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【儒风柱】水培结构原理及加工安装图纸

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发表于 2016-10-26 17:08:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
知识产权.jpg
DSCN6366.jpg
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为了方便大家了解“儒风柱”的结构原理和制作、安装,特发这个帖子,对“儒风柱”进行详细的说明。

第一,关键部件及原理:

每个定植杯的一端开孔是与立柱的圆管以垂直的角度紧配合结合在一起的,定植杯的另外一个开孔是以45度的角度向外伸展,形成一个定植杯。在定植杯的底部形成一个类似”堰塞湖“的凹洞,凹洞内的液层厚度一般保持在5-6毫米左右。这个”堰塞湖“储存的营养液,在菜苗尚幼小时,可供小苗的根系直接汲取营养液。在停止供液的时间段内,定植杯内的”堰塞湖“可提供菜苗根系需要的养分和水分,以延长停电供液的时间,达到节能省电的目的。同时,在供液系统出现故障不能按时供液时,此”堰塞湖“的储存量可维持一段救命的时间。在湿度一般,气温不高的情况下,此”堰塞湖“可维持小苗10个小时以上的救命时间。

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二、供液方式:

由于采用了可储液式定植杯,定植杯还有一个优势,就是防止营养液从管壁上的定植孔溢出管外。这样,我们对供液方式的要求就大大降低。我们可以在立柱的顶部采用单头的喷雾头进行喷雾,也可以用洗澡用的莲蓬头喷洒,当然,最节省能量的,就是在立柱的顶部放置一个储液桶,在桶的底部和周边开若干个小孔,当流入小桶的营养液液位达到一定高度,比如4-6厘米时,小孔就开始向外喷淋,一部分直接喷淋到最上一层的定植杯内,一部分则喷淋到管壁上,沿管内壁形成一层薄膜,靠重力自然流下。

下面这张图说明了营养液自上而下的覆盖方式,图中蓝色的部分就是营养液在管内的覆盖情况,有覆盖在立柱全部内表面上的液膜,有驻留在定植杯内的浅液层,有液滴状的营养液滴,有被反复碰撞形成的营养液细小微粒:



当我们将菜苗的根茎夹在一个3厘米见方的海绵块中并将根系朝下放置于定植杯中,小苗立刻进入了它的”新家“,过着安逸的日子----在定植杯内,菜苗根系的水、肥、气的供给都是非常充足而且三者的平衡亦非常好。

”儒风柱“的水、肥、气供给平衡可以达到比较理想的情况,但是相比气雾培来说,其能耗水平就大大降低。只要将营养液提升到立柱顶部的高度,在没有任何水压的条件下,靠营养液自身的重力完成在立柱内部的均匀分配和供给。也避免了因喷头堵塞造成系统供液故障导致作物的意外事故。

当菜苗的根系不断长大,这些伸长的根须就自然爬出定植杯,进入管道内壁的空间内,根须长长后便悬垂在管道内壁的空间内,靠自由下落的营养液液滴和被碰撞破裂的营养液微粒滋润和浇灌。
立柱尺寸.jpg



三、立柱的加工图纸及尺寸:



最上面第一层距离立柱管的顶端10厘米(正好是一个喷淋小桶的高度)。再往下开孔则是每层相距15厘米或者20厘米(这个高度根据你种什么菜来定,20厘米的高度肯定比15厘米高度的能接受到更多的阳光,作物生长情况更好,而15厘米层高很明显就是一根立柱可以安装更多的定植杯。)。

固定定植杯的开孔直径为38.5毫米,建议使用下面这种开孔器,叫38.5mm高速钢开孔器,这个的开孔精度比较高。

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开孔后,将定植杯与PVC圆管结合部位涂抹一圈密封胶(可以用联塑无毒型给水管粘接胶,也可以用粘玻璃的硅胶等),待涂抹的胶水稍干不挂流时,将定植杯用力插入立柱的开孔中,所有的定植杯按此方法固定上之后,静置立柱,让粘结剂自然干固(一般需要24小时以上)。
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立柱粘好定植杯并干固后,从顶部淋水,试验每个定植杯与立柱粘结的地方是否存在漏水,如果有漏水,则进行补加胶水以堵漏。如果不漏水,那么一根”儒风柱“就做好了。下面就是安装(群装)儒风柱.

7根立柱的水循环如下面的图所示:营养液通过潜水泵进入4分水管,并被提升至2米的高度,经过一个直角弯头进入横卧的4分水管,在横卧的4分水管的下面的管壁上按照每根立柱的定位距离,开了一个5mm的圆孔,作为营养液分配到每根立柱顶上的分支出口。当潜水泵工作时,横卧的4分管可以看到每隔一个立柱的距离都有一股液体喷淋出来。在4分管上接一根管道,将分支出来的营养液引导到每根立柱的营养液分配小桶内。

营养液进入小桶内以后,借助自身在小桶内堆积的高度产生喷射水压,从小桶的底部一圈的(10个)2mm小孔喷淋出来,或者直接射入定植杯腔内,或者喷淋到立柱内壁上,形成一层很薄的营养液薄膜。薄膜将营养液传送给立柱上的所有的定植杯。

沿内壁形成薄膜的营养液在供给所有的定植杯及作物伸进管内的根系所需的营养液,多余的营养液淹管壁流下,通过三通进入横卧的回流管道,流回储液槽,完成了一次营养液的循环之旅。

原理图.jpg


准备若干相同口径的PVC三通接头,有N个立柱就需要N个三通接头。

准备若干根110mmPVC-U直管,直管的长度根据自己场地和排布的具体情况而定,儒风在楼顶平台上只排列一排,场地的长度只有约5米,于是确定柱与柱之间的间距为60厘米,三通的跨度为10厘米,选择50厘米长的直管,套入三通接头以后,柱与柱的距离就正好是60厘米。这里7根立柱要准备6根50厘米长的直管。

两头再各准备一截110mm的PVC-U直管,一端的直管用来装闷盖(封头),另一端直管用来作为营养液回收的通道,营养液通过此管道流入储液槽。


上面供液分配装置:
主视图03.jpg





在这里再将儒风柱顶部的喷淋小桶的原理详述如下:

首先,这张图所画出的营养液分配小桶,是一个比较理想的情况:

主视图01.jpg


我们在营养液分配小桶的底部与侧壁连接处的一周均布了10个2mm直径的小孔,为了让营养液从这10个小孔中喷射出来,就必须有一定的压力,要形成一定的压力就必须有一定的液位高度。根据实践,证明,当营养液在小桶内的高度超过6厘米,底部一圈的小孔就能正常地朝着径向前下方向外喷淋出来,实现对定植杯和管壁的喷淋。

在使用时间长了以后,难免会因为绿藻或者其它东西,将喷淋小桶堵住,在这个时候,就必须有一个通道让因堵塞而上升的液面有一个溢流的出口,否则,营养液就要从小桶的顶部溢流到立柱外面了。好了,小桶中间的这个凸起通道就是起到通过溢流控制液面高度的目的的。

因为这个小桶的形状比较复杂,没有厂家愿意接单做,现在就是用一个平底小桶代替的。见下图:

顶部营养液的分配小桶是这样的:

小桶的直径是105mm,高度为100mm。在桶底与桶壁交界处的弧面上均布10个直径为2mm的小孔(用2mm钻头钻孔即可)。



从底面看是这样的:

主视图02.jpg

孔打在弧面的中间部位,这样射出来的水柱就是一个45度的角度了。




考虑到如果流入小桶的营养液液流过大,10个喷淋小孔来不及导出会导致营养液从小桶顶部溢出。可以在小桶距离底部约6-7厘米的桶壁上开一圈6mm直径的孔。也可以这样改造:

在小桶的底部,不要在中心,偏一点,钻一个11mm直径的小孔。找一根外径在12mm的硬橡胶水管。长度约为100mm。将硬橡胶管插入小桶底部的孔中,让橡胶管在桶内伸出高度为70mm,在桶的底部伸出来30mm。这样处理后,当小桶内的营养液高度达到70mm时,便从橡胶管的中心溢流到小桶下面的立柱内部。如下图所示:






当然,最简单的办法,就是在小桶的外壁上从底部上来约7厘米处钻一圈5-6mm直径的小孔作为溢流排水的通道。

儒风柱安装(群装)。。。。。。未完,待续
7根立柱的水循环如下面的图所示:营养液通过潜水泵进入4分水管,并被提升至2米的高度,经过一个直角弯头进入横卧的4分水管,在横卧的4分水管的下面的管壁上按照每根立柱的定位距离,开了一个5mm的圆孔,作为营养液分配到每根立柱顶上的分支出口。当潜水泵工作时,横卧的4分管可以看到每隔一个立柱的距离都有一股液体喷淋出来。在4分管上接一根管道,将分支出来的营养液引导到每根立柱的营养液分配小桶内。

营养液进入小桶内以后,借助自身在小桶内堆积的高度产生喷射水压,从小桶的底部一圈的(10个)2mm小孔喷淋出来,或者直接射入定植杯腔内,或者喷淋到立柱内壁上,形成一层很薄的营养液薄膜。薄膜将营养液传送给立柱上的所有的定植杯。

沿内壁形成薄膜的营养液在供给所有的定植杯及作物伸进管内的根系所需的营养液,多余的营养液淹管壁流下,通过三通进入横卧的回流管道,流回储液槽,完成了一次营养液的循环之旅。

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主视图5.jpg
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发表于 2016-12-20 11:39:12 | 显示全部楼层
1/当菜长大以后,定植杯能否托得住?有没有发生风把菜吹下来的事?2/有没有规模种植的成本分析?水肥电种与产出分析?3/多长时间通电淋水一次?4/定植杯与110PVC管粘合部位是否设计有弧度?因为如果是平面的话与PVC管外面粘合就会有隙而导致漏水。
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 楼主| 发表于 2016-12-20 12:04:58 | 显示全部楼层
jmepchen 发表于 2016-12-20 11:39
1/当菜长大以后,定植杯能否托得住?有没有发生风把菜吹下来的事?2/有没有规模种植的成本分析?水肥电种与 ...

你好,你的问题分别回复如下:

1、当菜长大以后,定植杯能否托得住?
你只要使用我们推荐的胶水粘接定植杯,这个肯定没有问题的,安装成型后每个定植杯承受5公斤的重量没有问题;
2、有没有发生风把菜吹下来的事?
所有的无土栽培设施都建议安装在遮风挡雨的温室温棚中,风和雨都会对任何无土栽培设施以及种植的蔬菜带来危害,所以,不建议将儒风柱安装在可能发生强风的场所;
3、有没有规模种植的成本分析?水肥电种与产出分析?
这些分析不光是与设备有关,涉及到的因素太多,不是在这里一句两句话可以说明白的,你如果有意,请与我们的有关人员联系,联系电话是:15862423808。
3、多长时间通电淋水一次?
儒风柱的供液/断供时间是根据你所种植的品种、季节不同会有所不同的,比方说,草莓属于浅根系作物,根系吸收能力比较弱,那么,种植草莓的营养液断供时间就要减少,以避免出现草莓的“窝根”现象。相对比而言,生菜属于根系非常发达的品种,众多的根须带来了较好蓄水功能,自然提升了植株本身的的缓冲性能,我们就可以适当地加大营养液断供时间。
4、定植杯与110PVC管粘合部位是否设计有弧度?因为如果是平面的话与PVC管外面粘合就会有隙而导致漏水。
目前定植杯与110mm的PVC-U排水管之间的定位环是平面的,但是,选用我们指定的胶水,完全保证不会出现你说的漏水。
谢谢你的关注!欢迎随时沟通。
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 楼主| 发表于 2016-12-20 13:21:01 | 显示全部楼层
问:在室内种植叶菜时无土和有土相比较哪个不容易徒长。另外水培营养液大约多久就要换一次,换下来的营养液可以浇土培的菜吗?需不需要稀释?

答:1、光照不足、浇水过多、肥料(养分)不足,都是造成徒长的因素,至于徒长与是否无土有土则没有直接的关系。
      2、如果种植速生叶菜类蔬菜,比如生菜、小白菜等,不管你是用循环供水的水培还是静止水培还是基质培,整个一茬(一个半月到2个月)都不用换营养液。等到叶菜换茬种植时,水培槽内残余的营养液全部取出用于浇花,水培槽清理干净消毒好以后重新换新的营养液。  如果是种植果菜水果类作物,因为生长周期比较长,则建议两个月换一次营养液。换下来的营养液浇花种菜都可以,本身就是很淡很淡的肥水,不要再稀释。

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发表于 2017-1-22 21:58:48 | 显示全部楼层
建议:1)要用弧形接触面更好看、更牢固;2)定植杯的直径只要22-28毫米足够,市场上有配套的水培海绵供应。
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 楼主| 发表于 2017-1-23 12:38:22 | 显示全部楼层
xtx4637 发表于 2017-1-22 21:58
建议:1)要用弧形接触面更好看、更牢固;2)定植杯的直径只要22-28毫米足够,市场上有配套的水培海绵供应 ...

第一个建议很好,只是找了N个模具师傅,暂时没有找到有师傅可以做出这样形状的注塑模具;第二个建议则有考虑不周到的地方,第一,作物在立柱内部的的根系是非常发达而繁密的,如果按你的建议,定植杯做成22-28mm直径,到收割时想要取出这些根须恐怕是一件艰巨的工作,这不符合规模种植讲究的工作效率的原则。何况还有一些作物,比方说草莓苗的根蔸本身的直径都不止28mm。至于配合这款定植杯的定植海绵可以采用儒风苑的29*29*25mm的海绵。
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发表于 2017-1-29 04:49:34 | 显示全部楼层
你好:
      一。我看到了供液方式,有些疑问。
      1.水(营养液)从储液桶分流到最高层的定植杯。(可以确定)
      2.但是喷淋到管壁上面,不管能不能形成液体薄膜,到最后一层的过程中,能不能保证水在每个定植杯中?

      二。立柱在这里起到的作用。1.支架。2.液体流通管道。(占了很大一部分)
      
       1.能不能搞成一节一节的。便于以后物流运输,便于用户安装。
       2.如果专注于支架作用,液体流通管道也就成为阶段型。只要连接导管定位到下层定植杯。

这个思路是否可行???

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 楼主| 发表于 2017-1-29 11:18:26 | 显示全部楼层
naiheshucai 发表于 2017-1-29 04:49
你好:
      一。我看到了供液方式,有些疑问。
      1.水(营养液)从储液桶分流到最高层的定植杯。( ...

新年好!

你的第一个问题,建议你拍几十个定植杯回去,亲自做一根立柱,当你将营养液输送到立柱顶部,经过一轮循环以后,那么你的问题就有你自己的答案了。我们的定植杯已经有上百万个正在全世界各地的种植基地和家庭中正在使用中,这里非常肯定地告诉你,没有你担心的问题出现。

你的第二个问题,立柱做成一节一节(一截一截)的,便于物流运输,这是很好的建议,我们团队也一直在进行这方面的再开发工作。但是,因为涉及到模具太复杂,没有一个模具制作团队能够接下这款模具的加工。当然,现在也有一节一节的立柱产品,但都或多或少存在一些问题,都是存在不少改造提升的空间的。
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发表于 2017-2-7 06:41:20 | 显示全部楼层
老师:
1.多个组合的儒风柱每个供夜的出水口是否需要加装一个流量调节阀,以便使每个柱供液均匀。
2.看到图中在每个圆周上开孔,相邻的上下孔在圆周上错位开很好。
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 楼主| 发表于 2017-2-7 10:23:18 | 显示全部楼层
xxpfyp 发表于 2017-2-7 06:41
老师:
1.多个组合的儒风柱每个供夜的出水口是否需要加装一个流量调节阀,以便使每个柱供液均匀。
2.看到 ...

第一个问题,非常对,每个立柱的供液分支都加一个调节阀是最优的选择;

第二个问题,上下一层错位是为了获得更多的光照。
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