專利名稱:設施立地向陽園的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種用于可耕地尤其是空閑地域上,設施多功能太陽能溫室保護能自動向著太陽轉的架設立地栽培,使一個占地面積增設到數倍個可栽培面積,同時栽培效率和栽培效益均倍增的設施立地向陽園。
背景技術:
近年來,塑料大棚的出現,陽光溫室的問世,改變了植物生長環境,并大幅度抵御了自然災害的侵襲,使人們認識到保護地栽培,不但穩產,高產,還可收獲反季節、高品質、鮮嫩多汁的新蔬菜,這是種植業一次較大的進步和改革!但僅就一畝地上(是指每畝地平面栽培的含義)還是一畝地上實現的效率和效益。
目前,國內外栽培技術成績顯著,尤其國外,如荷蘭、以色列、日本、美國爭相研究開發并投巨資興建植物工廠。也有些立體栽培的模式,花樣也不少,真正能使一個占地面積增設到數倍或數十倍個可栽培面積,同時效率、效益也同倍增長的實例還沒發現,即使有些增長,但效果并不很突出,還仍存在著采光不足,結構單一,功能不齊全,所有陽光溫室坐北朝南固定不動,所栽培的植物或是徒長、脆弱或是生長抑制、緩慢,還有冬季嚴寒受凍,夏季高熱傷苗現象。但有許多平面栽技術值得借鑒如國外許多植物工廠采用平面栽培的技術取得了突飛猛進的成就,利用太陽能技術、生物技術,以及最先進的在宇宙飛船上進行太空種子轉基因培育技術,無土栽培技術,計算機監控已獲得了產量高、品質優、綠色保健食品,取得了可喜的進步。但仍然是絞盡腦汁,變著法兒的在一畝地上要效益!綜上所述,人類到目前還未能脫開平面栽培在一畝地上下功夫、要效果的思想理念。熱衷于在平面栽培技術上,較深層次的研究和酣戰于平地栽培植物工廠化激烈競爭的高潮中,沒有認真思考和努力尋找好的設施立地技術方案,和好的栽培模式,由于土地不可發明和再造的觀念束縛,只想立體栽培不敢想立地栽培。打破常規,不斷的換位思考,使占地球面積達90%的海洋、山川、江河、湖泊、沼澤、濕地、戈壁灘、沙漠以及鹽堿地,還應包括人群居住的城市、鄉村空閑場所、房前、屋頂、庭院、廣場、公路邊累計起來是一個十分驚人的而又無法耕種的空地、閑地,本文統稱為空閑地域。若能有效利用,并充分開發,使一個占地面積增設數倍個可栽培面積,實現栽培效率和栽培效益均倍增的設施立地保護栽培園,實現可再生、再造的新能源。以現代化建筑技術和發達的經濟實力,百米大夏拔地而起,幾十米高一座設施立地栽培園很容易。
發明內容1、本發明要解決的技術問題是脫開平面栽培僅是在一畝地上要效益的思想理念,提供一種可耕地尤其是空閑地域上設施立地栽培的新方法;使立地栽培能自動向陽轉的新模式;營造一個人為的,生態和諧的、完全適應各種植物生長的多功能向陽園;使其一個占地面積可增設到數倍個栽培面積;同時栽培效率、效益均倍增的可再造、再生新能源;擺脫人類因土地資源匱乏,耕種不足而造成的生存危機!2、解決上述技術問題的方案是建造一個設施立地向陽園。
(1)所述的設施立地向陽園,設施在水域上能浮著如船體;設施在陸地上能穩固如樓基,因地置異的相應基座,無論哪種基座上的技術方案均相同其特征是在基座上安有能向陽轉的轉盤;盤上橫向可立置多排栽培架;架的立端面形狀有多種,如A形、n形、H形、△形,無論哪種栽培架的長向與轉盤縱向寬度一致,高度可按需要設置,栽培架的兩個外側立面類似俗稱立地;每個立地自下而上安裝多層水平向栽培槽;也可安裝托盤、托架、吊掛盆、缽栽培法,以下用栽培槽方式說明每一個水平向的一排栽培槽類似俗稱一壟地,由多個栽培槽組成一字排開與栽培架等長,每相鄰兩行栽培槽的中心距類似俗稱壟距;栽培槽內通營養液;液面上槽口內浮著栽培基;栽培基內埋入種子或栽入移植苗,即稱架設立地栽培;建在轉盤的周邊上,隨動式多功能太陽能溫室則構成了保護轉盤上立地栽培朝陽轉,在溫室內、外設施植物生長相關配套的裝置、機構或系統如在水、電供應短缺的地域上,設置室頂面及南立面交接的檐頭處安裝雨、雪收集器;室頂北端安裝太陽能光伏發電系統;室頂北端與發電系統相鄰同一條延長線上,設置室外太陽能集熱器與室內制熱、制冷裝置及采光地面下太陽能弧形聚光折射焦點上,安裝蒸熱管二次加熱,以及迎光壁中太陽能遞增式集熱器三次加熱,與后墻貯能水箱、側背光壁生物質能沼氣箱所產沼氣,燃氣灶,放熱相聯合、多工位、組合成共效系統;安裝在溫室四周壁墻上、下兩端頭按一定間距設置的溫、濕自動調控系統與栽培架底腳間散熱、散冷、散發有益氣體共同組成聯能增效系統;栽培架頂尖處向上串設有種、管、收立面工作機構和在其上霧化噴水裝置,再在上設有補光燈和并聯的光譜殺蟲儀,共同為架設立地有序、協調、互補、且必不可少的各裝置系統;在栽培架頂尖處,設置的最上部和屋架下弦底面凈空間,設施間隔式雙向自動遮光系統,共同提供了為空閑地域上,設施立地栽培可實施方法,實現了自動向陽轉可栽培模式,營造了人為的、生態和諧、適應植物生長、可再造、再生能源。
(2)所述的設施立地向陽園,其特征是因地置異的相應基座上固定一個中心定位軸,以該軸為圓心,按受力分布點,設在多個不等徑的圓周上,等分安裝多個水平向自轉輥輪,使每個輥輪上頂面均在同一標高平面內,共同承托一個轉盤與固定中心軸同心、且旋轉,建造基座的材料,可用鋼筋混凝土,可用鋼結構,也可用鋼木混合結構做成,基座平面下固定一減速電機,該機輸出軸端鍵聯著一個小齒輪伸出基座平面上,小齒輪軸上的中心與固定軸上的中心所組成的中心距,應等于安在轉盤中心下面的大齒輪與基座上減速電機小齒輪兩個節圓半徑之和,中心定位軸有中心透孔,可使基座下各種管路、線路引到轉盤面上便于工作,基座的中心點,也可安定位孔,定為套,也可將減速電機輸出軸,用對輪形式直傳轉盤中心下面安裝的定位軸,只要使轉盤相對基座有規則的運動,可實現轉盤上栽培向陽轉多種結構形式。
(3)所述的設施立地向陽園,其特征是向陽轉的轉盤用型鋼制成,轉盤下面不但要安有與輥輪位置等直徑,且構成滾動的軌道,也是用型材在胎型上煨卷而成的圓圈組合而成,轉盤下面同體安裝的軌道與基座上固定的輥輪平行接觸,且受力均勻,才能轉動靈活,還要在轉盤中心孔下面用螺栓固定著一個大齒輪,大齒輪下面,基座面上的中間處,夾著一個向心壓力軸承,共同組裝在基座固定中心軸上并同心旋轉,固定在基座下面的減速電機輸出軸端上安裝的鍵聯小齒輪與轉盤下面固定的大齒輪在同一平面上嚙合,也可取消該對齒輪,轉盤與安定位減速電機直傳,但裝卸麻煩,啟動減速電機可驅動轉盤低速運轉;自動向陽是把一年365天,每天實際太陽運動軌跡和日照時間按某一單位時間計算劃分成若干份不等長弧線段展開成相應長度的線段,再將每個相應長度的線段從起點到終點的移位量編程控制器,輸入計算機,按已定的程序指令減速電機,實現有規則的啟動、停止,一直到日落時刻,再指令轉盤返程回到初始位置,夜間待命,每天日出到日落依序下一個循環,則可實現全年候自動向陽轉的工作目的。
(4)所述的設施立地向陽園,其特征是向陽轉的轉盤上的架設立地栽培是由轉盤上安了多排栽培架,架上安了多排栽培槽,槽內通了營養液,液面槽口內浮著栽培基,組成了一排排、一行行,類似壟地,可埯種、條種、平種;栽培架上安裝托盤可平播、散播或穴播;也可安裝托架,吊籃進行盆栽、缽栽;本發明核心是設施立地可使一畝地增設到可栽培的幾十畝地,同時栽培效率、栽培效益也倍增,它的獨特之處是轉盤自動向陽,載著植物隨時朝陽,實現了架設立地栽培的新模式;架設立地的制造方法是栽培架的兩個外側立面,是由多個立向排列,且水平向等間距的角鐵而組成架設立地,角鐵的豎向面上、安有向上開口且對稱平行的多個短管、做為栽培槽的平向掛位、定位裝置,由于短管的間距小,可安裝的數量多,可任意調整栽培槽掛位距離,栽培槽的行距應根據所栽植物生長需要,確定掛位間距,從而實現了壟距大小可調,也適應了各種植物高、矮均可種植;栽培槽的深淺、寬窄、長短,以適應各種植物栽培的要求,應是上寬下窄,底面向著栽培架一側傾斜呈鈍錐形,一方面便于植物生長起來向外側伸展朝陽,便于采光,另一方面有時栽培槽或植物有些滴水也被下面的栽培槽接于槽內,栽培槽的安裝方法是栽培槽用掛勾器的形式置于栽培架上,其中一種S型掛勾器,用背勾掛入栽培架的立面短管內,S型托勾里安裝栽培槽,S形托勾部位形狀與栽培槽端面看形狀相同,宜用模胎成型;栽培基的制造方法是采用細孔多,通透性強,質量輕,能漂浮,還要有一定的硬度,當植物生長起來,穩固不倒茯,且能保水、保肥的材料制成,經驗所知用城市廢垃圾焚燒后的灰碴摻入無機結合劑,按栽培槽上口尺寸及內口形狀胎型模壓成坯,經烘干后,煅燒而成專用栽培基;營養液安裝供給系統是栽培槽的長向兩個端頭立面上,各開一個不等位的孔,其一端下位孔靠底部位置與營養液供給系統的立支管用水平短管依序與每個栽培槽接通,另一端面上的上位孔略低于槽口處,與溢流管立支管用水平短管,均接通了每個栽培槽,就組成供液到位,多余溢流的循環系統;該套管網有兩個作用一方面保證了液面高度,防止過滿時將栽培基沖出槽口或液體流淌滿地造成浪費,污染室內環境,多余溢流回儲液槽過濾再循環;另一方面作用是,當栽培槽使用久了,槽內積存沉淀物及植物根系垃圾多了,或重茬、換茬、清洗換液,其工作模式是將供液上管閥門關閉的同時,打開管路末端閥門,使污水進入水處理再回收,當排凈后,再將其溢流管回液閥門關閉,同時打開與其連接的清水泵閥門,啟動水泵,清水從溢流管進入,經槽上位孔流入槽內,再由下位孔流出進入供液管進行反沖洗,當達到清潔時,回復原工位,換入新營養液,開始了新一茬的栽培工作,比傳統的滴灌法成本低,供液足、不堵塞。
(5)所述的設施立地向陽園中設在轉盤上保護轉盤邊上的架設立地栽培的隨動式多功能太陽能溫室的制造方法設置隨動式太陽能溫室從形體、結構、功能、采光多方面改變了現有溫室坐北朝南,固定不動只等中午前后階段陽光照射,普遍存在采光不足、功能不全使植物生長或徒長,或緩慢,有些溫室還存在冬季嚴寒受凍,夏季高溫傷苗的現象經常發生,為了解決上述技術問題,架設立地栽培以其獨有特性和設施空閑地域復雜情況,首先選擇溫室型式,設在基座上的起到空間保護室內架設立地向陽轉栽培形式稱為固定式,設在轉盤上跟隨轉盤轉起到空間保護室內架設立地栽培的形式稱為隨動式,本發明技術方案,其特征是由于轉盤是圓形或是方形,溫室也可建成方形或圓形,無論圓形還是方形,以最邊上栽培架能在隨動時采上光,做為確定溫室的采光面和背光面墻體結構布局隨動式方型溫室后墻和左右墻均稱背光墻面,細分為正背光面及左、右墻為側背光面,那么頂面和南立面稱采光面,也稱采光壁,隨動式圓型溫室,其采光面小于180°,大于150°為區間,背光面而是在210°-180°區間確立,總之背光墻面越多,保溫性越強;背光外墻面做外保溫,內設多功能鋼結構組合體,即要求承重又要滿足功能要求,正背面因栽培架自上而下被擋著若干段后墻面均稱遮光壁,沒被遮擋的通道處對應的自下而上若干段后墻面均稱迎光壁,若干個遮光壁、迎光壁交錯且間隔組合而成了正背光面后墻壁,側向背光墻與遮光墻壁其做法相同可做成生物質能貯能壁,遮光壁中間用鋼板組焊且防腐處理的水箱,在水箱外側做外墻外保溫,內側做了內墻內保溫,水箱左右側立面與迎光壁相間處,又做了隔層保溫共同組成的遮光壁,又稱保溫貯能墻壁;也可將遮光壁或左右側立壁做生物質能貯能裝置如將遮光壁中貯能水箱或在左右側背光壁上以類似方法所建的貯能水箱,安裝進料箱,下連立管,下連進料閥,組合在旋轉鉸刀的套體上,前端安有進、排總閥,進、排總閥用彎頭接于貯能水箱的下端,鉸刀桿的動力部分為減速電機輸出,貯能水箱自下而上分成厭氧段、發酸段、儲液段、最上部為儲沼氣段、四部分聯通無隔板的箱體,箱體最下邊設有排污排渣閥,頂面按有排沼氣管道、安全閥及箱體中段安裝若干位置排液水平管及閥門,組成壁墻式沼氣箱的特定結構,它的工作模式是擰開進料閥,裝入備好原料,關閉排渣閥,打開進排總閥,正啟動減速電機帶動鉸刀旋轉強行將原料擠入貯能箱;反之,關上進料閥,打開進、排閥,打開排渣閥,反啟動減速電機,廢沼渣從貯能箱里旋出排入輸渣管,這填料和排料一年每個貯能箱各進行兩次,實現更換貯能的目的,這套系統容儲量隨設計高度而變化,進料容積其體積存儲1立方米原料半年產沼肥1260千克,相當硫酸銨5千克、過磷酸鈣4千克、氧化鉀1.5千克,有效總產量3m3沼氣,即可產1.2m3二氧化碳,1.8m3甲烷,相當于自備有機肥廠,可供667m2種植園一年四茬全部有效肥,為溫室生產提供,可再生資源,無公害的殺蟲、補給有益氣體、還可照明、升溫的生物質能循環再利用;迎光壁是由兩個方鋼管下連轉盤,上連連系梁即是承重結構柱,又是儲水箱,兩方鋼管間安有熱管真空管,自下而上組連多排形成了遞增式集熱器,該段內墻面采用透光玻璃板密封,其外墻做外墻外保溫與遮光外墻形成整體保溫面,這樣后墻和左右側面背光墻則以承重、圍護、貯能為一體的多功能組合壁;溫室地面是由轉盤面構成的,轉盤面上由栽培架和通道相間隔而組合成,通道地面由采光玻璃鋼磚制成,下設弧形折射鏡,其焦點處安裝通長的蒸熱管,上聯通室頂上太陽能集熱器,下聯通迎光壁中太陽能集熱器,組合成太陽能集熱三聯共效,無論春、夏、秋、冬季節,只要有日光照,均可產高溫氣化水可達100℃多度從迎光壁的頂端上部水管出來,可直接為溫室冬季采暖,夏季有時高達汽化熱120℃,可為吸收式制冷機提供高效熱媒水,從而高效制冷;溫室的連系梁上安有輕鋼屋架,其坡向北高南低;上鋪采光板需選耐熱、耐寒、高透光率材料;上設雨、雪收集器;北上面設有太陽能發電和太陽能集熱器所需要的保溫箱箱的南下角,特設帶噴嘴的高溫熱水管,東西向全長鋪設;溫室四壁上、下端頭部位設有溫、濕自動調控風機窗;當多功能太陽能溫室遠離居點時,或產量較大時,可在背光壁外側,相聯接建辦公室、休息間、化驗間、冷藏儲存間、設備間及精包裝室即共同組建成鋪助隨動間,便于保溫采暖和制冷配套利用,其它必備輔助設備如營養液配制儲備箱,各種有益氣體儲備罐、備用發電機、鍋爐、制冷機、熱泵、水處理設備、藥液箱、其它泵體、操縱機構和自動監控系統;相應分設在溫室左右側背光壁上。
(6)所述的設施立地向陽園,當設施在水資源匱乏和無電源的地域上必須設雨、雪收集器和太陽能發電系統其特征是在溫室頂面采用耐熱、耐寒、保溫、隔熱中空板是按北高南低鋪設,到南端立面交接檐頭處安裝東西向一條弧形中空檐板,其弧形板凹面向屋頂的北向翹起,弧低面安有漏水器連著落水管進入室內,沿輕鋼屋架北向進入后墻儲水箱,該管路中設有安全閥、水泵,當下雨時,從上向下自流;當下大暴雨時,府沖下來的水流較急,由弧形板減緩反射到室頂,再緩緩流入漏水器;當冬天下雪積于室頂厚厚一層時,要將熱貯能水箱打開閥門啟動水泵,熱水從管路沖出弧形板射向北室頂,以拋物線形灑向室頂高處,使北側融雪回收;若是高寒地區,則用熱泵高溫、高壓水從溫室頂部的太陽能集熱器保溫箱南側的底角處,帶噴嘴的高溫熱水管,噴灑沸水快速融雪,由于水溫較高,連蒸帶燙沿著中空玻璃面向下流,很快將積雪融解化水,被快速回收得以儲備,也同時凈化了玻璃,增加了采光;只有無供電或架設電源不劃算時采用太陽能光伏發電系統它是由太陽能電池方陣、調節控制器、蓄電池、逆變器,備用發電機組、整流充電器與其上組合防止連陰天,接通用電負載而配套組成太陽能光伏發電系統的,在遠離供電地域是十分必要的,根據溫室動力,照明和其它所有用電負載之和,乘以相應系數,確定太陽能電池方陣的工作容量;太陽能電池方陣安裝所在地區,以太陽年輻射總量,應換算成標準光強,電功率以平均日輻射時數計算確定;太陽能電池方陣輸出電量與負載的耗電量及蓄電池充電效率修正系數乘積,確定太陽能電池方陣的總功率;對不同地區運行情況要考慮調整系數;選摘蓄電池技術性能、容量與放置地區環境因素,確定各項指標;并使各種組件匹配合理。
(7)所述的設施立地向陽園,室頂北上坡相鄰太陽能發電系統還是同一條延長線上設室頂太陽能集熱器與室內制冷、制熱裝置及通道采光地面下太陽能弧形聚光折射鏡焦點安裝蒸熱管以及后墻貯能水箱、側光壁生物質能沼氣箱所產沼氣燃放熱、相聯合、多工位、組合成共效系統其特征是室頂太陽能集熱器與室內制冷、制熱裝置及后墻貯能水箱相聯合共效裝置安裝在溫室頂面北端的保溫箱面上裝有聚光透射板,內安超導蒸熱管和超導冷疑熱管及相接的熱交換器,組成了太陽能集熱器,上保溫循環水管與室內通道下太陽能弧型聚光折射鏡系統每相鄰栽培架間,設有人行通道,通道地面為透光、耐熱、耐壓、耐磨的玻璃鋼磚鋪成,磚下設有凹形折射鏡,鏡背光面有涂層阻光,涂層下設保溫支架及保溫層,該保溫層設在轉盤面上為底層隔寒,在凹型折射的焦點處,安有蒸熱管,上聯室頂面太陽能集熱器上水管,下連迎光壁中自下而上遞增式熱管真空管形成多聯集熱共效裝置,無論冬季還是夏季,只要有光照度,均可提供大量熱能貯備,該處設的折射鏡有兩個作用,一方面將太陽直射光和輻射光聚焦于蒸熱管,將水二次加熱,另一方面將一部分直射和輻射光折射到架設立地植物葉莖下的弱光區,補光、增熱,充分發揮溫室內,頂面、南立面、后墻面、迎光面及地面各采光面聯效作用;再三次太陽能加熱出來汽化熱水一路進入栽培架下散熱;一路可進入吸收式制冷機提供熱媒水高效制冷;一路上室頂融雪熱噴管;還有一分路與熱水鍋爐相接;還有一分支進入遮光壁貯能水箱備用;遮光壁貯能是夏天儲冷水貯能,為白天溫室降溫備用,冬天利用晴天儲入熱汽化水,為夜間或陰天備用,遮光貯能水箱與迎光溫水箱和三聯光效太陽能都可互聯互通,可將所有儲水加熱貯能為夜間供暖,北方高寒地區有時持續半個月陰天、霧天,更嚴重時有暴風雪,這時太陽能制熱、發電都被嚴重制約,不但需要熱泵制熱,還要備用發電機,熱水鍋爐和多功能貯能壁沼氣燃燒灶,然氣爐密切配合,完全可抵御嚴寒的襲擊,熱泵工作是可從迎光壁溫水箱吸入熱泵壓縮機入口,經壓縮機上口出來的高溫、高壓水一路直接到栽培架下,散熱后回到迎光壁溫水箱再循環;一路熱水通過架散熱回到遮光壁貯能;還有一分路可直接進貯能熱水箱;另有一分路連通、配合、進入;沼氣箱底部無論冷水、熱水、沼氣等有益氣體均與溫、濕自動調控風機窗、下風機水平地面上干、支管網、散熱、散氣、散冷、管接通,達到多功位、和諧聯效。
(8)所述的設施立地向陽園,其特征是安裝溫、濕自動調控風機窗,是將一般軸流式風機,經改裝穿墻而過的加長了的排風管部分,在墻外面的排風口安裝外保溫窗,加長的上、下排風管在墻內面處接通立管,上、下風機主體部分設墻內托架置與其上,上下風機吸口處安有內保溫窗,下風機內風口,內保溫窗外側接有室內水平向鋪設的干管,接通栽培架底腳間分支管,并安有各支管風閥,以實現按需供風的目的,上、下風機用正反開關可實現正、反轉即吸風或排風作用,每個栽培架底腳間的分支管與散熱器、散冷器、散發器接通,可實現調解冷、熱量和供二氧化碳、氮氣及適應植物生長的有益風、氣、溫、濕,實現多功能補給,立管內安有擋風板和上下風機四個內、外保溫窗分別采用五個微型減速電機控制開、閉,這就組成了一套多功能排、吸調控系統,這樣溫、濕自動調控風機可多工位工作,比現有中央空調不但成本低、功能全,直接呵護植物生長,編程控制器溫室植物生長溫度一般在17℃--37℃間,濕度在30%--70%之間不同植物,不同生長期,不同溫、濕度,較寬范圍的編程由計算機控制實施,實施的最佳位置選定為栽培架底腳間散熱、散冷、散發氣裝置來完成;本技術方案突破了現有栽培模式,是對植物生長進行功能調控是從植物上部空間的制約方式,改為更多功能從栽培架下部和植物生長的底部,供給和向上空間散發,還可強制從上向下,利用空氣壓強和機吸實現的反流通;以穿越、散發、洗理方式與植物葉、莖各部位,廣泛、有效、貼近、補給、實用的一種新的制約方式;栽培架底腳間凈距以能通行一個人為寬度固定在轉盤上,該處安裝有來源與制冷機系統的散冷器;安裝來源熱泵、鍋爐、各太陽能集熱器系統的散熱器;來源于沼氣箱、燃氣灶、二氧化碳、氧氣、氮氣發生箱儲備罐系統的散發氣裝置;來源于溫、濕自動調控風機窗系統支管路;來源于供營養液及溢流管路;來源與清水系統、藥液箱系統、回收系統,操縱機構,配電照明管路、線路系統;多系統,多功能的集約組合,均隱藏在栽培架底腳間繁而不亂。
(9)所述的設施立地向陽園,在栽培架頂尖處向上串設有種、管、收立面工作系統;在其上設有霧化噴水裝置;再在上設有補光燈和并聯的光譜殺蟲儀共同為設施立地、協調、輔助、補效、必不可少的設置,其特征是種、管、收手動立面工作系統當栽培架設置超過3米高時,栽培架頂尖處安輕型導軌,每兩個栽培架上,安一組用鋼絲繩鎖于水平滑車下的手動葫蘆,下連吊籃,工作者站入吊籃內手拉壓葫蘆升降柄,可實現上、下、停的垂直運動;滑車的水平向運動是用另一根鋼絲繩一頭鎖定在滑車北端部,穿過北墻上端屋架下弦底面定滑輪,回頭再穿入吊籃上手動卷放機構內繞纏后使其上的繩長上升到滑車處到頂,下降時可到通道地面上,然后再穿入南墻對應定滑輪后,返回繩頭最后回到水平滑車南端系固繩頭,手控卷放機構正轉前進,反轉后退,不轉自鎖,即實現水平向工作,當栽培架高度超過13米以上可設電動葫蘆;在其上安裝霧化噴水裝置是由長向橢圓型霧化噴水器,輻蓋量較大、涉及面較寬,有弧形管、管路、調壓閥、水泵分別組連于清水箱,藥物殺蟲箱,葉面肥水箱,而構成的,它們由迎光壁中兩個溫水儲箱提供水源,霧化噴水器可調節溫室溫度、濕度,可給栽培架上的植物淋浴,有時可噴灑農藥,更主要的作用為植物追補葉面肥,大幅度凈化室內空氣;再在上安裝補光燈和并聯的光譜殺蟲儀裝置它是由一桿兩座的管路、線路、控制開關、調度器和光控器控制自動起動,該套系統尤其是陰天、寡照和夜間光照度不足或特定補光作用時,必不可少的為植物增光補熱裝置,很大程度是為促進植物早期開花,提高產量和促進早熟功能不可少的,光譜殺蟲儀是一項清潔干式殺蟲器具,尤其當溫室濕度較大,而有害菌又活動繁殖猖獗,用藥物不利植物環保時,光譜殺蟲顯得尤為重要,也同時起到補光作用。
(10)所述的設施立地向陽園,其特征是間隔式雙向自動遮光系統在栽培架裝置的最頂上,屋架下弦的空間里,設水平向遮光裝置,另外在栽培架的南端也需要遮光,要使上平面和南立面兩個方向每個栽培架實現一個系統,兩個方面,并且是自動化方案,還必須滿足有時單動和有時聯動,各功能均得以實現的方法是在栽培架上部,裝置最頂面的空間里,南北墻上的兩個端頭,平行且等高拉緊兩根鋼絲繩,鋼絲繩的間距與要遮光部分等寬,在拉緊穿鋼絲時先穿多個吊環,將網展開水平向南北夠長,吊環與拉緊兩網邊系緊,使每兩個環折合后網長不得碰下部設置,組成了水平網系統;南立面遮光網的垂吊,是用兩根軟繩鎖系網寬兩邊,吊起后從室頂面到地面上,組成了立面遮光網夠長,另有兩根軟繩系于南上端兩個瓦座一根軸上組裝的兩個隨動卷放槽輪內,繞纏展開后兩繩使其長度等于南立面高度,兩個隨動卷放槽輪中間同軸安有一個主動卷放槽輪,也另系一軟繩穿入南端上面定滑輪,與水平遮光網的回繩緊系同步,當水平遮網下股繩向北端走時,也同時拉動另一根繩使主動卷放槽輪轉動的同軸隨動卷放槽輪轉牽動立面網從地面開始向上遮光,假如水平遮光距離是立網遮光距離1/3長,即主動卷放槽輪也轉,是隨動卷放槽輪1/3直徑倍數,這樣就同步實現遮光或解除,下股回繩轉動靠的是自動卷揚機構在溫室北墻上頭,屋架下弦底面端頭,對應每個架東西向,各安裝一對瓦座,其間距大于遮光要求為間距寬,每兩個瓦座內各穿一個轉套,兩套間用粗管套上,組合成同心一體的卷放筒,并同穿一根軸上動配合,其中一個轉套外端面開有齒槽,與其吻合的另一個帶齒槽的稱結合子,組成了同軸離合裝置,結合子內有鍵槽,與其配裝的軸上設有固定鍵,裝其上可軸向滑動配合,結合子外圓中間部位車成環槽,撥爪插入環槽可使結合子在軸向滑動,結合子一端同軸上裝有壓力彈簧,且同裝一軸端,每對軸還裝有聯軸器,這樣使每個上述系統串聯一起,到末端安一個減速電機,受控于正反開關,撥爪柄上有孔穿入一軟繩,再穿過墻邊定滑輪,下垂于地面人能夠著地位,再穿一吊環,上述的卷放筒機上有閉合,繞纏的軟繩,可使水平遮光網展開到南頭即遮光,反轉拉回解除,上股繩上背向裝著兩個觸頭,對應觸頭南北兩端,固定著兩個電動限位開關,減速電機控制遮光網遮光到位時自動停止,解除到位時也自動停止,若對某栽培架不需要遮光,使該系統軸上離合器分離,軸還是轉,而該系統卷放機構不轉,是這樣實現的拉動垂繩吊環向下掛于墻釘上,撥爪使結合子壓縮彈簧,使結合子分離齒套這樣減速電機轉,卷放機構不轉動,該架就不遮光,這樣可控制每個栽培架,實現各自的目的,南立面是水平向的隨動裝置,當水平向上股繩拉動水平遮光網展開時,下股繩向北運動,牽動立面另一根軟繩同步向北,拉轉主動槽輪帶動同軸隨動槽輪轉,使落在地面上遮光網向上運動,這樣水平向下股繩到北端停止,南立面遮光網已全部到頂面實現立面、水平同步遮光的目的,松開拉繩結合子歸位,離合器工作實現聯動。
3、采用上述技術方案與現有植物工廠平地栽培相比具有有益效果舉二個分析例加以說明例一,設施方轉盤10米×10米=100平方米,在轉盤四周邊建方形隨動式多功能太陽能溫室,設室內各參數是內栽培架凈高33米,轉盤下面至基座上支承傳動系統1米,栽培架頂處至室頂屋架下弦空間予留2米,為霧化噴水器、補光燈、光譜殺蟲儀和間隔式自動遮光網工作空間,設左右側背光壁和后墻壁為承重保溫功能壁,頂面和南立面為采光面,其它各功能設施如上所述,設置各部尺寸布置如下后墻6厘米外墻外保溫,30厘米鋼結構承重貯能壁,設4厘米內墻內保溫,即總厚40厘米;南墻7厘米框內裝中空玻璃,立面遮光網設寬距30厘米,是南墻面內側到A形栽培架南端立面凈距,這樣栽培架凈長9.23米;將A形栽培架立端中心線豎向剖開分別貼于左右背光壁,東西向設A形栽培架底腳間距50厘米,相鄰栽培架底凈間距80厘米,兩A形栽培架中心距為1.3米,可組合成7個架,東西側壁分別是生物質能箱為40厘米,東西向組合尺寸合計10米,南北組合尺寸也為10米,每兩個栽培架間設一個種、管、收電動葫蘆系統,即7個架立地,計算總面積為7架×2立面×33米高×9.23米架長=4264.26平方米,這說明占地100平方米增設可栽培面積4264.26平方米,提高42.6倍,每米掛3個栽培槽,33米高立地上可設99條壟,14個立地可設1386個壟,每壟長9.23米,累計壟長12792.78米,比平面栽培10米×3壟/米×10米長=300米,提高12792.78÷300=42.6倍,說明栽培效率也同倍增長,效益也不言而欲了,如果高度再增設一倍計66米架高,計算結果可栽培面積倍增85.28倍,栽培效率也倍增到85.28倍,這說明設施立地隨架設高度增高,栽培地、栽培效率和效益也均倍增;例二,占地1平方米,僅能設1個栽培架,高度7米,四周為圍護框架,安中空玻璃每邊合計7厘米厚,栽培架長0.86米,栽培面積1架×2立面×7米高×0.86米長,則可增設栽面積為12平方米,提高12倍,設施立地向陽園諸多技術方案營造了各種空閑地域得以保護栽培的高效果。
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細說明《圖1》是浮著相應基座上方轉盤隨動式多功能太陽能溫室空間保護設施立地向陽園示意圖《圖2》是圖1中K—K—K剖面結構示意圖
《圖3》是溫、濕自動調控風機系統結構示意圖《圖4》是遮光壁、左右側背光壁、貯能箱設成生物質能特定沼氣箱結構示意圖《圖5》是背光壁中遮光壁、迎光壁Q-Q結構剖面示意圖《圖6》是室頂上太陽能集熱器與地面下弧形鏡中蒸熱管及迎光壁集熱器聯效軸測示意圖《圖7》室頂太陽能光伏發電與備用發電機組組聯工藝示意圖1、基座 25、人行通道 52、螺栓78、中空弧形檐板 100、風閥2、轉盤 26、玻璃鋼磚 53、向心壓力軸承79、漏水器101、正反開關3、栽培架 27、弧形折射鏡 54、角鐵80、落水管102、立管擋風板4、立地 28、蒸熱管 55、短管81、安全閥103、減速電機5、栽培槽 29、迎光壁 56、掛勾器 82、水泵 104、溢流排管6、壟地; 30、遞增式集熱器 57、供液立支管 83、太陽能電池方 105、輕型導軌6-1壟距 31、輔助工作間 58、供液水平短管陣106、鋼絲繩7、營養液 32、營養液儲備箱 59、溢流立支管 84、調節控制器107、手動葫蘆8、栽培基 33、氣體儲備罐 60、溢流水平短管85、蓄電池107-1手柄9、溫室 34、備用發電機 61、供液上閥86、逆變器108、吊籃10、雨、雪收集器 35、鍋爐 62、供液末端閥 86-1用電負載 109、另一根軟繩11、光伏發電 36、制冷機 63、溢流回液閥 86-2整流充電器110、北墻定滑輪12、室頂集熱器37、熱泵 64、采光面 87、聚光折射板111、手動機構13、后墻貯能水箱 38、水處理設備 65、背光面 88、超導蒸熱管112、南墻定滑輪14、溫、濕風機窗 39、藥液箱 66、隨動溫室89、超導冷凝管113、噴水器15、沼氣發生箱40、泵體 67、玻璃中空板 90、熱交換器 114、線路16、散冷器41、操縱機構 68、多功能壁91、上保溫管 115、管路17、散熱器42、自動監控儀 69、外墻外保溫 92、干管 116、調壓閥18、散發器43、中心定位軸 70、鋼結構 93、支管 117、控制開關19、種、管、收機 44、自轉輥輪 71、內墻內保溫 94、風機 118、調度器構45、減速電機 72、隔層保溫94-1下風機119、光控開關20、霧化噴水器46、輸出軸 73、熱管真空管 94-2上風機120、保溫支架21、補光燈47、小齒輪 74、上連系梁95、排風管121、防寒層22、光譜殺蟲儀48、大齒輪 75、室頂保溫箱 96、外保溫窗 121-1、兩根鋼絲繩23、屋架 49、管路線路 76、高熱帶噴嘴水97、立管 122、吊環24、間隔式自動遮 50、水平滑車 管 98、托架 123、立面兩邊索光51、滾動軌道 77、迎光壁上水管99、內保溫窗 繩
124、立面網131、水平折光網 139、結合子 149、墻釘159、發酸段125、收放兩根軟132、上、下回放 140、撥爪150、進料箱 160、儲液段繩 繩141、壓力彈簧151、連立管 161、儲沼氣段126、瓦座 133、自動卷放機 142、連軸器 152、進料閥 162、排渣閥127、軸構143、減速電機153、鉸刀163、沼氣管128、隨動卷放槽134、北端瓦座 144、正反開關154、套體164、安全閥輪 135、轉套 145、吊軟繩 155、進排總閥165、排液肥管129、主動卷放槽136、粗管 146、定滑滑輪156、彎頭166、閥門輪 137、卷放筒 147、觸頭157、減速電機167、特定沼氣箱130、另一根軟繩138、北端軸 148、限位開關158、厭氧段具體實施方式
1、設施在水域上能浮著如船體;設施在陸地上能穩固如樓基,因地置異的相應基座,無論哪種基座上的技術方案均相同在基座1上安有能向陽轉的轉盤2;盤上橫向可立置多排栽培架3;架的立端面形如A形、n形、H形、△形,以下用A形為例說明A形栽培架3的長向與轉盤2縱向寬度一致,高度可按需要設置,A形栽培架3的兩個外側立面俗稱立地4;每個立地自下而上安裝多層水平向栽培槽5;也可安裝托盤、托架、吊掛盆、缽栽培法,以下用栽培槽5方式說明每一個水平向的一排栽培槽5俗稱一壟地6,由多個栽培槽5組成一字排開與栽培架3等長,每相鄰兩行栽培槽5的中心距俗稱壟距6-1;栽培槽內通營養液7;液面上槽口內浮著栽培基8;栽培基8內埋入種子或栽入移植苗,即稱架設立地栽培;在轉盤2上設施多功能太陽能溫室9則構成了保護栽培園;在溫室9內、外設施植物生長相關配套的裝置、機構或系統如室頂面及南立面交接的檐頭處安裝有雨、雪收集器10;室頂北端安裝有太陽能光伏發電系統11;相鄰處還有太陽能集熱器12與室內制冷、制熱裝置及后墻壁內貯能水箱13聯合共效體系;四周墻壁上、下端設有溫、濕自動調控風機窗14;隨動式溫室背光墻面由遮光壁貯能水箱13及左右側背光壁生物質能沼氣發生箱15組成的多功能壁;室內A型栽培架底腳間設有散冷16、散熱17、散發氣體18及換氣系統;A型栽培架當安裝高度超過3米時要設種、管、收立面手動機構19;超過13米可設電葫蘆在其上還要安裝霧化噴水器20;再在上安裝補光燈21和并聯著的光譜殺蟲儀22;補光燈上屋架23下弦底面空間里還要安裝間隔式雙向自動遮光系統24;在轉盤面上每兩個相鄰A形栽培架之間留有人行通道25,通道的地面為采光玻璃鋼磚面26,下設太陽能弧形聚光折射鏡27,其焦點處安裝水平向南北面通長的蒸熱管28,上連室頂太陽能集熱器12,下連迎光壁29中太陽能遞增式集熱器30,從而產生了熱能共效;如果太陽能溫室9離居點較遠,產量較大時,可在隨動式溫室9兩側壁或后墻外側接建鋪助工作間31;否則內側壁掛靠安裝輔助設備;如營養液配制儲備箱32,各種有益氣體儲備罐33、備用發電機34、鍋爐35、制冷機36、熱泵37、水處理設備、38藥液箱39、其它泵體40、操縱機構41和自動監控系統42。
2、結合圖1圖2說明建在水上能浮著的基座1是指海洋、江河、湖泊上能漂浮移動如船體的基座;建在沼澤、濕地上能穩定堅實長期不倒斜、不下沉的箱式基座;建在山川、戈壁、沙漠、鹽堿地上牢固不變形、不滑坡長期使用安全可靠如樓基的基座;建在屋頂、廣場、庭院及公路旁不破壞原有基面,并能有效分散荷載,使其傳遞到原有基礎上新穎別致的獨立基座,舉例形象說明舉例形象說明建在水域上能浮著如船體的基座制造方法是若設計方轉盤邊長為a米,則占地面積為a2;轉盤上設栽培架高度為h,架長與轉盤相同也為a,可安7個栽培架,每個栽培架為2個側立面俗稱立地,其可栽培總面積S=2×7×h×a=14ah;在方轉盤上的四周,設置隨動式的多功能太陽能溫室及其上按本發明技術方案實施其它方面從略,只闡述浮著如船體基座制造方法是轉盤邊長已確定,高度確定、所設栽培架數量和已安裝其它設施也已確定,再根據當地最大風雪荷載和上人、上車等機動荷載,進而確定最大抗傾覆力矩和最大總荷載,再計算以a為邊長其方轉盤最大回轉半徑 即直徑 回轉所涉及占地面積內不許有任何影響轉盤障礙物,在該區以內大于直徑尺寸確定為船艙上口尺寸,再通過最大荷載和最大抗覆力矩及安全系數確定船廓面積參數(2a/2+2b)2,]]>即甲板寬度或稱船面上通道尺寸為b米,船邊至船艙邊b米,進而確定船幫吃水深度加上安全高度之和為c米,有了上述參數可建船如下用板材組合船艙邊長2a/2×2a/2]]>為敞口,深C米且封底容器,船四周即甲板以b寬、C高再以2a/2+2b]]>為長、寬向船廓尺寸組合成周邊密閉容皿,在船艙上口,按受力分布點設多個不等徑圓周、均分布梁、板、柱節點處,即船面上安裝自轉水平向輥輪與其支座的定位處、支座下設有調整墊,使輥輪圓周頂面均在同一標高平面內,船艙口設梁、板、柱中心處設中心定位軸,軸上安一向心壓力軸承,軸心到基座平面下減速電機輸出軸上,小齒輪中心距應等于轉盤中心下面固定的大齒輪和小齒輪節圓半徑之和,中心定位軸的中心處設通孔,可使船艙下的各管、線引到轉盤上便于工作。無論哪種因地置異的相應基座均應滿足一個使用功能和一個技術方案基座1上固定一個中心定位軸43,以該軸為圓心,按受力分布點,設在多個不等徑的圓周上,等分安裝多個水平向自轉輥輪44,使每個輥輪上頂面均在同一標高平面內,共同承托一個轉盤2與固定中心軸43同心、且旋轉,建造基座的材料,可用鋼筋混凝土,可用鋼結構,也可用鋼木混合結構做成,基座平面下固定一減速電機45,該機輸出軸46端鍵聯著一個小齒輪47伸出基座平面上,小齒輪軸上的中心與固定軸的中心所組成上的中心距,應等于安在轉盤中心下的大齒輪48與基座上減速電機45小齒輪47兩個節圓半徑之和,中心定位軸43有中心透孔,可使基座下各種管路、線路49引到轉盤2面上便于工作,基座中心可安定位軸,也可安定位孔,也可減速電機直傳轉盤上設定位軸,只要使轉盤朝陽轉與基座相對運動,實現轉盤上設施立地栽培自動向陽轉為支承可有多種方案均可實施。
3、轉盤不宜采用長方形,宜采用圓形或方形,回轉半徑越短,涉及的占地面積越小,圓形和方形轉盤2的區別在于圓型轉盤2上安裝的栽培架3不等長;方型轉盤2上安裝的栽培架3等長,方型轉盤2回轉半徑雖然大于圓轉盤半徑,但方轉盤2由于栽培架3等長,安裝種、采、收水平滑車50可到頭,如果圓轉盤隨動式溫室66種、管、收機構設在輕鋼屋架上,可補足這一缺欠,轉盤2的大小按需要設定,轉盤2面積稱一個占地面積,小到一平方米,大到一公頃;轉盤2的面積越大,可安裝的栽培架3越多、越長及栽培架設置的越高,是架設立地4使一個占地面積可增設數倍個可栽培面積的主要參數,其轉盤2用型鋼制成,轉盤2下面不但要安有與輥輪44位置等直徑,且構成滾動的軌道51,也是用型材在胎型上煨卷而成的圓圈組合而成,轉盤2下面同體安裝的軌道51與基座1上固定的輥輪44平行接觸,且受力均勻,才能轉動靈活,還要在轉盤2中心孔下面用螺栓52固定著一個大齒輪48,大齒輪48下面,基座1面上的中間處,夾著一個向心壓力軸承53,共同組裝在基座1固定中心軸43上并同心旋轉,固定在基座1下面的減速電機45輸出軸端46上安裝的鍵聯小齒輪47與轉盤2下面固定的大齒輪48在同一平面上嚙合,啟動減速電機45可驅動轉盤2低速運轉,自動向陽是把一年365天,每天實際太陽運動軌跡和日照時間按某一單位時間計算劃分成若干份不等長弧線段展開成相應長度的線段,再將每個相應長度的線段從起點到終點的移位量編程控制器42,輸入計算機42,按已定的程序指令減速電機45,實現有規則的啟動、停止,一直到日落時刻,再指令轉盤2返程回到初始位置,夜間待命,每天日出到日落依序下一個循環,則可實現全年候自動向陽轉的工作目的。
4、向陽轉的轉盤2上的架設立地4栽培是由轉盤2上安了多排栽培架3,架上安了多排栽培槽5,槽內通了營養液7,液面槽口內浮著栽培基8,組成了一排排、一行行,類似山坡上的壟地6,可埯種、條種、平種;栽培架3上安裝托盤可平播、散播或穴播;也可安裝托架,吊籃進行盆栽、缽栽,保留了僅就相對每棵向上長的植物,其生長姿態與現代栽培模式向生長姿態基本相同;這一行行,即一壟壟栽培槽5內除了放入栽培基8通入營養液7屬無土栽培,也可裝入沃土采用滴灌法栽培,但這比較麻煩,是下策,本發明核心是設施立地4可使一畝地增設到可栽培的幾十畝地,同時栽培效率、栽培效益也倍增,它的獨特之處是轉盤2自動向陽,載著植物隨時跟蹤朝陽,實現了架設立地4栽培的新模式,A形栽培架3的兩個外側立面,是由多個立向排列且水平向等間距的角鐵而組成架設立地4,角鐵54的豎向面上、安有向上開口且對稱平行的多個短管55、做為栽培槽5的平向掛位、定位裝置,由于短管55的間距小,可安裝的數量多,可任意調整栽培槽5掛位距離,栽培槽5的行距應根據所栽植物生長需要,確定掛位間距,從而實現了壟距大小可調,也適應了各種植物高、矮均可種植的目的。栽培槽的深淺、寬窄、長短應統一確定幾種規格,以適應各種植物栽培的要求,無論哪一種應標準化、規格化,確保互換性強,便于安裝,需要定型胎模成型,無論哪一種基本型狀是從端面看應是上寬下窄,底面向著栽培架3一側傾斜呈鈍錐形,一方面便于植物生長起來向外側伸展朝陽,便于采光,另一方面有時栽培槽5或植物有些滴水也被下面的栽培槽5接于槽內,栽培槽5的安裝方法是栽培槽5用掛勾器56的形式置于栽培架3上,其中一種S型掛勾器56,用背勾掛入栽培架3的立面短管55內,S型托勾里安裝栽培槽5,S形托勾56部位形狀與栽培槽5端面看形狀相同,宜用模胎成型一致,統一使栽培槽5安裝牢固、平穩,無論立向、水平向安裝各為一條線,整齊美觀。栽培基8的制造方法是采用細孔多,通透性強,質量輕,能漂浮,還要有一定的硬度,當植物生長起來,穩固不倒茯,且能保水、保肥的材料制成,經驗所知用城市廢垃圾焚燒后的灰碴摻入無機結合劑,按栽培槽5上口尺寸及內口形狀胎型模壓成坯,經烘干后,煅燒而成專用栽培基,比現有珍珠巖、巖棉,聚苯泡沫板更適用。營養液7安裝供給系統是栽培槽5的長向兩個端頭立面上,各開一個不等位的孔,其一端下位孔靠底部位置與營養液7供給系統的立支管57用水平短管58依序與每個栽培槽接通,另一端面上的上位孔略低于槽口處,與溢流管立支管59用水平短管60,均接通了每個栽培槽5,就組成供液到位,多余溢流的循環系統;該套管網有兩個作用一方面保證了液面高度,防止過滿時將栽培基8沖出槽5或液體流淌滿地造成浪費,污染室內環境,多余溢流回到儲液槽32過濾再循環;另一方面作用是,當栽培槽5使用久了,槽5內積存沉淀物及植物根系垃圾多了,或重茬、換茬、清洗換液,其工作模式是將供液7上管閥門61關閉的同時,打開管路末端閥門62,使污水進入水處理38再回收,當排凈后,再將其溢流管59回液閥門63關閉,同時打開與其連接的清水泵40閥門,啟動水泵40,清水從溢流管59進入,經槽上位孔流入槽內,再由下位孔流出進入供液管57進行反沖洗,當達到清潔時,回復原工位,換入新營養液7,開始了新一茬的栽培工作,比傳統的滴灌法成本低,供液足、不堵塞。
5、多功能太陽能溫室66從形體、結構、功能、采光多方面改變了現有溫室坐北朝南,固定不動只等中午前后階段陽光照射,普遍存在采光不足、功能不全,使植物生長或徒長,或緩慢,有些溫室還存在冬季嚴寒受凍,夏季高溫傷苗的現象經常發生。為了解決上述技術問題,架設立地栽培以其獨有特性和設施空閑地域復雜情況,充分認真考慮所架設的高度和所在地的地理環境和氣候條件,確定選擇溫室型式設在基座上的起到空間保護室內架設立地4向陽轉栽培形式為固定式,設在轉盤2上跟隨轉盤轉起到空間保護室內架設立地栽培的形式稱為隨動式,以下以隨動式66說明由于轉盤2是圓形或是方形,溫室也可建成方形或圓形,無論圓形還是方形,以轉盤最邊上栽培架3能在隨動時采上光,做為確定溫室的采光面64和背光面65墻體結構布局隨動式方型溫室66后墻和左右墻均稱背光墻面65,細分為正背光面及左、右墻為側背光面,那么頂面和南立面稱采光面64,隨動式圓型溫室也以轉盤最邊上栽培架3能隨動采光做為確定溫室采光面和背光面65大小為依據,其采光面64小于180°,大于150°為區間,背光面65而是在210°-180°區間確立,總之背光墻面65越多,保溫性越強,采光面64均采用高透光率保溫材料尤其頂面不但采光、保溫、耐寒,還要耐熱材料如聚碳酸酯中空板,也可采用玻璃鋼中空板67材制成,背光面65稱多功能壁68,外墻一律做外墻外保溫69,鋼結構70承重兼做多功能壁68,內墻面以其功能而作,總之在滿足采光要求的條件下,背光墻面65越大,保溫效果越好,提供功能設施量越大,貯能效果越強為宗旨。多功能太陽能溫室9確定形體、結構和使用功能均需滿足一個技術方案盡量減少支撐和系桿,背光外墻面做外保溫69,內設多功能鋼結構70組合體,即要求承重又要滿足功能要求,正背面因A形栽培架3自上而下被擋著若干段后墻面均稱遮光壁,沒被遮擋的通道處對應的自下而上若干段后墻面均稱迎光壁,若干個遮光壁13、迎光壁29交錯且間隔組合而成了正背光面后墻壁,側向背光墻65與遮光墻壁13其做法相同可做成生物質能貯能壁15,遮光壁13中間用鋼板組焊且防腐的水箱13,在水箱外側做外墻外保溫69,內側做了內墻內保溫71,水箱的左右側立面65與迎光壁29相間處又做了隔層保溫72共同組成的遮光壁13又稱保溫貯能墻壁,結合圖4說明生物質能貯能裝置是將遮光壁中貯能水箱13或在左右側背光壁65上以類似方法組建的貯能水箱15,只要安裝進料箱150,下連立管151,下連進料閥152,組合在旋轉鉸刀153的套體上154,前端安有進、排總閥155,進、排總閥155用彎頭156接于貯能水箱15的下端,鉸刀桿153的動力部分為減速電機157輸出,貯能水箱13自下而上分成厭氧段158、發酸段159、儲液段160、最上部為儲沼氣段161、四部分聯通無隔板的特定沼氣發生箱體167,箱體最下邊設有排污排渣閥162,頂面按有排沼氣管道163、安全閥164及箱體中段安裝若干位置排液肥水平管165及閥門166,組成壁墻式沼氣箱的特定結構,它的工作模式是擰開進料閥152,裝入備好原料,關閉排渣閥162,打開進、排總閥155,正啟動減速電機157帶動鉸刀153旋轉強行將原料擠入貯能箱150;反之,關上進料閥152,打開進、排閥155,打開排渣閥162,反啟動減速電機157,廢沼渣從貯能箱15里旋出排入輸渣管162,這填料和排料一年每個貯能箱15各進行兩次,實現更換貯能的目的,這套系統容儲量隨設計高度而變化,進料容積其體積存儲1立方米原料半年產沼肥1260千克,相當硫酸銨5千克、過磷酸鈣4千克、氧化鉀1.5千克,有效總產量3m3沼氣,即可產1.2m3二氧化碳,1.8m3甲烷,相當于自備有機肥廠,可供667m2種植園一年四茬全部有效肥,為溫室66生產提供,可再生資源,及無公害的殺蟲、補給有益氣體18、還可照明、升溫的生物質能循環再利用;迎光壁29是由兩個方鋼管70下連轉盤2,上連連系梁74即是承重結構柱70,又是儲水箱70,兩方鋼管70間安有熱管真空管73,自下而上組連多排形成了遞增式集熱器30,該段內側內墻面采用透光玻璃67板密封,其外墻做外墻外保溫69與遮光外墻形成整體保溫面,這樣后墻和左右側面背光墻65則以承重、圍護、貯能為一體的多功能組合壁68;溫室9地面是由轉盤2面構成的,轉盤面上由栽培架3和通道25相間隔而組合,通道25地面由采光玻璃鋼磚26制成,下設弧形折射鏡27,其焦點處安裝通長蒸熱管28上聯通室頂上太陽能集熱器12,下聯通迎光壁29中太陽能集熱器30,組合成太陽能集熱三聯共效,無論春、夏、秋、冬季節,只要有日光照均可產高溫氣化水可達100℃多度從迎光壁29的頂端上部水管77出來,可直接為溫室9冬季采暖,夏季有時高達汽化熱120℃,可為吸收式制冷機提供高效熱媒水,從而高效制冷;溫室的連系梁74上安有輕鋼屋架23,其坡向北高南低;上鋪采光板67需選耐熱、耐寒、高透光率材料;上設雨、雪收集器10;北上面設有太陽能發電11和太陽能集熱器12所需要的保溫箱75和箱的南下角,特設帶噴嘴的高溫熱水管76,東西向全長鋪設;溫室四壁上、下端頭部位設有溫、濕自動調控風機窗14;當多功能太陽能溫室9遠離居點時,或產量較大時,可在背光壁65外側,相聯接建辦公室、休息間、化驗間、冷藏儲存間、設備間及精包裝室,即共同組建成鋪助隨動間31,便于保溫采暖和制冷配套利用,否則其它必備輔助設備相應分設在溫室背光壁上。
6、雨、雪收集器系統對于海洋、鹽堿地、沙漠、山川、戈壁灘,植物生長用水資源比較匱乏地域,溫室9頂面安裝雨、雪收集器10非常重要,在溫室9頂面將一年的雨、雪有效的收集,并儲備利用,加上污水再處理,回收再利用,可基本解決溫室內植物生長用水自給自足問題,在9溫室頂面系用耐熱、耐寒、保溫、隔熱中空板67是按北高南低鋪設,到南端立面交接檐頭處安裝東西向一條弧形中空檐板78,其弧形板78凹面向屋頂的北向翹起,弧低面安有漏水器79連著落水管80進入室內,沿輕鋼屋架23北向進入后墻儲水箱68,該管路中設有安全閥81、水泵82,當下雨時,從上向下自流;當下大暴雨時,府沖下來的水流較急,由弧形板65減緩反射到室頂,再緩緩流入漏水器79;當冬天下雪積于室頂厚厚一層時,要將熱貯13水箱打開閥門啟動水泵82,熱水從管路80沖出弧形板78射向北室頂,以拋物線形灑向室頂高處,使北側融雪回收;若是高寒地區,則用熱泵高溫、高壓水從溫室頂部的太陽能集熱器12保溫箱75南側的底角處噴水管76,噴灑沸水快速融雪,由于水溫較高,連蒸帶燙沿著中空玻璃73面向下流,很快將積雪融解化水,被快速回收得以儲備,也同時凈化了玻璃67,增加了采光。太陽能光伏發電系統見圖7它是由太陽能電池方陣83、調節控制器84、蓄電池85、逆變器86,接通用電負載86-1,而配套組成太陽能光伏發電系統的,在遠離供電地域是十分必要的,盡管如此,還要備用柴油發電34應急,備用發電還要串聯整流充電柜86-2可互補,根據溫室動力,照明和其它所有用電負載之和乘以相應系數,確定太陽能電池方陣的工作容量;太陽能電池方陣83安裝所在地區,以太陽年輻射總量,應換算成標準光強,電功率以平均日輻射時數計算確定;太陽能電池方陣83輸出電量與負載的耗電量及蓄電池85充電效率修正系數乘積確定太陽能電池方陣83的總功率;對不同地區運行情況要考慮調整系數;選摘蓄電池技術性能、容量與放置地區環境因素,確定各項指標;并使各種組件匹配合理,組裝精確,經調試后,再運轉無誤后,可投入使用。
7、室頂太陽能集熱器12與室內制冷36、制熱37裝置及后墻貯能水箱13相聯合共效裝置首先考慮以制熱還是制冷為主,有目標的側重選摘采用熱泵37或是制冷機36,無論選用哪一種,除了安裝、鎖定接通機器外,本裝置系統不做任何改裝和變動,均可正常工作;安裝在溫室9頂面北端的保溫箱75面上裝有聚光透射板87,內安超導蒸熱管88和超導冷疑熱管89及相接的熱交換器90,組成了太陽能集熱器12,上保溫循環水管91與室內通道下地面26下太陽能弧型聚光折射鏡27系統每相鄰A形栽培架之間,設有人行通道25,通道地面為透光、耐熱、耐壓、耐磨的玻璃鋼磚26鋪成,磚下設有凹形折射鏡27,鏡背光面有涂層阻光,涂層下設保溫支架120及保溫層121,該保溫層121設在轉盤2面上為底層隔寒,在凹型折射的焦點處,安有蒸熱管28,上聯室頂面太陽能集熱器上水管91,下連迎光壁29中自下而上遞增式熱管真空管30形成三聯集熱共效裝置,無論冬季還是夏季,只要有光照度,均可提供大量熱能貯備,該處設的折射鏡27有兩個作用,一方面將太陽直射光和輻射光聚焦于蒸熱管28,將水二次加熱,另一方面將一部分直射和輻射光折射到架設立地4植物葉莖下的弱光區,補光、增熱,充分發揮溫室內頂面12、南立面64、后墻面13、迎光面30及地面27各采光面聯效作用,采光地面中蒸熱管28相連接,再二次太陽能加熱后與迎光壁29自下而上多排遞增式熱管真空管30接通,再三次太陽能加熱,出來汽化熱水一路進入A形栽培架下散熱17;一路可進入吸收式制冷機36提供熱媒水高效制冷;一路上室頂融雪熱噴管;還有一分路與熱水鍋爐35相接;還有一分支進入遮光壁貯能水箱13備用;遮光壁貯能13是夏天儲冷水貯能,為白天溫室降溫備用;冬天利用晴天儲入熱汽化水,為夜間或陰天備用,遮光貯能水箱13與迎光溫水箱和三聯光效太陽能12,28,30都可互聯互通,可將所有儲水加熱貯能為夜間供暖,北方高寒地區有時持續半個月陰天、霧天,更嚴重時有暴風雪,這時太陽能制熱、發電12,28,30,11都被嚴重制約,不但需要熱泵37制熱,還要備用發電機34,熱水鍋爐35和多功能貯能壁(13、15)密切配合,完全可抵御嚴寒的襲擊,熱泵37工作是可從迎光壁溫水箱20吸入熱泵37壓縮機入口,經壓縮機上口出來的高溫、高壓水一路直接到A形式栽培架3下散熱17后回到迎光壁29溫水箱再循環;一路熱水通過A形架散熱17回到遮光壁13貯能;還有一分路可直接進貯能熱水箱13;另有一分路連通、配合、進入熱水鍋爐35;無論冷水、熱水均與溫、濕自動調控風機窗14、下風機水平地面上干92、支管93網、散熱17、散冷16、散氣管18接通,達到多功位、和諧聯效的目的。
8、結合圖3說明溫、濕自動調控風機窗14系統現有植物工廠的空調系統是在溫室上空高位置上,進行單一吸入或排出的工作模式,無法實現本發明架設立地4栽培空間高、大,上下溫度、濕度差別又特別大,栽培品種多,密度大,中央空調也無法達到效果,本案采用在溫室四周墻壁上、下兩端,按一定間距,安裝溫、濕自動調控風機窗14,是將一般軸流式風機94,經改裝穿墻而過的是加長了的排風管95部分,在墻外面的排風口安裝外保溫窗96,加長的上、下排風管在墻內面處接通立管97,上下風機主體部分設墻內托架98置與其上,上下風機吸口處安有內保溫窗99,下風機內風口,保溫窗外接有室內水平向鋪設的干管92,接通A形栽培架底腳間分支管93,并安有各支管風閥100,以實現按需供風的目的,上、下風機用正反開關101可實現正、反轉即吸風或排風作用,每個A形栽培架底腳間的分支管93與散熱器17、散冷器16、散發器18接通,可實現調解冷、熱量和供二氧化碳、氮氣及沼氣適應植物生長的有益風、氣、溫、濕,實現多功能補給,立管97內安有擋風板102和上下風機四個內、外保溫窗96、99分別采用五個微型減速電機103控制開、閉,這就組成了一套多功能排、吸調控系統,其工作模式I溫室內強制上下空氣對流交換,一般是秋天或春天,外部空氣較涼,晴天日照室內上部空氣又熱又濕,而下部冷、涼、干燥但又不易和外部空氣直接交換時開通打開內保溫窗99,打開擋風板102,不開上下外保溫窗96,正啟動上風機94-2吸,反啟動下風機94-1向室內排,上部濕熱空氣被吸入上風機94-2進入立管97下行,有些遇冷結水,從下風機94-1溢流室排管104流出室外,使得到降溫的熱風、氣進入干風管92、支管93再進入A形栽培架3底腳間,向上擴散,而從壟間距,植物葉莖間隙向上運動,正好實現空氣上下對流交換的目的,工作模式II強式快速升溫是冬季室外冰雪寒天,室內需要升溫工作是打開上下內保溫窗99,打開擋風板102,不打開上下外保溫窗96,正啟動下風機94-1吸,反啟動上風機94-2排,同時開動熱泵37或鍋爐35或貯能熱水散熱器17,下部吸熱,產生熱風調和成溫風通過水平風管92進入下風機立管97到上風機94-2接力排出到上部空間,由于上部向下壓力,底部產生負壓,流動的氣流帶著熱量從植物葉莖空隙進入壟距間,下行再被吸入散熱器17再增溫以后,被下風機94-1吸入下一個循環,這樣防止底腳散熱器直接散熱烘烤植物,該模式II也可適用夏季室內強制快速降溫,但不同的是,這時開的是制冷機36,散發的是冷氣,工作模式同上;工作模式III溫室需要新鮮空氣交換,當室外空氣溫度、濕度適應植物生長時,一般是春末、秋初季節,這時溫室氣體可能比較渾濁,則打開內外保溫室96、99,不打開立管97中擋風板102,正啟動上風機94-2吸,上部室內渾濁氣被吸出室外,當上部產生負壓時,拉動新鮮空氣從下風機吸入底層水平干支管92、93,從A形栽培架3底腳間緩慢上升,從壟距6-1間隙,葉莖空隙中流向上部,一直到A形架3頂部,被上風機94-2再吸出,這樣不但換了新空氣,排走渾濁氣體,也使新鮮空氣給植物和諧的撫育,使植物健壯旺茂的生長;工作模式IV如果植物需要補二氧化碳、氣體氨、氧氣等,將上下外保溫窗96關閉,打開內保溫窗99,打開立管中擋風板102,正啟下風機94-1吸,反啟上風機94-2排,使營養型混合氣體從上向下壓,下部產生負壓,使植物從葉面上,結合太陽光照度、進行光和作用的同時吸收營養和風浴,以及溫熱氣流的洗理,這樣促進植物葉面光合作用快速吸收,然后再反啟動下風機排,正啟動上風機吸,風送營養混合氣再從葉莖底部,自然上升、流動,促使營養風借助折射光哺育植物生長,如是室內略冷或略熱,需要貯能水箱13配合,可實現初春、深秋增熱補濕功能,春末秋初,需要降些溫時補送些冷水循環,這樣溫、濕自動調控風機14可多工位工作,比現有中央空調不但成本低、功能全,直接呵護植物生長,編程控制器42溫室植物生長溫度一般在17℃-37℃間,濕度在30%-80%之間不同植物,不同生長期,不同溫、濕度,較寬范圍的編程由計算機控制實施。A形栽培架3底腳間散熱17、散冷16、散發氣18裝置系統;本技術方案突破了現有栽培模式,對植物生長進行功能調控是從植物上部空間的制約方式,改為更多功能從栽培架下部和植物生長的底部,供給和向上空間散發,還可強制從上向下,利用空氣壓強的反流通;以穿越、散發、洗理方式與植物葉、莖各部位,廣泛、有效、貼近的方式補給采用一種新的制約方式;A形栽培架3底腳間凈距以能通行一個人為寬度固定在轉盤2上,該處安裝有來源與制冷機36系統的散冷器16;安裝來源熱泵37、鍋爐35、各太陽能集熱器12,28,30系統的散熱器;來源于二氧化碳33,15、氮氣15發生箱儲備罐系統的散發氣裝置18;來源于溫、濕自動調控風機14窗系統支管路93;來源于供營養液7及溢流管路59;來源于清水32系統藥液箱40,回收系統,操縱機構41,配電照明管路、線路系統49;多系統、多功能15的、集約組合,均隱藏在A形栽培架3底腳間繁而不亂。
9、種、管、收手動立面工作系統是當栽培架3設置超過3米高時,A形栽培架3頂尖處安輕型導軌105,每兩個A形架3上,安一組用鋼絲繩106鎖于水平滑車50下的手動葫蘆107,下連吊籃108,工作者站入吊籃108內手拉壓葫蘆升降柄107,可實現上、下、停的垂直運動;滑車50的水平向運動是用另一根鋼絲繩109一頭鎖定在滑車50北端部,穿過北墻上端屋架23下弦底面定滑輪110,回頭再穿入吊籃108上手動卷放機構111內繞纏后使其上的繩長上升到滑車50處到頂,下降時可到通道地面25上,然后再穿入南墻對應定滑輪112后,返回繩頭最后回到水平滑車50南端系固繩頭,手控卷放機構111正轉前進,反轉后退,不轉自鎖,即實現水平向工作目的,這樣種、管、收一人可實現對兩個A形栽培架3相對的兩個立面上,任意全工位的進行操作,手動機構111可在每兩個架3間都安裝一個組合,也比安裝一套縱、橫鋪設電動行車成本低的多,尤其單人單動手動機構,可為搶農時,供應市場,實現了多、快、好、省、工作便利條件,當栽培架高度超過13米以上可設電動葫蘆;霧化噴水裝置20是由長向橢圓型霧化噴水器113,輻蓋量較大、涉及面較寬,有弧形管114、管路115、調壓閥116、水泵40分別組連于清水箱32,藥物殺蟲箱39,葉面肥水箱7,而構成的,它們由迎光壁29中兩個溫水儲箱32提供水源,霧化噴水器113可調節溫室9溫度、濕度,可給栽培架3上的植物淋浴,有時可噴灑農藥39,更主要的作用為植物追補葉面肥7,大幅度凈化室內空氣,改善植物生長環境等多功能;補光燈21和并聯的光譜殺蟲儀22裝置它是由一桿兩座的管路、線路49、控制開關117、調度器118和光控器119控制自動起動42,該套系統尤其是陰天、寡照和夜間光照度不足或特定補光作用時,必不可少的為植物增光補熱裝置,很大程度是為促進植物早期開花,提高產量和促進早熟功能不可少的,光譜殺蟲儀22是一項清潔干式殺蟲器具,尤其當溫室9濕度較大,而有害菌又活動繁殖猖獗,用藥物39不利植物環保時,光譜殺22蟲顯得尤為重要,也同時起到補光作用。
10、間隔式雙向自動遮光系統24的技術方案是為了避免強光,高熱而設置保護植物不同品種,不同生長期,按需進行遮光這是溫室9必備的裝置,尤其自動向陽架設立地4較高,可能較大,是人難能手動控制實現的,尤其是較大,一畝地增設到幾十畝,栽培的品種也較多,必須有選摘的對待遮光;另一方面栽培架3和通道25是間隔設置,通道何時都需要采光,A型栽培3有時需光,有的需要遮光,多種不同因素,需要一個技術方案解決多個目的是在A型栽培架3裝置的最頂上,屋架下弦的空間里設水平向遮光裝置24,另外在A型栽培架3的南端也需要遮光,要使上平面和南立面兩個方向每個栽培架3實現一個系統,兩個方面,并且是自動化方案,還必須滿足有時單動和有時聯動,各功能均得以實現的方法是在A型栽培架3上部,裝置21、22最頂面的空間里,南北墻上的兩個端頭,平行且等高拉緊兩根鋼絲繩121-1,鋼絲繩的間距與要遮光部分等寬,在拉緊穿鋼絲時先穿多個吊環122,將網展開水平向夠長,吊環與拉緊兩網邊系緊,每兩個環折合后網長不得碰下部設置,組成了水平網131系統;南立面遮光網的垂吊,是用兩根軟繩123鎖系網寬兩邊,吊起后從室頂面到地面上,組成了立面遮光網124,另有兩根軟繩125系于南上端兩個瓦座126一根軸127上組裝的兩個隨動卷放槽輪128內,繞纏展開后兩繩125使其長度等于南立面64高度,兩個隨動卷放槽輪128中間同軸安有一個主動卷放槽輪129,也另系一軟繩130穿入南端上面定滑輪112,與水平遮光網131的回繩132緊系同步,當水平遮網131下股繩132向北端走時,也同時拉動另一根繩130轉牽動立面網124從地面開始向上遮光,假如水平遮光131距離是立網遮124光距離1/3長即主動卷放槽輪129是隨動卷放槽輪128的1/3直徑倍數,這樣就同步實現遮光或解除,下股回繩轉動靠的是自動卷揚機構133在溫室9北墻上頭,屋架23下弦底面端頭,對應每個A型架3東西向,各安裝一對瓦座134,其間距大于遮光要求為間距寬,每兩個瓦座內各穿一個轉套135,兩套135間用粗管套136上,組合成同心一體的卷放筒137,并同穿一根軸138上動配合,其中一個轉套135外端面開有齒槽,與其吻合的另一個帶齒槽的稱結合子139,組成了同軸離合裝置,結合子139內有鍵槽,與其配裝的軸138上設有固定鍵,裝其上可軸138向滑動配合,結合子139外圓中間部位車成環槽,撥爪140插入環槽可使結合子139在軸向滑動,結合子139一端同軸上裝有壓力彈簧141,且同裝一軸端,每對軸還裝有聯軸器142,這樣使每個上述系統串聯一起,到末端安一個減速電機143,受控于正反開關144,撥爪柄140上有孔穿入一軟繩145,再穿過墻邊定滑輪146,下垂于地面人能夠著地位,再穿一吊環122,上述的卷放筒137上有閉合繞纏的軟繩132,可使水平遮光網131展開到南頭64即遮光,反轉拉回解除,上股繩132上背向裝著兩個觸頭147,對應觸頭南北兩端,固定著兩個電動限位開關148,減速電機143控制遮光網遮光131到位時自動停止,解除到位時也自動停止,若對某A型栽培架3不需要遮光,使該系統軸138上離合器分離,軸138還是轉,而該系統卷放機構不轉,是這樣實現的拉動垂繩吊環122向下掛于墻釘149上,撥爪140使結合子139壓縮彈簧141,使結合子139分離齒套135這樣減速電機143轉,卷放機構137不轉動,該架就不遮光,這樣可控制每個A形栽培架3,實現各自的目的,南立面64是水平向的隨動裝置。當水平向上股繩132拉動水平遮光網131展開時,下股繩132向北運動,牽動立面64另一根軟繩130同步向北,拉轉主動槽輪129帶動同軸隨動槽輪128,轉使落在地面25上遮光網124向上運動,這樣水平向下股繩132到北端停止,南立面遮光網124已全部到頂面實現立面、水平同步遮光的目的,松開拉繩121結合子歸位,離合器工作實現聯動。
權利要求
1.一種所述的設施立地向陽園,其特征是在基座上安有能向陽轉的轉盤;盤上橫向可立置多排栽培架;架的立端面形狀有多種,如A形、n形、H形、△形,無論哪種栽培架的長向與轉盤縱向寬度一致,高度可按需要設置,栽培架的兩個外側立面類似俗稱立地;每個立地自下而上安裝多層水平向栽培槽;也可安裝托盤、托架、吊掛盆、缽栽培法,以下用栽培槽方式說明每一個水平向的一排栽培槽類似俗稱一壟地,由多個栽培槽組成一字排開與栽培架等長,每相鄰兩行栽培槽的中心距類似俗稱壟距;栽培槽內通營養液;液面上槽口內浮著栽培基;栽培基內埋入種子或栽入移植苗,即稱架設立地栽培;建在轉盤的周邊上,隨動式多功能太陽能溫室則構成了保護轉盤上立地栽培朝陽轉,在溫室內、外設施植物生長相關配套的裝置、機構或系統如在水、電供應短缺的地域上,設置室頂面及南立面交接的檐頭處安裝雨、雪收集器;室頂北端安裝太陽能光伏發電系統;室頂北端與發電系統相鄰同一條延長線上,設置室外太陽能集熱器與室內制熱、制冷裝置及采光地面下太陽能弧形聚光折射焦點上,安裝蒸熱管二次加熱,以及迎光壁中太陽能遞增式集熱器三次加熱,與后墻貯能水箱、側背光壁生物質能沼氣箱所產沼氣,燃氣灶,放熱相聯合、多工位、組合成共效系統;安裝在溫室四周壁墻上、下兩端頭按一定間距設置的溫、濕自動調控系統與栽培架底腳間散熱、散冷、散發有益氣體共同組成聯能增效系統;栽培架頂尖處向上串設有種、管、收立面工作機構和在其上霧化噴水裝置,再在上設有補光燈和并聯的光譜殺蟲儀,共同為架設立地有序、協調、互補、且必不可少的各裝置系統;在栽培架頂尖處,設置的最上部和屋架下弦底面凈空間,設施間隔式雙向自動遮光系統,共同提供了可耕地尤其是為空閑地域上,設施立地栽培可實施方法。
2.根據權利要求1所述的設施立地向陽園,其特征是因地置異的相應基座上固定一個中心定位軸,以該軸為圓心,按受力分布點,設在多個不等徑的圓周上,等分安裝多個水平向自轉輥輪,使每個輥輪上頂面均在同一標高平面內,共同承托一個轉盤與固定中心軸同心、且旋轉,建造基座的材料,可用鋼筋混凝土,可用鋼結構,也可用鋼木混合結構做成,基座平面下固定一減速電機,該機輸出軸端鍵聯著一個小齒輪伸出基座平面上,小齒輪軸上的中心與固定軸上的中心所組成的中心距,應等于安在轉盤中心下面的大齒輪與基座上減速電機小齒輪兩個節圓半徑之和,中心定位軸有中心透孔,可使基座下各種管路、線路引到轉盤面上便于工作,基座的中心點,也可安定位孔,定為套,也可將減速電機輸出軸,用對輪形式直傳轉盤中心下面安裝的定位軸,只要使轉盤相對基座有規則的運動,可實現轉盤上栽培向陽轉多種結構形式。
3.根據權利要求1所述的設施立地向陽園,其特征是向陽轉的轉盤用型鋼制成,轉盤下面不但要安有與輥輪位置等直徑,且構成滾動的軌道,也是用型材在胎型上煨卷而成的圓圈組合而成,轉盤下面同體安裝的軌道與基座上固定的輥輪平行接觸,且受力均勻,才能轉動靈活,還要在轉盤中心孔下面用螺栓固定著一個大齒輪,大齒輪下面,基座面上的中間處,夾著一個向心壓力軸承,共同組裝在基座固定中心軸上并同心旋轉,固定在基座下面的減速電機輸出軸端上安裝的鍵聯小齒輪與轉盤下面固定的大齒輪在同一平面上嚙合,也可取消該對齒輪,轉盤與安定位減速電機直傳,但裝卸麻煩,啟動減速電機可驅動轉盤低速運轉;自動向陽是把一年365天,每天實際太陽運動軌跡和日照時間按某一單位時間計算劃分成若干份不等長弧線段展開成相應長度的線段,再將每個相應長度的線段從起點到終點的移位量編程控制器,輸入計算機,按已定的程序指令減速電機,實現有規則的啟動、停止,一直到日落時刻,再指令轉盤返程回到初始位置,夜間待命,每天日出到日落依序下一個循環,則可實現全年候自動向陽轉的工作目的。
4.根據權利要求1所述的設施立地向陽園,其特征是向陽轉的轉盤上的架設立地栽培是由轉盤上安了多排栽培架,架上安了多排栽培槽,槽內通了營養液,液面槽口內浮著栽培基,組成了一排排、一行行,類似壟地,可埯種、條種、平種;栽培架上安裝托盤可平播、散播或穴播;也可安裝托架,吊籃進行盆栽、缽栽;本發明核心是設施立地可使一畝地增設到可栽培的幾十畝地,同時栽培效率、栽培效益也倍增,它的獨特之處是轉盤自動向陽,載著植物隨時朝陽,實現了架設立地栽培的新模式;架設立地的制造方法是栽培架的兩個外側立面,是由多個立向排列,且水平向等間距的角鐵而組成架設立地,角鐵的豎向面上、安有向上開口且對稱平行的多個短管、做為栽培槽的平向掛位、定位裝置,由于短管的間距小,可安裝的數量多,可任意調整栽培槽掛位距離,栽培槽的行距應根據所栽植物生長需要,確定掛位間距,從而實現了壟距大小可調,也適應了各種植物高、矮均可種植;栽培槽的深淺、寬窄、長短,以適應各種植物栽培的要求,應是上寬下窄,底面向著栽培架一側傾斜呈鈍錐形,一方面便于植物生長起來向外側伸展朝陽,便于采光,另一方面有時栽培槽或植物有些滴水也被下面的栽培槽接于槽內,栽培槽的安裝方法是栽培槽用掛勾器的形式置于栽培架上,其中一種S型掛勾器,用背勾掛入栽培架的立面短管內,S型托勾里安裝栽培槽,S形托勾部位形狀與栽培槽端面看形狀相同,宜用模胎成型;栽培基的制造方法是采用細孔多,通透性強,質量輕,能漂浮,還要有一定的硬度,當植物生長起來,穩固不倒茯,且能保水、保肥的材料制成,經驗所知用城市廢垃圾焚燒后的灰碴摻入無機結合劑,按栽培槽上口尺寸及內口形狀胎型模壓成坯,經烘干后,煅燒而成專用栽培基;營養液安裝供給系統是栽培槽的長向兩個端頭立面上,各開一個不等位的孔,其一端下位孔靠底部位置與營養液供給系統的立支管用水平短管依序與每個栽培槽接通,另一端面上的上位孔略低于槽口處,與溢流管立支管用水平短管,均接通了每個栽培槽,就組成供液到位,多余溢流的循環系統;該套管網有兩個作用一方面保證了液面高度,防止過滿時將栽培基沖出槽口或液體流淌滿地造成浪費,污染室內環境,多余溢流回儲液槽過濾再循環;另一方面作用是,當栽培槽使用久了,槽內積存沉淀物及植物根系垃圾多了,或重茬、換茬、清洗換液,其工作模式是將供液上管閥門關閉的同時,打開管路末端閥門,使污水進入水處理再回收,當排凈后,再將其溢流管回液閥門關閉,同時打開與其連接的清水泵閥門,啟動水泵,清水從溢流管進入,經槽上位孔流入槽內,再由下位孔流出進入供液管進行反沖洗,當達到清潔時,回復原工位,換入新營養液,開始了新一茬的栽培工作。
5.一種為了實現權利要求1所述的設施立地向陽園設在轉盤四周邊上保護轉盤上的架設立地栽培即隨動式多功能太陽能溫室的制造方法從形體、結構、功能、采光多方面改變了現有溫室坐北朝南,固定不動只等中午前后階段陽光照射,普遍存在采光不足、功能不全,使植物生長或徒長,或緩慢,有些溫室還存在冬季嚴寒受凍,夏季高溫傷苗的現象經常發生,為了解決上述技術問題,本發明技術方案,其特征是由于轉盤是圓形或是方形,溫室也可建成方形或圓形,無論圓形還是方形,以最邊上栽培架能在隨動時采上光,做為確定溫室的采光面和背光面墻體結構布局隨動式方型溫室后墻和左右墻均稱背光墻面,細分為正背光面及左、右墻為側背光面,那么頂面和南立面稱采光面,也稱采光壁,隨動式圓型溫室,其采光面小于180°,大于150°為區間,背光面而是在210°-180°區間確立,總之背光墻面越多,保溫性越強;背光外墻面做外保溫,內設多功能鋼結構組合體,即要求承重又要滿足功能要求,正背面因栽培架自上而下被擋著若干段后墻面均稱遮光壁,沒被遮擋的通道處對應的自下而上若干段后墻面均稱迎光壁,若干個遮光壁、迎光壁交錯且間隔組合而成了正背光面后墻壁,側向背光墻與遮光墻壁其做法相同可做成生物質能貯能壁,遮光壁中間用鋼板組焊且防腐處理的水箱,在水箱外側做外墻外保溫,內側做了內墻內保溫,水箱左右側立面與迎光壁相間處,又做了隔層保溫共同組成的遮光壁,又稱保溫貯能墻壁;也可將遮光壁或左右側立壁做生物質能貯能裝置如將遮光壁中貯能水箱或在左右側背光壁上以類似方法所建的貯能水箱,安裝進料箱,下連立管,下連進料閥,組合在旋轉鉸刀的套體上,前端安有進、排總閥,進、排總閥用彎頭接于貯能水箱的下端,鉸刀桿的動力部分為減速電機輸出,貯能水箱自下而上分成厭氧段、發酸段、儲液段、最上部為儲沼氣段、四部分聯通無隔板的箱體,箱體最下邊設有排污排渣閥,頂面按有排沼氣管道、安全閥及箱體中段安裝若干位置排液水平管及閥門,組成壁墻式沼氣箱的特定結構,它的工作模式是擰開進料閥,裝入備好原料,關閉排渣閥,打開進排總閥,正啟動減速電機帶動鉸刀旋轉強行將原料擠入貯能箱;反之,關上進料閥,打開進、排閥,打開排渣閥,反啟動減速電機,廢沼渣從貯能箱里旋出排入輸渣管,這填料和排料一年每個貯能箱各進行兩次,實現更換貯能的目的,為溫室生產提供可再生資源,無公害的殺蟲、補給有益氣體、還可照明、升溫的生物質能循環再利用;迎光壁是由兩個方鋼管下連轉盤,上連連系梁即是承重結構柱,又是儲水箱,兩方鋼管間安有熱管真空管,自下而上組連多排形成了遞增式集熱器,該段內墻面采用透光玻璃板密封,其外墻做外墻外保溫與遮光外墻形成整體保溫面,這樣后墻和左右側面背光墻則以承重、圍護、貯能為一體的多功能組合壁;溫室地面是由轉盤面構成的,轉盤面上由栽培架和通道相間隔而組合成,通道地面由采光玻璃鋼磚制成,下設弧形折射鏡,其焦點處安裝通長的蒸熱管,上聯通室頂上太陽能集熱器,下聯通迎光壁中太陽能集熱器,組合成太陽能集熱三聯共效,無論春、夏、秋、冬季節,只要有日光照,均可產高溫氣化水可達100℃多度從迎光壁的頂端上部水管出來,可直接為溫室冬季采暖,夏季有時高達汽化熱120℃,可為吸收式制冷機提供高效熱媒水,從而高效制冷;溫室的連系梁上安有輕鋼屋架,其坡向北高南低;上鋪采光板需選耐熱、耐寒、高透光率材料;上設雨、雪收集器;北上面設有太陽能發電和太陽能集熱器所需要的保溫箱;箱的南下角,特設帶噴嘴的高溫熱水管,東西向全長鋪設;溫室四壁上、下端頭部位設有溫、濕自動調控風機窗;當多功能太陽能溫室遠離居點時,或產量較大時,可在背光壁外側,相聯接建辦公室、休息間、化驗間、冷藏儲存間、設備間及精包裝室即共同組建成鋪助隨動間,便于保溫采暖和制冷配套利用,其它必備輔助設備如營養液配制儲備箱,各種有益氣體儲備罐、備用發電機、鍋爐、制冷機、熱泵、水處理設備、藥液箱、其它泵體、操縱機構和自動監控系統;相應分設在溫室左右側背光壁上。
6.根據權利要求1、2所述的設施立地向陽園,其特征是在溫室頂面采用耐熱、耐寒、保溫、隔熱中空板是按北高南低鋪設,到南端立面交接檐頭處安裝東西向一條弧形中空檐板,其弧形板凹面向屋頂的北向翹起,弧低面安有漏水器連著落水管進入室內,沿輕鋼屋架北向進入后墻儲水箱,該管路中設有安全閥、水泵,當下雨時,從上向下自流;當下大暴雨時,府沖下來的水流較急,由弧形板減緩反射到室頂,再緩緩流入漏水器;當冬天下雪積于室頂厚厚一層時,要將熱貯能水箱打開閥門啟動水泵,熱水從管路沖出弧形板射向北室頂,以拋物線形灑向室頂高處,使北側融雪回收;若是高寒地區,則用熱泵高溫、高壓水從溫室頂部的太陽能集熱器保溫箱南側的底角處,帶噴嘴的高溫熱水管,噴灑沸水快速融雪,由于水溫較高,連蒸帶燙沿著中空玻璃面向下流,很快將積雪融解化水,被快速回收得以儲備,也同時凈化了玻璃,增加了采光;只有無供電或架設電源不劃算時采用太陽能光伏發電系統它是由太陽能電池方陣、調節控制器、蓄電池、逆變器,備用發電機組、整流充電器與其上組合防止連陰天,接通用電負載而配套組成太陽能光伏發電系統的,在遠離供電地域是十分必要的,根據溫室動力,照明和其它所有用電負載之和,乘以相應系數,確定太陽能電池方陣的工作容量;太陽能電池方陣安裝所在地區,以太陽年輻射總量,應換算成標準光強,電功率以平均日輻射時數計算確定;太陽能電池方陣輸出電量與負載的耗電量及蓄電池充電效率修正系數乘積,確定太陽能電池方陣的總功率;對不同地區運行情況要考慮調整系數;選摘蓄電池技術性能、容量與放置地區環境因素,確定各項指標。
7.根據權利要求1、2所述的設施立地向陽園,其特征是室頂太陽能集熱器與室內制冷、制熱裝置及后墻貯能水箱相聯合共效裝置安裝在溫室頂面北端的保溫箱面上裝有聚光透射板,內安超導蒸熱管和超導冷疑熱管及相接的熱交換器,組成了太陽能集熱器,上保溫循環水管與室內通道下太陽能弧型聚光折射鏡系統每相鄰栽培架間,設有人行通道,通道地面為透光、耐熱、耐壓、耐磨的玻璃鋼磚鋪成,磚下設有凹形折射鏡,鏡背光面有涂層阻光,涂層下設保溫支架及保溫層,該保溫層設在轉盤面上為底層隔寒,在凹型折射的焦點處,安有蒸熱管,上聯室頂面太陽能集熱器上水管,下連迎光壁中自下而上遞增式熱管真空管形成多聯集熱共效裝置,無論冬季還是夏季,只要有光照度,均可提供大量熱能貯備,該處設的折射鏡有兩個作用,一方面將太陽直射光和輻射光聚焦于蒸熱管,將水二次加熱,另一方面將一部分直射和輻射光折射到架設立地植物葉莖下的弱光區,補光、增熱,充分發揮溫室內,頂面、南立面、后墻面、迎光面及地面各采光面聯效作用;再三次太陽能加熱出來汽化熱水一路進入栽培架下散熱;一路可進入吸收式制冷機提供熱媒水高效制冷;一路上室頂融雪熱噴管;還有一分路與熱水鍋爐相接;還有一分支進入遮光壁貯能水箱備用;遮光壁貯能是夏天儲冷水貯能,為白天溫室降溫備用,冬天利用晴天儲入熱汽化水,為夜間或陰天備用,遮光貯能水箱與迎光溫水箱和三聯光效太陽能都可互聯互通,可將所有儲水加熱貯能為夜間供暖,北方高寒地區有時持續半個月陰天、霧天,更嚴重時有暴風雪,這時太陽能制熱、發電都被嚴重制約,不但需要熱泵制熱,還要備用發電機,熱水鍋爐和多功能貯能壁沼氣燃燒灶,然氣爐密切配合,完全可抵御嚴寒的襲擊,熱泵工作是可從迎光壁溫水箱吸入熱泵壓縮機入口,經壓縮機上口出來的高溫、高壓水一路直接到栽培架下,散熱后回到迎光壁溫水箱再循環;一路熱水通過架散熱回到遮光壁貯能;還有一分路可直接進貯能熱水箱;另有一分路連通、配合、進入;沼氣箱底部無論冷水、熱水、沼氣等有益氣體均與溫、濕自動調控風機窗、下風機水平地面上干、支管網、散熱、散氣、散冷、管接通,達到多功位、和諧聯效。
8.根據權利要求1、2所述的設施立地向陽園,其特征是安裝溫、濕自動調控風機窗,是將一般軸流式風機,經改裝穿墻而過的加長了的排風管部分,在墻外面的排風口安裝外保溫窗,加長的上、下排風管在墻內面處接通立管,上、下風機主體部分設墻內托架置與其上,上下風機吸口處安有內保溫窗,下風機內風口,內保溫窗外側接有室內水平向鋪設的干管,接通栽培架底腳間分支管,并安有各支管風閥,以實現按需供風的目的,上、下風機用正反開關可實現正、反轉即吸風或排風作用,每個栽培架底腳間的分支管與散熱器、散冷器、散發器接通,可實現調解冷、熱量和供二氧化碳、氮氣及適應植物生長的有益風、氣、溫、濕,實現多功能補給,立管內安有擋風板和上下風機四個內、外保溫窗分別采用五個微型減速電機控制開、閉,這就組成了一套多功能排、吸調控系統,這樣溫、濕自動調控風機可多工位工作,比現有中央空調不但成本低、功能全,直接呵護植物生長,編程控制器溫室植物生長溫度一般在17℃——37℃間,濕度在30%——70%之間不同植物,不同生長期,不同溫、濕度,較寬范圍的編程由計算機控制實施,實施的最佳位置選定為栽培架底腳間散熱、散冷、散發氣裝置來完成;本技術方案突破了現有栽培模式,是對植物生長進行功能調控是從植物上部空間的制約方式,改為更多功能從栽培架下部和植物生長的底部,供給和向上空間散發,還可強制從上向下,利用空氣壓強和機吸實現的反流通;以穿越、散發、洗理方式與植物葉、莖各部位,廣泛、有效、貼近、補給、實用的一種新的制約方式;栽培架底腳間凈距以能通行一個人為寬度固定在轉盤上,該處安裝有來源與制冷機系統的散冷器;安裝來源熱泵、鍋爐、各太陽能集熱器系統的散熱器;來源于沼氣箱、燃氣灶、二氧化碳、氧氣、氮氣發生箱儲備罐系統的散發氣裝置;來源于溫、濕自動調控風機窗系統支管路;來源于供營養液及溢流管路;來源與清水系統、藥液箱系統、回收系統,操縱機構,配電照明管路、線路系統;多系統,多功能的集約組合,均隱藏在栽培架底腳間繁而不亂。
9.根據權利要求1、2所述的設施立地向陽園,在栽培架頂尖處向上串設有種、管、收立面工作系統;在其上設有霧化噴水裝置;再在上設有補光燈和并聯的光譜殺蟲儀共同為設施立地、協調、輔助、補效、必不可少的設置,其特征是種、管、收手動立面工作系統當栽培架設置超過3米高時,栽培架頂尖處安輕型導軌,每兩個栽培架上,安一組用鋼絲繩鎖于水平滑車下的手動葫蘆,下連吊籃,工作者站入吊籃內手拉壓葫蘆升降柄,可實現上、下、停的垂直運動;滑車的水平向運動是用另一根鋼絲繩一頭鎖定在滑車北端部,穿過北墻上端屋架下弦底面定滑輪,回頭再穿入吊籃上手動卷放機構內繞纏后使其上的繩長上升到滑車處到頂,下降時可到通道地面上,然后再穿入南墻對應定滑輪后,返回繩頭最后回到水平滑車南端系固繩頭,手控卷放機構正轉前進,反轉后退,不轉自鎖,即實現水平向工作,當栽培架高度超過13米以上可設電動葫蘆;在其上安裝霧化噴水裝置是由長向橢圓型霧化噴水器,輻蓋量較大、涉及面較寬,有弧形管、管路、調壓閥、水泵分別組連于清水箱,藥物殺蟲箱,葉面肥水箱,而構成的,它們由迎光壁中兩個溫水儲箱提供水源,霧化噴水器可調節溫室溫度、濕度,可給栽培架上的植物淋浴,有時可噴灑農藥,更主要的作用為植物追補葉面肥,大幅度凈化室內空氣;再在上安裝補光燈和并聯的光譜殺蟲儀裝置它是由一桿兩座的管路、線路、控制開關、調度器和光控器控制自動起動,該套系統尤其是陰天、寡照和夜間光照度不足或特定補光作用時,必不可少的為植物增光補熱裝置,很大程度是為促進植物早期開花,提高產量和促進早熟功能不可少的,光譜殺蟲儀是一項清潔干式殺蟲器具,尤其當溫室濕度較大,而有害菌又活動繁殖猖獗,用藥物不利植物環保時,光譜殺蟲顯得尤為重要,也同時起到補光作用。
10.根據權利要求1、2所述的設施立地向陽園,其特征是間隔式雙向自動遮光系統在栽培架裝置的最頂上,屋架下弦的空間里,設水平向遮光裝置,另外在栽培架的南端也需要遮光,要使上平面和南立面兩個方向每個栽培架實現一個系統,兩個方面,并且是自動化方案,還必須滿足有時單動和有時聯動,各功能均得以實現的方法是在栽培架上部,裝置最頂面的空間里,南北墻上的兩個端頭,平行且等高拉緊兩根鋼絲繩,鋼絲繩的間距與要遮光部分等寬,在拉緊穿鋼絲時先穿多個吊環,將網展開水平向南北夠長,吊環與拉緊兩網邊系緊,使每兩個環折合后網長不得碰下部設置,組成了水平網系統;南立面遮光網的垂吊,是用兩根軟繩鎖系網寬兩邊,吊起后從室頂面到地面上,組成了立面遮光網夠長,另有兩根軟繩系于南上端兩個瓦座一根軸上組裝的兩個隨動卷放槽輪內,繞纏展開后兩繩使其長度等于南立面高度,兩個隨動卷放槽輪中間同軸安有一個主動卷放槽輪,也另系一軟繩穿入南端上面定滑輪,與水平遮光網的回繩緊系同步,當水平遮網下股繩向北端走時,也同時拉動另一根繩使主動卷放槽輪轉動的同軸隨動卷放槽輪轉牽動立面網從地面開始向上遮光,假如水平遮光距離是立網遮光距離1/3長,即主動卷放槽輪也轉,是隨動卷放槽輪1/3直徑倍數,這樣就同步實現遮光或解除,下股回繩轉動靠的是自動卷揚機構在溫室北墻上頭,屋架下弦底面端頭,對應每個架東西向,各安裝一對瓦座,其間距大于遮光要求為間距寬,每兩個瓦座內各穿一個轉套,兩套間用粗管套上,組合成同心一體的卷放筒,并同穿一根軸上動配合,其中一個轉套外端面開有齒槽,與其吻合的另一個帶齒槽的稱結合子,組成了同軸離合裝置,結合子內有鍵槽,與其配裝的軸上設有固定鍵,裝其上可軸向滑動配合,結合子外圓中間部位車成環槽,撥爪插入環槽可使結合子在軸向滑動,結合子一端同軸上裝有壓力彈簧,且同裝一軸端,每對軸還裝有聯軸器,這樣使每個上述系統串聯一起,到末端安一個減速電機,受控于正反開關,撥爪柄上有孔穿入一軟繩,再穿過墻邊定滑輪,下垂于地面人能夠著地位,再穿一吊環,上述的卷放筒機上有閉合,繞纏的軟繩,可使水平遮光網展開到南頭即遮光,反轉拉回解除,上股繩上背向裝著兩個觸頭,對應觸頭南北兩端,固定著兩個電動限位開關,減速電機控制遮光網遮光到位時自動停止,解除到位時也自動停止,若對某栽培架不需要遮光,使該系統軸上離合器分離,軸還是轉,而該系統卷放機構不轉,是這樣實現的拉動垂繩吊環向下掛于墻釘上,撥爪使結合子壓縮彈簧,使結合子分離齒套這樣減速電機轉,卷放機構不轉動,該架就不遮光,這樣可控制每個栽培架,實現各自的目的,南立面是水平向的隨動裝置,當水平向上股繩拉動水平遮光網展開時,下股繩向北運動,牽動立面另一根軟繩同步向北,拉轉主動槽輪帶動同軸隨動槽輪轉,使落在地面上遮光網向上運動,這樣水平向下股繩到北端停止,南立面遮光網已全部到頂面實現立面、水平同步遮光的目的,松開拉繩結合子歸位,離合器工作實現聯動。
全文摘要
設施立地向陽園建在水域上能浮著如船體;建在陸地上能穩固如樓基;建在屋頂、廣場、庭院、公路旁不破壞原有基面的相應基座,均滿足一個技術方案基座上承托向陽轉的轉盤,盤面上立置多排栽培架,架上安裝多個水平向栽培槽,槽內通營養液,液面上浮著栽培基,基內埋入種子或移植苗,組成了一排排、一行行如壟地的設施立地栽培方法,栽培架上也可安托盤,托架或吊掛盆栽法,易各種植培,轉盤上設施多功能太陽能溫室,呵護和營造人為的、生態和諧的、完全適應各種植物生長,并隨時朝陽轉模式,轉盤可小到1米
文檔編號E04B1/346GK1653880SQ200510063219
公開日2005年8月17日 申請日期2005年4月7日 優先權日2005年4月7日
發明者楊崇杰 申請人:楊崇杰