一种利用虹吸效应实现潮汐式水培的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种利用虹吸效应实现潮汐式水培的系统，解决现有的家庭蔬菜培植设备存在结构复杂、培植效果不佳、成本高的问题。本实用新型包括均盛装有营养液的植物培养皿和鱼池，上端封闭、下端设有开口且伸入到植物培养皿营养液中的虹吸罩，位于该虹吸罩内、且连通植物培养皿和鱼池的用于配合虹吸罩使植物培养皿中的营养液发生虹吸效应并流入到鱼池中的虹吸通道，以及分别与植物培养皿和鱼池连通、用于将鱼池中的营养液输入到植物培养皿中的循环装置。本实用新型结构巧妙，培植效果俱佳，不仅实现了资源的循环利用，而且降低了成本，因此，本实用新型具有很高的实用价值和推广价值。
【专利说明】一种利用虹吸效应实现潮汐式水培的系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种培养设备，具体地说，是涉及一种利用虹吸效应实现潮汐式水培的系统。
【背景技术】
[0002]目前，在家庭种植方面，传统的培植方式主要有:管道式水培、气雾式种植和潮汐式水培。
[0003]然而，上述培植方式均存在一定的问题，分别如下:
[0004]管道式水培:虽然提升水流可以提高植物的生长速度，改善植物培植效果，但是水流速度是由水泵的功率所决定的，因此，水流速度越高，其所消耗的电力也就越高，并且植物根部在水中长时间浸泡，还需要有更高的水溶氧量，而这就需要水泵长时间运行以增加水溶氧量，所以管道式水培方式需要投入更多的电力成本。
[0005]气雾式种植:该种培植方式的系统需要较高的系统冗余设计，例如备用电源，否则在停电发生时，植物根部暴露在空气中，会在较短的时间内造成植物脱水，并造成不可逆转的损失。
[0006]潮汐式水培:该种培植方式往往需要较为复杂的控制系统来实现水位的变化,成本投入过高，而且稳定性不足。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种利用虹吸效应实现潮汐式水培的系统，主要解决现有的家庭培植设备存在结构复杂、培植效果不佳、成本高的问题。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0009]一种利用虹吸效应实现潮汐式水培的系统，包括均盛装有营养液的植物培养皿和鱼池，上端封闭、下端设有开口且伸入到植物培养皿营养液中的虹吸罩，位于该虹吸罩内、且连通植物培养皿和鱼池的用于配合虹吸罩使植物培养皿中的营养液发生虹吸效应并流入到鱼池中的虹吸通道，以及分别与植物培养皿和鱼池连通、用于将鱼池中的营养液输入到植物培养皿中的循环装置。
[0010]具体地说，所述虹吸通道包括设置在植物培养皿中、且位于虹吸罩内的竖直式渐缩管，与该竖直式渐缩管下方连通、且内径小于竖直式渐缩管最大内径的直流管，以及与该直流管固为一体并与鱼池连通的弯管体；所述竖直式渐缩管最大内径小于虹吸罩的内径。
[0011]进一步说，所述弯管体包括与直流管连接并平行于水平面的弯管，以及分别与该弯管和鱼池连通的斜弯管。
[0012]具体地说，所述循环装置包括通过管道分别与植物培养皿和鱼池连通的水泵。
[0013]本实用新型的设计原理在于，本实用新型在植物培养皿中设置虹吸罩和虹吸通道，然后利用循环装置不断向植物培养皿中输入营养液，使其液位升高。当营养液液位升高到一定程度时，会进入到虹吸通道中，而由于虹吸罩的压力作用，加上虹吸通道的结构设计特点，植物培养皿中的营养液会发生虹吸效应，流速加快，液体被迅速吸入到虹吸通道中，从而导致液位迅速降低直至虹吸效应消失时停止。如此，利用虹吸效应原理，植物培养皿中的营养液可以周而复始地自动循环上升-下降-上升的类似于潮汐变化的过程，在水位上升的过程中，植物吸收水分与营养养分，而在下降的过程中，根部则暴露在空气中获取更多氧气，用于根部的呼吸作用。
[0014]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0015](I)本实用新型结构简单，设计巧妙，操作便捷。
[0016](2)本实用新型根据植物吸收养分的特性，利用虹吸效应，使得植物培养皿中的营养液发生潮汐变化，从而更加高效地解决了植物根部呼吸作用过程中空气、养料、水分之间的矛盾，而这不仅增强了种植效果，而且还能够充分利用营养液，实现了事半功倍的效果。
[0017](3)本实用新型更加适合应用于以鱼类粪便为养料的无土栽培种植中，因为在潮汐作用下，水位在下降的过程中植物根部会暴露在空气中，而不是从水中争抢氧气，因而大大缓解了水溶氧不足的压力，在鱼菜共生系统中，水中的氧气不仅要用于植物呼吸作用，还要用于鱼类呼吸以及硝化细菌，在其他方式的鱼菜共生系统中往往需要附加新的增氧设备，而本实用新型则无需考虑这个问题。
[0018](4)本实用新型设计了虹吸通道的结构，并通过实践得出了虹吸罩、竖直式渐缩管、直流管之间的内径大小情况为:虹吸罩内径>竖直式渐缩管最大内径>直流管内径,并设置了弯管和斜弯管，当采用该种内径设计方式，并外设弯管和斜弯管时，本实用新型通过触发虹吸效应，使营养液可以在从直流管进入到斜弯管时流速达到最大，从而迅速降低营养液的液位，进而最大程度上降低驱动电机的功耗，试验表明，在5W驱动水泵作用下，本实用新型在发生虹吸效应时，营养液的流速可达到6000L/h，从而使得植物培养皿中的营养液可以快速下降到植物根部下方，确保了植物能够很好地吸收养分和获取氧气，而如果是现有技术要使营养液达到6000L/h的循环流速，则需要电机消耗70W左右的功率，因此，本实用新型不仅培植功能俱佳，而且电耗小，成本低廉。
[0019](5)本实用新型性价比高，实用性强，完全自动化操作，因此，其特别适于在家庭养殖种植方面推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的结构示意图。
[0021]图2为本实用新型发生虹吸前的使用状态图。
[0022]图3为本实用新型发生虹吸时的使用状态图。
[0023]图4为本实用新型发生虹吸后的使用状态图。
[0024]其中，附图标记对应的零部件名称为:
[0025]1-植物培养皿，2-虹吸罩，3-竖直式渐缩管，4-直流管，5-鱼池，6_水泵。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0027]实施例[0028]如图1所示，本实用新型包括植物培养皿1、虹吸罩2、虹吸通道、鱼池5和循环装置。所述植物培养皿I用于培植植物，其内盛装有营养液，所述鱼池5用于养鱼，其内盛装有与植物培养皿I相同的营养液。所述虹吸罩2伸入到植物培养皿I营养液中，并且该虹吸罩2上端封闭，下端设有多个开口，可以使营养液流入到虹吸罩2中，所述虹吸通道分别与植物培养皿I和鱼池5连通，并且该虹吸通道可以与虹吸罩2配合使植物培养皿I内的营养液发生虹吸效应并流入到鱼池5中。而所述循环装置则用于使鱼池5中的营养液回流到植物培养皿I中，形成营养液的循环流动。
[0029]具体地说，所述虹吸通道包括设置在植物培养皿4中、且位于虹吸罩2内的竖直式渐缩管3，与该竖直式渐缩管3下方连通的直流管4，以及与该直流管4固为一体并与鱼池5连通的弯管体。本实施例中，弯管体可以让进入的营养液流速达到最大，该弯管体包括与直流管4连接并平行于水平面的弯管，以及分别与该弯管和鱼池5连通的斜弯管，斜弯管与水平面之间的角度介于垂直与平行之间，以便可以强化虹吸效应，增大夜液体流速。此外，作为优选，本实施例中的竖直式渐缩管3也可以是喇叭管或其他内径逐渐缩小的形式。而所述循环装置包括通过管道分别与植物培养皿I和鱼池5连通的水泵6。
[0030]为确保植物培养皿I中的营养液能够发生虹吸效应，所述直流管4的内径小于竖直式渐缩管3的最大内径，并且该竖直式渐缩管3最大内径小于虹吸罩的内径，以确保植物培养皿I中的营养液可以在水泵6最小功耗下发生虹吸效应。
[0031]本实用新型以培植蔬菜为例，对其实现过程介绍。
[0032]如图2所不,在植物培养皿I中种植蔬菜，此时植物培养皿I中的营养液液位低于竖直式渐缩管3顶部的高度，而水泵6则源源不断地将鱼池5中的营养液泵入到植物培养皿I中，使其营养液的液位不断升高。
[0033]如图3所示，当植物培养皿I中的营养液液位与竖直式渐缩管3顶部高度齐平或者略高于竖直式渐缩管3顶部高度时，营养液刚好将蔬菜根部完全浸没，然后在虹吸罩2及竖直式渐缩管3作用下，植物培养皿I中的营养液流速迅速加快，液体发生横向流动并被快速吸入到竖直式渐缩管3中，发生虹吸效应，此时虹吸罩2内的液位高于虹吸罩2外的液位，然后液体在从竖直式渐缩管3依次进入到直流管4和弯管、斜弯管时快速达到最大流速，最后流入到鱼池5中。植物培养皿I中的营养液液位迅速降低直至虹吸效应消失时停止下降和流动，此时，营养液只浸没蔬菜的根须部。如图4所示，当植物培养皿I中的营养液不再流动时，由于水泵6始终在不间断地工作，因而鱼池5中的营养液也被持续不断地泵入到植物培养皿I中，然后植物培养皿I中的营养液又再次循环上述过程。竖直式渐缩管3顶部的高度可以根据蔬菜根部高度及其吸收特性灵活调整，以确保蔬菜根部在被完全浸没后，通过虹吸效应，使植物培养皿I中的营养液不断发生着类似于潮汐的变化，从而达到定时浸没蔬菜根部的目的，令蔬菜的培植效果达到最佳。
[0034]本领域技术人员根据上述实施例并结合现有技术和公知常识后，可以毫无疑义地知晓本实用新型完整的技术方案。而值得说明的是，上述实施例仅为本实用新型较佳的一种实现方式，不应当用以限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神下所作出的任何毫无实质意义的改动和润色，或是进行等同置换，其所解决的技术问题实质上与本实用新型一致的，也应当在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种利用虹吸效应实现潮汐式水培的系统，其特征在于:包括均盛装有营养液的植物培养皿(I)和鱼池(5)，上端封闭、下端设有开口且伸入到植物培养皿营养液中的虹吸罩(2)，位于该虹吸罩(2)内、且连通植物培养皿(I)和鱼池(5)的用于配合虹吸罩使植物培养皿中的营养液发生虹吸效应并流入到鱼池中的虹吸通道，以及分别与植物培养皿(I)和鱼池(5)连通、用于将鱼池中的营养液输入到植物培养皿中的循环装置。
2.根据权利要求1所述的一种利用虹吸效应实现潮汐式水培的系统，其特征在于:所述虹吸通道包括设置在植物培养皿(4)中、且位于虹吸罩(2)内的竖直式渐缩管(3)，与该竖直式渐缩管(3)下方连通、且内径小于竖直式渐缩管最大内径的直流管(4)，以及与该直流管(4)固为一体并与鱼池(5)连通的弯管体；所述竖直式渐缩管(3)最大内径小于虹吸罩的内径。
3.根据权利要求2所述的一种利用虹吸效应实现潮汐式水培的系统，其特征在于:所述弯管体包括与直流管(4)连接并平行于水平面的弯管，以及分别与该弯管和鱼池(5)连通的斜弯管。
4.根据权利要求1?3任意一条所述的一种利用虹吸效应实现潮汐式水培的系统，其特征在于:所述循环装置包括通过管道分别与植物培养皿(I)和鱼池(5)连通的水泵(6)。
【文档编号】A01G31/02GK203608657SQ201320883445
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】刘中梁 申请人:刘中梁