灌溉装置和供料系统的制作方法

本发明涉及园艺灌溉装置和浇灌系统的领域，更具体地，涉及一种用于供料或浇灌植物等的自动灌溉装置和系统。

背景技术：

植物通常需要至少每周一次采用营养液供给或浇灌或者以其他方式补充来存活。在当个人打算离开家一长时间的情况下，个人需要做出安排来照料他或她的植物。这涉及雇用帮助来照料植物的成本和不便，并且危及到家庭或个人空间的个人隐私。

虽然已经开发出了各种自浇灌植物的浇灌或供料装置和系统，但是这种装置和系统由于其复杂的结构而并非专用于简单、方便、经济的用途，并且不容易适应现有的植物容器或介质。因此，希望具有一种用于供料或浇灌植物等的改进的自动灌溉装置和系统，其避免已知装置和系统的缺点。

技术实现要素：

在第一方面，本文提供了一种用于通过植物生长介质分散液体的灌溉装置。所述装置包括可变尺寸的几何成形的容器，配置成可在第一侧和第二侧拆卸成至少两件，所述容器具有带有内表面的外壁、敞开的顶部、以及配置成覆盖植物生长介质的基座部分。所述基座部分配置有用于容纳从中穿过的液体的多个孔。所述容器配置有从中穿过的至少一个中心开口，其具有用于在容器的第一侧和第二侧邻接在一起时容纳植物的内壁。所述多个孔每个都配置有滴管，用于容纳穿过所述基座部分延伸的液体，使得所述滴管以可变流率和间隔给植物生长介质供料，并且为要被固定在植物生长介质中的装置提供稳定性。

在某些实施例中，所述几何成形的容器是圆形的、立方体的、圆柱形的、矩形的或正方形的。

在某些实施例中，所述几何成形的容器是透明的或清澈的，其具有设置在所述内表面上的测量台。

在某些实施例中，所述基座部分可以是平的或弯曲的。

在某些实施例中，所述多个孔的尺寸可变，以使得孔在给植物供料期间将液体保持在容器中达约10至约60分钟。

在某些实施例中，用于容纳植物的内壁中心开口可以是圆形的、圆锥形的或圆柱形的。

在某些实施例中，所述容器的外壁可以配置有用于与软管或泵系统一起使用的接头。

在某些实施例中，所述容器的第一侧和第二侧配置成经由至少一个凸对一个凹比例或其它凸凹比例的组合邻接在一起。

在某些实施例中，所述装置还包括用作排水孔的设置在所述内壁上的多个可变尺寸开口，用于将保持在容器中的过量液体引导到植物生长介质的中心。

在某些实施例中，所述容器包括至少一个纵向部分，其具有第一端和第二端，使得所述第二端附连到所述基座部分。

在某些实施例中，所述纵向部分配置有从所述第一端至第二端穿过其的开口，用于容纳支撑结构，使得所述支撑结构的至少一部分定位在植物生长介质中，用于向植物提供支撑。

在某些实施例中，所述支撑结构是竹子、木材或塑料棒。

在某些实施例中，所述纵向部分可以配置为相对于所述基座部分定位成垂直或倾斜。

在某些实施例中，所述容器包括形成在所述外壁的上边缘上的伸出唇部，用于阻挡光到植物生长介质。

在某些实施例中，所述伸出唇部包括向下唇，该向下唇从伸出唇部的第一端延伸，用于阻挡光到植物生长介质。

在某些实施例中，所述滴管可以是浸泡式软管、多孔管、滴灌带、激光管、短程发射器、以及曲折路径或湍流发射器中的至少一个。

在某些实施例中，所述容器配置有至少两个桩，设置在容器的第一端和第二端，用于将容器固定在植物生长介质中。

在第二方面，本文提供了一种用于通过植物生长介质分散液体的灌溉装置。所述灌溉装置包括可变尺寸的几何成形的容器，具有带有内表面的外壁、敞开的顶部、以及配置成覆盖植物生长介质的基座部分。所述基座部分配置有用于容纳从中穿过的液体的多个孔。所述容器配置有从中穿过的至少一个中心开口，其具有用于容纳植物的内壁。所述多个孔每个都配置有滴管，用于容纳穿过所述基座部分延伸的液体，使得所述滴管以可变流率和间隔给植物生长介质供料，并且为要被固定在植物生长介质中的装置提供稳定性。

在某些实施例中，所述至少一个中心开口配置为具有至少一个纵向开口，该纵向开口从该中心开口延伸到所述外壁，以允许将所述容器放置在植物上或者从植物移除容器。

在第三方面，本文提供了一种用于通过植物生长介质分散液体的灌溉供料系统。所述系统包括灌溉装置，其具有可变尺寸的几何成形的容器。所述容器具有带有内表面的外壁、敞开的顶部、以及配置成覆盖植物生长介质的基座部分。所述基座部分配置有用于容纳从中穿过的液体的多个孔。所述容器配置有从中穿过的至少一个中心开口，其具有用于容纳植物的内壁。所述多个孔每个都配置有滴管，用于容纳穿过所述基座部分延伸的液体，使得所述滴管以可变流率和间隔给植物生长介质供料，并且为要被固定在植物生长介质中的装置提供稳定性。

在某些实施例中，所述容器配置成可在第一侧和第二侧拆卸成至少两件。

在某些实施例中，所述容器的第一侧和第二侧配置成经由至少一个凸对一个凹比例或其它凸凹比例的组合邻接在一起。

在某些实施例中，所述灌溉供料系统还包括数字水分仪，该数字水分仪可拆卸地连接到所述外壁，用于监测植物生长介质的水分含量。用于监测植物生长介质的水分含量的至少一个水分传感器可以任选地用于与所述数字水分仪组合。所述至少一个水分传感器以可变角度最佳地定位在植物生长介质中，接近所述数字水分仪。潜水泵定位在液体保持贮存器内，用于将液体泵送至所述装置，使得所述潜水泵配置成通过至少一根导线连接到所述数字水分仪，用于与其进行通信。所述灌溉供料系统还包括软管，其具有第一端和第二端，使得所述软管的第一端配置成连接到设置在所述潜水泵上的接头，所述软管的第二端配置成连接到设置在所述容器的外壁上的接头。液体从所述液体保持贮存器通过所述软管被泵送到所述容器，使得液体在植物达到预定的水分和湿度水平时以适当的流率和间隔通过植物生长介质而被分散。

在某些实施例中，所述数字水分仪包括数字水分显示，使得当与多个手动功能一起使用时，该显示对于用户希望所述系统给植物生长介质供料的特定水分含量提供可变设置。

在某些实施例中，所述多个手动功能使得用户能够查看供料历史、设定时间、供料时间表，并且手动地操作所述数字水分仪。

在某些实施例中，所述系统可以与具有单个电源的潜水配电盘上的多个泵一起使用。

在某些实施例中，所述多个孔的尺寸可变，以使得孔在给植物供料期间将液体保持在容器中达约10至约60分钟。

对于本领域技术人员而言，通过阅读附图，根据下面的详细描述，本发明的各种优点将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的设置在植物生长介质顶部上的灌溉装置的示例性实施例的透视图。

图2A-F是根据本发明的图1灌溉装置的各种几何形状的近距离视图。

图2G是根据本发明的图1灌溉装置的示例性实施例。

图3A-B是根据本发明的图1灌溉装置的侧视图，示出为是分离的并且具有用于邻接容器的第一和第二侧的各种凸凹比例配置。

图4是图1灌溉装置的基座部分的侧剖视图，示出为具有倾斜或弯曲的底部。

图5是根据本发明的图1灌溉装置的顶剖视图。

图6是根据本发明的图1灌溉装置的另一示例性实施例的侧剖视图。

图7是根据本发明的图1灌溉装置的另一示例性实施例的侧剖视图。

图8是使用根据本发明的图1灌溉装置的灌溉供料系统的示例性实施例的侧正视图。

图9A是用于根据本发明的灌溉装置和灌溉供料系统的数字水分仪的正视图。

图9B是连接到根据本发明的容器的外壁的图9A的数字水分仪的侧视图。

具体实施方式

本公开并不局限于所描述的特定系统、方法或协议，因为它们可以变化。在本说明书中使用的术语仅用于描述特定版本或实施方案的目的，且并不旨在限制范围。

如在本文件中所使用，单数形式“一”、“一个”和“特指的那个”包括复数引用，除非上下文另有明确说明。除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与由本领域中普通技术人员通常所理解的相同的含义。本文件中提及的所有出版物都通过引用并入本文。本文件中列举的所有尺寸仅仅是示例性的，并且本发明不限于具有以下列举的特定尺寸或大小的结构。本文件中的任何内容不应被理解为承认本文件中描述的实施例不借助于在先发明而先于这些公开。如本文所用，术语“包括”是指“包括，但不限于”。

考虑附图，为了清楚的目的，应理解为并未提供构造和/或操作的某些细节，这样的细节是常规的并且在本文中描述的文件的公开时为本领域技术人员所熟知。

为了本申请的目的，以下术语和短语应具有如下阐述的相应含义：

术语“供料”和“浇灌”在本文中可互换使用，并且旨在具有关于采用营养液处理植物以使植物可以茁壮成长的相同含义。

术语“滴管”和“排放头”在本文中可互换使用，并且旨在具有关于确保实现液流均匀速率的滴灌的相同含义。

术语“灌溉”是指将水通过人工手段应用到土壤或另一介质来促进植物生长。

术语“生长介质”、“介质”或“媒介”是指将有机结构比如植物放入其中来生长的液体或固体。

术语“液体”是指用于植物的任何形式的营养液，包括水等。

术语“岩棉”是指基于无机矿物的园艺级岩棉，主要作为园艺行业中的溶液培养基出售。

短语“培养基生长系统”是一种溶液培养系统，其中根区域由媒介物理支撑，并且植物通过将营养液施加到媒介而被供料。

本发明的灌溉装置和灌溉供料系统涉及一种自浇灌灌溉装置和供料系统，如本文所述，除其他特征外，其允许用户随着水被分配到植物上来测量水的量而非预测或做计算；用于缓慢彻底且均匀地分配水或其它营养液；通过全部覆盖介质来防止藻类、霉菌和杂草在植物生长介质中生长；低成本制造；由廉价材料制成；耐用；且易于组装和拆卸。

通过本发明可以预期的是，灌溉装置和灌溉供料系统可以与培养基生长系统中的任何合适的植物生长介质(例如岩棉、土壤等)一起使用。

下面参照图1，其是根据本发明的灌溉装置10的示例性实施例的透视图，其设置在植物生长介质12(例如岩棉)的顶部上。灌溉装置10包括可变尺寸的几何成形的容器14，配置成可在第一侧16和第二侧18拆卸成至少两件。容器14具有带有内表面22的外壁20、敞开的顶部24、以及配置成覆盖植物生长介质12的基座部分26。基座部分26配置有用于容纳从中穿过的液体30的多个孔28。

如图1所示，容器14配置有从中穿过的至少一个中心开口32，并且包括内壁34，用于在容器的第一侧16和第二侧18邻接在一起作为单个容器时容纳植物36。多个孔28每个都配置有滴管38，用于容纳穿过基座部分26延伸的液体30，使得滴管以可变流率和间隔给植物生长介质12供料，并且为要被固定在植物生长介质中的装置10提供稳定性。应当理解的是，滴管可以配置成以根据本发明的任何合适的流率和间隔给植物生长介质供料。

根据本发明，几何成形的容器14可被制造为或单件或至少两个分开的件，它们配置成在第一侧16和第二侧18邻接在一起。至少两件配置允许用户很容易地安装或拆卸容器14。在一些实施例中，第一侧16和第二侧18配置成至少经由一凸对一凹比例(图3A)或其它凸凹比例的适当组合而邻接或固定在一起，包括但不限于一凸对两凹、两凸对三凹或两凸对两凹(图3B)等。应当理解的是，第一侧16和第二侧18可以经由配置在凹与凸端内的任何合适的槽口而邻接或固定在一起。

在一实施例中，几何成形的容器14可以是圆形的(图2A)、立方体的(图2B)、圆柱形的(图2C)、圆锥形的(图2D)、矩形的(图2E)、正方形的(图2F)或任何其它合适的几何形状。应当理解的是，容器可以制造成适合任何植物尺寸生长介质，并且尺寸被确定成按比例。例如，容器可以是尺寸为8英寸(高)×8英寸(宽)×8英寸(长)和厚度为一英寸的3/16的外壁的立方体，使得容器适合相同近似尺寸的岩棉立方体。

容器可以由能够保持液体或流体(例如水)的任何坚固材料(包括金属、塑料等)制成。

在一实施例中，几何成形的容器14是透明的或清澈的，其具有设置在内表面22上的测量台40，如图1所示。应当理解的是，每单位或容器14可以容纳的体积量将是根据比例确定的，使得在4英寸×4英寸×4英寸岩棉立方体中生长的植物不需要与在5加仑盆栽中植物相同量的营养液。例如，用于在8英寸×8英寸×8英寸岩棉立方体中生长的植物的测量台40将允许多达约2000ml的营养液。可替代地，用于在6英寸×6英寸×6英寸岩棉立方体中生长的植物的测量台40将允许多达约1200ml的营养液。

根据本发明，容器14的外壁20可以配置有与软管44或泵46系统一起使用的接头42，使得灌溉装置10可以与本文所公开的灌溉供料系统48结合使用。在一些实施例中，接头42可以是带有帽的0.5英寸的大小，用于与或不与灌溉供料系统或者用户可能希望应用的软管或泵系统使用。应当理解的是，接头可以是适于将软管连接到容器的任何类型和尺寸。

在一些实施例中，容器14配置为包括用作排水孔的设置在内壁34上的多个可变尺寸开口50，用于将在给植物36供料期间保持在容器中的过量液体引导到植物生长介质12的中心。应当理解的是，设置在外壁上的开口50可以是任何合适的大小或尺寸，优选的是在从约1/8英寸到约一英寸的范围内。在一实施例中，开口配置为约1/8英寸，以使得过量液体可以流过且被引导到其中植物需要额外水分的区域。

用于容纳植物36的内壁34的至少一个中心开口32可以是圆形的(图1)、圆锥形的(图2B)或圆柱形的(图2C)，以适应植物的各种尺寸。应当理解的是，容器14可以配置有多个中心开口，以允许容纳多个植物。在一实施例中，至少一个中心开口32被制成具有约2英寸的直径，这使得植物36空间的基部在植物生长介质12中生长。应当理解的是，至少一个中心开口可以配置为任何合适的尺寸，并且尺寸被确定成相对于容器大小的比例。

参照图2G，其是根据本发明的图1灌溉装置的示例性实施例的侧剖视图。具体地，至少一个中心开口32可以配置为具有至少一个纵向开口33，所述纵向开口33从该中心开口32延伸到外壁20，以允许将容器14放置在植物36上或者从植物36移除容器。在本实施例中，容器配置成弯曲以围绕可变尺寸植物的底部装配。至少一个纵向开口33配置成具有与容器14的外壁20相同高度的壁，同时在可变程度上后退到至少一个中心开口32的内壁34。

图4是图1灌溉装置10的基座部分26的侧剖视图，示出为具有倾斜或弯曲的底部。在一些实施例中，基座部分26可以是平的(图1)或弯曲的(图4)。基座部分26可以配置为向外倾斜到向内，在该弯曲实施例中从约3/8英寸到约3/16英寸，使得液体30向下流动通过多个孔28进入滴管38，用于给植物生长介质12供料。基座部分26的多个孔28可以配置为约1/4英寸，并且逐渐后退到滴管38的室52的约1/16英寸至约1/64英寸。应当理解的是，多个孔和滴管的尺寸可以按比例适当确定。根据本发明，与灌溉装置10结合使用的滴管38的数量可以在从约一或更大的范围内。

图5是根据本发明的图1灌溉装置10的顶剖视图。在一些实施例中，基座部分26的多个孔28的尺寸可变，以使得孔在给植物36供料期间将液体保持在容器14中达约10至约60分钟。应当理解的是，基座部分的多个孔可以配置成在给植物供料期间将液体保持在容器中达其它合适的时间间隔或不同于本文所公开的期间。

图6是根据本发明的灌溉装置的另一示例性实施例的侧剖视图。具体地，容器14可以配置有至少两个桩35，设置在容器的第一端37和第二端39，用于将容器固定在植物生长介质12中。根据本发明，至少两个桩35可以在滴管38是激光管时被使用。

进一步参照图6，容器14可以包括至少一个纵向部分54，其具有第一端56和第二端58，使得第二端附连到基座部分26。纵向部分54配置有从第一端56至第二端58穿过其的开口60，用于容纳支撑结构62，比如竹子、木材或塑料棒，使得支撑结构的至少一部分定位在植物生长介质12中，用于向植物和植物生长介质12提供额外的支撑。在一实施例中，根据比例，至少一个纵向部分54是约1/4英寸厚，开口60是约1/4英寸至约1/2英寸宽。至少一个纵向部分54可以配置为相对于基座部分26定位成垂直64或倾斜66。应理解的是，至少一个纵向部分可以配置成任何合适的尺寸，且尺寸按比例被确定。

图7是根据本发明的灌溉装置10的另一示例性实施例的侧剖视图。特别地，容器14包括形成在外壁20的上边缘70上的伸出唇部68，用于阻挡光到植物生长介质12。通过覆盖植物生长介质12避免光，灌溉装置10防止藻类、模具及杂草生长在植物生长介质中。在另一实施例中，伸出唇部68包括向下唇72，该向下唇72从伸出唇部的第一端74延伸，用于阻挡光到植物生长介质12。应当理解的是，伸出唇部和向下唇可以是任何合适的尺寸，使得光被阻挡到植物生长介质，并且尺寸按比例被确定。

伸出唇部68和向下唇72可以由适于阻挡光的任何不透明材料(包括金属、塑料、石材、木材等)制成。

图8是使用根据本发明的图1灌溉装置的灌溉供料系统的示例性实施例的侧正视图。用于通过植物生长介质12分散液体30的灌溉供料系统76包括如上文先前公开的灌溉装置10。在一些实施例中，容器14配置成在第一侧16和第二侧18可拆卸成至少两件。第一侧16和第二侧18配置成经由至少一个凸对一个凹比例或如上文先前公开的其它凸凹比例的组合邻接或固定在一起。

灌溉供料系统76还包括用于监测植物生长介质12的水分含量的可拆卸地连接到外壁20的数字水分仪78。数字水分仪78可以经由集成到数字水分仪或与其分离的铰接夹或夹具80或者经由滑动到外壁20的顶部边缘70上的材料而连接到容器14的外壁20。

用于监测植物生长介质12的水分含量的至少一个水分传感器88可以任选地用于与数字水分仪78组合，使得至少一个水分传感器以可变角度最佳地定位在植物生长介质中，接近如图8所示的数字水分仪。在一些实施例中，至少一个水分传感器88可以定位在与数字水分仪78成约45度角，使得传感器渗透到植物生长介质12的大致中心，用于准确读数。

定位在液体保持贮存器84内的潜水泵82将液体泵送至灌溉装置10。潜水泵可以是如用于鱼缸水族馆的任何合适的水族馆泵。液体保持贮存器可以由能够保持液体或流体(例如水)的任何坚固材料(包括金属、塑料等)制成。潜水泵82配置成通过至少一根导线84连接到数字水分仪78，用于与数字水分仪进行通信。导线可以从泵经由称为的由King Innovation(O’Fallon,MO)制造的类型的防水连接而被连接到数字水分仪。

在一些实施例中，灌溉供料系统76可以与具有单个电源的潜水配电盘83上的多个潜水泵82一起使用。

灌溉供料系统76还包括软管86，其具有第一端90和第二端92，使得软管的第一端配置成连接到设置在潜水泵82上的接头94，软管的第二端配置成连接到设置在容器14的外壁20上的接头42。液体30从液体保持贮存器84通过软管86被泵送到容器14，使得液体在植物36达到预定的水分和湿度水平时以适当的流率和间隔通过植物生长介质12而被分散。应当理解的是，灌溉供料系统在植物达到预定的水分和湿度水平时以任何适当的流率和间隔将液体分散到植物生长介质中。例如，2000毫升的液体体积在约10分钟的时间内被分散到植物生长介质中。

本发明的灌溉装置和灌溉供料系统可以与任何合适的滴管或发射器一起使用，比如在管(例如浸泡式软管、多孔管、滴灌带、激光管)中具有极小的孔的那些、在非常低的压力系统(例如短程发射器)上工作良好的那些、以及不太可能堵塞的那些(例如曲折路径或湍流发射器)。

滴管或发射器被制造成以各种不同的流率。适于与本发明的灌溉装置和灌溉供料系统一起使用的最常见的流率包括如下：

2.0升/小时-1/2加仑/小时

4.0升/小时-1加仑/小时

8.0升/小时-2加仑/小时

图9A是用于根据本发明的灌溉装置10和灌溉供料系统76的数字水分仪78的正视图。数字水分仪78包括数字水分显示96，使得当与多个手动功能一起使用时，该显示对于用户100希望灌溉供料系统给植物生长介质供料的特定水分含量提供可变设置98。在一些实施例中，多个手动功能使得用户100能够查看供料历史102、设定时间104、供料时间表106，并且通过开/关按钮或开关108手动地操作数字水分仪。具体地，供料历史可以包括自用户已检查最后一次植物已供料的时间次数以及植物已供料的日期和时间。设定时间包括使用时钟，用于设定用户希望泵花费多少秒和/或分钟填充灌溉装置。供料时间表包括使用日历，用于将植物的水分含量调节至特定水平达具体的天、周或月。手动开/关按钮或开关使得用户能够计算需要花费多少秒或分钟来填充灌溉装置。

图9B是通过铰接夹或夹具80连接到根据本发明的容器14的外壁20的数字水分仪78的侧视图。

上述公开的若干特征和功能可以组合到不同的系统或应用或者系统和应用的组合中。本领域技术人员可以进行各种目前无法预料的或无法预期的替代、修改、变型或改进，其中的每个同样旨在由下列权利要求所涵盖。