本發(fā)明涉及水培技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在種植工廠使用人造光培育植物的水培技術(shù)，更特別的是涉及一種水培單元和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

作為使用礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)液來(lái)培育植物的無(wú)土栽培方法，在室內(nèi)使用人造光，例如led燈，的水培技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越多的在種植工廠使用。

在一種傳統(tǒng)的水培技術(shù)中，在水培設(shè)備中，典型的是使用培養(yǎng)水池或培養(yǎng)水箱。

為確保營(yíng)養(yǎng)液的均勻分布，溫室中經(jīng)?？吹降膫鹘y(tǒng)淺水培養(yǎng)模式通常需要一個(gè)長(zhǎng)度超過(guò)30米的單層培養(yǎng)水箱和一個(gè)具有大概15度斜坡的傾斜布置。但是使用人造光在室內(nèi)培育植物的植物培養(yǎng)設(shè)備，很少有20～30米跨度的建筑，因此在大部分普通建筑很難實(shí)現(xiàn)。因此出現(xiàn)了多層植物培養(yǎng)系統(tǒng)。

現(xiàn)有的一種多層植物培養(yǎng)系統(tǒng)，每個(gè)培養(yǎng)水箱內(nèi)包含液體，比上述的淺水培養(yǎng)方式更深，例如水深培養(yǎng)模式，導(dǎo)致了更大的負(fù)載，繼而需要對(duì)多層植物培養(yǎng)系統(tǒng)的承載量以及構(gòu)成材料有更高的要求，

為滿足上述要求，上述多層水培系統(tǒng)的主要框架通常是由金屬部件建成，使用焊接或螺絲固定安裝。這種多層水培系統(tǒng)，培養(yǎng)水箱是設(shè)置在主要框架的每層上，包括一個(gè)具有相對(duì)隔熱效果好的泡沫材料和一層pe膜。植物生長(zhǎng)燈與培養(yǎng)水箱相互獨(dú)立設(shè)置，植物生長(zhǎng)燈設(shè)置在每層，包括一個(gè)熒光燈或led燈作為植物生長(zhǎng)光源。

由于有限的空間和建筑的不同尺寸，植物生長(zhǎng)設(shè)備的建造和安裝過(guò)程中，所有的材料和組成都需要現(xiàn)場(chǎng)定制；例如，主要框架的所有的金屬部件需要現(xiàn)場(chǎng)裁剪，所有培養(yǎng)水箱的膜也需要現(xiàn)場(chǎng)裁剪。并且，建造主要框架需要進(jìn)行金屬部件的焊接或螺接；膠帶、膠水等也需要用來(lái)布置pe膜；安裝led燈也需要線路和懸掛結(jié)構(gòu)。

因此，安裝一個(gè)如上所述的傳統(tǒng)植物培養(yǎng)設(shè)備的整個(gè)過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜。上述植物培養(yǎng)設(shè)備的拆裝和/或維修也非常復(fù)雜并需要很高的勞動(dòng)成本。并且，金屬框架、螺絲和其他金屬部件隨時(shí)間過(guò)去很容易生銹，pe膜的壽命很短，需要每?jī)赡曜笥腋鼡Q一次。更進(jìn)一步，多層植物培養(yǎng)設(shè)備本身超過(guò)普通建筑的地板的承載要求，多層培養(yǎng)系統(tǒng)也很難在多層建筑中建成。

上述傳統(tǒng)植物培養(yǎng)技術(shù)的這些問(wèn)題限制了其實(shí)際操作中的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述傳統(tǒng)植物培養(yǎng)技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種使用人造光的水培單元和系統(tǒng)。

第一方面，本發(fā)明提供一種在連續(xù)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)植物的可配置的水培單元，包括一水箱。所述水箱包括：至少一個(gè)分隔桿和至少一個(gè)可移動(dòng)壩元件。

所述分隔桿設(shè)置在所述水箱的底邊用于分隔水箱成多個(gè)槽區(qū)。所述可移動(dòng)壩元件可移動(dòng)的安裝在水箱內(nèi)以阻擋營(yíng)養(yǎng)液的通過(guò)。所述至少一個(gè)分隔桿和所述至少一個(gè)可移動(dòng)壩元件形成營(yíng)養(yǎng)液在水箱內(nèi)流動(dòng)的可配置的通道。

在另一較佳實(shí)施例中，所述可配置的水培單元，其營(yíng)養(yǎng)液的通道是可配置的。例如所述至少一個(gè)分隔桿和所述至少一個(gè)可移動(dòng)壩元件設(shè)置為營(yíng)養(yǎng)液在水箱中沿著蜿蜒的通道流動(dòng)，特別是營(yíng)養(yǎng)液在水箱中沿著之字形的通道流動(dòng)，除了之字形還可以是其他蜿蜒形狀。在此并不限制。

在另一較佳實(shí)施例中，所述可配置的水培單元，水箱內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液的深度是可配置的。就這點(diǎn)而言，所述至少一個(gè)可移動(dòng)壩元件可移動(dòng)安裝在水箱的一個(gè)出水口之前以使得在水箱內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液具有一個(gè)可配置的深度。例如，可以設(shè)置為所述至少一個(gè)可移動(dòng)壩元件包括至少兩個(gè)具有不同高度的可移動(dòng)壩元件。

如上所述的水培單元，所述至少一個(gè)可移動(dòng)壩元件是通過(guò)榫槽連接可移動(dòng)安裝在水箱內(nèi)。其他類(lèi)型的連接方式也可以。在此并不限制。

第二方面，本發(fā)明提供一種水培單元，包括排列中水箱內(nèi)的至少一個(gè)槽區(qū)的至少一個(gè)第一分流桿。所述至少一個(gè)分流桿形成穿過(guò)每個(gè)槽區(qū)的至少兩個(gè)開(kāi)口，用于分流以及由此均勻分布流動(dòng)在水箱內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液。

在另一較佳實(shí)施例中，所述在槽區(qū)對(duì)齊的緊跟著營(yíng)養(yǎng)液的通道的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的至少一個(gè)第一分流桿在通道轉(zhuǎn)折點(diǎn)的營(yíng)養(yǎng)液的流動(dòng)方向相同的對(duì)齊方向具有一個(gè)逐漸增大的口徑比。例如，所述至少一個(gè)第一分流桿形成三個(gè)穿過(guò)槽區(qū)的開(kāi)口，沿著對(duì)齊方向具有5:6:8的口徑比，所述對(duì)齊方向與通道轉(zhuǎn)折點(diǎn)的營(yíng)養(yǎng)液的流動(dòng)方向相同。

如此設(shè)置，至少一個(gè)第一分流桿能保證營(yíng)養(yǎng)液在通道內(nèi)均勻流動(dòng)和均勻分布。

在另一較佳實(shí)施例中，所述水培單元還包括至少一個(gè)在出水口前面的最后一個(gè)槽區(qū)的第二分流桿，所述至少一個(gè)第二分流桿的開(kāi)口相比所述至少一個(gè)第一分流桿具有更小的口徑比。

第三方面，本發(fā)明還提供一種水培單元，包括至少一個(gè)可移動(dòng)分配器，所述至少一個(gè)可移動(dòng)分配器可移動(dòng)安裝穿過(guò)水箱的至少一個(gè)槽區(qū)，并設(shè)為可均勻分布在水箱的至少一個(gè)槽區(qū)內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液。

在另一較佳實(shí)施例中，每個(gè)可移動(dòng)分配器可移動(dòng)安裝在與水箱的至少一個(gè)槽區(qū)對(duì)齊的至少一個(gè)分流桿上。

如上所述的水培單元，每個(gè)可移動(dòng)分配器包括至少一個(gè)整流孔，其分布并穿過(guò)每個(gè)可移動(dòng)分配器；或至少一個(gè)整流缺口，其分布在每個(gè)可移動(dòng)分配器的上邊。

在另一較佳實(shí)施例中，每個(gè)可移動(dòng)分配器是中空結(jié)構(gòu)，所述中空結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)設(shè)置在頂邊的上孔和至少一個(gè)設(shè)置在側(cè)邊的側(cè)孔，用以促進(jìn)在水箱中的營(yíng)養(yǎng)液流動(dòng)時(shí)集中在可移動(dòng)分配器的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣的釋放，以此避免可移動(dòng)分配器上浮。

第四方面，本發(fā)明提供了一種水培單元，其包括一水箱。在另一較佳實(shí)施例中，所述水箱具有多個(gè)設(shè)置在與水箱的上開(kāi)口相對(duì)的背面的加強(qiáng)桿，所述多個(gè)加強(qiáng)桿在中間區(qū)域比在非中間區(qū)域有更大的密度分布。

在另一較佳實(shí)施例中，所述多個(gè)加強(qiáng)桿按照行和列分布并且所述多個(gè)加強(qiáng)桿與水箱為一體化結(jié)構(gòu)。

第五方面，本發(fā)明提供了一種水培單元，包括一個(gè)過(guò)濾器，其可移動(dòng)安裝在一個(gè)出水口的前面并用于儲(chǔ)存一定的固體物質(zhì)并能允許營(yíng)養(yǎng)液從出水口流出。

在另一較佳實(shí)施例中，所述過(guò)濾器的安裝為在過(guò)濾器之后在出水口之前保留一個(gè)空置的區(qū)域，因此能夠有效防止出水口被營(yíng)養(yǎng)液中的固體物質(zhì)堵塞。

因此，所述過(guò)濾器可以是具有傾斜邊的形狀，所述傾斜邊在安裝過(guò)濾器后位于空置的區(qū)域旁邊，所述傾斜邊具有至少一個(gè)具有預(yù)設(shè)網(wǎng)格大小的過(guò)濾網(wǎng)用以保留比預(yù)設(shè)網(wǎng)格大小更大的固體物質(zhì)。

所述過(guò)濾器還包括一個(gè)底邊，所述底邊具有至少一個(gè)具有預(yù)設(shè)網(wǎng)格大小的過(guò)濾網(wǎng)用以在移除過(guò)濾網(wǎng)后收集過(guò)濾網(wǎng)上的固體物質(zhì)。

所述過(guò)濾器是梯形，包括用于在安裝過(guò)濾器后連接到側(cè)壁的頂邊。

在上述任一種水培單元中，其還包括一培育板，所述培育板可移動(dòng)連接在水箱的上部開(kāi)口上；所述培育板具有多個(gè)穿孔，每個(gè)穿孔為每個(gè)培育在培育板上的植物提供支撐空間。

更進(jìn)一步，所述培育板還包括至少一個(gè)塞子，用于可移動(dòng)的安裝在至少一個(gè)穿孔上以改變培育板上培育的植物的分布。

第六方面，一種在連續(xù)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)植物的水培系統(tǒng)，包括至少一個(gè)具有一個(gè)水箱、一個(gè)進(jìn)水口和一個(gè)出水口的水培單元，每個(gè)水培單元可與另一個(gè)水培單元垂直堆疊形成多層結(jié)構(gòu)；并且營(yíng)養(yǎng)液從上往下流到每層的每個(gè)水培單元上。

該水培系統(tǒng)還包括至少一個(gè)光源，每個(gè)光源設(shè)置在第一層的水培單元的背面以發(fā)射植物兼容光以支持第二層的水培單元上培育的植物的生長(zhǎng)，所述第二層比第一層低。

在另一較佳實(shí)施例中，每個(gè)光源包括一個(gè)植物兼容led燈，用以發(fā)出植物兼容光以支持培育植物的生長(zhǎng)。

所述水培系統(tǒng)還包括多個(gè)支撐部件，所述多個(gè)支撐部件可移動(dòng)設(shè)置，并為相鄰兩層的兩個(gè)水培單元之間提供機(jī)械支撐；以及至少一個(gè)連接相鄰兩層的兩個(gè)水培單元的支撐部件包括一個(gè)具有上開(kāi)口、下開(kāi)口和內(nèi)部空間的管，用以提供布置每相鄰兩層的兩個(gè)水培單元之間的水力連接或電力連接的部件。

在另一較佳實(shí)施例中，所述管是提供布置每相鄰兩層的兩個(gè)水培單元之間的水力連接的部件，第一層的第一水培單元的出水口水力連接到管的上開(kāi)口；管的下開(kāi)口是水力連接到第二層的第二水培單元的進(jìn)水口；第二層比第一層低。

第一層水培單元的出水口通過(guò)第一水培單元的出水部分水力連接到管的上開(kāi)口，所述出水部分包括：一個(gè)與第一管的上開(kāi)口連接的下方開(kāi)口；和一個(gè)與第一水培單元的水箱連接的側(cè)方開(kāi)口。

在另一較佳實(shí)施例中，所述出水部分的下方開(kāi)口設(shè)置在一個(gè)從出水部分向下突出的下凸起上，所述下凸起的外壁與管的內(nèi)壁相連接。所述下凸起的外壁具有多個(gè)加強(qiáng)桿，用以提供一種連接下凸起的外壁和管的內(nèi)壁的加強(qiáng)件。

在另一較佳實(shí)施例中，所述管的下開(kāi)口通過(guò)第二水培單元的進(jìn)水部分與第二層的第二水培單元的進(jìn)水口水力連接，所述進(jìn)水部分包括：一個(gè)與管的下開(kāi)口連接的上方開(kāi)口；一個(gè)與第二水培單元的水箱連接的側(cè)方開(kāi)口；和一個(gè)位于側(cè)方開(kāi)口下方的底壁。

在另一較佳實(shí)施例中，所述進(jìn)水部分的上方開(kāi)口具有多個(gè)從上方開(kāi)口的內(nèi)壁突出的加強(qiáng)桿，作為階梯以使管的下方開(kāi)口立在上方開(kāi)口上，由此提供管和進(jìn)水部分的側(cè)方開(kāi)口的水力連接。

在另一較佳實(shí)施例中，所述管在底端具有一個(gè)靠近下開(kāi)口的缺口用以與進(jìn)水部分的側(cè)方開(kāi)口水力連接，并使得管的底端與進(jìn)水部分的側(cè)方開(kāi)口連接。

在另一較佳實(shí)施例中，所述管用于提供布置相鄰兩層的兩個(gè)水培單元的電力耦合的部件。

因此，在另一較佳實(shí)施例中，線路電路的主干線穿過(guò)連接相鄰兩層的兩個(gè)水培單元的每個(gè)管。

所述線路電路的主干線還穿過(guò)每層的每個(gè)水培單元的線路部分，所述線路部分包括：一個(gè)連接第一管的下開(kāi)口的上方開(kāi)口；一個(gè)連接第二管的上開(kāi)口的下方開(kāi)口；以及一個(gè)側(cè)方開(kāi)口；至少一個(gè)上方開(kāi)口和下方開(kāi)口可以實(shí)現(xiàn)兩段主干線的第一電力連接；以及所述側(cè)方開(kāi)口可以實(shí)現(xiàn)主干線和線路電路的分支的第二電力連接，所述分支與每層的每個(gè)水培單元相對(duì)應(yīng)并與所述水培單元的植物兼容光源電力連接。

從以下說(shuō)明和附圖中可以得出其他實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

為更清楚描述實(shí)施例，以下是附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明。下面描述的附圖只用于描述一些實(shí)施例。其他實(shí)施例的其他附圖對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是很明顯的。

圖1描述了本發(fā)明的實(shí)施例的水培單元。

圖2a、2b、2c、2d分別描述了本發(fā)明的實(shí)施例的水培單元的水箱的立體圖、俯視圖、仰視圖和側(cè)視圖。

圖2e和2f分別描述了多個(gè)水箱和多個(gè)水培單元的堆疊效果。

圖3a描述了本發(fā)明的實(shí)施例的水箱內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液以e形狀的通道流動(dòng)的水培單元的結(jié)構(gòu)。

圖3b描述了本發(fā)明的實(shí)施例的使用在圖3a的結(jié)構(gòu)的水培單元中的可移動(dòng)的分配器的結(jié)構(gòu)。

圖4a和圖4b描述了本發(fā)明的實(shí)施例的水箱內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液以s形狀的通道流動(dòng)的水培單元的第二種結(jié)構(gòu)和流體動(dòng)力。

圖4c描述了本發(fā)明的實(shí)施例的水箱內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液以s形狀的通道流動(dòng)的水培單元的第三種結(jié)構(gòu)和流體動(dòng)力。

圖5a描述了兩種不同結(jié)構(gòu)的水培單元，深水培育和淺水培育。

圖5b～5d描述了本發(fā)明的實(shí)施例中深水培育的可移動(dòng)壩元件的立體圖、側(cè)視圖和俯視圖。

圖5e～5g描述了本發(fā)明的實(shí)施例中淺水培育的可移動(dòng)壩元件的立體圖、側(cè)視圖和俯視圖。

圖6a描述了本發(fā)明的實(shí)施例的水培單元使用的過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6b～6d描述了本發(fā)明的實(shí)施例的圖6a描述的過(guò)濾器的立體圖、俯視圖和側(cè)視圖。

圖7a描述了本發(fā)明的實(shí)施例的水培單元使用的培育板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7b描述了圖7a中培育板的不透明塞子的使用的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7c～7e分別描述了圖7b中塞子的立體圖、俯視圖和側(cè)視圖。

圖7f描述了本發(fā)明的實(shí)施例安裝培育板到水箱上的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7g描述了本發(fā)明的實(shí)施例的培育板和水箱的相對(duì)位置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7h描述了本發(fā)明的另一實(shí)施例的培育板和水箱的相對(duì)位置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8a描述了本發(fā)明的實(shí)施例的水培系統(tǒng)的多層植物培育子系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8b～8d描述了圖8a中多層植物培育子系統(tǒng)的管和水培單元的管的連接的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8e～8g描述了圖8a多層植物培育子系統(tǒng)的管和水培單元的管的連接的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9a～9d描述了本發(fā)明的四個(gè)實(shí)施例的水培系統(tǒng)的多層植物培育子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10a和圖10b描述了本發(fā)明兩種實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液的垂直循環(huán)的水培系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11a和11b描述了本發(fā)明的實(shí)施例植物兼容光源設(shè)置在水培單元的水箱的背面的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12描述了本發(fā)明的實(shí)施例的安全防水的植物兼容光源的線路和光線路接點(diǎn)的連接方式示意圖。

圖13a和圖13b描述了本發(fā)明實(shí)施例的水培系統(tǒng)的發(fā)光子系統(tǒng)的接線電路和布置方法。

具體實(shí)施方式

以下，參照本發(fā)明不同實(shí)施例的附圖，本發(fā)明的實(shí)施例的技術(shù)方案將以可以理解的方式詳細(xì)完整的描述。很顯然的，所描述的實(shí)施例只是一個(gè)部分而不是本發(fā)明的所有實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明描述的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠得到其他實(shí)施例，其也是落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

為解決上述傳統(tǒng)植物栽培技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種使用人造光線的水培單元和系統(tǒng)。

第一方面，本發(fā)明提供了一種水培單元。所述水培單元包括一水箱和一培育板。所述水箱設(shè)置為提供其內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液保存和流動(dòng)的蓄水池，并為所培育的植物的根提供生長(zhǎng)空間。所述培育板設(shè)置在水箱的上部開(kāi)口上，并為水培單元內(nèi)培育的植物提供支撐空間。所述水培單元還可以包括至少一個(gè)遮光罩，其設(shè)置在水箱的上部開(kāi)口上，用于遮擋射入水箱內(nèi)的光線。

圖1描述了本發(fā)明的實(shí)施例的一種水培單元。如圖1所示，所述水培單元100包括一水箱110，一培育板120和一對(duì)遮光罩130。所述培育板120和所述對(duì)遮光罩130設(shè)置在所述水箱110的上部開(kāi)口之上并連接固定，該對(duì)遮光罩130分別設(shè)置在所述培育板120的相對(duì)的兩側(cè)。

所述水培單元100為矩形，長(zhǎng)度小于等于1.5米，寬度小于等于1米。所述水培單元100尺寸較小，便于陸地運(yùn)輸和通過(guò)普通建筑的普通門(mén)轉(zhuǎn)移。

需知，除了矩形，所述水培單元100也可以使用其他形狀，例如正方形、圓形、六邊形等。并不局限于此。

需知，所述遮光罩130數(shù)量、大小和形狀可根據(jù)培育板120的設(shè)置隨意調(diào)整，只要遮光罩130和培育板能夠有效遮擋射入水箱的陽(yáng)光由此阻止藻類(lèi)在水培單元的水箱中生長(zhǎng)。

圖2a、2b、2c、2d描述了上述實(shí)施例水培單元100的水箱的立體圖、俯視圖、仰視圖和側(cè)視圖。

如圖所示，水箱110包括一個(gè)由四個(gè)側(cè)壁112、113、114、115圍繞形成的床111(例如，其底壁與水箱的上部開(kāi)口相對(duì))。水箱110的床111和四個(gè)側(cè)壁112、113、114、115形成一個(gè)用于儲(chǔ)存營(yíng)養(yǎng)液和提供營(yíng)養(yǎng)液流動(dòng)的蓄水池，用于支持培育在水培單元100內(nèi)的植物的成長(zhǎng)。

如圖2b所示，整個(gè)水箱110能夠分隔成一個(gè)培育區(qū)域1180和分別分布在水箱110相對(duì)兩側(cè)壁113和115的兩個(gè)通道區(qū)域1181。培育板120遮蓋所述培育區(qū)域1180，下面將詳細(xì)描述。每個(gè)通道區(qū)域1181提供一個(gè)營(yíng)養(yǎng)液在水箱110中流動(dòng)的通道，并能夠設(shè)置有其他功能單元，例如分流桿1116、可移動(dòng)壩元件150的安裝結(jié)構(gòu)等。所述通道區(qū)域1181還能便于收集不必要的物質(zhì)和觀察水箱110中的營(yíng)養(yǎng)液。

水箱110的上部開(kāi)口上分布有多個(gè)從每個(gè)側(cè)壁112、114中延伸出來(lái)的突出桿116。這些突出桿116可設(shè)置為培育板120的安裝工具和滑動(dòng)工具，如圖7f、7g和7h所示。

如圖2b所示，水培單元100的水箱110具有三個(gè)從水箱110的床111從左往右延伸出來(lái)的槽區(qū)1111、1112、1113，由分布在水培單元的水箱110的床111的上表面的兩個(gè)分隔桿1114、1115分隔出來(lái)。

每個(gè)槽區(qū)1111、1112、1113提供一個(gè)流動(dòng)在水箱110中的營(yíng)養(yǎng)液的通路或通道。由于水培單元內(nèi)培育的植物的根是浸泡在營(yíng)養(yǎng)液中，每個(gè)槽區(qū)1111、1112、1113因此還提供一個(gè)培育的植物的根生長(zhǎng)區(qū)域。

為確保營(yíng)養(yǎng)液在通道內(nèi)的流動(dòng)分布均勻，每個(gè)槽區(qū)1111、1112、1113在通道區(qū)域1181內(nèi)在與側(cè)壁113、115相對(duì)的位置還設(shè)有多個(gè)分流桿1116。所述多個(gè)分流桿1116為短桿間隔分布并在垂直于通道的方向?qū)R。所述分流桿1116用于分流以使?fàn)I養(yǎng)液的流動(dòng)均勻分布。

根據(jù)實(shí)際需要，每個(gè)分流桿的大小、兩個(gè)分流桿之間的距離、分流桿的位置都可以調(diào)整以確保營(yíng)養(yǎng)液在水箱內(nèi)的流動(dòng)得到好的分布效果。

更進(jìn)一步，所述多個(gè)分流桿1116能夠作為在水培單元內(nèi)安裝其他功能部件(例如圖3a和圖3b所述的可移動(dòng)分配器)的錨。

需知，上述使用分隔桿1114、1115分隔水箱110的床111以形成三個(gè)槽區(qū)1111、1112、1113的水培單元只代表一種實(shí)施例，在實(shí)際操作中，分隔桿可以具有不同的數(shù)量、長(zhǎng)度、方向、高度。并不局限于此。

更進(jìn)一步，在一些實(shí)施例中，所述分隔桿1114、1115可以是與水箱110獨(dú)立分開(kāi)的分離部件，并能安全防水地安裝在本發(fā)明的水培單元的水箱110的床111的上表面。在一較佳實(shí)施例中，所述分隔桿1114、1115可以與水箱110一體連接，并從水培單元的水箱110的床111的上表面凸出來(lái)。

如圖2c所示，與水箱110的上部開(kāi)口相對(duì)的水箱110的下表面設(shè)有多個(gè)加強(qiáng)桿1117，所述加強(qiáng)桿1117在長(zhǎng)度和寬度方向上對(duì)齊用于加強(qiáng)水箱110的結(jié)構(gòu)以防止變形發(fā)生。更進(jìn)一步，承受水培單元的重量的分布的加強(qiáng)桿1117在中間區(qū)域比在其他區(qū)域(例如沿著長(zhǎng)度方向和/或?qū)挾确较虻膫?cè)邊區(qū)域)密度分布更大，如圖2c中虛線矩形框所示。

除了圖2c所示的實(shí)施例，所述多個(gè)加強(qiáng)桿1117還可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置不同的尺寸、排列、分布和形狀。并不局限于此。

如圖2b所示，所述矩形水箱110還包括用于為水箱110內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液設(shè)置一個(gè)進(jìn)水口和一個(gè)出水口的四個(gè)角部141、142、143、144，為機(jī)械和水力連接所述水培單元的水箱110的管道提供外殼。

每個(gè)角部141、142、143、144具有分別于水箱110的上部開(kāi)口和底邊相對(duì)應(yīng)的一個(gè)上開(kāi)口1118和一個(gè)下凸起1119，如圖2d所示，為簡(jiǎn)化只標(biāo)出了一個(gè)角部。所述上開(kāi)口1118提供管310的安裝空間，如圖8所示，通過(guò)連接所述上開(kāi)口1118的內(nèi)壁與所述管310的外壁。下凸起1119提供管310的安裝空間，如圖8所示，通過(guò)連接所述下凸起1119的外壁與管310的內(nèi)壁。

所述四個(gè)角部的上開(kāi)口1118和下凸起1119都具有相同大小，上開(kāi)口1118比下凸起1119尺寸上更寬一些，則第一個(gè)水培單元的水箱的每個(gè)上開(kāi)口可以包圍第二個(gè)水培單元的水箱的下凸起，則可以形成多個(gè)水箱如圖2e所示，或多個(gè)水培單元，如圖2f所示，的堆疊，可以很方便的進(jìn)行收納和運(yùn)輸。

更進(jìn)一步，為加強(qiáng)角部，并更進(jìn)一步提供一個(gè)更牢固更方便的安裝工具以連接角部和管，上開(kāi)口1118的內(nèi)壁和下凸起1119的外壁都具有多個(gè)加強(qiáng)桿1120，如圖2d所示。

四個(gè)角部141、142、143、144中，兩個(gè)角部特別的分別作為水培單元的水箱110的一個(gè)進(jìn)水口和一個(gè)出水口，另一個(gè)角部用于接線路。

在此描述的一個(gè)實(shí)施例中，在水箱110內(nèi)相對(duì)的其中一個(gè)第一角部141和第二角部143分別作為水培單元100的水箱的一個(gè)進(jìn)水口和一個(gè)出水口。營(yíng)養(yǎng)液通過(guò)進(jìn)水口141流入水培單元100的水箱110內(nèi)，并從出水口143流出。因此兩個(gè)角部作為進(jìn)水部分141和出水部分143。水培單元100的水箱110更進(jìn)一步具有一個(gè)第三角部或接線路角部142，用于電線接線路。其他實(shí)施例中四個(gè)角部141、142、143、144可以分配用作進(jìn)水口、出水口和接線路。

需知，上述實(shí)施例，水培單元100的水箱110的主體，包括床111,、四個(gè)側(cè)壁112、113、114、115、分隔桿1114、1115和四個(gè)角部141、142、143、144，可以是一體結(jié)構(gòu)。所述水箱110的主體的一體結(jié)構(gòu)可以是聚合物制成，例如abs，因此可以很方便的通過(guò)注塑生產(chǎn)。所述方法生產(chǎn)的水培單元具有重量輕、結(jié)構(gòu)牢固、更長(zhǎng)的使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，并且可以有效避免正常工作中的破裂和滲水問(wèn)題。

上述的水培單元還可以包括至少一個(gè)可移動(dòng)壩元件，其能夠固定安裝在水箱內(nèi)的一定區(qū)域(例如，分隔桿的一端和側(cè)壁之間的區(qū)域)，用于阻擋水培單元的水箱內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液流出從而調(diào)整通道和深度。

可移動(dòng)壩元件的設(shè)置可以作為壩以阻擋營(yíng)養(yǎng)液流動(dòng)，這些可移動(dòng)壩元件和分隔桿一起可以形成水培單元的水箱中營(yíng)養(yǎng)液的通道。

圖3a中描述的一種實(shí)施例并沒(méi)有使用可移動(dòng)壩元件，從進(jìn)水部分141的進(jìn)水口流動(dòng)到水箱110內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液在通過(guò)出水部分143的出水口流出水箱110之前以e形狀的通道流動(dòng)。

如圖4a所示的另一種實(shí)施例，通過(guò)固定安裝兩個(gè)壩元件150(更詳細(xì)的描述在圖5b～5g)在水培單元的水箱的位置a和位置b，從進(jìn)水部分141的進(jìn)水口流動(dòng)到水箱110內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液在通過(guò)出水部分143的出水口流出水箱110之前以s形狀的通道流動(dòng)。特別的，在圖4a所示的實(shí)施例中，兩個(gè)分隔桿1114、1115和兩個(gè)可移動(dòng)壩元件150安裝在位置a和位置b，三個(gè)槽區(qū)1111、1112、1113形成在水箱內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液的s形狀的通道，從進(jìn)水部分141開(kāi)始，到出水部分143結(jié)束。

如上所述，為了確保營(yíng)養(yǎng)液沿著通道均勻流動(dòng)，間隔分布并在垂直于每個(gè)槽區(qū)的方向上對(duì)齊的多個(gè)分流桿1116設(shè)置在水箱的每個(gè)通道區(qū)域內(nèi)，用于分流營(yíng)養(yǎng)液。

考慮到從進(jìn)水部分141沿著水箱內(nèi)的s形狀的通道流入到出水部分143的營(yíng)養(yǎng)液的流體動(dòng)力，設(shè)置在每個(gè)槽區(qū)的每個(gè)轉(zhuǎn)彎的所述些分流桿1116可以設(shè)為在轉(zhuǎn)折點(diǎn)沿著流動(dòng)方向具有一個(gè)逐漸增大的開(kāi)口，如圖4a所示。如圖所示的實(shí)施例，沿著流動(dòng)方向，三個(gè)開(kāi)口被兩個(gè)分流桿1116分割形成，孔徑比為5:6:8，(分別根據(jù)w，或?qū)?；m，或中，以及s，或小)，確保營(yíng)養(yǎng)液從通道到槽區(qū)通過(guò)時(shí)相對(duì)均勻流動(dòng)。

更進(jìn)一步，如圖4b所示，描述了從進(jìn)水部分141沿著水箱內(nèi)s形狀的通道到出水部分143的營(yíng)養(yǎng)液的流體動(dòng)力，一組更寬的分流桿1116a(在其他位置的分流桿1116相比)分布在出水部分143(如虛線橢圓部分公開(kāi)的)前面的通道最后一個(gè)槽區(qū)的末端，其保證了營(yíng)養(yǎng)液流動(dòng)的狹小開(kāi)口。具有狹小開(kāi)口的分流桿1116a的布置可以更進(jìn)一步保證營(yíng)養(yǎng)液的均勻流動(dòng)，繼而保證水培單元內(nèi)培育的植物的根部獲得充分的均勻的營(yíng)養(yǎng)素分布。

需知，除了上述實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液的s形狀的通道，其他實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)相似的營(yíng)養(yǎng)液在水箱中的之字形的通道。

例如，如圖4a描述的，與平行設(shè)置的分隔桿1114、1115和兩個(gè)安裝在位置a和位置b的可移動(dòng)壩元件150結(jié)合的方式相似，水培單元可以包括m(m＝2、4、6、8…)個(gè)平行設(shè)置的分隔桿和對(duì)應(yīng)的m個(gè)分別相間安裝在每個(gè)分隔桿的一端的可移動(dòng)壩元件，以固定安裝在水箱的對(duì)應(yīng)側(cè)壁上。由此，水培單元可以在水箱內(nèi)形成n(n＝3、5、7、9…)個(gè)槽區(qū)，從進(jìn)水部分141流入的營(yíng)養(yǎng)液在水箱內(nèi)沿著之字形通道流動(dòng)并最后流出出水部分143。

圖4c描述的另一種實(shí)施例，進(jìn)水部分141和出水部分143設(shè)置在同一邊。通過(guò)設(shè)置一個(gè)分隔桿1130在水箱的底面，并固定安裝一個(gè)可移動(dòng)壩元件150在分隔桿130和連接進(jìn)水部分141和出水部分143的側(cè)壁之間，水培單元因此在水箱內(nèi)形成兩個(gè)槽區(qū)1131、1132，水培單元的水箱內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液因此可以走之字形通道，如圖4c的虛線箭頭所示。同樣的，如圖4a和圖4b所示，一組更寬的分流桿1116a(與在其他位置的分流桿1116相比)分布在出水部分143(如虛線橢圓部分公開(kāi)的)前面的通道最后一個(gè)槽區(qū)的末端，其保證了營(yíng)養(yǎng)液在水箱內(nèi)的均勻流動(dòng)。

同樣的，水培單元可以包括m(m＝1、3、5…)個(gè)平行設(shè)置的分隔桿和和對(duì)應(yīng)的m個(gè)分別相間安裝在每個(gè)分隔桿的一端的可移動(dòng)壩元件，以固定安裝在水箱的對(duì)應(yīng)側(cè)壁上。由此，水培單元可以在水箱內(nèi)形成n(n＝2、4、6…)個(gè)槽區(qū)，從進(jìn)水部分141流入的營(yíng)養(yǎng)液在水箱內(nèi)沿著之字形通道流動(dòng)并最后流出出水部分143。

更進(jìn)一步，需知，水培單元的水箱內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液的通道可以是蜿蜒的形狀，除了s形狀和之字形，例如可以類(lèi)似迷宮，通過(guò)具有不同方向的分隔桿和具有不同位置的可移動(dòng)壩元件的結(jié)構(gòu)。在此并不限制。

還需知，s形狀或之字形的通道的槽區(qū)(在其他實(shí)施例中或具有更多的蜿蜒通道段)越多，水培單元的水箱內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液的流動(dòng)的循環(huán)越少，循環(huán)營(yíng)養(yǎng)液所所需要泵的力量越小。因此，通過(guò)設(shè)置更多在水箱內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液的通道的槽區(qū)(或段)可以在操作過(guò)程中更節(jié)約能源。

為了保證營(yíng)養(yǎng)液在水箱中的通道流動(dòng)的分布均勻，水培單元可以更進(jìn)一步包括至少一個(gè)可移動(dòng)分配器160，其設(shè)為穿過(guò)水箱的通道。每個(gè)可移動(dòng)分配器160包括一個(gè)具有多個(gè)整流缺口162的桿161，整流缺口162設(shè)置在桿161的頂邊。這樣的設(shè)置可以使得可移動(dòng)分配器160能夠整流并因此均勻分布營(yíng)養(yǎng)液的流動(dòng)。除了這種設(shè)置，在其他實(shí)施例中，每個(gè)可移動(dòng)分配器可以包括多個(gè)具有相似功能的整流孔，在此不再贅述。

每個(gè)可移動(dòng)分配器160可以是中空結(jié)構(gòu)，并可以設(shè)置為可移動(dòng)安裝在所述多個(gè)分流桿1116上，如圖2b所示，在布置時(shí)可以穿過(guò)水箱的通道。在中空結(jié)構(gòu)161的上邊設(shè)置有多個(gè)上孔163，在中空結(jié)構(gòu)161的一個(gè)邊設(shè)置有多個(gè)側(cè)孔164，他們可以促進(jìn)在水箱中的營(yíng)養(yǎng)液流動(dòng)時(shí)集中在可移動(dòng)分配器160的中空結(jié)構(gòu)161內(nèi)的空氣的釋放，以此避免可移動(dòng)分配器160上浮。

以下需知?？梢杂胁煌?lèi)型的可移動(dòng)分配器160具有不同結(jié)構(gòu)的整流孔和上孔，多種安裝方式也可以。圖3b只描述的一種實(shí)施例，其他實(shí)施例不再贅述。

安裝在水箱位置c，靠近出水部分143，的可移動(dòng)壩元件150的高度確定了水培單元的水箱流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液的深度，具有不同深度的營(yíng)養(yǎng)液的不同培育條件可以通過(guò)安裝不同高度的可移動(dòng)壩元件150在位置c上，這種布置在出口的可移動(dòng)壩元件標(biāo)記為150a以與其他位置的可移動(dòng)壩元件區(qū)別開(kāi)。

如圖5a所述的一種實(shí)施例，具有25mm高度的可移動(dòng)壩元件150a，如圖5b～5d所示，可以安裝在位置c上以獲得一個(gè)深水培育模式，如圖5a所示的上箱體，可以特別的使用在植物的發(fā)芽階段。在其他實(shí)施例中，如圖5a所示，具有12mm高度的可移動(dòng)壩元件150a，如圖5e～5g所示，可以安裝在位置c以獲得一個(gè)淺水培育模式，如圖5a所示的下箱體，可以特別的使用在植物的發(fā)芽后階段。

因此，使用25mm或12mm的可移動(dòng)壩元件150a，選擇深水培育模式或淺水培育模式，以及兩種培育模式之間的轉(zhuǎn)換可以通過(guò)相同的這里所述的水培單元100來(lái)實(shí)現(xiàn)。

可移動(dòng)壩元件150a安裝到水箱110的位置c可以通過(guò)如上所述圖5a～5g所示的榫槽設(shè)計(jì)，所述可移動(dòng)壩元件150a的兩邊可以設(shè)有兩個(gè)槽151，水箱上的安裝位置c上分別設(shè)有兩個(gè)榫152。這里只表示一種實(shí)施例，其他安裝方式也可以。

如圖6a所示的本發(fā)明的實(shí)施例，所述水培單元還可以包括一個(gè)過(guò)濾器170，圖6b、圖6c、圖6d分別描述了所述過(guò)濾器的立體圖、俯視圖和側(cè)視圖。

如圖6a所示，所述過(guò)濾器170可以設(shè)置在水箱的一個(gè)通道區(qū)域內(nèi)，并位于出水部分143的前面，并用于收集過(guò)濾器上不必要的物質(zhì)以避免不必要的雜物進(jìn)入循環(huán)的營(yíng)養(yǎng)液中。不必要的物質(zhì)可能包括要培育的植物的主根分離出來(lái)的根尖，也可以包括根部分泌的物質(zhì)或其他具有一定尺寸的顆粒。

如圖6a和6b所示，過(guò)濾器170可以是一個(gè)具有第一邊171、第二邊172和底邊173的直角梯形形狀，第一邊171和第二邊172與底邊173呈直角，第二邊172在梯形的斜邊。所述過(guò)濾器170設(shè)置在通道區(qū)域出水部分143的前面，如此底邊173與水箱110的床相連接，第一邊172與水箱的側(cè)壁相連接，第二邊172穿過(guò)通道區(qū)域在過(guò)濾器170和出水部分143之間留下一個(gè)空置的區(qū)域174。所述過(guò)濾器170的第二邊172具有至少一個(gè)具有預(yù)設(shè)網(wǎng)格大小的過(guò)濾網(wǎng)175.

過(guò)濾器的形狀和其在水培單元的水箱內(nèi)的形狀可以從營(yíng)養(yǎng)液中收集比過(guò)濾網(wǎng)175的預(yù)設(shè)網(wǎng)格大小更大的不必要的物質(zhì)，但是還能使剩下的營(yíng)養(yǎng)液在流出出水部分143之前流過(guò)第二邊172到空置區(qū)域174?？罩脜^(qū)域174可以有效避免出水口被營(yíng)養(yǎng)液中的不必要的物質(zhì)堵塞。

所述底邊可以具有至少一個(gè)過(guò)濾網(wǎng)175，與第二邊172相似。這種結(jié)構(gòu)可以便于在使用所述水培單元的培育的正常維修中收集過(guò)濾器170上的不必要的物質(zhì)。

需知，上述過(guò)濾器170只是表示一種實(shí)施例，在實(shí)際使用中，過(guò)濾器170可以有其他結(jié)構(gòu)和設(shè)置方式。這里不再贅述其他實(shí)施例。需知，過(guò)濾器170也在水培單元的實(shí)施例中也可以是不必要的。

如上所述，一種水培單元還包括一個(gè)培育板120，設(shè)置在水箱110的上部開(kāi)口上。如圖1和圖7a所示，所述培育版120具有多個(gè)穿孔121，所述多個(gè)穿孔121排列成具有行和列的矩陣，每個(gè)穿孔121是使用所述水培單元培育的植物的容納空間。

本發(fā)明的實(shí)施例中，所述培育板120可以包括，例如，180個(gè)或54個(gè)穿孔，也可以根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置其他數(shù)量的穿孔。

典型的，具有更多數(shù)量的穿孔的培育板，例如180個(gè)穿孔，可以用在培育發(fā)芽時(shí)期的植物，此時(shí)，植物比較小，在培育板120上和水培單元100的水箱100內(nèi)所需要的成長(zhǎng)空間比較小。具有較少數(shù)量的穿孔的培育板，例如54個(gè)穿孔，可以用在培育發(fā)芽后的植物，例如培養(yǎng)階段i，此時(shí)植物長(zhǎng)的更大一些，在培育板120上和水培單元100的水箱內(nèi)需要更多的成長(zhǎng)空間。

為了容納在后期，例如上述培育階段i后的培育階段ii，植物生長(zhǎng)更大的需要，可以設(shè)置多個(gè)塞子10以減少穿孔數(shù)量，以適合植物生長(zhǎng)。例如，如圖7b所示，多個(gè)塞子可以用來(lái)堵在同一行的相間的穿孔121和同一列的相間的穿孔121，以此獲得分布均勻的數(shù)量減少的穿孔，例如在設(shè)置塞子122后只剩下27個(gè)穿孔。

需知，除了以上描述的設(shè)置多個(gè)塞子的方式來(lái)，還可以設(shè)置其他方式來(lái)遮蓋穿孔，在此并不限制。為遮擋射入水箱的光線，以避免藻類(lèi)在水培單元內(nèi)的生長(zhǎng)，每個(gè)塞子122可以是非透明材料制成。

如圖7a所示，培育板120可以具有兩個(gè)缺口123分別設(shè)置在培育板120的兩個(gè)對(duì)邊。所述缺口作為水箱110的側(cè)壁的突出桿116的適配部件以提供培育板120與水箱110的安裝工具和滑動(dòng)工具，如圖7f、7g和7h所示。

如圖1所示，水培單元也可以包括至少一個(gè)設(shè)置在水箱110上和培育板120的邊沿的遮光罩130以阻擋光進(jìn)入水箱，以此避免藻類(lèi)在水箱中生長(zhǎng)。例如，如圖1所示的水培單元100，包括一對(duì)遮光罩130，其分別設(shè)置在矩形水箱110的兩個(gè)對(duì)邊與中間的培育板120并列。其他實(shí)施例的具有至少一個(gè)遮光罩130的水培單元也可以，根據(jù)不同大小、尺寸和培育板120、水箱110的結(jié)構(gòu)。在此不再贅述。與傳統(tǒng)水培設(shè)備相比，上述的水培單元的所有部件，例如水箱(具有一體結(jié)構(gòu)的分隔桿和角部)、可移動(dòng)壩元件、可移動(dòng)分配器、培育板、塞子、遮光罩可以方便的工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)和安裝，不需要斜坡，還能在植物培育期間循環(huán)營(yíng)養(yǎng)液。

更進(jìn)一步，上述水培單元的設(shè)計(jì)，適用于水培系統(tǒng)的模塊化使用。

特別的，多個(gè)水培單元可以組合安裝形成一個(gè)水培系統(tǒng)的植物培育子系統(tǒng)，其具有一個(gè)營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)子系統(tǒng)和一個(gè)發(fā)光子系統(tǒng)。通過(guò)以下特定的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明。

圖8a是本發(fā)明的實(shí)施例的植物培育子系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)示意圖。所述植物培育子系統(tǒng)300包括多個(gè)水培單元100，其可以垂直依次堆疊形成一個(gè)多層擱架狀結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)水培單元100可以基于上述的任何實(shí)施例的水培單元。

在如8a所示的植物培育子系統(tǒng)300中，相鄰兩層之間的水培單元在四個(gè)角的位置設(shè)有四個(gè)管310，為避免混淆，只有角e的管標(biāo)記出來(lái)，這些角用于提供多層水培系統(tǒng)中相鄰兩層水培單元100之間的機(jī)械連接、水力適配和/或電力適配。在這里，角d、e、f、g與上述水培系統(tǒng)的四個(gè)角相對(duì)應(yīng)。

圖8b是使用在上述多層水培系統(tǒng)的管310的立體圖。如圖中所示，管310具有矩形或方形的橫截面，具有空的內(nèi)部空間，并在管的兩端分別具有開(kāi)口。管310的橫截面可以是其他形狀，例如圓形，如圖8c所示。

為便于安裝和連接管310和水箱110的角部，角部的上開(kāi)口1118還可以設(shè)為具有多個(gè)加強(qiáng)桿1121，其可從上部開(kāi)口1118的內(nèi)部突出一定深度以具有階梯的功能，如圖8b和8c所示的管310可以接觸、連接和支撐在其上。因此便于將管與進(jìn)水部分141、出水部分143或線路角部142接觸或連接，每個(gè)具有一個(gè)作為營(yíng)養(yǎng)液的開(kāi)口或每個(gè)水培單元線路的開(kāi)口的側(cè)開(kāi)口1122。本實(shí)施例的管310還可以適用于其他角部，例如角部144，上面不需要設(shè)有側(cè)開(kāi)口，圖中沒(méi)有顯示。

圖8e和8f所示為本發(fā)明的實(shí)施例的具有方形或圓形橫截面的管310。這兩張圖中，每個(gè)管310的其中一端具有一個(gè)缺口1123，用于提供水培單元的水箱的角部(例如進(jìn)水部分141、線路角部142和出水部分143)的側(cè)開(kāi)口1122的空間，通過(guò)管310的缺口1123，當(dāng)安裝管到角部141、142或143上，管310可以直接從上開(kāi)口1118插入，缺口1123可以適配連接角部的側(cè)開(kāi)口1122.

管310由高機(jī)械強(qiáng)度的材料制成，其可以是金屬例如鋁，聚合物材料例如abs或其他材料。優(yōu)選的，管310由聚合物材料制成，其比其他材料具有耐酸、耐堿、耐生銹和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。并且，管310的空間可以用做營(yíng)養(yǎng)液的通道或線路管道。

為了確保管310和水培單元的安全防水的連接，管的連接部分和水培單元的水箱的角部可以使用反性螺紋連接(外螺紋和內(nèi)螺紋)。其進(jìn)一步便于整個(gè)水培系統(tǒng)的安裝和拆卸。

在一些實(shí)施例中的植物培育子系統(tǒng)300，頂層180沒(méi)有設(shè)置水培單元，如圖8a所示，頂層180可以設(shè)置在最高層。所述頂層可以在植物培育子系統(tǒng)的擱架狀結(jié)構(gòu)中起到結(jié)構(gòu)作用，并可以為相鄰較低層上的水培單元安裝植物兼容光源。頂層180的結(jié)構(gòu)這里不再詳細(xì)贅述。

如圖8a所示的植物培育子系統(tǒng)300，位于多層擱架狀結(jié)構(gòu)的兩個(gè)相對(duì)的角d和f上的管310提供不同層的水培單元之間的水力連接；在角g上的管310用于提供不同層的水培單元之間的電力連接；最后一個(gè)角e上的管310可以主要用于提供機(jī)械支撐，也可以具有其他功能。

需知，用于水力連接和電力連接的不同角d、e、f、g上的管310的特定設(shè)置是可以任意的，也可以交換。其他實(shí)施例也可以，在此并不限制。

如圖8a所示的植物培育子系統(tǒng)300，四個(gè)地面管320(為避免混淆，只有角e的地面管標(biāo)記)設(shè)置在底層水培單元和地面之間，并可提供整個(gè)植物培育子系統(tǒng)300的機(jī)械支撐。每個(gè)地面管320的底端由蓋子330包裹(為避免混淆，只有角e的蓋子標(biāo)記出來(lái))以安全防水的覆蓋所述地面管320的開(kāi)口，并且所述蓋子330還連接到一個(gè)立在地面的可調(diào)節(jié)的腿340上(為避免混淆，只有角e的可調(diào)節(jié)腳標(biāo)記出來(lái))。

更進(jìn)一步，根據(jù)不同的角的位置，四個(gè)地面管320可以具有水力連接(角d和f)和電力連接(角g)的特點(diǎn)。例如，角d和f的地面管可以分別具有一個(gè)在側(cè)壁上的開(kāi)口，用于與營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)子系統(tǒng)的其他部件(例如營(yíng)養(yǎng)液蓄水池)連接，角g的地面管320具有一個(gè)在側(cè)壁上的開(kāi)口，用于植物培育子系統(tǒng)和外接電源的電線路連接。

需知，除了圖8a所示的多層植物培育子系統(tǒng)的實(shí)施例，根據(jù)層數(shù)和層間距設(shè)置不同的結(jié)構(gòu)的其他實(shí)施例也可以。

例如，第一實(shí)施例的水培系統(tǒng)有三層水培單元，如圖9a所示；而在第二實(shí)施例，水培系統(tǒng)具有六層水培單元，如圖9c所示。另一方面，如圖9a和9b所示，其他實(shí)施例的水培系統(tǒng)具有不同的層間距，主要由管310的長(zhǎng)度決定。并且水培系統(tǒng)可以具有多種不同相鄰水培單元之間的層間距，如圖9d所示。

需知，水培單元的數(shù)量和層間距基于例如水培系統(tǒng)所在的房間的實(shí)際高度、所培育植物的期望高度和植物的生長(zhǎng)階段等因素建造。在此并不限制。

如圖8a所示的多層植物培育子系統(tǒng)，還包括營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)子系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)水箱系統(tǒng)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液的垂直循環(huán)。

所述營(yíng)養(yǎng)液可以首先從進(jìn)水口進(jìn)入，通過(guò)水培單元的最上層(n)，然后流經(jīng)比最上層(n-1)更低的第二層的水培單元，然后流經(jīng)第三層(n-2)的水培單元，如此繼續(xù)，直到最底層的水培單元最后流出整個(gè)水培系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)如上所述的營(yíng)養(yǎng)液的垂直循環(huán)，所述營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)子系統(tǒng)需要一個(gè)用于儲(chǔ)存營(yíng)養(yǎng)液的營(yíng)養(yǎng)液蓄水池(圖中沒(méi)有顯示出來(lái))、一個(gè)用于將營(yíng)養(yǎng)液抽到最上層的泵(圖中沒(méi)有顯示出來(lái))，以及所述主要多層植物培育子系統(tǒng)。更進(jìn)一步，所述多層植物培育子系統(tǒng)還需要能夠?qū)崿F(xiàn)管之間、管和每層水培單元的進(jìn)水口、水箱和出水口之間的水力連接的特殊結(jié)構(gòu)。

圖10a描述了本發(fā)明實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液的垂直循環(huán)的水培系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

在本實(shí)施例中，所述三層水培系統(tǒng)使用角d1和f1的管用于三層水培單元的水力耦合，并使用特殊設(shè)計(jì)的每層水培單元的進(jìn)水部分和出水部分以實(shí)現(xiàn)整個(gè)水培系統(tǒng)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)液的垂直循環(huán)。

如圖10a實(shí)線箭頭所指示的，營(yíng)養(yǎng)液首先從第一層(第一層單元)的水培單元的進(jìn)水部分o1(圓圈標(biāo)記)的上方開(kāi)口流出。由于進(jìn)水部分o1沒(méi)有下方開(kāi)口，營(yíng)養(yǎng)液水平流經(jīng)進(jìn)水部分o1的側(cè)方開(kāi)口流入第一層單元。在流過(guò)第一層單元后，營(yíng)養(yǎng)液到達(dá)出水部分p1(方框標(biāo)記)。由于出水部分p1具有下方開(kāi)口410，營(yíng)養(yǎng)液沿著連接管向下到達(dá)第二層單元的進(jìn)水部分q1(圓圈標(biāo)記)。

與進(jìn)水部分o1相同，進(jìn)水部分q1也沒(méi)有設(shè)置下方開(kāi)口，因此營(yíng)養(yǎng)液可以經(jīng)過(guò)進(jìn)水部分q1的側(cè)方開(kāi)口進(jìn)入第二層單元。在流過(guò)第二層單元后，營(yíng)養(yǎng)液到達(dá)出水部分r1(方框標(biāo)記)。與出水部分p1相同，出水部分r1具有一個(gè)下方開(kāi)口，營(yíng)養(yǎng)液可以流過(guò)所述下方開(kāi)口并經(jīng)由連接管向下流到第三層單元的進(jìn)水部分s1(圓圈標(biāo)記)。

與進(jìn)水部分o1和進(jìn)水部分q1相同，進(jìn)水部分s1也沒(méi)有設(shè)置下方開(kāi)口，因此營(yíng)養(yǎng)液流經(jīng)進(jìn)水部分s1的側(cè)方開(kāi)口進(jìn)入第三層單元。在流過(guò)第三層單元后，營(yíng)養(yǎng)液到達(dá)出水部分t1(方框標(biāo)記)。與出水部分p1和出水部分r1相同，出水部分t1具有一個(gè)下方開(kāi)口，營(yíng)養(yǎng)液可以流過(guò)所述下方開(kāi)口并向下流到角f1的地面管。通過(guò)角f1的地面管的側(cè)方開(kāi)口，營(yíng)養(yǎng)液可以流出整個(gè)水培系統(tǒng)以達(dá)到營(yíng)養(yǎng)液的垂直循環(huán)。

如圖10a所示的實(shí)施例，營(yíng)養(yǎng)液流經(jīng)整個(gè)水培系統(tǒng)是按照順序“進(jìn)水部分o1-出水部分p1-進(jìn)水部分q1-出水部分r1-進(jìn)水部分s1-出水部分t1”。因此，通過(guò)交替設(shè)置進(jìn)水部分和出水部分在每個(gè)獨(dú)立層的水培單元上，營(yíng)養(yǎng)液可以從最上層的水培單元以之字形流經(jīng)多層水培單元，并流出最底層的水培單元，因此實(shí)現(xiàn)整個(gè)水培系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液的垂直循環(huán)。

圖10b所示為另一種實(shí)施例的可以實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液垂直循環(huán)的水培系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，所述三層水培系統(tǒng)使用角e2和f2的管來(lái)實(shí)現(xiàn)三層水培單元之間的水力耦合，并在每層水培單元使用特殊設(shè)計(jì)的進(jìn)水部分和出水部分以實(shí)現(xiàn)整個(gè)水培系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液的垂直循環(huán)。

如圖10b實(shí)線箭頭所指示的，營(yíng)養(yǎng)液首先從第一層水培單元(第一層單元)的進(jìn)水部分o2(圓圈標(biāo)記)的上方開(kāi)口流入。由于進(jìn)水部分o2沒(méi)有下方開(kāi)口，營(yíng)養(yǎng)液水平流經(jīng)進(jìn)水部分o2的側(cè)方開(kāi)口流入第一層單元。在流過(guò)第一層單元后，營(yíng)養(yǎng)液到達(dá)出水部分p2(方框標(biāo)記)。由于出水部分p2具有下方開(kāi)口410，營(yíng)養(yǎng)液沿著連接管向下到達(dá)第二層單元的進(jìn)水部分q2(圓圈標(biāo)記)。

與進(jìn)水部分o2相同，進(jìn)水部分q2也沒(méi)有設(shè)置下方開(kāi)口，因此營(yíng)養(yǎng)液可以經(jīng)過(guò)進(jìn)水部分q2的側(cè)方開(kāi)口進(jìn)入第二層單元。在流過(guò)第二層單元后，營(yíng)養(yǎng)液到達(dá)出水部分r2(方框標(biāo)記)。與出水部分p2相同，出水部分r2具有一個(gè)下方開(kāi)口，營(yíng)養(yǎng)液可以流過(guò)所述下方開(kāi)口并經(jīng)由連接管向下流到第三層單元的進(jìn)水部分s2(圓圈標(biāo)記)。

與進(jìn)水部分o2和進(jìn)水部分q2相同，進(jìn)水部分s2也沒(méi)有設(shè)置下方開(kāi)口，因此營(yíng)養(yǎng)液流經(jīng)進(jìn)水部分s2的側(cè)方開(kāi)口進(jìn)入第三層單元。在流過(guò)第三層單元后，營(yíng)養(yǎng)液到達(dá)出水部分t2(方框標(biāo)記)。與出水部分p2和出水部分r2相同，出水部分t2具有一個(gè)下方開(kāi)口，營(yíng)養(yǎng)液可以流過(guò)所述下方開(kāi)口并向下流到角f2的地面管。通過(guò)角f2的地面管的側(cè)方開(kāi)口，營(yíng)養(yǎng)液可以流出整個(gè)水培系統(tǒng)以達(dá)到營(yíng)養(yǎng)液的垂直循環(huán)。

如圖10b所示的實(shí)施例，營(yíng)養(yǎng)液流經(jīng)整個(gè)水培系統(tǒng)是按照順序“進(jìn)水部分o2-出水部分p2-進(jìn)水部分q2-出水部分r2-進(jìn)水部分s2-出水部分t2”。因此，通過(guò)交替設(shè)置進(jìn)水部分和出水部分在每個(gè)獨(dú)立層的水培單元上，營(yíng)養(yǎng)液可以從最上層的水培單元以之字形流經(jīng)多層水培單元，并流出最底層的水培單元，因此實(shí)現(xiàn)整個(gè)水培系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)液的垂直循環(huán)。

在整個(gè)多層水培系統(tǒng)，上述過(guò)濾器可以設(shè)置在每層的水培單元，位于水箱上與出水部分相靠近的位置，并能夠保留不必要的物質(zhì)以保證營(yíng)養(yǎng)液的連續(xù)循環(huán)。

在其他實(shí)施例，只有底層的水培單元設(shè)置過(guò)濾器，用于在營(yíng)養(yǎng)液從多層水培系統(tǒng)中離開(kāi)之前從營(yíng)養(yǎng)液中保留不必要的物質(zhì)。

在上述的營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)子系統(tǒng)，為了便于水培系統(tǒng)安裝和拆卸時(shí)的水力連接和斷開(kāi)，每個(gè)管、進(jìn)水口、出水口的連接部分還可以使用一種安全、可拆卸和連接的部件。例如，管和水培單元的水箱的進(jìn)水扣之間的水力連接和斷開(kāi)可以通過(guò)在要連接或斷開(kāi)的管和進(jìn)水口上設(shè)置外螺紋和內(nèi)螺紋的部件。其他實(shí)施例也可以。

由于植物生長(zhǎng)需要光，上述多層植物培育子系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)光子系統(tǒng)。所述發(fā)光子系統(tǒng)可以包括一個(gè)電源、多個(gè)植物兼容光源和一個(gè)線路電路。電源(圖中沒(méi)有標(biāo)示出來(lái))可以通過(guò)線路電路提供電源給每個(gè)植物兼容光源，每個(gè)植物兼容光源支持每層水培單元所培育的植物的生長(zhǎng)。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，植物兼容光源可以是相鄰兩層的兩個(gè)水培單元之間的獨(dú)立部分。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，植物兼容光源可以設(shè)置在上層(例如層n+1)上的水培單元的水箱的背部，并提供植物兼容光以支持下一層(層n)上水培單元中培育的植物的生長(zhǎng)。

圖11a和11b描繪了本發(fā)明的實(shí)施例植物兼容光源設(shè)置在水培單元的水箱的背部的示意圖。所述植物兼容光源500包括多個(gè)燈，用于發(fā)射植物兼容光以支持所培育植物的生長(zhǎng)。所述燈可以是能發(fā)射植物兼容光的led燈，其他類(lèi)型的燈也可以。

如圖11a所示，多個(gè)燈按照均勻間隔的列分布，每個(gè)燈510通過(guò)一對(duì)安裝架安裝在水培單元的水箱110的背面，所述安裝架包括第一安裝架520a和第二安裝架520b。第一安裝架520a和第二安裝架520b分別沿著兩個(gè)相對(duì)的邊線安裝在水箱110的背部。

除了作為安裝燈510的角色，第一安裝架520a還可以提供燈510和內(nèi)置在水培單元的水箱的其中一側(cè)壁的線路電路之間的電力連接(如圖11a和11b中箭頭所示)。所述第二安裝架520b與第一安裝架520a配合用以安裝燈510。除了本實(shí)施例，其他具有安裝架和結(jié)構(gòu)的設(shè)置的實(shí)施例也適用。

第一安裝架520a和第二安裝架520b中的至少一個(gè)上設(shè)有多個(gè)燈連接蓋530。每個(gè)燈連接蓋遮蓋燈和第一安裝架520a和/或第二安裝架520b之間的連接點(diǎn)，因此提供了一種安裝和/或隱藏線路的部件。

如圖12所示，水培系統(tǒng)的發(fā)光子系統(tǒng)還包括一個(gè)蓋子540，安全的設(shè)置連接在水箱110的一個(gè)側(cè)壁上，用以提供線路和燈之間的線路和連接點(diǎn)的防水外殼541。所述防水外殼541設(shè)置在水培單元的內(nèi)側(cè)。

水箱側(cè)壁和蓋子540之間的安全防水的連接可以例如通過(guò)如圖12所示的榫槽連接方式實(shí)現(xiàn)，設(shè)置在蓋子540的外凸緣的榫542與設(shè)置在水箱的側(cè)壁的相應(yīng)外凸緣的槽541相適配。除了榫槽連接方式，其他連接方式也可以，只要連接安全，并能提供線路和連接的防水外殼541。

需知，在一些實(shí)施例中，水培系統(tǒng)中的頂層沒(méi)有設(shè)置水培單元，與圖11a描繪相同的植物兼容光源可以安裝在上層的底面以提供植物兼容光源給相鄰下層上的水培單元上培育的植物。

圖13a描繪了本發(fā)明實(shí)施例的水培系統(tǒng)的發(fā)光子系統(tǒng)的線路電路的示意圖。該線路電路700包括一個(gè)主干線710和多個(gè)分支。所述主干線710穿過(guò)該植物培育子系統(tǒng)300的所有層并與每個(gè)分支電力連接。

每個(gè)分支720與每層水培單元的水箱相對(duì)應(yīng)，并內(nèi)置在水箱上，用以為安裝在水培單元的背部的植物兼容光源500提供電力。

所述主干線710穿過(guò)每層水培單元的角g和角部730(圓圈標(biāo)記)的每個(gè)管的空間，其包括多個(gè)段711，每個(gè)段711對(duì)應(yīng)一層水培單元。相鄰兩個(gè)段711通過(guò)另一對(duì)的連接件712和713電力連接。

每段711具有一個(gè)小分支714，所述小分支714通過(guò)一個(gè)第二對(duì)連接件715和725電力連接到分支720上，所述第二對(duì)連接件分別設(shè)置在小分支714的一端和分支720的一端。

如圖13b所示，所述角部730具有一個(gè)側(cè)邊開(kāi)口740用以露出小分支714以使得小分支714和分支720相電力連接。

水箱100的邊線還包括多個(gè)開(kāi)縫750，每個(gè)開(kāi)縫750對(duì)應(yīng)一個(gè)燈，每個(gè)開(kāi)縫用以提供分支720的安裝和/或隱藏部件。

需知，所述線路電路700可以具有與上述圖13a和13b描繪的實(shí)施例不同的設(shè)計(jì)。在此不再贅述。

與傳統(tǒng)水培設(shè)備相比，本發(fā)明的水培單元和系統(tǒng)具有如下有益效果：

1、水培單元的水箱具有一體化結(jié)構(gòu)，因此，水箱和水培單元的其他部件，例如培育板、可移動(dòng)分配器、可移動(dòng)壩元件等，能夠很方便的進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)、安裝和拆卸，而且不容易破裂或滲水的，還能夠具有更長(zhǎng)的使用壽命和更少的成本。并且，使用非金屬塑料，如abs，來(lái)生產(chǎn)水培單元的各種部件比常規(guī)使用在傳統(tǒng)設(shè)備上的金屬部件具有重量輕、耐酸、耐堿、防生銹、防腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，因此其特別適用于高濕度和高鹽分環(huán)境的室內(nèi)植物工廠。

2、水培單元的設(shè)計(jì)，特別是可移動(dòng)壩元件和水箱床上的分隔桿的布置，為控制水箱內(nèi)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液的深度和通道帶來(lái)有效的靈活性和便利性，因此能夠在具有不同植物生長(zhǎng)階段需求的深水培育模式和淺水培育模式之間方便的轉(zhuǎn)換，例如水培單元的水箱上培育的植物的發(fā)芽階段、培育階段i、培育階段ii等。

3、在培育板上使用遮蓋多個(gè)穿孔的塞子，用于提供培育植物的支撐空間的穿孔的數(shù)量可以很方便的進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同階段的植物生長(zhǎng)需要。

4、水培單元的設(shè)計(jì)使得多個(gè)水培單元可以組合模塊化以安裝成一個(gè)具有垂直多層結(jié)構(gòu)的水培系統(tǒng)，其能夠減少培育植物的生長(zhǎng)空間。據(jù)估計(jì)，一個(gè)單水培系統(tǒng)(例如單個(gè)擱架)占用大概1～2平米的空間。還可以并行或背對(duì)背的建立多個(gè)水培系統(tǒng)以提供更大范圍的植物工廠方案。

5、在多層水培系統(tǒng)中，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液從上到下流經(jīng)每層的水培單元，營(yíng)養(yǎng)液可以進(jìn)行垂直循環(huán)。因此，有效降低生長(zhǎng)植物所需的營(yíng)養(yǎng)液的量，因此其能夠節(jié)約能源。

6、在多層水培系統(tǒng)中，兩層水培單元的層間距可以定制，適應(yīng)不同高度的植物和不同階段的培育需求；層的數(shù)量可以定制，具有適應(yīng)植物工廠內(nèi)不同高度的房間和建筑的特點(diǎn)。

7、在多層水培系統(tǒng)中，所有的線路和管都內(nèi)置在連接管內(nèi)，使用標(biāo)準(zhǔn)連接頭工具，例如成對(duì)的螺紋和電力適配器，可以實(shí)現(xiàn)建立和拆裝水力連接和電線路。

上述雖然詳細(xì)說(shuō)明了一些實(shí)施例，但是僅是為了描述。因此，需知除非特別聲明，這里描述到的部分并不是都必須和必要的元素。

上述提到的典型實(shí)施例的對(duì)本發(fā)明有益的不同的變換或等同替換，本領(lǐng)域技術(shù)人員都可以實(shí)現(xiàn)，并不脫離本發(fā)明所要求的權(quán)利要求的精神和范圍，權(quán)利要求的范圍與最廣泛的解釋一致，以此包含變換和等同結(jié)構(gòu)。