一种基于几字型钢的温室悬挂内保温系统的制作方法

本实用新型涉及一种温室内保温机筒，具体涉及一种基于几字型钢的温室悬挂内保温系统。

背景技术：

近年来，我国设施园艺产业掀起了新一轮的发展热潮，设施规模已位居世界首位，有效保障了我国蔬菜等园艺产品的均衡供给，提高了农民的经营收入，有力地提升了农业现代化的整体水平。截止2012年，我国设施园艺产值已经达到7000亿元以上。占农业总产值的12％。解决了北方地区蔬菜年供应问题，达到了节能减排效果。

太阳能日光温室是我国自主研发的温室结构，多年来作为具有典型中国特色、规模巨大的设施类型，一直是中国温室园艺装备升级的重点。截止2013年，我国设施农业面积已达到350万公顷，其中日光温室达88万公顷，占设施总面积的25％，设施农业总产值7080亿元，约占到我国农林牧渔业累计总产值89465.7亿元的8％。在化石能源濒临枯竭的背景下，日光温室已成为中国设施园艺产业突破资源环境瓶颈制约，保持我国冬季设施产品的长期有效供给的重要手段。

在我国广大的西北地区，为了保证温室的冬季正常生产，各种类型的保温被是必要的工程手段。我国日光温室目前的保温系统主要有外保温被、内保温被、内保温幕等。配套的通风降温一般为卷膜系统和小型风机通风。

1.日光温室现有的外保温技术：

由于我国西北地区气候条件复杂，白天夜晚温差大，因此，在我国广大的西北地区日光温室均采用外保温被来进行保温。在过去的10年里外保温被解决了我国西北地区日光温室的保温问题，但是由于外保温被本身处在温室外部，因此长期以来存在以下几个方面的严重问题。首先，为了达到很好的保温效果，外保温被一般比较厚重，卷铺困难，即使是用了电动卷铺设备之后都存在卷铺不稳定的问题。而且，由于外保温依靠自身重力停靠在温室顶部，一旦出现卷帘机过卷，就会造成比较严重的事故，修复也很困难。第二，由于外部风吹日晒，加之雨雪侵蚀，保温被的寿命仅能维持2-3年；使用和维护成本均很高。第三，由于现有外保温的控制精度问题，现有外保温几乎不可能实现完全的自动化控制，因此对于国民经济发展对日光温室提出的自动化要求无法达到。因此，从以上几点来分析，外保温被已经成为了日光温室在自动化道路的严重障碍，亟待解决。

2.日光温室现有的内保温技术：

在发现日光温室外保温被的问题后，行业技术专家不断探索解决途径，出现了内保温技术，但内保温技术分为两个主要方面。一方面，行业技术专家采用了大型连栋温室的内保温幕，但由于内保温幕设计初衷是解决大型温室的部分保温问题，因此保温效果不理想。另一方面，行业技术专家在日光温室内设计了二层骨架，用于铺放保温被，形成了温室的内保温被卷铺系统。从设计上来看，该解决方案解决了外保温被的寿命过短和被风吹起的问题，其他的两个大问题尚未解决。而且由于这样的内保温系统其实就是外保温系统的内置，因此又带来了新的问题。主要为，机构构造复杂；温室内部种植空间受到严重挤压；而且内保温骨架和机构产生更多的遮阴，对温室产量造成负面影响。

3.日光温室的现有降湿技术

在日光温室内部经常会出现热量白天晚上不平衡的情况，即使在冬季日光温室内的气温也会出现40摄氏度的高温，加之温室内部植物蒸腾作用明显，因此在加强温室保温措施的同时，通风降温措施也须同时进行系统设计。在现有的日光温室中通常采用的降湿方法为人工或者机械通风，单是通风通常也会造成极大的热量耗散，不利于温室保温和作物生长。在部分高端温室也采用了加温降湿和制冷降湿的机械设备，但运行成本高昂，难于大面积推广。

综上所述，我国西北地区设施农业领域的主要设施结构-日光温室，在现有的保温和降温系统下，存在若干难于克服又亟待解决的技术障碍。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于，提供一种基于几字型钢的温室悬挂内保温系统，以解决当前温室存在的保温和通风降温难题。

为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于几字型钢的温室悬挂内保温系统，包括前墙和后墙，在前墙、后墙之间架设有温室骨架，温室骨架的下弦杆采用几字型钢；所述的下弦杆上装配有多个可沿下弦杆滑动的吊挂组件，在吊挂组件上安装有内保温被，通过驱动构件带动吊挂组件在下弦杆上移动，以使保温被收起或展开；

所述的吊挂组件包括固定架，所述的内保温被连接在固定架上；所述的驱动构件包括第一驱动电机、吊挂钢索和驱动钢索，其中，第一驱动电机安装在下弦杆靠近后墙的一端，吊挂钢索沿下弦杆的长度方向布设，吊挂钢索和驱动钢索的两端互连构成闭合环路，驱动钢索由第一驱动电机驱动；所述的多个吊挂组件中，吊挂钢索与下弦杆上最靠近前墙的一个吊挂组件固定。

进一步地，所述的下弦杆上设置有固定导向机构，固定导向机构采用以下几种结构之一：

第一种结构：固定导向机构包括对称设置在下弦杆两侧的第一导向托块，第一导向托块的横截面为J形结构；所述的下弦杆两侧的第一导向托块通过穿过下弦杆的穿心螺栓进行固定；

第二种结构：固定导向机构包括对称设置在下弦杆两侧的第一钢索托轮，第一钢索托轮通过第一轮轴安装在下弦杆两侧；

第三种结构：固定导向机构包括对称设置在固定架上的导向板，导向板为L形结构，在导向板上开设有导向槽，导向槽装配在下弦杆的两侧；所述的下弦杆的两侧设置有第二导向托块；

第四种结构：在第三种结构的基础上，去掉第二导向托块，在下弦杆两侧均通过第二轮轴安装有第二钢索托轮。

进一步地，所述的固定导向机构采用第一种结构或第二种结构时，在所述的固定架上对称设置有滚轮，滚轮装配在下弦杆的两侧，滚轮通过L形杆与固定架连接。

进一步地，所述的固定架包括上固定杆和下固定杆，所述的内保温被位于上固定杆和下固定杆之间，通过穿过内保温被设置的固定螺栓将内保温被与上固定杆、下固定杆连接。

进一步地，所述的下弦杆靠近前墙的一端设置有钢索转向轮，在第一驱动电机一侧的下弦杆上设置有钢索导轮，所述的第一驱动电机的输出轴上安装有驱动轴，所述的驱动钢索连接在驱动轴上。

进一步地，所述的温室骨架的横截面为折角形结构，靠近后墙的温室骨架上铺设有保温板，保温板通过安装轴与后墙活动式连接；在温室骨架上设置有直线驱动机构，直线驱动机构包括第二驱动电机，第二驱动电机通过齿轮齿条副与所述的保温板连接。

进一步地，所述的内保温被由三层结构组成：上层的防水材料层、中层的保温绝热材料层以及下层的反射材料层。

本实用新型具有以下技术特点：

1.采用了特殊设计的温室骨架下弦闭合锁链系统传动，使得该悬挂内保温系统稳定可靠，不但克服了温室外保温面临的寿命短和不抗风的问题，同时也克服了传动二层骨架内保温的空间狭小问题，为温室内部作物生长提供了必要的开阔的生长空间；

2.开创性地采用了几字型钢温室骨架下弦设计，将原来温室骨架的功能多样化，省掉了制作内部二层骨架的费用和简化了温室结构；

3.由于采用了运行稳定、控制容易的单元锁链闭合传动系统，内保温被的开启和闭合非常容易准确控制，因此为日光温室的全面自动化打好了设备的基础；而且温室内保温被开启后，保温被收拢在温室骨架后坡内部，因此不但对温室内部不产生任何遮荫，也加强了后坡的保温性能，有利于温室温光性能的进一步提高；

4.开创性地设计了防水保温被夜间冷凝除湿系统，不但解决了温室降温的问题，同时也为温室的全面自动化的实现提供了设备平台。整个系统运行只两台1.1KW的减速电机驱动，造价低，运行的费用低，可实现稳定的自动化智能控制，在实践生长中容易推广和保持长时间稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为驱动构件部分的结构示意图；

图3为钢索导轮和驱动轴部分的结构示意图；

图4为钢索转向轮部分的结构示意图；

图5为第一驱动电机的安装结构示意图；

图6为单骨架温室结构的结构示意图；

图7和图8为固定导向机构的第一种结构，其中图7为吊挂钢索和第一个吊挂组件连接的结构示意图，图8为吊挂钢索、驱动钢索在固定导向机构中的装配结构示意图；

图9和图10为固定导向机构的第二种结构，其中图9为吊挂钢索和第一个吊挂组件连接的结构示意图，图10为吊挂钢索、驱动钢索在固定导向机构中的装配结构示意图；

图11和图12为固定导向机构的第三种结构，其中图11为吊挂钢索和第一个吊挂组件连接的结构示意图，图12为吊挂钢索、驱动钢索在固定导向机构中的装配结构示意图；

图13和图14为固定导向机构的第四种结构，其中图13为吊挂钢索和第一个吊挂组件连接的结构示意图，图14为吊挂钢索、驱动钢索在固定导向机构中的装配结构示意图；

图中标号代表：1—前墙，2—后墙，3—内保温被，4—温室骨架，5—下弦杆，6—吊挂组件，7—第二驱动电机，8—保温板，9—驱动轴，10—第一驱动电机，11—吊挂钢索，12—驱动钢索，13—钢索导轮，14—钢索转向轮，15—滚轮，16—第一导向托块，17—固定架，171—上固定杆，172—下固定杆，173—固定螺栓，18—L形杆，19—穿心螺栓，20—第一钢索托轮，21—第一轮轴，22—导向板，23—导向槽，24—第二导向托块，25—第二钢索托轮，26—第二轮轴。

具体实施方式

遵从上述技术方案，如图所示，本实用新型公开了一种基于几字型钢的温室悬挂内保温系统，包括前墙1和后墙2，在前墙1、后墙2之间架设有温室骨架4；如图1、图6所示，为两种典型的温室骨架4结构，而本方案提出的保温系统在这些温室结构上都可以进行应用。温室骨架4的下弦杆5采用几字型钢；温室挂架的下弦杆5自前墙1起始，横跨温室并固定在后墙2的顶圈梁上，对温室骨架4进行支撑。本方案中，采用几字型钢作为温室骨架4的下弦杆5；几字型钢即横截面呈“几”字形结构的钢材。

所述的下弦杆5上装配有多个可沿下弦杆5滑动的吊挂组件6，在吊挂组件6上安装有内保温被3，通过驱动构件带动吊挂组件6在下弦杆5上移动，以使保温被收起或展开；如图1所示，内保温被3上间隔一定距离连接一个吊挂组件6，这样通过控制吊挂组件6的位置，即可使内保温被3铺在温室骨架4的下部，即展开状态，或者将所有的吊挂组件6均向后墙2一侧聚集，使吊挂组件6带动内保温被3向后墙2方向移动，此时内包围被折叠在一起，即将内保温被3进行了收起，使得光线可通过温室骨架4进入温室内部。

所述的吊挂组件6包括固定架17，所述的内保温被3连接在固定架17上；所述的驱动构件包括第一驱动电机10、吊挂钢索11和驱动钢索12，其中，第一驱动电机10安装在下弦杆5靠近后墙2的一端，吊挂钢索11沿下弦杆5的长度方向布设，吊挂钢索11和驱动钢索12的两端互连构成闭合环路，驱动钢索12由第一驱动电机10驱动；所述的多个吊挂组件6中，吊挂钢索11与下弦杆5上最靠近前墙1的一个吊挂组件6固定，其余的吊挂组件6不与吊挂钢索11固定，这是为了避免在内保温被3收起时吊挂钢索11中部出现弯折。

吊挂钢索11的长度小于驱动钢索12的长度，两者的两端连接构成一个环，在利用第一驱动电机10带动驱动钢索12运动时，吊挂钢索11也被带动；由于吊挂钢索11是沿着下弦杆5进行布设的，而吊挂钢索11又和位于端部的吊挂组件6连接，那么收起内保温被3时，在图1所示的示例中，吊挂钢索11向后墙2方向运动，第一个吊挂组件6将被拖动，沿着下弦杆5移动，当该吊挂组件6与其相邻的一个吊挂组件6接触时，二者将共同运动，直至所有的吊挂组件6均被拖动到下弦杆5的右侧；当内保温被3展开时，第一个吊挂组件6带动内保温被3移动，在内保温被3的拖动下，其他的吊挂组件6也依次滑动，最终使内保温被3展开。

如图2至图5所示，下弦杆5靠近前墙1的一端设置有钢索转向轮14，这是因为吊挂钢索11和驱动钢索12是一个环状结构，在下弦杆5端部需要通过钢索转向轮14进行承接转向，使钢索环能形成环形运动结构；在第一驱动电机10一侧的下弦杆5上设置有钢索导轮13，该钢索导轮13起到导向的作用，将自第一驱动电机10引出的驱动钢索12导向到下弦杆5上；所述的第一驱动电机10的输出轴上安装有驱动轴9，所述的驱动钢索12连接在驱动轴9上，由第一驱动电机10的正反转控制驱动轴9的正反转，继而带动驱动钢索12运动。驱动轴9相当于另一个钢索转向轮14。

本方案中，为了使吊挂钢索11、驱动钢索12构成的钢索环在运动时能更加平稳、不易出现卡死等故障，设置了固定导向机构，如图7至图14所示，给出了四种固定导向机构的结构装配关系图：

如图7和图8所示，为第一种结构：固定导向机构包括对称设置在下弦杆5两侧的第一导向托块16，第一导向托块16的横截面为J形结构；所述的下弦杆5两侧的第一导向托块16通过穿过下弦杆5的穿心螺栓19进行固定。图7中给出的为下弦杆5上最靠近前墙1的一个吊挂组件6的示意图，即第一个吊挂组件6部分的示意图，图中可以看出，吊挂钢索11与吊挂组件6连接；图8中可以看到，吊挂钢索11、驱动钢索12沿着第一导向托块16进行布设，可以使钢索运动时更加平稳，位置不易变动。

如图9和图10所示，为第二种结构：固定导向机构包括对称设置在下弦杆5两侧的第一钢索托轮20，第一钢索托轮20通过第一轮轴21安装在下弦杆5两侧；吊挂钢索11和驱动钢索12被咬合在第一钢索托轮20上，钢索运动时，第一钢索托轮20转动，这样的结构能有效地减小钢索的摩擦损耗，对钢索进行导向的同时，也对钢索起到了保护。下弦杆5采用几字型钢，两侧向上翘起，正好用来安装第一轮轴21。

如图11和图12所示，为第三种结构：固定导向机构包括对称设置在固定架17上的导向板22，导向板22为L形结构，在导向板22上开设有导向槽23，导向槽23装配在下弦杆5的两侧；所述的下弦杆5的两侧设置有第二导向托块24；在这种结构中，导向板22上的导向槽23正好卡在下弦杆5两侧翘起的部分上，用以支撑吊挂组件6，使吊挂组件6能在下弦杆5上移动；其中还设置了第二导向托块24，第二导向托块24横截面为J形结构，起到对钢索环的导向和支撑作用；

如图13和图14所示，为第四种结构：这种结构是在第三种结构的基础上，去掉第二导向托块24，而在下弦杆5两侧均通过第二轮轴26安装有第二钢索托轮25。

如图所示，为了便于吊挂组件6在下弦杆5上的移动，当固定导向机构采用第一种结构或第二种结构时，在所述的固定架17上对称设置有滚轮15，滚轮15装配在下弦杆5的两侧翘起的部分上，滚轮15通过L形杆18与固定架17连接。

固定架17的结构具体为：固定架17包括上固定杆171和下固定杆172，所述的内保温被3位于上固定杆171和下固定杆172之间，通过穿过内保温被3设置的固定螺栓173将内保温被3与上固定杆171、下固定杆172连接。

另外，本方案中，温室骨架4的横截面为折角形结构，靠近后墙2的温室骨架4上铺设有保温板8，保温板8通过安装轴与后墙2活动式连接；在温室骨架4上设置有直线驱动机构，直线驱动机构包括第二驱动电机7，第二驱动电机7通过齿轮齿条副与所述的保温板8连接；齿轮齿条副包括齿轮和齿条，二者啮合，齿条穿出温室骨架4与保温板8连接，这样可以通过第二驱动电机7控制保温板8的转动，以实现对温室通风量的控制。

本实用新型的内保温系统的降湿运行：

方案的吊内保温被3为层复合结构，由三层结构组成：上层的防水材料层、中层的保温绝热材料层以及下层的反射材料层。在运行时，白天内保温被3收起，全部内保温被3折叠在温室内后屋坡下部，这样在白天内保温被3完全不遮挡进入温室的光照，同时会充分利用温室内的高温条件烘干保温被。而到了夜间，内保温被3展开，下部的反射材料层可以充分反射温室内长波辐射，中间的保温绝热材料层可以充分隔绝传导传热和控制温室植栽区的空气流动，进而达到充分保温的目的；内保温被3上部与温室骨架4底部之间形成了空气层，该层空气温度较低，会使得温室内的水汽在温室薄膜上得到冷凝，进而被收集在内保温被3上层的防水材料层上，通过自然的流动重新进入温室的屋脚土壤，实现温室内的湿度控制。到第二天白天，温室内保温被3打开，随着温室内温度的提高，温室内湿度会快速降低。

通过以上内悬吊式保温被系统和夜间冷凝除湿系统，即可实现温室内部温度的随机调控，同时也解决得困扰我国北方日光温室在保温和通风方面的种种问题，对我国北方日光温室的发展极具技术革新的意义，适合大面积推广应用。