专利名称：一种单栋自动控制种养平衡生态温室的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种农业设施领域的生态平衡温室。
技术背景目前国内的连栋生态温室发展很快，温室内的环境自动控制技术也很成熟。但是 不养殖畜禽，没有利用畜禽排泄物生产沼气和肥料的沼气系统，无法自产肥料和发电。建设 成本与维护成本都很大，如2007年北京地区温室采暖费用达70元/亩，导致很多国内的 蔬菜连栋生态温室因生产亏本而废弃不用。用途单一，通常只用来种植花卉、蔬菜，供游客 参观。现在的返乡农民工很多，国家目前迫切需要解决农村剩余劳动力过多、大学生就业难 的问题，连栋生态温室最初的投资动辄数百万，一般人承担不起，哪怕是几个人合伙也难以 承担，就算国家投资，仅维护费用一般人也承担不起。目前国内的现代化畜禽养殖场也比较 多，室内的环境自动控制技术也很成熟，而且通常配备有利用畜禽排泄物生产沼气和肥料 的沼气系统，自产肥料和发电。但也同样存在着建设成本与维护成本都很大的问题，一般人 也承担不起。还有畜禽都是圈养的，活动量很小，也呼吸不到新鲜干净的氧气。照不到充 足的阳光。使得畜禽肌肉松弛，肉质不鲜美。种植与养殖于一体的单栋塑料膜生态温室如 “四位一体”生态日光温室国内近几年也开始发展，特别是西北地区、东北地区发展较快，这 种“四位一体”生态日光温室即一个暖棚养殖场、一个水窖加滴灌设备、一个沼气池、一个日 光温室共一个大棚，但是已有的这类“四位一体”生态日光温室通常很简陋，面积很小，常为 0. 6-0. 75亩，空间利用率不高。室内环境不能自动控制，主要靠自然通风散热除湿，由于自 然通风受许多因素尤其是气候与天气条件的制约，不可能保证封闭式温室经常的、充分的 换气。喷淋、冲洗畜禽粪尿、喷药、施肥通常靠人工操作，生产效率低，容易传染疾病。种植 区与畜禽养殖区中间有隔墙，种植区光合作用产生的氧气与畜禽呼出的二氧化碳是不能充 分对流相互利用的。畜禽也是圈养不能进入养殖区的，活动量很小，畜禽肌肉松弛。如果 开发出一种面积大约为一亩，在自留地里就可以建造，建造成本和维护成本都很低，干净卫 生，配有利用畜禽排泄物生产沼气和肥料的沼气系统，自动化程度很高，在农忙时节或销售 旺节可以抽开身干别的事，畜禽可以随意到种植区活动，同时能养殖健壮畜禽和种植高档 药材、花卉、蔬菜等作物的单栋自动控制种养平衡生态温室将是大势所趋，具有很大的发展 前途
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种同时能养殖健壮畜禽和种植高档药材、花卉、蔬 菜等作物，自动化程度很高，建造成本和维护成本都很低，能源循环使用的单栋生态温室。本实用新型采用的技术方案是单栋自动控制种养平衡生态温室，包括(1)基础 (2)透明保温塑料膜覆盖系统(3)通风散热降温除湿系统(4)灌溉、冲洗、喷药、施肥系统用于加温、加肥、发电的沼气系统(6)畜禽区2与种植区4设施(7)控制系统。 (1)基础7 在畜禽区2的地下挖一个带斜坡的整体贮粪池1，采用水泡清粪方式结合喷灌机14冲洗畜禽区2隔板上及种植区4过道上的粪尿来清除畜禽粪尿。贮粪池1 通过排污管、止逆阀与预处理池17、沼气池18相连。每个畜禽舍都建一条带斜坡的过道3 通向种植区4。该过道凹入地面下成U形，过道底部先铺鹅卵石，再用水泥沙浆抹面。畜禽 可经过道3进入种植区4活动、晒太阳，但又不能进入地面上的种植区毁坏作物。凹入地面 下的U形过道减轻了种植区的湿度，减少了病虫害的发生。鹅卵石既然刺激畜禽足穴，加快 畜禽生长，同时又起蓄热作用。温室四周为浅入地面下的半截墙，墙体采用导热性弱蓄热性 强的建筑材料，如用秸杆、稻壳、锯末等做成的草泥墙、多孔砖、空心砖。东西两侧墙上都安 装有保温推拉门15，南北两侧墙上都安装有排气扇5。 (2)透明保温塑料膜覆盖系统包括带脊梁20的钢制骨架13、透光保温的长寿无 滴塑料薄膜12、固定塑料薄膜用的双层卡槽、卡簧11、压膜线。在距脊梁一定距离的南北两 侧骨架上安装塑料薄膜固定用卡槽、卡簧11，采用双层塑料薄膜12，脊梁南侧双层塑料薄 膜都为白色透明的，上部与下部白色双层透明塑料薄膜连接处用双层卡槽、卡簧压紧，双层 塑料薄膜顶部安装有卷膜轴8，卷膜轴8与电动卷膜器9相连，双层塑料薄膜底部安装有卷 膜轴8，卷膜轴8与手动卷膜器6相连。脊梁20北侧挨近脊梁的双层塑料薄膜上下两层都 为白色透明的，挨近围墙的双层塑料薄膜上层白色透明下层黑色不透明。上部与下部的双 层塑料薄膜连接处用双层卡槽、卡簧压紧，双层塑料薄膜顶部连接电动卷膜器，底部连接手 动卷膜器。(3)通风散热降温除湿系统采用屋顶进风、南北两侧排风的强制通风散热除湿 系统与温室底部南北通风的自然通风散热除湿系统两套可互换的通风散热除湿系统。为节 省成本，强制通风散热除湿系统只在天气炎热或人长时间不在现场时使用。平时就用手动 卷膜器将塑料薄膜从南北两侧底部掀开。(4)灌溉、冲洗、喷药、施肥系统采用一台南边北边可分开控制喷洒高度、喷洒方 式、流量大小、喷与不喷的自动行走式混合种养温室专用喷灌机14。该喷灌机具有灌溉、冲 洗畜禽粪尿、喷药、施肥四种功能。能在制定区域自动往返，制定区域如种植区4过道自动 不喷水或不喷药。还可以在喷洒时播放很多首抒情优美的轻音乐，有助于动植物的生长发 育。带压力表的总进水管23接到喷灌机上后分成南北两条支路。南边种植区支路39包含 分水管路28、球阀、电磁阀34、喷水管26、三头旋转喷嘴27，电磁阀34控制喷灌机经过种植 区过道时不喷水或不喷药。每套三头旋转喷嘴包含1个三头喷头体、3个不同颜色的喷头、3 个不同颜色的喷头帽、3个密封圈、3个不同目数的滤网。滤网目数不同，3个不同颜色的喷 头喷出来的水流量就不同，通过旋转三头喷头体位置来选择不同流量的喷洒及都不喷洒。 3个喷头中最小一个专用来喷药、最大流量喷头用于天气炎热时喷洒、剩余一个气温不太高 时喷洒。北边畜禽圈养区支路40包含分水管路33、球阀、喷水管37、三头旋转喷嘴38，没有 电磁阀。每套三头旋转喷嘴包含1个三头喷头体、3个不同颜色不同形状的喷头、3个不同 颜色的喷头帽、3个密封圈、2个不同目数的滤网。滤网目数不同，3个不同颜色的喷头喷出 来的水流量就不同，通过旋转三头喷头体位置来选择不同用途的喷洒及都不喷洒。3个喷 头中最小一个专用来喷药消毒。最大流量喷头里没带滤网，喷嘴形状为狭窄的长方形，喷出 来的水成线状，压力很大，专用来冲洗畜禽粪尿。剩余一个用来喷雾降温。在圈养区与种植 区分界处设置可随意收放的贯穿东西的塑料隔帘10，用于当种植区喷药时隔离南北两边气 候。南边种植区喷药时，北边畜禽圈养区支路球阀关闭，北边畜禽圈养区喷药消毒时，南边种植区支路球阀关闭。(5)用于加温、加肥、发电的沼气系统，将畜禽排泄的粪尿和冲洗烂舍过道的污水 经过地下排污管、止逆阀17流入预处理池、沼气池18进行厌氧发酵处理产生沼气。沼气从 沼气管19进入发电机发电，发电的电用来供热加温、照明、供喷灌机使用。产生的沼液用于 种植区作物的加肥。(6)畜禽区2与种植区4设施畜禽区为陷入地面下的凹坑，冬暖夏凉，挨近畜禽 的墙壁上装有一排排气扇。为了避免畜禽发病时交叉感染及喂食合理，用钢管将圈养区隔 离成一个个的小舍间，每个小舍间都带门，将门打开，畜禽可经过道进入种植区4活动、晒 太阳等，可根据需要将几个小舍间改成产仔舍，产仔舍独立配加热器。每个小舍间地板为缝 隙地板。畜禽排泄的粪尿透过缝隙地板流入到底下的贮粪池1。种植区4也被过道3分成 一个个的小片，每个小片地表上置有加热管。种植区最南边挖了一条总的过道与连接小舍 间的每个分过道相通，形成一条总输送道，总过道也设有隔离门41。在畜禽区与种植区分界 处设置有比过道窄一点的人行道21，人行道21断开处用踏板连接起来。人行道最东端与最 西端设斜坡或台阶。(7)控制系统在养畜禽的温室北边设置氧气浓度传感器和湿度传感器，在温室 南边种植区设置二氧化碳浓度传感器和温度传感器，采用PLC控制系统进行控制，设定氧 气浓度、二氧化碳浓度、湿度、温度范围，由PLC将传感器采集到的信息与设定值进行比较， 进而向电动执行器如电动卷膜器、排气扇、电磁阀发出各种指令当养畜禽的温室北边氧气 浓度过低或湿度过高时，自动打开北边墙壁上的排气扇及温室顶部进风口电动卷膜器强制 对外排风、引入新鲜空气。当温室南边种植区二氧化碳浓度过低或温度过高时，自动打开南 边墙壁上的排气扇及温室顶部进风口电动卷膜器强制对外排风、弓丨入新鲜空气。当温度过 低时，打开总加热管上的电磁阀，给室内加热。
图1是本实用新型的立面剖视示意图。图2是本实用新型的平面示意图。图3是本实用新型喷灌机产品图。1贮粪池，2畜禽区，3过道，4种植区，5排气扇，6手动卷膜器，7基础，8卷膜轴，9 电动卷膜器，10塑料隔帘，11双层卡槽、卡簧，12塑料薄膜，13骨架，14喷灌机，15推拉门， 16导轨，17止逆阀，18沼气池，19沼气管，20脊梁，21人行道，22滑轮，23总进水管，24轨道 吊杆，25运行轨道，26南边种植区喷水管，27南边种植区三头旋转喷嘴，28南边种植区分水 管路，29自动行走小车，30电控箱，31电控箱支架，32分水管路支架，33分水管路，34电磁 阀，35球阀，36直流电机，37北边畜禽区喷水管，38北边畜禽区三头旋转喷嘴，39南边种植 区支路，40北边畜禽区支路，41隔离门，42干簧管传感器，43磁铁具体实施方式
图1显示本实用新型包括基础，透明保温塑料膜覆盖系统，通风散热降温除湿系 统，灌溉、冲洗、喷药、施肥系统，用于加温、加肥、发电的沼气系统，畜禽区与种植区设施。温 室内分南边种植区4和北边畜禽区2，种植区与畜禽区交接处为人行道21，畜禽区2底部为整体贮粪池1，每个畜禽舍都建一条带斜坡的过道3通向种植区4，采用水泡清粪方式结合 喷灌机冲洗畜禽区隔板上及种植区过道上的粪尿来清除畜禽粪尿。贮粪池1通过排污管、 止逆阀17与预处理池、沼气池18相连。产生的沼气经沼气管19进入发电站发电。温室基 础7为浅入地面下的保温隔热半截墙，东西两侧墙上都安装有保温推拉门15，南北两侧墙 上都安装有排气扇5。双层长寿无滴保温塑料薄膜12做温室棚盖，覆盖在带脊梁20的钢 制骨架13上面，塑料薄膜用双层卡槽、卡簧11、压膜线固定住。脊梁南侧双层塑料薄膜顶 部连有电动卷膜器9，底部连有手动卷膜器6。脊梁北侧双层塑料薄膜顶部连接电动卷膜器 9，底部连接手动卷膜器6。在人行道21上方挂一根绳子挂可随意收放的贯穿东西的塑料隔 帘10，用于当需要时如种植区喷药隔离南北两边气候。在钢制骨架吊挂喷灌机14及25运 行轨道。 图2显示本实用新型种植区被过道隔离成一片片，北边畜禽区也被隔离成一间间 小舍间，种植区最南边挖了一条总的过道与连接小舍间的每个分过道相通，形成一条总输 送道，总过道也设有隔离门41。在畜禽区与种植区分界处设置有比过道窄一点的人行道 21，人行道断开处用踏板连接起来。图3显示本实用新型采用的喷灌机14。在钢制骨架下方连接轨道吊杆24，轨道 吊杆24吊起两根长的贯穿东西的运行轨道25，喷灌机在运行轨道25上往返行走，运行轨 道25上挂有可随自动行走小车29滑动的滑轮22，总进水管23固定在滑轮22上，随自动 行走小车29 —起滑动行走。带压力表的总进水管23接到喷灌机上后分成南北两条支路。 南边种植区支路39包含分水管路28、球阀35、电磁阀34、喷水管26、三头旋转喷嘴27。北 边畜禽圈养区支路40包含分水管路33、球阀35、喷水管37、三头旋转喷嘴38，自动行走小 车29由直流电机36通过皮带驱动，南北两条支路通过分水管路支架32与自动行走小车29 相连，并可以前后摆动。电控箱30用螺丝连接到电控箱支架31上面，电控箱支架31通过 T型板与螺丝连接到分水管路支架32上面。自动行走小车29上安装有六个干簧管传感器 42，自动行走小车29右前端安装一个前进到位传感器42，在需喷洒区域末端右侧轨道底下 吸附一块磁铁43，前进到位传感器感应到这块磁铁后自动退回。自动行走小车29左后端 安装一个后退到位传感器42，在需喷洒区域始端左侧轨道底下吸附一块磁铁43，后退到位 传感器42感应到这块磁铁43后自动换方向前进。自动行走小车29中间左侧安装一个电 磁阀关干簧管传感器42，不需要喷洒的过道始端左侧轨道底下吸附一块磁铁43，电磁阀关 干簧管传感器感应到这块磁铁后自动关闭电磁阀34停止喷洒。自动行走小车29中间右侧 安装一个电磁阀开干簧管传感器42，在过道末端右侧轨道底下吸附一块磁铁43，电磁阀开 干簧管传感器42感应到这块磁铁43后自动启动电磁阀34继续喷洒。自动行走小车29从 动轴上固定一个计数轮，旁边有一个计数干簧管传感器42，当自动行走小车遭遇故障计数 轮不转动时，喷灌机自动停机。自动行走小车29还安装了一个喷水管遇障碍干簧管传感器 42，喷水管是可以前后摆动的，当喷水管遇障碍摆动时喷灌机自动停机。
权利要求一种单栋自动控制种养平衡生态温室，包括基础(7)，由卡槽、卡簧(11)，塑料薄膜(12)，骨架(13)，等组成的透明保温塑料膜覆盖系统，由排气扇(5)，卷膜器(6)(9)，导轨(16)等组成的通风散热降温除湿系统，由总进水管(23)，轨道吊杆(24)，运行轨道(25)，喷灌机(14)等组成的灌溉、冲洗、喷药、施肥系统，由止逆阀(17)，沼气池(18)，沼气管(19)等组成的沼气系统，畜禽区(2)与种植区(4)，控制系统，其特征在于基础(7)上预埋钢板，骨架(13)，导轨(16)焊接到钢板上，在基础(7)上打洞，用膨胀螺栓将排气扇(5)固定到基础(7)上，用自攻螺丝将轨道吊杆(24)，运行轨道(25)固定到骨架(13)上，在种植区(4)地面下挖沼气池(18)，在畜禽区(2)贮粪池(1)底装排污管与沼气池(18)相通。
2.根据权利要求1所述的单栋自动控制种养平衡生态温室，其特征在于采用屋顶进 风、南北两侧排风的强制通风散热除湿系统与温室南北通风的自然通风散热除湿系统两套 可互换的通风散热除湿系统。
3.根据权利要求1所述的单栋自动控制种养平衡生态温室，其特征在于采用了单栋 塑料膜覆盖种养平衡温室内部氧气浓度、湿度、二氧化碳浓度、温度自动控制的全自动控制 系统；在养畜禽的温室北边设置氧气浓度传感器和湿度传感器，在温室南边种植区设置二 氧化碳浓度传感器和温度传感器，用来自动控制温室顶部进风口电动卷膜器及南北两边排 气扇的开闭、加热管上电磁阀的开闭。
4.根据权利要求1所述的单栋自动控制种养平衡生态温室，其特征在于畜禽圈养区 (2)占地面积<种养温室总占地面积的三分之一，畜禽合计体重< 20000Kg/亩的配置；在 畜禽区(2)与种植区(4)分界处设置可随意收放的贯穿东西的塑料隔帘(10)。
5.根据权利要求1所述的单栋自动控制种养平衡生态温室，其特征在于采用一台南 边北边可分开控制喷洒高度、喷洒方式、流量大小、喷与不喷的自动行走式混合种养温室 专用喷灌机(14)；喷灌机具有喷淋、冲洗畜禽粪尿、喷药、施肥四种功能；能在制定区域自 动往返，制定区域如种植区过道自动不喷水或不喷药；还可以在喷洒时播放很多首音乐； 带压力表的总进水管接到喷灌机上后分成南北两条支路；南边种植区支路包含分水管路 (39)、球阀、电磁阀(34)、喷水管(26)三头旋转喷嘴(27)，电磁阀(34)控制喷灌机经过种 植区过道时不喷水或不喷药；每套三头旋转喷嘴包含1个三头喷头体、3个不同颜色的喷 头、3个不同颜色的喷头帽、3个密封圈、3个不同目数的滤网；滤网目数不同，3个不同颜色 的喷头喷出来的水流量就不同，通过旋转三头喷头体位置来选择不同流量的喷洒及都不喷 洒；3个喷头中最小一个专用来喷药、最大流量喷头用于天气炎热时喷洒、剩余一个平常气 温时喷洒；北边畜禽圈养区支路(40)包含分水管路(33)、球阀、喷水管(37)、三头旋转喷嘴 (38)，没有电磁阀，每套三头旋转喷嘴包含1个三头喷头体、3个不同颜色不同形状的喷头、 3个不同颜色的喷头帽、3个密封圈、2个不同目数的滤网；滤网目数不同，3个不同颜色的喷 头喷出来的水流量就不同，通过旋转三头喷头体位置来选择不同用途的喷洒及都不喷洒；3 个喷头中最小一个专用来喷药；最大流量喷头里没带滤网，喷嘴形状为狭窄的长方形，喷出 来的水成线状，压力很大，专用来冲洗畜禽粪尿，剩余一个用来喷雾降温。
6.根据权利要求1所述的单栋自动控制种养平衡生态温室，其特征在于每个圈养栏 都连一条带斜坡的过道(3)通向种植区(4)；该过道凹入地面下成U形，过道底部先铺鹅卵 石，再用水泥沙浆抹面。
专利摘要一种单栋自动控制种养平衡生态温室属于农业设施领域。要解决种植与养殖于一体的单栋生态温室室内环境自动控制及能源有效利用问题。主要技术特征一、采用强制与自然两套可互换的通风散热除湿系统。二、温室内部O2浓度、湿度、CO2浓度、温度自动控制。三、采用具有喷淋、冲洗畜禽粪尿、喷药、施肥四种功能的喷灌机14。四、在畜禽区2与种植区4分界处设置贯穿东西的塑料隔帘10。每个圈养栏都连一条带斜坡的凹入地面下成U形的过道3通向种植区4。五、具有利用畜禽排泄物生产沼气和肥料的沼气系统。用途一个温室内同时养殖畜禽和种植药材、花卉、蔬菜等作物。
文档编号A01G9/24GK201771224SQ200920149850
公开日2011年3月23日 申请日期2009年4月19日 优先权日2009年4月19日
发明者梁卫兵 申请人:梁卫兵