阅读说明：本技术 基于机械单向可调阀门的多层潮汐灌溉系统 (Multilayer tide irrigation system based on mechanical one-way adjustable valve ) 是由 党康 姜仕豪 马宝平 杨成贺 肖玉兰 于 2019-12-06 设计创作，主要内容包括：一种基于机械单向可调阀门的多层潮汐灌溉系统,包括：多层栽培架、储液箱、控制器、水泵、机械单向可调阀门、进排液一体管路和溢流管,其中：设置于储液箱内的水泵、机械单向可调阀门、进排液一体管路、多层栽培架、溢流管和储液箱依次相连构成环路。本发明通过设置进液、排液共用一个管路系统,结构简单,不依靠电子电路和多个电磁阀进行调控,仅需一个机械单向可调阀门即可完成进排、液流量调控,大大降低了系统制造成本,精简了系统运行机制。(A multi-layer tidal irrigation system based on a mechanically unidirectional adjustable valve comprising: multilayer cultivation frame, liquid reserve tank, controller, water pump, mechanical one-way adjustable valve, advance integrative pipeline of flowing back and overflow pipe, wherein: the water pump, the mechanical one-way adjustable valve, the liquid inlet and discharge integrated pipeline, the multilayer cultivation frame, the overflow pipe and the liquid storage tank are sequentially connected to form a loop. The liquid inlet and the liquid outlet share one pipeline system, so that the liquid inlet and the liquid outlet can be regulated and controlled only by one mechanical one-way adjustable valve without depending on an electronic circuit and a plurality of electromagnetic valves, the structure is simple, the liquid inlet and the liquid outlet can be regulated and controlled, the manufacturing cost of the system is greatly reduced, and the operation mechanism of the system is simplified.)

基于机械单向可调阀门的多层潮汐灌溉系统

技术领域

本发明涉及的是一种植物种植领域的技术，具体是一种基于机械单向可调阀门的多层潮汐灌溉系统。

背景技术

目前，潮汐灌溉作为一种新的工厂化植物培育方案的水肥供应方法，具有灌溉彻底、水肥均匀、结构简单等优点。该方案长期在单层植物培养中广泛应用。但在多层植物培养的场景下，由于层高差异造成的各层供液、排液存在压差，如果采用供液排液同管路解决方案，供液时调整好各通路进液口径形成各层一致的均流后，排液时往往由于不能再次变径，造成底层栽培槽排水缓慢甚至形成倒灌，如果采用供液、排液分两套管路的解决方案，则需要多套电磁阀进行上下水调控，以达到均匀进液、回液的目的。不仅使得整个控制系统繁复，更是大大增加了成本投入。

发明内容

本发明针对现有多层潮汐灌溉方案中普遍采用的多电磁阀方案结构复杂、成本较高的缺陷，提出一种基于机械单向可调阀门的多层潮汐灌溉系统，通过设置进液、排液共用一个管路系统，结构简单，不依靠电子电路和多个电磁阀进行调控，仅需一个机械单向可调阀门即可完成进排、液流量调控，大大降低了系统制造成本，精简了系统运行机制。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于机械单向可调阀门的多层潮汐灌溉系统，包括：多层栽培架、储液箱、控制器、水泵、机械单向可调阀门、进排液一体管路和溢流管，其中：设置于储液箱内的水泵、机械单向可调阀门、进排液一体管路、多层栽培架、溢流管和储液箱依次相连构成环路。

所述的机械单向可调阀门包括：阀体和设置于其上的若干螺纹接口以及分别活动设置于螺纹接口内外侧的调节旋钮和活塞，该活塞上端开口，一侧有限流杆，下端有垂直于限流杆开口的过水孔。

所述的控制器分别与水泵、多层栽培架中的光源相连并传输指令以定期开启光源和水泵，将储液箱中营养液通过水泵进入机械单向可调阀门，水压推动活塞上行，限流杆到达调节旋钮位置后受限停止运动，过水孔部分被螺纹接口下端遮蔽，孔径减小从而限制孔径。

所述的多层栽培架包括：主体架、光源和栽培槽，其中：光源固定设置于主体架上的每层的顶部，栽培槽设置于对应的每层的底部。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为机械单向可调阀门剖面图；

图中：主体架1、栽培槽2、储液箱3、控制器4、水泵5、机械单向可调阀门6、循环过滤消毒器7、光源8、进排液一体管路9、排水过滤罩11、溢流管10、溢流过滤罩12、植物托盘13、植物14。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例包括：多层栽培架、储液箱3、控制器4、水泵5、机械单向可调阀门6、进排液一体管路9、溢流管10、循环过滤消毒器7、植物托盘13、植物14，其中：设置于储液箱3内的水泵5、机械单向可调阀门6、进排液一体管路9、多层栽培架、溢流管10和储液箱3依次相连构成环路。

所述的多层栽培架包括：主体架1、光源8和栽培槽2，其中：光源8固定设置于主体架1上的每层的顶部，栽培槽2设置于对应的每层的底部。

所述的多层栽培架的层间距20-50cm，主体架1优选为钢制、铝合金或其他具备支撑功能的层架，层数为一层或多层。

所述的光源8为LED、日光灯、荧光灯或其他具备补光能力的人工光源。

所述的栽培槽2为塑料或金属材质，四周围栏高3-10cm，可盛营养液的槽。

所述的植物14种植于植物托盘13中，植物托盘13放置于栽培槽2中。

所述的植物托盘13侧边和底边有孔洞，便于潮汐灌溉时液体从栽培槽2中渗入植物托盘里。

所述的储液箱3为塑料或金属材质，其容积不少于所有栽培槽2容积之和。

所述的控制器4为机械或电子时控器。

所述的水泵5最小扬程大于栽培架高度。

如图2所示，所述的机械单向可调阀门6包括：阀体62和设置于其上的若干螺纹接口63以及分别活动设置于螺纹接口63内外侧的调节旋钮61和活塞64，其中：所有螺纹接口63横截面积总和低于阀体横截面积和水泵5出水口的横截面积。

所述的活塞64上端开口，一侧有限流杆65，下端有垂直于限流杆65开口的过水孔66。过水孔66两端出口处总横截面积大于螺纹接口横截面积，当由阀体62向螺纹接口63方向供水时，水压推动活塞64上行，限流杆65到达调节旋钮61位置后受限停止运动，过水孔66部分被螺纹接口63下端遮蔽，孔径减小从而限制孔径；当由螺纹接口63向阀体62方向供水时，水压推动活塞64下行，限流杆到达阀体外壁后受限停止运动，此时过水孔66全部暴露于阀体内部，口径全开。

所述的进排液一体管9和溢流管10的出口处设有排水过滤罩11和溢流过滤罩12，其中排水过滤罩11排水孔径优选小于5mm；溢流过滤罩12排水孔径优选小于5mm。

所述的循环过滤消毒器7具备循环过滤功能，具备紫外杀菌功能。

所述的控制器4分别与水泵5、多层栽培架中的光源8和设置于储液箱3内的循环过滤消毒器7相连并传输指令以定期开启光源8、循环过滤消毒器7和水泵5，将储液箱3中营养液通过水泵3进入机械单向可调阀门6，水压推动活塞64上行，限流杆65到达调节旋钮61位置后受限停止运动，过水孔66部分被螺纹接口63下端遮蔽，孔径减小从而限制孔径。

在系统第一次运行时，需要进行一次人工调节旋钮61的过程，使得通过螺纹接口63、再经过进排液一体管路9后到达栽培槽2时，各层流量均匀一致。随着栽培槽2中液面逐渐上升，营养液通过植物托盘13上的孔进入植物托盘，实现对植物14的灌溉。当栽培槽2中的营养液水平面超过溢流管10上端时，多余的营养液通过溢流管10返回储液箱3中，完成循环。此时，栽培槽2中蓄满营养液。控制器4保持水泵3运行的时长，即为潮汐灌溉整体时长。当控制器4发出指令关闭水泵3后，营养液从进排液一体管路9返回到下端连接的螺纹接口63时，水压推动活塞64下行，限流杆向下运动到达阀体外壁后受限停止运动，此时过水孔66全部暴露于阀体内部，为过水孔66全开状态。在控制器4程序设定的灌溉停止时间点，各层营养液短时间内迅速通过机械单向可调阀门6，回流到储液箱3中。完成一次完整的潮汐灌溉过程。由于机械单向可调阀门6上下水时可呈现不同的孔径和流量，可以抵消不同栽培槽高度差造成的液压差，因此不但可在潮汐灌溉起始上水时保证各层均匀一致，在完成潮汐灌溉后回液过程中，各通路回液速度均匀一致，不会出现底层栽培槽排水缓慢甚至形成倒灌的情况。就不会造成植物3浸泡时间过久或各层植物浸泡时间不一致的情况。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。