一種單棟自動控制種養平衡生態溫室的製作方法

2023-05-28 19:58:01 1

專利名稱：一種單棟自動控制種養平衡生態溫室的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種農業設施領域的生態平衡溫室。
技術背景目前國內的連棟生態溫室發展很快，溫室內的環境自動控制技術也很成熟。但是 不養殖畜禽，沒有利用畜禽排洩物生產沼氣和肥料的沼氣系統，無法自產肥料和發電。建設 成本與維護成本都很大，如2007年北京地區溫室採暖費用達70元/畝，導致很多國內的 蔬菜連棟生態溫室因生產虧本而廢棄不用。用途單一，通常只用來種植花卉、蔬菜，供遊客 參觀。現在的返鄉農民工很多，國家目前迫切需要解決農村剩餘勞動力過多、大學生就業難 的問題，連棟生態溫室最初的投資動輒數百萬，一般人承擔不起，哪怕是幾個人合夥也難以 承擔，就算國家投資，僅維護費用一般人也承擔不起。目前國內的現代化畜禽養殖場也比較 多，室內的環境自動控制技術也很成熟，而且通常配備有利用畜禽排洩物生產沼氣和肥料 的沼氣系統，自產肥料和發電。但也同樣存在著建設成本與維護成本都很大的問題，一般人 也承擔不起。還有畜禽都是圈養的，活動量很小，也呼吸不到新鮮乾淨的氧氣。照不到充 足的陽光。使得畜禽肌肉鬆弛，肉質不鮮美。種植與養殖於一體的單棟塑料膜生態溫室如 「四位一體」生態日光溫室國內近幾年也開始發展，特別是西北地區、東北地區發展較快，這 種「四位一體」生態日光溫室即一個暖棚養殖場、一個水窖加滴灌設備、一個沼氣池、一個日 光溫室共一個大棚，但是已有的這類「四位一體」生態日光溫室通常很簡陋，面積很小，常為 0. 6-0. 75畝，空間利用率不高。室內環境不能自動控制，主要靠自然通風散熱除溼，由於自 然通風受許多因素尤其是氣候與天氣條件的制約，不可能保證封閉式溫室經常的、充分的 換氣。噴淋、衝洗畜禽糞尿、噴藥、施肥通常靠人工操作，生產效率低，容易傳染疾病。種植 區與畜禽養殖區中間有隔牆，種植區光合作用產生的氧氣與畜禽呼出的二氧化碳是不能充 分對流相互利用的。畜禽也是圈養不能進入養殖區的，活動量很小，畜禽肌肉鬆弛。如果 開發出一種面積大約為一畝，在自留地裡就可以建造，建造成本和維護成本都很低，乾淨衛 生，配有利用畜禽排洩物生產沼氣和肥料的沼氣系統，自動化程度很高，在農忙時節或銷售 旺節可以抽開身幹別的事，畜禽可以隨意到種植區活動，同時能養殖健壯畜禽和種植高檔 藥材、花卉、蔬菜等作物的單棟自動控制種養平衡生態溫室將是大勢所趨，具有很大的發展 前途
實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種同時能養殖健壯畜禽和種植高檔藥材、花卉、蔬 菜等作物，自動化程度很高，建造成本和維護成本都很低，能源循環使用的單棟生態溫室。本實用新型採用的技術方案是單棟自動控制種養平衡生態溫室，包括(1)基礎 (2)透明保溫塑料膜覆蓋系統(3)通風散熱降溫除溼系統(4)灌溉、衝洗、噴藥、施肥系統用於加溫、加肥、發電的沼氣系統(6)畜禽區2與種植區4設施(7)控制系統。 (1)基礎7 在畜禽區2的地下挖一個帶斜坡的整體貯糞池1，採用水泡清糞方式結合噴灌機14衝洗畜禽區2隔板上及種植區4過道上的糞尿來清除畜禽糞尿。貯糞池1 通過排汙管、止逆閥與預處理池17、沼氣池18相連。每個畜禽舍都建一條帶斜坡的過道3 通向種植區4。該過道凹入地面下成U形，過道底部先鋪鵝卵石，再用水泥沙漿抹面。畜禽 可經過道3進入種植區4活動、曬太陽，但又不能進入地面上的種植區毀壞作物。凹入地面 下的U形過道減輕了種植區的溼度，減少了病蟲害的發生。鵝卵石既然刺激畜禽足穴，加快 畜禽生長，同時又起蓄熱作用。溫室四周為淺入地面下的半截牆，牆體採用導熱性弱蓄熱性 強的建築材料，如用秸杆、稻殼、鋸末等做成的草泥牆、多孔磚、空心磚。東西兩側牆上都安 裝有保溫推拉門15，南北兩側牆上都安裝有排氣扇5。 (2)透明保溫塑料膜覆蓋系統包括帶脊梁20的鋼製骨架13、透光保溫的長壽無 滴塑料薄膜12、固定塑料薄膜用的雙層卡槽、卡簧11、壓膜線。在距脊梁一定距離的南北兩 側骨架上安裝塑料薄膜固定用卡槽、卡簧11，採用雙層塑料薄膜12，脊梁南側雙層塑料薄 膜都為白色透明的，上部與下部白色雙層透明塑料薄膜連接處用雙層卡槽、卡簧壓緊，雙層 塑料薄膜頂部安裝有卷膜軸8，卷膜軸8與電動卷膜器9相連，雙層塑料薄膜底部安裝有卷 膜軸8，卷膜軸8與手動卷膜器6相連。脊梁20北側挨近脊梁的雙層塑料薄膜上下兩層都 為白色透明的，挨近圍牆的雙層塑料薄膜上層白色透明下層黑色不透明。上部與下部的雙 層塑料薄膜連接處用雙層卡槽、卡簧壓緊，雙層塑料薄膜頂部連接電動卷膜器，底部連接手 動卷膜器。(3)通風散熱降溫除溼系統採用屋頂進風、南北兩側排風的強制通風散熱除溼 系統與溫室底部南北通風的自然通風散熱除溼系統兩套可互換的通風散熱除溼系統。為節 省成本，強制通風散熱除溼系統只在天氣炎熱或人長時間不在現場時使用。平時就用手動 卷膜器將塑料薄膜從南北兩側底部掀開。(4)灌溉、衝洗、噴藥、施肥系統採用一臺南邊北邊可分開控制噴灑高度、噴灑方 式、流量大小、噴與不噴的自動行走式混合種養溫室專用噴灌機14。該噴灌機具有灌溉、衝 洗畜禽糞尿、噴藥、施肥四種功能。能在制定區域自動往返，制定區域如種植區4過道自動 不噴水或不噴藥。還可以在噴灑時播放很多首抒情優美的輕音樂，有助於動植物的生長發 育。帶壓力表的總進水管23接到噴灌機上後分成南北兩條支路。南邊種植區支路39包含 分水管路28、球閥、電磁閥34、噴水管26、三頭旋轉噴嘴27，電磁閥34控制噴灌機經過種植 區過道時不噴水或不噴藥。每套三頭旋轉噴嘴包含1個三頭噴頭體、3個不同顏色的噴頭、3 個不同顏色的噴頭帽、3個密封圈、3個不同目數的濾網。濾網目數不同，3個不同顏色的噴 頭噴出來的水流量就不同，通過旋轉三頭噴頭體位置來選擇不同流量的噴灑及都不噴灑。 3個噴頭中最小一個專用來噴藥、最大流量噴頭用於天氣炎熱時噴灑、剩餘一個氣溫不太高 時噴灑。北邊畜禽圈養區支路40包含分水管路33、球閥、噴水管37、三頭旋轉噴嘴38，沒有 電磁閥。每套三頭旋轉噴嘴包含1個三頭噴頭體、3個不同顏色不同形狀的噴頭、3個不同 顏色的噴頭帽、3個密封圈、2個不同目數的濾網。濾網目數不同，3個不同顏色的噴頭噴出 來的水流量就不同，通過旋轉三頭噴頭體位置來選擇不同用途的噴灑及都不噴灑。3個噴 頭中最小一個專用來噴藥消毒。最大流量噴頭裡沒帶濾網，噴嘴形狀為狹窄的長方形，噴出 來的水成線狀，壓力很大，專用來衝洗畜禽糞尿。剩餘一個用來噴霧降溫。在圈養區與種植 區分界處設置可隨意收放的貫穿東西的塑料隔簾10，用於當種植區噴藥時隔離南北兩邊氣 候。南邊種植區噴藥時，北邊畜禽圈養區支路球閥關閉，北邊畜禽圈養區噴藥消毒時，南邊種植區支路球閥關閉。(5)用於加溫、加肥、發電的沼氣系統，將畜禽排洩的糞尿和衝洗爛舍過道的汙水 經過地下排汙管、止逆閥17流入預處理池、沼氣池18進行厭氧發酵處理產生沼氣。沼氣從 沼氣管19進入發電機發電，發電的電用來供熱加溫、照明、供噴灌機使用。產生的沼液用於 種植區作物的加肥。(6)畜禽區2與種植區4設施畜禽區為陷入地面下的凹坑，冬暖夏涼，挨近畜禽 的牆壁上裝有一排排氣扇。為了避免畜禽發病時交叉感染及餵食合理，用鋼管將圈養區隔 離成一個個的小舍間，每個小舍間都帶門，將門打開，畜禽可經過道進入種植區4活動、曬 太陽等，可根據需要將幾個小舍間改成產仔舍，產仔舍獨立配加熱器。每個小舍間地板為縫 隙地板。畜禽排洩的糞尿透過縫隙地板流入到底下的貯糞池1。種植區4也被過道3分成 一個個的小片，每個小片地表上置有加熱管。種植區最南邊挖了一條總的過道與連接小舍 間的每個分過道相通，形成一條總輸送道，總過道也設有隔離門41。在畜禽區與種植區分界 處設置有比過道窄一點的人行道21，人行道21斷開處用踏板連接起來。人行道最東端與最 西端設斜坡或臺階。(7)控制系統在養畜禽的溫室北邊設置氧氣濃度傳感器和溼度傳感器，在溫室 南邊種植區設置二氧化碳濃度傳感器和溫度傳感器，採用PLC控制系統進行控制，設定氧 氣濃度、二氧化碳濃度、溼度、溫度範圍，由PLC將傳感器採集到的信息與設定值進行比較， 進而向電動執行器如電動卷膜器、排氣扇、電磁閥發出各種指令當養畜禽的溫室北邊氧氣 濃度過低或溼度過高時，自動打開北邊牆壁上的排氣扇及溫室頂部進風口電動卷膜器強制 對外排風、引入新鮮空氣。當溫室南邊種植區二氧化碳濃度過低或溫度過高時，自動打開南 邊牆壁上的排氣扇及溫室頂部進風口電動卷膜器強制對外排風、弓丨入新鮮空氣。當溫度過 低時，打開總加熱管上的電磁閥，給室內加熱。

圖1是本實用新型的立面剖視示意圖。圖2是本實用新型的平面示意圖。圖3是本實用新型噴灌機產品圖。1貯糞池，2畜禽區，3過道，4種植區，5排氣扇，6手動卷膜器，7基礎，8卷膜軸，9 電動卷膜器，10塑料隔簾，11雙層卡槽、卡簧，12塑料薄膜，13骨架，14噴灌機，15推拉門， 16導軌，17止逆閥，18沼氣池，19沼氣管，20脊梁，21人行道，22滑輪，23總進水管，24軌道 吊杆，25運行軌道，26南邊種植區噴水管，27南邊種植區三頭旋轉噴嘴，28南邊種植區分水 管路，29自動行走小車，30電控箱，31電控箱支架，32分水管路支架，33分水管路，34電磁 閥，35球閥，36直流電機，37北邊畜禽區噴水管，38北邊畜禽區三頭旋轉噴嘴，39南邊種植 區支路，40北邊畜禽區支路，41隔離門，42幹簧管傳感器，43磁鐵具體實施方式
圖1顯示本實用新型包括基礎，透明保溫塑料膜覆蓋系統，通風散熱降溫除溼系 統，灌溉、衝洗、噴藥、施肥系統，用於加溫、加肥、發電的沼氣系統，畜禽區與種植區設施。溫 室內分南邊種植區4和北邊畜禽區2，種植區與畜禽區交接處為人行道21，畜禽區2底部為整體貯糞池1，每個畜禽舍都建一條帶斜坡的過道3通向種植區4，採用水泡清糞方式結合 噴灌機衝洗畜禽區隔板上及種植區過道上的糞尿來清除畜禽糞尿。貯糞池1通過排汙管、 止逆閥17與預處理池、沼氣池18相連。產生的沼氣經沼氣管19進入發電站發電。溫室基 礎7為淺入地面下的保溫隔熱半截牆，東西兩側牆上都安裝有保溫推拉門15，南北兩側牆 上都安裝有排氣扇5。雙層長壽無滴保溫塑料薄膜12做溫室棚蓋，覆蓋在帶脊梁20的鋼 制骨架13上面，塑料薄膜用雙層卡槽、卡簧11、壓膜線固定住。脊梁南側雙層塑料薄膜頂 部連有電動卷膜器9，底部連有手動卷膜器6。脊梁北側雙層塑料薄膜頂部連接電動卷膜器 9，底部連接手動卷膜器6。在人行道21上方掛一根繩子掛可隨意收放的貫穿東西的塑料隔 簾10，用於當需要時如種植區噴藥隔離南北兩邊氣候。在鋼製骨架吊掛噴灌機14及25運 行軌道。 圖2顯示本實用新型種植區被過道隔離成一片片，北邊畜禽區也被隔離成一間間 小舍間，種植區最南邊挖了一條總的過道與連接小舍間的每個分過道相通，形成一條總輸 送道，總過道也設有隔離門41。在畜禽區與種植區分界處設置有比過道窄一點的人行道 21，人行道斷開處用踏板連接起來。圖3顯示本實用新型採用的噴灌機14。在鋼製骨架下方連接軌道吊杆24，軌道 吊杆24吊起兩根長的貫穿東西的運行軌道25，噴灌機在運行軌道25上往返行走，運行軌 道25上掛有可隨自動行走小車29滑動的滑輪22，總進水管23固定在滑輪22上，隨自動 行走小車29 —起滑動行走。帶壓力表的總進水管23接到噴灌機上後分成南北兩條支路。 南邊種植區支路39包含分水管路28、球閥35、電磁閥34、噴水管26、三頭旋轉噴嘴27。北 邊畜禽圈養區支路40包含分水管路33、球閥35、噴水管37、三頭旋轉噴嘴38，自動行走小 車29由直流電機36通過皮帶驅動，南北兩條支路通過分水管路支架32與自動行走小車29 相連，並可以前後擺動。電控箱30用螺絲連接到電控箱支架31上面，電控箱支架31通過 T型板與螺絲連接到分水管路支架32上面。自動行走小車29上安裝有六個幹簧管傳感器 42，自動行走小車29右前端安裝一個前進到位傳感器42，在需噴灑區域末端右側軌道底下 吸附一塊磁鐵43，前進到位傳感器感應到這塊磁鐵後自動退回。自動行走小車29左後端 安裝一個後退到位傳感器42，在需噴灑區域始端左側軌道底下吸附一塊磁鐵43，後退到位 傳感器42感應到這塊磁鐵43後自動換方向前進。自動行走小車29中間左側安裝一個電 磁閥關幹簧管傳感器42，不需要噴灑的過道始端左側軌道底下吸附一塊磁鐵43，電磁閥關 幹簧管傳感器感應到這塊磁鐵後自動關閉電磁閥34停止噴灑。自動行走小車29中間右側 安裝一個電磁閥開幹簧管傳感器42，在過道末端右側軌道底下吸附一塊磁鐵43，電磁閥開 幹簧管傳感器42感應到這塊磁鐵43後自動啟動電磁閥34繼續噴灑。自動行走小車29從 動軸上固定一個計數輪，旁邊有一個計數幹簧管傳感器42，當自動行走小車遭遇故障計數 輪不轉動時，噴灌機自動停機。自動行走小車29還安裝了一個噴水管遇障礙幹簧管傳感器 42，噴水管是可以前後擺動的，當噴水管遇障礙擺動時噴灌機自動停機。
權利要求一種單棟自動控制種養平衡生態溫室，包括基礎(7)，由卡槽、卡簧(11)，塑料薄膜(12)，骨架(13)，等組成的透明保溫塑料膜覆蓋系統，由排氣扇(5)，卷膜器(6)(9)，導軌(16)等組成的通風散熱降溫除溼系統，由總進水管(23)，軌道吊杆(24)，運行軌道(25)，噴灌機(14)等組成的灌溉、衝洗、噴藥、施肥系統，由止逆閥(17)，沼氣池(18)，沼氣管(19)等組成的沼氣系統，畜禽區(2)與種植區(4)，控制系統，其特徵在於基礎(7)上預埋鋼板，骨架(13)，導軌(16)焊接到鋼板上，在基礎(7)上打洞，用膨脹螺栓將排氣扇(5)固定到基礎(7)上，用自攻螺絲將軌道吊杆(24)，運行軌道(25)固定到骨架(13)上，在種植區(4)地面下挖沼氣池(18)，在畜禽區(2)貯糞池(1)底裝排汙管與沼氣池(18)相通。
2.根據權利要求1所述的單棟自動控制種養平衡生態溫室，其特徵在於採用屋頂進 風、南北兩側排風的強制通風散熱除溼系統與溫室南北通風的自然通風散熱除溼系統兩套 可互換的通風散熱除溼系統。
3.根據權利要求1所述的單棟自動控制種養平衡生態溫室，其特徵在於採用了單棟 塑料膜覆蓋種養平衡溫室內部氧氣濃度、溼度、二氧化碳濃度、溫度自動控制的全自動控制 系統；在養畜禽的溫室北邊設置氧氣濃度傳感器和溼度傳感器，在溫室南邊種植區設置二 氧化碳濃度傳感器和溫度傳感器，用來自動控制溫室頂部進風口電動卷膜器及南北兩邊排 氣扇的開閉、加熱管上電磁閥的開閉。
4.根據權利要求1所述的單棟自動控制種養平衡生態溫室，其特徵在於畜禽圈養區 (2)佔地面積<種養溫室總佔地面積的三分之一，畜禽合計體重< 20000Kg/畝的配置；在 畜禽區(2)與種植區(4)分界處設置可隨意收放的貫穿東西的塑料隔簾(10)。
5.根據權利要求1所述的單棟自動控制種養平衡生態溫室，其特徵在於採用一臺南 邊北邊可分開控制噴灑高度、噴灑方式、流量大小、噴與不噴的自動行走式混合種養溫室 專用噴灌機(14)；噴灌機具有噴淋、衝洗畜禽糞尿、噴藥、施肥四種功能；能在制定區域自 動往返，制定區域如種植區過道自動不噴水或不噴藥；還可以在噴灑時播放很多首音樂； 帶壓力表的總進水管接到噴灌機上後分成南北兩條支路；南邊種植區支路包含分水管路 (39)、球閥、電磁閥(34)、噴水管(26)三頭旋轉噴嘴(27)，電磁閥(34)控制噴灌機經過種 植區過道時不噴水或不噴藥；每套三頭旋轉噴嘴包含1個三頭噴頭體、3個不同顏色的噴 頭、3個不同顏色的噴頭帽、3個密封圈、3個不同目數的濾網；濾網目數不同，3個不同顏色 的噴頭噴出來的水流量就不同，通過旋轉三頭噴頭體位置來選擇不同流量的噴灑及都不噴 灑；3個噴頭中最小一個專用來噴藥、最大流量噴頭用於天氣炎熱時噴灑、剩餘一個平常氣 溫時噴灑；北邊畜禽圈養區支路(40)包含分水管路(33)、球閥、噴水管(37)、三頭旋轉噴嘴 (38)，沒有電磁閥，每套三頭旋轉噴嘴包含1個三頭噴頭體、3個不同顏色不同形狀的噴頭、 3個不同顏色的噴頭帽、3個密封圈、2個不同目數的濾網；濾網目數不同，3個不同顏色的噴 頭噴出來的水流量就不同，通過旋轉三頭噴頭體位置來選擇不同用途的噴灑及都不噴灑；3 個噴頭中最小一個專用來噴藥；最大流量噴頭裡沒帶濾網，噴嘴形狀為狹窄的長方形，噴出 來的水成線狀，壓力很大，專用來衝洗畜禽糞尿，剩餘一個用來噴霧降溫。
6.根據權利要求1所述的單棟自動控制種養平衡生態溫室，其特徵在於每個圈養欄 都連一條帶斜坡的過道(3)通向種植區(4)；該過道凹入地面下成U形，過道底部先鋪鵝卵 石，再用水泥沙漿抹面。
專利摘要一種單棟自動控制種養平衡生態溫室屬於農業設施領域。要解決種植與養殖於一體的單棟生態溫室室內環境自動控制及能源有效利用問題。主要技術特徵一、採用強制與自然兩套可互換的通風散熱除溼系統。二、溫室內部O2濃度、溼度、CO2濃度、溫度自動控制。三、採用具有噴淋、衝洗畜禽糞尿、噴藥、施肥四種功能的噴灌機14。四、在畜禽區2與種植區4分界處設置貫穿東西的塑料隔簾10。每個圈養欄都連一條帶斜坡的凹入地面下成U形的過道3通向種植區4。五、具有利用畜禽排洩物生產沼氣和肥料的沼氣系統。用途一個溫室內同時養殖畜禽和種植藥材、花卉、蔬菜等作物。
文檔編號A01G9/24GK201771224SQ200920149850
公開日2011年3月23日 申請日期2009年4月19日 優先權日2009年4月19日
發明者梁衛兵 申請人:梁衛兵