相關申請的交叉引用

本申請要求2014年11月19日提交的美國臨時申請?zhí)?2/081,733的權益和優(yōu)先權，所述申請的整個內容以引用的方式并入本文以用于任何目的。

發(fā)明背景

傳統的水培法主要聚焦于水平生產技術并且受大部分的空間限制。垂直的水培應用要么不切實際、操作昂貴要么無效率。這些應用經常利用一些類型的生長介質，所述這些類型的生長介質在飽和時是較重，從而在用植物根填充時引起堵塞和/或需要大量的維護。此外，常規(guī)技術使得難以允許店內展示活體、生長的蔬菜并且并不有助于將“自摘”蔬菜和草本植物銷售給客戶。

發(fā)明概要

本公開的實施方案包括一種水培塔陣列固定系統，其包括：兩個或更多個中空水培塔，其中每個中空水培塔具有前面、敞開的第一端和敞開的第二端；在每個水培塔的前面中形成的狹槽，所述狹槽具有等于所述水培塔的前面的寬度的僅一部分的寬度；以及介質材料，所述介質材料可插入每個中空水培塔中；上支架，其中至少兩個上支架開口在所述上支架的底部表面中形成、大致對應于所述兩個或更多個水培塔的形狀和寬度；以及下支架，其中至少兩個下支架開口在所述下支架的底部表面中形成、大致對應于所述兩個或更多個水培塔的形狀和寬度；其中將所述兩個或更多個中空水培塔中的至少一個的所述第一端插入所述上支架的所述至少兩個上支架開口中的一個中；并且其中將所述中空水培塔中的所述第二端插入所述下支架的所述至少兩個下支架開口中的一個中。

另一個實施方案可包括一種用于在水培塔陣列固定系統上生產生物體的方法，所述方法包括：提供兩個或更多個中空水培塔，其中所述兩個或更多個中空水培塔具有前面、敞開的第一端和敞開的第二端；提供在每個水培塔的所述前表面中形成的狹槽；提供介質材料；將所述介質材料插入每個中空水培塔中；提供上支架，其中至少兩個上支架開口在所述上支架的底部表面中形成、大致對應于所述兩個或更多個水培塔的形狀和寬度；以及提供下支架，其中至少兩個下支架開口在所述下支架的底部表面中形成、大致對應于所述兩個或更多個水培塔的形狀和寬度；將所述兩個或更多個中空水培塔中的至少一個的所述第一端插入所述上支架的所述至少兩個上支架開口中的一個中；并且將所述中空水培塔中的所述第二端插入所述下支架的所述至少兩個下支架開口中的一個中；將一種或多種生物體通過在每個水培塔的所述前表面中形成的所述狹槽插入所述介質材料中；以及使一種或多種生物體在所述介質材料上生長。

結合示例性和說明性而非限制范圍的系統、工具和方法來描述和說明下面的實施方案及其各個方面。

附圖簡述

附圖并入本文并形成說明書的一部分，其說明一些但不是僅有的或排他的示例性實施方案和/或特征。本文所公開的實施方案和附圖應被認為是說明性的而不是限制性的。

圖1是示出水培塔陣列固定系統的前面的實例的透視圖。

圖2是示出模塊化水培塔陣列固定系統的水培塔的實例的近距離視圖。

圖3a是示出模塊化水培塔陣列固定系統的下支架的實例的透視圖。

圖3b是示出與模塊化水培塔陣列固定系統的下支架分離的橫件的實例的透視圖。

圖4是示出模塊化水培塔陣列固定系統的上支架的實例的透視圖。

圖5是示出上支架與灌溉構件關聯的實例的近距離視圖。

圖6是示出下支架與貯存器關聯的實例的近距離視圖。

圖7是示出耦接到壁結構的模塊化水培塔陣列固定系統的實例的透視圖。

圖8提供用于在模塊化水培塔陣列固定系統上生產生物體的流程圖。

具體實施方式

本公開的實施方案包括用于在模塊化地耦接在陣列中以根據需要允許將單個水培塔從所述陣列移除的水培塔中使生物體發(fā)芽、生長和/或收獲的各種設備、系統和方法，所述生物體包括但不限于各種形式的植物(包括但不限于蕨類植物、裸子植物和被子植物)，諸如一年生和多年生觀賞植物、蔬菜(包括葉狀綠色植物、蕓薹、土豆)和真菌(包括但不限于擔子菌和子囊菌)。所述設備和系統允許兩個或更多個水培塔的陣列附接到垂直表面，包括但不限于結構(諸如住宅、辦公室、倉庫和附屬建筑物)的外壁。

本文描述的系統允許將水培塔放置在陣列中并且容易地被用戶移除，從而使其成為用戶友好的灌溉構件并且使塔附接到結構，同時使用所整合的灌溉和收集系統來灌溉和收集來自塔的流出物。

圖1提供本公開100的示例性模塊化水培塔陣列系統的前透視圖。如圖1所示，模塊化水培塔陣列系統包括兩個或更多個水培塔102，至少一個上支架104；至少一個下支架106；貯存器108以及灌溉構件110，所述灌溉構件110用來將水和營養(yǎng)物從貯存器108輸送至兩個或更多個水培塔102的頂部。

如將在圖2中進一步詳細所論述和所示，每個水培塔102是中空的，具有狹槽112的伸長結構，所述狹槽112縱長上沿塔102的前面從水培塔102的第一端114到水培塔102的第二端116形成。每個塔102可由金屬(諸如鋼或鋁)或其他材料(諸如但不限于木材、合成聚合物(諸如尼龍、塑料(諸如高密度聚乙烯′hdpe′))或混凝土)構成。在圖1所示的示例性系統100中，示出八(8)個水培塔102，但在系統中可使用任意數量的兩個或更多個水培塔102。因此，當這個描述性實例具有八個水培塔102時，應理解，一旦本領域中技術人員理解了本系統的原理，如將由他們所理解，這一類描述可適用于具有其他數量的水培塔的任何此類系統。

如圖1中進一步所示，模塊化水培塔陣列100的實施方案由上支架104和下支架106組成。如將關于圖4進一步詳細論述，上支架104是中空的、具有伸長結構并且包括開口(圖1中未示出)，所述開口沿上支架104的下表面切割、切割成稍微大于對應的水培塔102的橫截面尺寸和形狀，從而允許上支架104在水培塔102的頂部上滑移。

如將在圖3a中進一步詳細所論述，下支架106也是中空的、具有伸長結構并且包括開口，所述開口沿下支架106的上表面切割，當兩個支架對準時與上支架104的開口相對設置。在實施方案中，下支架106的每個端部可與蓋118配合，其中排出配件(圖1中未示出)可操作地耦接到蓋118以允許過量的流出物(諸如水和/或營養(yǎng)物)從下支架106排出。下支架106在排出配件被安裝時用作溝系統，從而允許流出物(諸如水和營養(yǎng)物溶液)被收集或排走。

如圖1所示，提供貯存器108以捕獲和儲存穿過水培塔102和穿過下支架106的過量的水或營養(yǎng)物。在圖1中還示出灌溉構件110(諸如泵)，所述灌溉構件110可操作地耦接到能夠遞送水和營養(yǎng)物溶液(諸如但不限于包含氮、磷、鉀、鐵、鎂和鋅的溶液)的管、軟管或其他管道。灌溉構件110允許將水和/或營養(yǎng)物溶液通過沿水培塔102的頂部穿過灌溉構件110(諸如管)從貯存器108輸送至水培塔102的第一端114。可通過多種發(fā)射器(包括但不限于滴式發(fā)射器、噴灑器和微噴射發(fā)射器)將水或營養(yǎng)物溶液從灌溉構件110發(fā)射至水培塔102的第一端。

在實施方案中，泵通過灌溉構件110將水和/或營養(yǎng)物溶液從貯存器108移動至水培塔102的頂部或第一端，從而將營養(yǎng)物溶液分布到插入生長腔室中的介質材料(圖1中未示出)中。水和/或營養(yǎng)物溶液被允許通過介質和生長在介質中的植物或真菌的根向下滴落。營養(yǎng)物溶液中的一些從水培塔102的壁向下滴流，并且由與塔102的壁接觸的根或菌絲捕獲。過量的營養(yǎng)物溶液排出到塔102的中空生長腔室的底部(在所述底部中所述過量的營養(yǎng)物溶液被排出到下支架106中)并且隨后排出到貯存器108中。

如將在圖5中所論述，灌溉構件110可通過將灌溉管線附接到上支架104的頂部而被容易地隱藏在上支架104中，并且發(fā)射器允許水向下滴落到插入的塔102的頂部上。

在另一個實施方案中，可將貯存器108中的水或過量的溶液泵送至存儲罐(圖1中未示出)中。所述存儲罐可保持/儲存水和營養(yǎng)物溶液以供將來在水培塔陣列系統100中使用。

圖2提供單一水培塔102的近距離視圖。如圖2中所示，水培塔102包括前面以及敞開的頂部部分和敞開的底部部分。水培塔102的中空形狀在水培塔102的中空空腔中產生生長腔室202，在所述生長腔室202中插入介質材料以提供生物體(諸如植物或蘑菇)能夠在其上建立根或根莖并且生長的穩(wěn)定的表面/平臺。雖然圖1和圖2中所示的伸長的水培塔102的形狀大致為正方形或矩形，但是如由本領域技術人員將理解，多種形狀可用來產生所示出的水培和本文所述的生長腔室，包括但不限于大致正方形、矩形、圓形、橢圓形、八邊形、五邊形和三角形。

如圖2中進一步所示，水培塔102具有在縱向上沿塔102的前面形成的狹槽112。狹槽112還允許將生物體(諸如植物和真菌)沿結構的長度容易地插入介質中并且從被插入生長腔室202中的介質中生長出來。

本公開的介質材料可以是由多種材料(包括塑料(諸如聚酯基質材料))組成的單件式介質，所述單件式介質被切割成允許將所述材料容易地插入每個水培塔102的生長腔室202中的直徑。在另一個實施方案中介質材料可以硅樹脂粘結劑涂覆。在一個實施方案中，可將單件式介質材料切割成具有生長腔室202的直徑的寬度的條帶。介質材料的單個條帶可然后被折疊并且在每個水培塔102的生長腔室202的頂部被牽拉到這個生長腔室202中，其中籽苗或真菌夾帶在處于介質材料的兩半部分之間并且對應于穿過水培塔102的正面的長度的狹槽112的位置的折層中。當將介質牽拉到生長腔室202中時，更多的籽苗被添加并且當介質進入生長腔室202時，籽苗的嫩芽水平地延伸出去并且從這個狹槽112向下行進?？蓪⒍鄠€介質插入物添加至生長腔室202，直到介質涵蓋生長腔室202的整個長度。

多種介質材料可與本公開的系統一起使用。可在本公開的系統中使用的介質的實例可包括但不限于具纖維的非織造基質介質材料、粒狀材料、聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、塑料篩網、巖棉、椰子纖維、蛭石以及有機質土壤(諸如盆栽土壤)。

在本公開的實施方案中，本公開的介質材料可以若干種方法加以更改以服務多種范圍的功能。可將介質從松開或展開端到緊固或折疊端切割成楔形，從而使楔形空間保留在插入物的后面以允許堆肥、替代的植物介質、施肥物質或一些類型的土壤改良劑或添加劑保持在處于楔形介質插入物與生長腔室202的后面和側壁之間的空間中。這種更改允許使用有規(guī)律的灌溉水以及由堆肥或其他添加劑供應的植物或真菌營養(yǎng)物而進行基于堆肥的水培生長。也可將介質材料的頂部、側面和拐角切割成圓形或以一定角度切割以減少生物固體積聚、藻類生長或以通過介質增強水分布，這取決于應用。多種插入物也可在生長腔室202中使用從而允許多個年齡組的植物和真菌并入每個生長腔室202中。也通常將蠕蟲整合到生長腔室中并且盡管可取決于應用而使用具有更小或更大篩網大小的介質，但是介質被設計成具有恰當的篩網大小以接納所述蠕蟲通過介質的移動。

將植物、籽苗或真菌組織放置在系統的每個生長腔室202中介質的兩半部分之間，并且植物或生物體的上部部分通過每個水培塔102的狹槽112突出。

在另外的實施方案中，將介質材料折疊成一半，附接到手柄的具有扁平鉤的牽拉鉤允許借助于狹槽112將介質插入物牽拉到生長腔室202中或從生長腔室202牽拉出去，并且牽拉鉤手柄在每個水培塔102的生長腔室202中從狹槽112延伸。在另外的實施方案中，鉤也可附接到允許自動“牽拉”介質插入物的氣動或液壓裝置。

圖3a提供水培陣列系統的下支架106的透視圖。如圖3a所示，下支架106是具有下支架開口302的伸長的中空結構，所述下支架開口302沿下支架106的上表面被切割、與水培塔102的橫截面尺寸具有相同的形狀并且稍微大于水培塔102的橫截面尺寸，其中所述形狀可包括但不限于大致正方形、矩形、圓形、橢圓形、八邊形、五邊形和三角形。在本公開的實施方案中，在下支架106內側放置橫件304，所述橫件304向下穿過下支架106的長度。

圖3b提供與下支架106分離的橫件304的透視圖。如圖3b中所示，橫件304通常由長度大致等于下支架106、通過支撐件(其被稱為蝴蝶結形件308)插入的一段管306組成，所述蝴蝶結形件308將管306遠離下支架106的底部而保持在特定高度處，其中示例性抬高的高度可以是三英寸。橫件304可由金屬(諸如鋁或鋼)以及塑料或木材制成，并且當將水培塔102插入下支架106中的對應的下支架開口302中時，允許每個水培塔102?？吭诠?06上并且牢固地保持在橫件304上。這允許每個水培塔102在下支架106的底部上方維持抬高，從而允許水和營養(yǎng)物容易地從每個水培塔102排出并且進入下支架106中，在所述下支架106中水或營養(yǎng)物溶液能夠行進并且排出到貯存器108中。

圖4提供當與水培塔陣列系統分離時上支架104的透視圖。如先前關于圖1所論述和如圖4所示，上支架104是具有上支架開口402的伸長的中空結構，所述上支架開口402沿上支架104的下表面被切割、與水培塔102的橫截面尺寸具有相同的形狀并且稍微大于水培塔102的橫截面尺寸，其中所述形狀可包括但不限于大致正方形、矩形、圓形、橢圓形、八邊形、五邊形和三角形。

圖5提供示出上支架104與灌溉構件關聯500的實例的近距離視圖。如圖5中所示，能夠輸送和遞送水和營養(yǎng)物溶液的灌溉構件110從貯存器108伸展至水培塔102的第一端114的頂部。灌溉構件110可以可操作地諸如通過吊桿或夾具(圖5中未示出)耦接到上支架104，從而允許灌溉構件110在水培塔102的第一端114上方維持抬高。將水或營養(yǎng)物通過灌溉構件110從貯存器108泵送至水培塔102的頂部。水或營養(yǎng)物溶液可然后由多種發(fā)射器502(包括滴式發(fā)射器、噴灑器和微噴射發(fā)射器)通過上支架104的底部中的上支架開口402從灌溉構件110發(fā)射到被插入生長腔室202中的介質材料中。水和營養(yǎng)物溶液然后被允許通過介質和生長在介質中的植物的根向下滴落。

圖6提供示出下支架與貯存器關聯600的的實例的近距離視圖。如圖6中所示，將每個水培塔102的第二端116放置在位于下支架106的頂部部分中的下支架開口302中。每個水培塔102停靠在穿過下支架106的長度的橫件304上，從而允許每個水培塔102牢固地保持在橫件304上。

如圖6中進一步所示，每個水培塔102在下支架106的底部上方維持抬高，從而允許水和營養(yǎng)物容易地從每個水培塔102排出并且進入下支架106中，在所述下支架106中水或營養(yǎng)物溶液能夠行進并且排出到貯存器108中。

圖7是示出耦接到壁結構的模塊化水培塔陣列固定系統700的實例的透視圖。如圖7所示，在實施方案中，可將本文描述的水培塔陣列固定系統安裝或耦接到壁結構。在這個實施方案中，下支架106可操作地耦接到結構的壁(諸如內壁或外壁)。多種方法可用來可操作地將下支架106耦接到壁，所述多種方法在本領域中是已知的，包括但不限于通過將下支架106用螺栓栓至壁來可操作地將每個下支架106耦接到外壁。上支架104可然后使用用來可操作地將下支架106耦接到壁的相同或類似方法可操作地耦接到壁或抵靠著壁被支撐。

用于將所述系統附接或安裝到結構的另外的方法可包括但不限于卡扣到處于結構上的地點中的銷釘、夾具(包括z形夾具)和建筑學錨固件以及各種形式的粘合劑，這取決于建筑法規(guī)和期望的使用。

每個水培塔102然后通過將第一水培塔102的第一端114插入上支架104中的開口中而被插入所述系統中。水培塔102的第二端116然后向內擺動并且被放置在下支架106中的對應的開口中。水培塔102的底部?？吭诖┻^下支架106的長度的橫件上并且位于其上。

為了移除單個水培塔102，將水培塔102的第二端116垂直地提升直到將所述第二端116從下支架106清除出去。水培塔102的第二端116然后向外擺動并且下降，從而允許水培塔102的第一端114從上支架104退出和釋放。以此方式，可將單個水培塔102快速且容易地放置在模塊化水培陣列系統100中并且從系統100移除。

本文所描述的系統還可由多種其他構件支撐而無需將所述系統耦接到壁結構。這些多種其他構件可包括將由本領域技術人員理解的各種類型的臺架和支具。

圖8提供用于在水培塔陣列固定系統中生產生物體的流程圖800。在步驟802中，將單件式或單條帶式介質材料放置或插入每個水培塔的中空的生長腔室中，其中水培塔包括具有穿過表面長度的狹槽的表面以及敞開的第一端和的第二端。在步驟804中，將水培塔的敞開的第一端插入具有開口的上支架中，所述開口處于上支架的底部表面中、大致對應于每個水培塔的直徑和形狀。然后將每個水培塔的第二端插入下支架中，所述下支架也具有被切割到上支架的頂部表面中、大致對應于每個水培塔的寬度和形狀的開口。每個水培塔停靠于在內部穿過下支架長度的橫件的頂部上并且牢固在其上。在步驟806中，將一種或多種植物或真菌通過穿過每個水培塔前表面的長度的狹槽插入介質材料中。在步驟808中，介質材料中的植物或真菌然后生長并且可如所希望的被收獲?？蓪⑺蜖I養(yǎng)物泵送至每個水培塔的頂部并且發(fā)射到介質材料中并且允許通過植物可按需更新營養(yǎng)物的介質向下滴落。然后可將任何殘余的營養(yǎng)物收集在下支架中并且然后排放到位于水培塔陣列固定系統的基部處的貯存器中，在所述貯存器中營養(yǎng)物可任何被循環(huán)返回至植物或真菌。

水培塔陣列固定系統為用戶提供按需將單一水培塔從所述系統快速移除，從而使得在不損害位于其他水培塔中的其他植物的情況下，將成熟的植物移除以用于收獲或將死去的植物移除，同時還允許用戶快速且容易地識別害蟲或疾病、將所述害蟲或疾病從所述系統分離和移除的能力。

本發(fā)明的上述描述是為了說明和描述而呈現的。不應認為上述描述是排他性的或將本發(fā)明限制于所公開的明確形式，并且根據以上的教義有可能進行其他修改和改變。所述實施方案被選擇或描述，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理及其實際應用，以便由此使本領域技術人員能夠更好地以適于具體應用的各種實施方案和各種變化形式使用本發(fā)明。所附權利要求旨在解釋為包括本發(fā)明的其他替代實施方案，除非被現有技術限制。