一种绿色屋顶的种植降霾一体化装置的制作方法

本发明涉及一种绿色屋顶的种植降霾一体化装置。

背景技术：

目前，城市雾霾越来越严重，随着汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧等现象的加剧，严重影响了城市的可持续发展，也威胁着人们的健康水平和正常生活秩序，因此治污减霾已成为城市环境治理的一项重要举措。然而从根源上防治雾霾在现阶段难以实现，从源头治理是一个漫长而持久的过程，因此开发出一种在雾霾肆意时能切实有效起到快速降霾效果的自动化设施，在降尘减霾的同时能为种植草提供水分，对于如今日益快速发展的社会来说十分有价值。

传统的简易降霾手段是通过粗放式的洒水喷雾来进行，且缺乏专门的雾霾监测设备与之共同工作来实现自动化运作，例如通过洒水车辆进行喷洒水来吸附空气中的pm2.5颗粒进行沉降，具有一定的盲目性以及对水资源的浪费，并且都是在地面上进行，涉及的范围比较小。

当然随着科技的进步，行业内已经出现了一批自动降霾设备，这种设备采用雾霾监测器（如pm2.5检测仪）来检测空气中的pm值，当pm值超过预设值后，依靠控制器（如plc）来发出信号驱动雾化装置喷雾降霾，相比传统方式，针对性更强也更节约水资源。然而已知的这类自动降霾设备暴露问题如下：

1）通常都设置在地面上，无法对高处的空气起到较好的降霾作用；

2）在与地面区域绿化种植设施进行配合使用时，往往需要专门供给水，无法利用天然降雨等水资源。

现下城市流行绿色屋顶，即在屋顶设置种植装置来种植绿色植物，以便于改善生态环境，并对降霾起到一定作用，但还未见将降霾设备与绿色屋顶的种植装置结合使用的先例。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种绿色屋顶的种植降霾一体化装置，其能够兼顾自动雾化降霾和绿化种植补水，从而借助种植的绿色植物增强降霾效果。

本发明的技术方案是：一种绿色屋顶的种植降霾一体化装置，包括置于屋顶上的蓄水箱和与蓄水箱相连的雾化降霾装置，雾化降霾装置包括由蓄水箱供水的降霾用水泵、设有雾化喷头的雾化输水管及驱动装置，驱动装置包括设于蓄水箱一侧的驱动仓、太阳能板和雾霾监测器，驱动仓内设有与太阳能板连接的蓄电池，以及与蓄电池、雾霾监测器和降霾用水泵均电连接的控制器；其特征在于蓄水箱顶部设有左右分布的第一箱盖和第二箱盖，其中第一箱盖上开有若干下水孔，并且第一箱盖表面铺设化纤毛毡用以过滤自然降水；而第二箱盖上设有种植装置，该种植装置包括种植池和灌溉组件，种植池底部与第二箱盖一体成型或者通过卡槽和卡扣配合结构可拆卸的安装在第二箱盖上，灌溉组件包括灌溉输水管、设于其上的灌溉喷头及由蓄水箱供水并与控制器电连接的灌溉用水泵，还包括设于种植池内并与控制器电连接的湿度传感器，灌溉输水管和雾化输水管通过各自的延伸管分别与降霾用水泵和灌溉用水泵相连。

进一步的，本发明中所述灌溉输水管横向设于所述种植池内部，而所述雾化输水管位于灌溉输水管的上方且与灌溉输水管平行布置。雾化输水管的作用主要是输送水并使得水从其上的雾化喷头喷出后形成气态水用以吸附雾霾颗粒和粉尘，将其设置在高处能够防止受种植池内部种植的植物干扰，进而提高除霾效果。

进一步的，本发明中所述第一箱盖是与蓄水箱通过铰链铰接的翻盖，并且蓄水箱上在铰链一侧设有供旁边的种植池抵靠的挡板。翻盖的设计便于开启后对蓄水箱进行定期检修和清洗，而挡板则有助于种植池更可靠稳固的定位。

进一步的，本发明中所述种植池底部左右两侧固定有多个口部朝外的u形卡扣，而所述第二箱盖上固定有平行的左右两根连接条，每根连接条上均开有供相应侧的u形卡扣卡入的横向卡槽。上述配合结构既能给种植池提供好的固定作用，又便于种植池在第二箱盖上的装拆更换。

进一步的，本发明中所述种植池内设有过滤层和位于过滤层上的种植土层，并且该种植池上在靠近所述第一箱盖的一侧设有若干排水口，以便经由排水口排出的水落至化纤毛毡上再回到蓄水箱内，并且排水口上固定有无纺工布阻挡种植土的流失。该设计确保本案的蓄水箱除了能够收集自然降水外，还能对种植池内多余的水进行回收，节约水资源。

进一步的，本发明中所述蓄水箱上设有溢水口，溢水口上连接有排水管。排水管的下游通常为城市排水管道，当蓄水箱储存的雨水过多时可以通过溢水口和排水管将雨水排入城市管网。

进一步的，本发明中所述驱动仓上固定有支撑柱，太阳能板和雾霾监测器均固定在支撑柱上，并且雾霾监测器位于太阳能板的下方，以便于实时监测空气中的雾霾指数。

进一步的，本发明中蓄水箱为不锈钢蓄水箱，而种植池为塑料种植池，从而在保证材料实用性的同时减轻装置的重量，以减小屋顶的承重。当采取种植池与第二箱盖一体成型的方案时，第二箱盖也为塑料箱盖，以便减轻整体重量，方便种植池的转移和第二箱盖的开启。

进一步的，本发明中所述降霾用水泵和灌溉用水泵均直接设于蓄水箱内，降霾用水泵和灌溉用水泵的连接线路通过密封套管引出蓄水箱而与驱动仓内的控制器相连，而灌溉输水管和雾化输水管的延伸管均穿过种植池的底板和第二箱盖分别同降霾用水泵和灌溉用水泵相连；或者降霾用水泵和灌溉用水泵均设于蓄水箱外侧，并通过各自的连接水管路与蓄水箱相连。

本发明的工作原理如下：

当太阳能板吸收光能转化为电能后储存于蓄电池，并供给控制器、降霾用水泵、灌溉用水泵、雾霾监测器和湿度传感器工作，当雾霾监测器检测到空气中的雾霾指数达到一定数值时，控制器发出信号驱动降霾用水泵工作，蓄水箱里的水通过降霾用水泵的压力传输到雾化输水管，通过雾化喷头形成雾化的气态水吸附雾霾颗粒和粉尘以达到降尘减霾的作用；而当种植池内的湿度传感器检测到种植土内水分缺失时，通过控制器同样发出信号驱动灌溉用水泵工作，通过灌溉输水管将水输送至灌溉喷头灌溉缺水的植物。

需要说明本案中的雾霾监测器、湿度传感器及它们与控制器，以及控制器与降霾用水泵之间的连接控制技术均为已知技术。例如雾霾监测器选用目前市售的北京中西远大科技有限公司的型号lj01-dt-9881m产品，或者北京九州鹏跃科技有限公司的ld-5/ld-3便携式雾霾测试仪等；湿度传感器选择湖南省拓安仪器有限公司的esm101-01t型号产品，或者锐研的mp-508b型号产品，或者博伦经纬的bl-100型号产品等；控制器则采用市售spc-stw-26a1型号硕博运动控制器产品，或者西门子6gk7443-1gx20-0xe0型号可编程控制模块产品等。

本发明与现代技术相比具有以下优点：

1）本发明将屋顶的雨水有效进行收集并循环利用于降霾，且相对于传统地面小范围的操作，在高空大范围内进行降尘减霾，不仅能有效缓解我国城市水资源短缺的问题，还能有效减轻汽车尾气、建筑扬尘、垃圾焚烧等等带来的城市空气污染问题。同时收集的雨水可被利用于绿化种植灌溉，尤其在雨量较少时，能够有效防止种植物缺水。

2）本发明利用太阳能板和蓄电池为降霾用水泵、控制器、雾霾监测器和湿度传感器持续供电，确保降霾和灌溉的自动进行，形成一个整体自动化的除尘降霾和自动灌溉体系，无需人员操作，可节省城市发展过程中的人力物力。

3）本发明装置整合了自动降霾装置和绿化种植补水装置，其在屋顶设计种植池以代替传统吸附扬尘和雾霾颗粒的化纤毛毡等材料，不仅在城市降尘减霾工作中发挥作用，辅助增强降霾效果，还能形成绿色屋顶以美化城市环境。

4）本发明中所述第一箱盖是与蓄水箱通过铰链铰接的翻盖，并且蓄水箱上在铰链一侧设有供旁边的种植池抵靠的挡板。翻盖的设计便于开启后对蓄水箱进行定期检修和清洗，而挡板则有助于种植池更可靠稳固的定位。

5）本发明中种植池下设u形卡扣，而在第二箱盖上固定有连接条和设于其上的与u形卡扣配合的横向卡槽。上述配合结构既能给种植池提供好的固定作用，防止种植池时间过长发生位移，又便于种植池在第二箱盖上的装拆更换，以便于用户更换喜欢的种植池，或者对种植池进行检修保养。

6）本发明中，利用蓄水箱上开有下水孔的第一箱盖及其上的化纤毛毡可以净化自然降水和种植池内过多的水分，过滤后的水回入蓄水箱可被循环利用于雾化降霾和灌溉过程中，能够有效解决水资源；而降雨量过多时，蓄水箱内多余的水可通过与城市管网相连的溢水口排出。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构主视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明中的第一箱盖立体图；

图4为本发明中种植池与第二箱盖之间的卡槽和卡扣配合结构示意图。

其中：a、屋顶；1、蓄水箱；1a、溢水口；2、降霾用水泵；3、雾化输水管；3a、雾化喷头；4、驱动仓；5、太阳能板；6、雾霾监测器；7、第一箱盖；7a、下水孔；8、第二箱盖；9、化纤毛毡；10、种植池；10a、排水口；11、灌溉输水管；11a、灌溉喷头；12、湿度传感器；13、挡板；14、u形卡扣；15、连接条；15a、横向卡槽；16、无纺工布；17、排水管；18、支撑柱。

具体实施方式

实施例：下面结合图1-图4所示，对本发明提供的这种绿色屋顶的种植降霾一体化装置进行详细说明如下：

从整体上来说，该装置由置于屋顶a上的蓄水箱1、与蓄水箱1相连的雾化降霾装置、设于蓄水箱1顶部的第一箱盖7和第二箱盖8、铺设在第一箱盖7上的化纤毛毡9以及设于第二箱盖8上的种植装置共同构成。

结合图1和图2所示，其中的雾化降霾装置由降霾用水泵2、设有雾化喷头3a的雾化输水管3及驱动装置共同组成，本实施例中所述降霾用水泵2直接设于蓄水箱1内，雾化输水管3横向分布，其上沿长度方向均匀间隔四个雾化喷头3a。而驱动装置由设于蓄水箱1右侧的驱动仓4、支撑柱18、太阳能板5和雾霾监测器6组成，支撑柱18固定在驱动仓4上固定支撑柱18，太阳能板5和雾霾监测器6均固定在支撑柱18上，并且雾霾监测器6位于太阳能板5的下方。驱动仓4内设有与太阳能板5连接的蓄电池，以及与蓄电池、雾霾监测器6和降霾用水泵2均电连接的控制器。

本发明的改进核心在于将雨水收集系统、绿化种植体系与雾化降霾装置一体化设计，具体为：

本实施例中第一箱盖7位于蓄水箱1顶部左侧，而第二箱盖8位于蓄水箱1顶部右侧，如图3所示，其中的第一箱盖7上开有呈矩阵分布的若干下水孔7a，并且第一箱盖7是与蓄水箱1通过铰链铰接的翻盖，同时蓄水箱1上在铰链一侧设有供旁边的种植池10抵靠的挡板13。再如图1和图2所示，第一箱盖7表面铺设化纤毛毡9用以过滤自然降水。

本实施例中第二箱盖8直接盖在蓄水箱1上，其上设有种植装置，该种植装置由种植池10和灌溉组件组成，种植池10底部与第二箱盖8通过卡槽和卡扣配合结构可拆卸的安装在第二箱盖8上，灌溉组件由灌溉输水管11、设于其上的灌溉喷头11a、设于蓄水箱1内并与控制器电连接的灌溉用水泵及设于种植池10内并与驱动仓4内的控制器电连接的湿度传感器12共同组成。

本实施例中降霾用水泵2和灌溉用水泵的连接线路通过密封套管（图中不可见）引出蓄水箱1而与驱动仓4内的控制器相连。

如图1所示，本实施例中灌溉输水管11横向设于所述种植池10内部，其上沿长度方向均匀间隔设置四个灌溉喷头11a，而所述雾化输水管3位于灌溉输水管11的上方且与灌溉输水管11平行布置。灌溉输水管11和雾化输水管3均通过各自的延伸管（垂直管段，图中未标出）穿过种植池10的底板和第二箱盖8分别同降霾用水泵2和灌溉用水泵（图1中被降霾用水泵2遮挡，故不可见）相连。

再结合图1和图4所示，本实施例中所述种植池10底部左右两侧固定有四个口部朝外的u形卡扣14（每侧两个），而所述第二箱盖8上固定有平行的左右两根连接条15，每根连接条15上均开有供相应侧的u形卡扣14卡入的横向卡槽15a。这种配合结构既能给种植池10提供好的固定作用，防止种植池10时间过长发生位移，又便于种植池10在第二箱盖8上的装拆更换，以便于用户更换喜欢的种植池10，或者对种植池10进行检修保养。

再如图1所示，本实施例中所述种植池10内设有过滤层和位于过滤层上的种植土层，并且该种植池10上在靠近所述第一箱盖7的一侧设有若干排水口10a，以便经由排水口10a排出的水落至化纤毛毡9上再回到蓄水箱1内，并且排水口10a上固定有无纺工布16阻挡种植土的流失。该设计确保本案的蓄水箱1除了能够收集自然降水外，还能对种植池10内多余的水进行回收，节约水资源。

依旧结合图1和图2所示，本实施例中所述蓄水箱1上设有溢水口1a，溢水口1a上连接有排水管17。排水管17的下游通常为城市排水管道，当蓄水箱1储存的雨水过多时可以通过溢水口1a和排水管17将雨水排入城市管网。

本实施例中蓄水箱1为不锈钢蓄水箱，而种植池10为塑料种植池，从而在保证材料实用性的同时减轻装置的重量，以减小屋顶a的承重。

本发明的工作原理如下：

当太阳能板5吸收光能转化为电能后储存于蓄电池，并供给控制器、降霾用水泵2、灌溉用水泵、雾霾监测器6和湿度传感器12工作，当雾霾监测器6检测到空气中的雾霾指数达到一定数值时，控制器发出信号驱动降霾用水泵2工作，蓄水箱1里的水通过降霾用水泵2的压力传输到雾化输水管3，通过雾化喷头3a形成雾化的气态水吸附雾霾颗粒和粉尘以达到降尘减霾的作用；而当种植池10内的湿度传感器12检测到种植土内水分缺失时，通过控制器同样发出信号驱动灌溉用水泵工作，通过灌溉输水管11将水输送至灌溉喷头11a灌溉缺水的植物。

本发明装置基于传统的降霾方式，将初期的应用于地面的降霾方法与屋顶绿化相结合，利用自然降水进行一个整体的循环，并且使用太阳能板进行太阳能的收集以转化成电能，从而达到自动化的效果，不仅能在一定程度上缓解我国城市水资源短缺的情况，同时能够形成一个自动化的循环过程，节省人力物力，达成低碳环保。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。