據權利要求1所述的箱式植物工廠，其特征在于:該栽培區包括一個以上的栽培架，各栽培架間隔設置，各栽培架為多層且兩層之間的高度可依植物的高低進行調節，各栽培架上設有一個以上的栽培槽，各栽培槽的側壁上開設有一供液孔與一回液孔，供液孔的位置高于回液孔的位置，該光照系統設置在各栽培槽的上方。
3.根據權利要求1所述的箱式植物工廠，其特征在于:該營養液自動循環系統進一步包括一營養液強排管路及一強排閥門，營養液強排管路與供液管相連，其上安裝強排閥門。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的箱式植物工廠，其特征在于:該環境控制系統包括一用于監測箱體內影響植物生長的各種條件參數的傳感器組、一控制器組及一用于對箱體內的植物生長環境進行調節的執行器組，該控制器組分別與該傳感器組與該執行器組電連接。
5.根據權利要求4所述的箱式植物工廠，其特征在于:該傳感器組包括溫度傳感器與濕度傳感器中的一種或多種，該執行器組對應包括溫度調節器與濕度調節器中的一種或多種。
6.根據權利要求4所述的箱式植物工廠，其特征在于:該執行器組為一空調。
7.根據權利要求4所述的箱式植物工廠，其特征在于:該箱體的內壁上設置有一個以上的交換風扇，各交換風扇上分別設置有一過濾網。
8.根據權利要求4所述的箱式植物工廠，其特征在于:該傳感器組進一步包括一二氧化碳濃度傳感器，該執行器組進一步包括一帶有調節閥的二氧化碳補充瓶。
9.根據權利要求4所述的箱式植物工廠，其特征在于:該傳感器組進一步包括一水位傳感器及一監測營養液pH、EC參數的營養液傳感器，該執行器組進一步包括一帶有調節閥的營養液調節槽及一帶有調節開關的水補給管路，該水位傳感器與該營養液傳感器均設置在營養液箱中。
10.根據權利要求9所述的箱式植物工廠，其特征在于:該光照系統包括多個LED燈、一光強度傳感器及一調光控制器，該LED燈均勻設置在各栽培槽的上方,該調光控制器與控制器組電連接。
11.根據權利要求1至3中任一項所述的箱式植物工廠，其特征在于:該電力儲能系統進一步包括一自主發電系統及一逆變器，逆變器連接在自主發電系統與需要電力的各系統之間，是以旁路直接供電或經過儲能裝置間接供電兩種并聯的供電方式。
12.根據權利要求11所述的箱式植物工廠，其特征在于:該自主發電系統為太陽能發電系統或風能發電系統。
【文檔編號】A01G31/06GK203985378SQ201420211243
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】龔先進 申請人:北京中農騰達科技有限公司