用于深水栽培水耕法的互锁筏制造技术

水耕生长系统的具体实施方式包含筏区段，所述筏区段可以可翻转方式附接在一起以形成筏。筏可具有用以支撑植物体的一个或多个植物孔和用以提供从所述筏下方到上表面的气体输送以控制所述植物的温度和湿度的一个或多个热烟囱。额外的具体实施方式包含：无线传感器，其可能是或可能不是筏的部分；以及生长环境控制系统，其可从植物的环境条件的一个或多个传感器接收数据，并且在其它具体实施方式中，可检测实际环境条件和所要条件之间的差异。在更进一步的具体实施方式中，生长环境控制系统可自动调整致动器以使环境条件返回到所要状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于深水栽培水耕法的互锁筏优先权的主张本申请主张由专利技术人JamesP.Day在2014年8月21日申请的名称为“InterlockingRaftforDeepwaterCultureHydroponics”的第62/040,311号美国临时专利申请的优先权。本申请以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及用于种植植物的水耕系统。具体来说，本专利技术涉及用于深水栽培水耕法的系统和经改进筏。
技术介绍
随着人类人口的增加，农业生产越来越受到可耕土地和对足以灌溉供人类消耗的作物的水的存取的限制。在许多国家中，可耕土地和水的限制都促生了关于边界、取水权和粮食分布的纠纷。解决粮食生产、粮食安全和分配问题的一个方法是使用不需要土壤的水耕种植系统。许多年来，浮筏系统一直用于深水栽培(DWC)水耕种植系统(也被称作浮筏系统)，因此水耕法在许多国家中一直都有使用，并得到更加可靠的粮食生产。
技术实现思路
本人已经意识到本领域中的一个新问题，即现有的水耕法的筏系统遭受筏上非所要的藻类生长和对生长条件的不一致性且可变温度控制。本人也已经意识到本领域中的另一问题，即在现有系统中，水中的藻类生长争夺养分和氧气两者，这在之后会产生促使根腐烂以及池塘中颗粒物质增加的缺点。本领域中的另一问题是，现有温室在热条件下易于过度加热空气，伴以之后的作物损耗。为了解决这些和其它问题，本人已经设计出一种新类型的浮筏系统。新系统包括一系列单个筏部分，它们可彼此附接以形成更大的筏。在一些具体实施方式中，每一筏部分可具有一系列互锁连接件，其中两个或两个以上筏可通过“突片&突片空白”互锁连接件就地固持以形成在它们之间只有极少间隙或没有间隙的更大筏结构。在其它具体实施方式中，筏部分可使用线、钉或系结而固持在一起。在一些方面，此类筏可经设计和制造以完全覆盖DWC槽(或“池塘”)的顶表面。这个特征可大体上降低光穿透到池塘中的能力，并且在可用光减少了的情况下，藻类生长可以大体上减少。减少藻类生长会降低来自池水中的养分和经溶解氧气的损耗，所述养分和经溶解氧气转而可由经栽培植物使用。本专利技术的其它方面包含用于待种植的植物的包括孔的新型筏设计，并且还包含其它孔(或“热烟囱”)，所述其它孔经设计以改进用于种植植物的池塘和正好在池塘上方的空气层之间的热传递。在热生长条件中，其中植物体的温度可能是非所要的过高，热烟囱可为冷却气泡从池塘朝上转移到植物体的部位，由此将围绕植物体的大气维持在种植植物所要的温度和湿度，并且热烟囱可提高效率和减少整个生长时间。在一些方面，较大且相对连续的筏和在植物孔区域中热烟囱的存在的组合可有利地将池塘中的气泡导向热烟囱，并因此导向植物体。筏可能需要覆盖池塘表面的至少大部分。在此类情形中，气泡仅具有有限的通道供其逸出到大气中，如果气泡含在筏的下方，那么它们将更有可能经由热烟囱离开池塘。在一些方面，筏系统可几乎完全覆盖池塘表面，由此增加气体从池塘到围绕植物体的大气的转移。本专利技术的系统的一个优点是根的温度在68℉或在68℉附近进行更好优化，这使得植物叶子能够承受更高的温度。使用本专利技术的系统和方法可使用比常规系统少得多的水和土地。并且，水耕种植系统在与受控环境温室组合时可提供高效生产，所述高效生产是现在“本地”温室种植者在大部分气候条件下以高容积方式可提供的全年生产产量。在寒冷气候条件中，可能需要将温室内的空气加热到65到70℉，这比加热水更加昂贵。在水升温到68℉的情况下，热烟囱可随后将相对温暖的气体从池塘引导到种植植物体，并且因此将它们维持在更合适的温度。因此，本专利技术的各方面准许在成本减少下的更理想的温度调节、减少植物损耗，并由此增加产量。方面本文所公开的各方面仅用于说明，而并不意图限制本专利技术的范畴。实际上，在不脱离本专利技术的范畴的情况下，本领域技术人员可通过将各方面完全或部分地组合在一起来调适它们。第一方面包含用于深水水耕栽培的筏区段，包括：具有自其穿过的多个第一孔的易浮材料片材，所述孔中的每一个经调适以固持植物体，其中所述植物的根悬浮于具有水的槽或池塘中；以及穿过所述片材的一个或多个第二孔，其经调适以将气体从所述槽或池塘传输到大气；以及一个或多个突片，其经设定大小以插入相邻筏区段的突片空白。另一方面包含第一方面的筏区段，所述片材具有底部面，所述底部面具有涵盖所述多个第一孔和所述第二孔的凹陷部分。另一方面包含上述任一方面的筏区段，所述片材具有顶部面，所述顶部面具有涵盖所述多个第一孔和所述第二孔中的一个或多个的升高部分。又进一步的方面包含任一先前方面的筏区段，所述突片和空白是圆形的。更进一步的方面包含任一先前方面的筏区段，所述易浮材料包括开孔聚合物泡沫或闭孔聚合物泡沫。另一方面包含任一先前方面的筏区段，其中所述泡沫聚合物选自聚苯乙烯(“PS”)、膨胀聚苯乙烯(“EPS”)、聚苯乙烯共聚物、聚苯乙烯复合材料和生物塑料。又进一步的方面包含任一先前方面的筏区段，其中所述多个植物孔中的至少一个在顶表面处具有比底表面处的直径大的直径。更进一步的方面包含任一先前方面的筏区段，其中所述第二孔在底表面处具有比顶表面处的直径大的直径。另一方面包含用于深水水耕法的筏区段，包括：具有自其穿过的多个第一孔的易浮材料片材，所述孔中的每一个经设定大小以固持植物体，其中所述植物的根悬浮于池塘中，其中所述片材具有一个或多个附接装置，所述附接装置经适当配置以将所述筏区段可翻转地附接到另一筏区段。另一方面包含任一先前方面的筏区段，其中所述附接装置包括在所述片材的边缘上的突片，所述一个或多个突片经适当地设定大小以刚好放入相邻片材上的对应的突片空白中。再另一方面包含任一先前方面的筏区段，其中所述附接装置选自钉、线、系结、钩和钩眼，以及额外方面包含任一先前方面的筏区段，进一步包括一个或多个端盖，所述端盖具有至少一个突片或突片空白，所述突片或突片空白经适当地设定大小以与所述筏区段可翻转地啮合。又其它方面包含任一先前方面的筏区段，其中所述区段的一个侧面没有突片或空白。额外方面包含用于水耕法的筏，包括：以可翻转的方式紧固在一起的多个筏区段，每一筏区段具有自其穿过的一个或多个植物孔，以及自其穿过的一个或多个热烟囱。另外的方面包含任一先前方面的筏区段，进一步包括附接到所述筏区段的顶部面或底部面的一个或多个传感器。其它方面包含任一先前方面的筏区段，进一步包括选自温度传感器、氧传感器、二氧化碳传感器、导电性传感器、颗粒传感器、病原体传感器、养分离子传感器和pH传感器的传感器。又其它方面包含任一先前方面的筏区段，进一步包括一个或多个传感器，所述传感器包括至少一个纳米传感器和无线发射器。额外方面包含任一先前方面的筏区段，进一步包括发射器，所述发射器具有唯一互联网协议(IP)地址以使得筏可被识别和定位。再另外方面包含任一先前方面的筏区段，进一步包括数据库，所述数据库含有从所述筏区段上的一个或多个传感器接收的信息。另外的方面包含用于水耕法的系统，包括：固持在一起以形成筏的一个或多个筏区段；具有多个植物孔和多个热烟囱的所述筏；一个或多个环境传感器，其用于测量所述筏的环境的环境变量；以及平台控制系统，其进行以下操作：存储或发射由所述一个或多个环境传感器捕获的远程位置信息；将所述信息与先前存储的基准数据进行比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于深水水耕栽培的筏区段，包括：a.具有自其穿过的多个第一孔的易浮材料片材，所述孔中的每一个经调适以固持植物体，其中所述植物的根悬浮于具有水的槽或池塘中；以及b.穿过所述片材的一个或多个第二孔，其经调适以将气体从所述槽或池塘传输到大气；以及c.一个或多个突片，其经设定大小以插入相邻筏区段的突片空白。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.21 US 62/040,3111.一种用于深水水耕栽培的筏区段，包括：a.具有自其穿过的多个第一孔的易浮材料片材，所述孔中的每一个经调适以固持植物体，其中所述植物的根悬浮于具有水的槽或池塘中；以及b.穿过所述片材的一个或多个第二孔，其经调适以将气体从所述槽或池塘传输到大气；以及c.一个或多个突片，其经设定大小以插入相邻筏区段的突片空白。2.根据权利要求1所述的筏区段，所述片材具有底部面，所述底部面具有涵盖所述多个第一孔和所述第二孔的凹陷部分。3.根据权利要求1或权利要求2所述的筏区段，所述片材具有顶部面，所述顶部面具有涵盖所述多个第一孔和所述第二孔中的一个或多个的升高部分。4.根据权利要求1至3中任一项所述的筏区段，所述突片和空白是圆形的。5.根据权利要求1至4中任一项所述的筏区段，所述易浮材料包括开孔聚合物泡沫或闭孔聚合物泡沫。6.根据权利要求1至5中任一项所述的筏区段，其中所述泡沫聚合物选自聚苯乙烯(“PS”)、膨胀聚苯乙烯(“EPS”)、聚苯乙烯共聚物、聚苯乙烯复合材料和生物塑料。7.根据权利要求1至6中任一项所述的筏区段，其中所述多个植物孔中的至少一个在顶表面处具有比底表面处的直径大的直径。8.根据权利要求1至7中任一项所述的筏区段，其中所述第二孔在底表面处具有比顶表面处的直径大的直径。9.一种用于深水水耕法的筏区段，包括：具有自其穿过的多个第一孔的易浮材料片材，所述孔中的每一个经设定大小以固持植物体，其中所述植物的根悬浮于池塘中，其中所述片材具有一个或多个附接装置，所述附接装置经适当配置以将所述筏区段可翻转地附接到另一筏区段。10.根据权利要求9所述的筏区段，其中所述附接装置包括在所述片材的边缘上的突片，所述一个或多个突片经适当地设定大小以刚好放入相邻片材上的对应的突片空白中。11.根据权利要求9至10中任一项所述的筏区段，其中所述附接装置选自钉、线、系结、钩和钩眼，以及12.根据权利要求9至11中任一项所述的筏区段，进一步包括一个或多个端盖，所述端盖具有至少一个突片或突片空白，所述突片或突片空白经适当地设定大小以与所述筏区段可翻转地啮合。13.根据权利要求9至12中任一项所述的筏区段，其中所述区段的一个侧面没有突片或空白。14.一种用于水耕法的筏，包括：以可翻转的方式紧固在一起的多个筏区段，每一筏区段具有自其穿过的一个或多个植物孔，以及自其穿过的一个或多个热烟囱。15.根据权利要求1或9所述的筏区段，进一步包括附接到所述筏区段的顶部面或底部面的一个或多个传感器。16.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·戴，
申请(专利权)人：美国森克雷斯特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US