一种集装箱式小型豆芽工厂化生产装置的制作方法

1.本实用新型属于一种集装箱式小型豆芽工厂化生产装置。


背景技术：

2.豆芽是口感清香脆嫩的植物，豆类在萌发的过程会将一些大分子的植物蛋白和糖类转化成小分子易吸收的营养物质，豆芽的营养成分远比黄豆等豆类要高得多，也是餐桌上不可缺少的菜品。豆芽还具有抗氧化、美容和减肥功效。豆类在萌发的过程中需要大量的水，尤其是在下胚轴伸长的过程中需要大量的水分，此时就需要定时定量的向萌发装置中加水以补充豆芽生长所需，不同的喷淋时间对豆芽的产量和品质都产生重要的影响。因此豆芽的生产过程多在专业化的工厂完成。
3.但建立专业化的豆芽工厂，占地面积大，投资大，在地少人多的农村地区难于实施推广。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是设计一种集装箱式小型豆芽工厂化生产装置，能在集装箱内实现豆芽工厂化生产，具有占地面积少，投资小，可移动，产量高，培育周期短，省时省力和使用成本低的优点。
5.为此，本实用新型包括集装箱、电机、豆芽生长桶和轨道。采用标准的20 尺集装箱作为外壳，集装箱的内周壁上设有作为保温层的净化板，集装箱内空间由带门的分隔板分为生产区域和控制间，生产区域的集装箱地面上设有不锈钢地板，集装箱的后侧采用对开门，集装箱的前侧设有单开门。集装箱的两侧分别留有进电口、进水口和侧窗通风口。集装箱的生产区域内依次设有储水箱和豆芽生长桶，豆芽生长桶上端的集装箱内顶部设有植物生长灯和亮度传感器，豆芽生长桶的上端设有喷淋装置，集装箱内生产区域的一侧地面上设有排污沟槽，排污沟槽的出污口通过管道与集装箱外的下水道相通，生产区域内设有通风、空调系统、补气系统、温度传感器和气体传感器，自动控制系统位于集装箱的控制间内。
6.所述的分隔板由钢柱作为框架，框架内设岩棉净化板形成带门的分隔板。
7.所述的生产区域占集装箱内空间的80％，控制间占集装箱内空间的20％。
8.所述的豆芽生长桶为并排设置的两个，每个豆芽生长桶呈上宽下窄的倒梯形方桶，每个豆芽生长桶的下端设有排水口，两个豆芽生长桶的上端边沿设有互相贯通的排水槽，排水槽通过导管和过滤网与储水箱内上端相通，排水口通过排污阀门和排污沟槽与集装箱外的下水道相通。
9.所述的通风、空调系统由空调机、温度传感器、侧窗通风口、壁挂风扇和侧面通风机所构成，生产区域的集装箱中部内侧壁上和控制间内分别设有一个空调机，集装箱的一侧壁下部设有与生产区域相通的侧窗通风口，侧窗通风口上部的集装箱内侧壁上设有壁挂风扇，侧面通风机位于侧窗通风口对面的集装箱上部内侧壁上，侧面通风机的出风口相通集装箱外。
10.所述的喷淋装置是：并排呈间隔距离设置的2根空心圆钢管构成轨道，轨道置于豆芽生长桶的上方，轨道的上部两端设有行程限位开关，并排呈间隔距离设置的2根实心圆钢管作为纵梁，数根矩形方管横梁的两端分别呈间隔距离与2 根纵梁固定为一体构成运行骨架，前部纵梁的两端及后部纵梁一端分别轴接一个运行在轨道上的u型滑轮，运行骨架的后部一侧固定有电机底座，与后部纵梁平行的电机固定在电机底座上，电机轴上固定有一个运行在轨道上的u型滑轮，运行骨架通过四个u型滑轮运行在轨道上，运行骨架的下端中部设有与纵梁平行的喷淋管，喷淋管的进水口与供水组件的供水管相通。
11.所述的供水组件由受plc控制器控制的启闭供水管的电磁阀、供水管、水泵和储水箱所构成，水泵的进水口与储水箱相通，水泵的出水口通过电磁阀和供水管与喷淋管相通。
12.所述的补气系统由氮气罐、乙烯气罐、二氧化碳气罐、气体释放管和补气电磁阀所构成，氮气罐、乙烯气罐和二氧化碳气罐分别并排位于控制间的分隔板处，三根气体释放管的排气口分别位于生产区域的豆芽生长桶的上方、三根气体释放管的进气口分别通过三个补气电磁阀与氮气罐、乙烯气罐和二氧化碳气罐的出口相通，各补气电磁阀分别位于氮气罐、乙烯气罐和二氧化碳气罐上端的各固定板上，各固定板一侧与对应的分隔板处固定为一体。
13.所述的自动控制系统为包含西门子smart200 plc控制器、电磁阀、行程限位开关、气体传感器、触摸屏、补气电磁阀、水泵、亮度传感器、植物生长灯，行程限位开关和水位传感器。触摸屏与plc控制器相接，触摸屏、电机、电磁阀、行程限位开关、气体传感器、补气电磁阀、水泵、行程限位开关和水位传感器均受plc控制器控制。
14.所述的储水箱的内上端通过进水管与位于控制间内集装箱侧壁上的进水口相通，储水箱内设有水位传感器，进水管路上设有进水电磁阀。
15.上述结构达到了本实用新型的目的。
16.本实用新型能在集装箱内实现豆芽工厂化生产，具有占地面积少，投资小，可移动，产量高，培育周期短，省时省力和使用成本低的优点。
17.本实用新型投资改造成本低，但能使豆芽产量提高一倍以上，缩短培育周期 20％左右，有较好的经济效果。
18.本实用新型的集装箱植物工厂能为植物提供相对可控制甚至最适宜的温度、湿度等环境条件，一定程度上摆脱对自然环境的依赖。且不占农用耕地、密闭无污染、可在农村广泛应用。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.图2为本实用新型的外部一侧结构示意图。
21.图3为本实用新型的喷淋装置结构示意图。
22.图4为本实用新型的喷淋装置中的运行骨架结构示意图。
23.图5为本实用新型的电路原理示意图。
具体实施方式
24.如图1至图4所示，一种集装箱式小型豆芽工厂化生产装置，包括集装箱9、电机53、
豆芽生长桶4和轨道56。本实用新型采用标准的20尺集装箱作为外壳，在原集装箱的后板上增加单开门13作为前门，集装箱原有门是对开门1作为后门。集装箱的内周壁上设有作为保温层的净化板10，净化板选用40～50mm厚度的岩棉净化板。在距离前门一定距离处的集装箱内由带门14的分隔板27分割集装箱内空间为生产区域和控制间，所述的生产区域占集装箱内空间的80％，控制间占集装箱内空间的20％。所述的分隔板由钢柱作为框架，框架内设岩棉净化板形成带门的分隔板。生产区域的集装箱地面上设有厚1～2mm的不锈钢地板19，用于防锈。集装箱内生产区域的一侧地面上设有排污沟槽7，排污沟槽的出污口通过管道与集装箱外的下水道相通，以方便将生产区域地面上的污水经排污沟槽排出集装箱内。
25.集装箱的两侧分别留有进电口15、进水口11和侧窗通风口18。进电口相通控制间内的配电箱16，用于引入外界电源为集装箱内各电器供电，触摸屏和 plc控制器位于配电箱内。进水口上设快接头用于与外界自来水管连接，进水口通过进水管22与储水箱相通，进水管路上设有由plc控制器控制的启闭进水管路的电磁阀。储水箱内设有与plc控制器相接的水位传感器，当储水箱内水位不足时，通过水位传感器的信号plc控制器开启进水管路的电磁阀，向储水箱内注水；反之，关闭进水管路的电磁阀。可通过精准施肥施药一体化调配装置向储水箱内注入适宜豆芽生长的液体肥料，精准施肥施药一体化调配装置为市场上己有产品。侧窗通风口设控制风门，用于控制进风量。
26.集装箱的生产区域内依次设有储水箱8和豆芽生长桶4，豆芽生长桶上端的集装箱内顶部设有植物生长灯29和亮度传感器28。豆芽生长桶的上端设有喷淋装置5。生产区域内设有通风、空调系统37、补气系统36、温度传感器34和气体传感器32。自动控制系统位于集装箱的控制间内。
27.所述的豆芽生长桶4为并排设置的两个，每个豆芽生长桶呈上宽下窄的倒梯形方桶，每个豆芽生长桶的下端设有排水口，排污阀门控制排水口的启闭。两个豆芽生长桶的上端边沿设有互相贯通的排水槽，排水槽通过导管和过滤网与储水箱内上端相通，用于将豆芽生长桶溢出的水经排水槽通过导管和过滤网排回储水箱内上端。排水口通过排污阀门和排污沟槽与集装箱外的下水道相通，用于排除豆芽生长桶内污水。
28.所述的通风、空调系统37由空调机12、温度传感器、侧窗通风口、壁挂风扇20和侧面通风机2所构成，生产区域的集装箱中部内侧壁上和控制间内分别设有一个空调机，以方便分别调整生产区域和控制间内温度。两个空调机的一拖二空调外机17位于集装箱外壁上。集装箱的一侧壁下部设有与生产区域内相通的侧窗通风口，侧窗通风口上部的集装箱内侧壁上设有壁挂风扇，侧面通风机位于侧窗通风口对面的集装箱上部内侧壁上，侧面通风机的出风口相通集装箱外。通风、空调系统用于对生产区域通风和提供豆芽生长的适宜环境。
29.所述的喷淋装置5是：并排呈间隔距离设置的2根空心圆钢管构成轨道56，轨道置于豆芽生长桶的上方，轨道的上部两端设有行程限位开关21。并排呈间隔距离设置的2根实心圆钢管作为纵梁57，数根矩形方管横梁51的两端分别呈间隔距离与2根纵梁固定为一体构成运行骨架。前部纵梁的两端及后部纵梁一端分别轴接一个运行在轨道上的u型滑轮52，运行骨架的后部一侧固定有电机底座54，与后部纵梁平行的电机53固定在电机底座上，电机轴上固定有一个运行在轨道上的u型滑轮。位于电机轴上的u型滑轮为主动u型滑轮，其余为从动u 型滑轮。运行骨架通过四个u型滑轮运行在轨道上。运行骨架的下端中部设有与纵
梁平行的喷淋管55，喷淋管的进水口与供水组件的供水管6相通。电机为调速电机。
30.所述的供水组件由受plc控制器控制的启闭供水管的电磁阀、供水管、水泵和储水箱所构成。水泵的进水口与储水箱相通，水泵的出水口通过电磁阀和供水管与喷淋管相通。供水管选用软管或可伸缩管。
31.所述的补气系统由氮气罐23、乙烯气罐24、二氧化碳气罐25、三根气体释放管3和补气电磁阀所构成，氮气罐、乙烯气罐和二氧化碳气罐分别并排位于控制间的分隔板处，三根气体释放管的排气口分别位于生产区域的豆芽生长桶的上方。三根气体释放管的进气口分别通过三个补气电磁阀分别与氮气罐、乙烯气罐和二氧化碳气罐的出口相通。各补气电磁阀分别位于氮气罐、乙烯气罐和二氧化碳气罐上端的各固定板26上，各固定板一侧与对应的分隔板处固定为一体。
32.所述的自动控制系统包含西门子smart200 plc控制器31、电磁阀、行程限位开关、气体传感器、触摸屏、补气电磁阀、水泵、亮度传感器、植物生长灯，行程限位开关和水位传感器。触摸屏与plc控制器相接，触摸屏30、电机、电磁阀、行程限位开关、气体传感器、补气电磁阀、水泵、行程限位开关和水位传感器均受plc控制器控制。
33.本实用新型的电器及控制系统的各器件均为市场上所售产品。
34.所述的储水箱的内上端通过进水管22与位于控制间内集装箱侧壁上的进水口相通，储水箱内设有水位传感器33，进水管路上设有进水电磁阀35。进水管路的进水口通过快接头与自来水供水管路相通。
35.使用时，关闭集装箱的对开门、分隔板上门使生产区域成为密封空间，打开调整好侧窗通风口进风量，接通外接电源及各电器电源，在豆芽生长桶内置水并置入豆种。操作人员从前门进入控制间并通过触摸屏向plc控制器设定生产区域适合豆芽生长的温度、亮度、气体环境的控制数值，plc控制器通过温度传感器的温度数值控制通风、空调系统的空调机、壁挂风扇和侧面通风机提供适合豆芽生长的温度。plc控制器通过气体传感器的气体数值控制三个补气电磁阀分别启闭氮气罐、乙烯气罐和二氧化碳气罐且分别通过三根气体释放管向生产区域的豆芽生长桶提供适合豆芽生长各阶段的气体。亮度传感器可感知生产区域内的亮度，并将信号传递至plc控制器，plc控制器依据信号控制植物生长灯的启闭和亮度，以提供适宜豆芽生长不同阶段的光源。
36.plc控制器通过触摸屏操作，对喷淋装置的控制逻辑可分为顺序和时序逻辑，即可按照提前设定好的逻辑顺序进行一次喷灌，也可按照设定好的时间进行设定好的次数的喷灌。电磁阀控制喷淋水路通断，行程限位开关控制喷淋范围。 plc控制器依照设定的喷淋程序对豆芽生长桶内豆芽进行喷灌时，启动电机转动进而带动滑轮转动使运行骨架在轨道上移动，运行骨架总是从轨道一端移到另一端，碰到限位开关时电机反转改变运行骨架运动方向，使运行骨架在行程限位开关之间的轨道上往复移动。运行骨架往复一次运动为一个周期，在一次喷淋灌溉时段内可以设置多个周期，运行骨架的移动速度可以根据喷淋效果通过调速电机手动调节。plc控制器依照设定的程序，使储水箱内适宜豆芽生长的水经水泵通过电磁阀进入连接喷淋装置的供水管中，供水管内可安装流量计与plc控制器相接，实时监测喷灌量，储水箱内设与plc控制器相接的水位传感器可实时监测水箱内水位，经过流量计的适宜的水进入喷淋管中，通过喷淋管均匀向豆芽生长桶喷洒水量，由于喷淋管被固定在运行骨架上，从而实现喷淋管往复喷淋，使喷淋效果均匀。plc控制器、电磁阀、触摸屏、水
泵等均为市场上所售产品。plc控制器为传统技术，也非本发明点，故不再累述。
37.豆芽生长桶内豆芽成熟后取出豆芽，打开排水口的排污阀门将其内污水排入集装箱外的下水道内。
38.总之，本实用新型能在集装箱内实现豆芽工厂化生产，具有占地面积少，投资小，可移动，产量高，培育周期短，省时省力和使用成本低的优点。