CN116437803A - 用于生长植物的栽培设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种栽培设备，该栽培装置具有：种植侧；收获侧；柔性传送带(1)，柔性传送带(1)沿传送路径(2)从种植侧至收获侧运送植物(20)；以及营养供应装置，该养营养供应装置将用于该植物(20)的液体营养培养基(30)供应至传送带(1)的根部侧(7)，使得植物(20)在根部侧(7)上扎根，并在被照亮的传送带(1)的萌芽侧(8)上发芽，萌芽侧(8)被布置为与根部侧(7)相反；本发明还涉及一种使用这种设备来种植植物(20)的方法。为了更有效地照亮植物(20)，传送带(1)在横向于传送路径(2)的种植侧上被卷成褶皱，该褶皱从种植侧被引导至该收获侧，并在该过程中沿传送路径(2)被变直和变平。

Description

用于生长植物的栽培设备和方法

技术领域

本发明涉及一种生长设备，该生长设备包括种植侧、收获侧和柔性传送带，该柔性传送带沿传送路径从种植侧运行至收获侧运送植物；营养装置，该营养装置将用于植物的液体营养培养基供给至传送带的根部侧，使得植物在根部侧处扎根，并在被照亮的传送带的萌芽侧处发芽，该萌芽侧被布置为与根部侧相对。本发明还涉及使用该设备的用于植物的生长方法。

背景技术

生长设备，以及具体是用于使用液体营养液代替土壤(一般包括人工照明)来生长植物的工业水栽方法在本领域中是熟知的。水培的特殊实施例具体为水培、气培和雾培。在水培方法中，将鱼和水生动物保留在营养液中，并且它们的排泄物为植物施肥。在气培方法中，营养液在根部侧被喷雾或被雾化。在雾培方法中，雾化是由超声波雾化器执行的。

EP 3409103 A1提出在生长设备中，以交替模式上下运行传送带，以便加速植物生长。

在已知的生长设备中，植物通过传送带中的孔生长。在种植侧上的植物与由此产生的自由表面之间的大距离促进植物在传送带的纵向方向和横向方向上的生长。因此，自由表面的人工照明没有帮助生长。

US 2008/0295400A1公开了一种具有柔性传送带的生长设备，该柔性传送带由聚酯绒条带组装，其中，将种子置于条带与凹槽之间的凹槽中，并且此后，当传送带沿供给方向处于张力状态时，关闭凹槽。

WO 2016/023947 A1公开了一种具有柔性传送带的另一生长设备，该柔性传送带被缠绕在横向于供给方向的辊上，并沿传送路径在张力下被放置，使得该传送带在操作期间被连续地解绕。

WO 2009/067194A1公开了一种具有传送带的生长设备，该传送从种植侧至收获侧带闭环地(endless)延伸，并无止境地从收获侧返回至种植侧。

US 4,972,627 A公开了一种具有传送带的生长设备，该传送带由开孔聚氨酯制成。

US 4,118,891 A公开了一种具有软管的生长设备，该软管向植物供给营养培养基。

发明内容

本发明的目的是使植物的照明更有效。

根据本发明提出了对已知生长设备的改进，即传送带在横向于传送路径的种植侧被折叠成褶痕，其中，褶痕从种植侧延伸至收获侧，沿传送路径变直和变平。在种植侧上，由于传送带被折叠成褶痕，植物在传送路径的纵向方向上移动得更靠近在一起。这减少了在没有实用性的情况下被照明的植物之间的自由表面。根据植物生长的需要，沿传送路径拉伸和拉直褶痕在纵向上释放空间。褶痕可被形成为波浪形的，或通过压褶传送带形成。

有利地，根据本发明的生长设备中的传送带基本上由塑料箔制成，更有利地由聚丙烯制成。因此，该传送带可以经济地生产成任何所需要的形状。在执行气培方法时，根据本发明的传送带更进一步防止营养培养基从根部侧至萌芽侧不受控制地过渡。

由聚丙烯制成的传送带容易清洁并且耐湿和耐光。可替代地，塑料箔还可由聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)或聚碳酸酯(PC)、或者由相同或不同材料的多个层制成。

有利地，传送带由根据本发明的生长设备中的薄层制成，其中，该薄层在横向于该传送路径的方向上邻接。因此，该传送带可根据需要以模块方式配置。

有利地，根据本发明的传送带在根据本发明的生长设备中从收获侧返回至种植侧闭环地延伸。由此，传送带促进生长设备的连续操作。可替代地，可在收获侧处移除由薄层制成的传送带的收获薄层，并在种植侧处重新施加。

有利地，在根据本发明的生长设备中，植物在开孔泡沫材料(进一步有利地为聚氨酯泡沫)中附接在传送带中。一方面，泡沫材料为植物保留水分，另一方面，允许空气渗透以防止形成霉菌。已经证明聚氨酯泡沫在水栽中用于附接植物。

有利地，根据本发明的生长设备包括水平延伸的传送带，该传送带横向于传送路径运行，该传送路径包括毛细软管，该毛细软管从根部侧延伸至该营养装置中，其中，该毛细软管将营养培养基供给至植物。在水培方法中，毛细软管向幼小植物至少暂时地或以补充的方式供应营养培养基，直到植物已经形成自己足够的、到达该营养培养基中的根。

可替代地，根据本发明的生长设备有利地包括雾化器和气体传导系统，该雾化器使营养培养基雾化；该气体传导系统将雾化的营养培养基供给至根部侧。另外可替代地，根部侧可被营养培养基雾化。具体地，在具有竖直和横向于该传送路径延伸的传送带的气培方法中，植物因此被提供有营养培养基。

有利地，根据本发明的生长设备包括用于照亮萌芽侧的照明装置。人工照明促进植物在独立于太阳辐射和具有限定的环境条件的天气下生长。

有利地，根据本发明的生长设备包括支撑元件和驱动装置，该支撑元件在传送带处；该驱动装置具有多个驱动卡爪，该驱动卡爪沿传送路径运行该支撑元件。具有独立驱动卡爪的驱动器有助于支撑元件的距离的变化，并因此有助于褶痕沿传送路径的尺寸的变化。

有利的是，根据本发明的生长设备中的传送带包括引导孔和杆，该引导孔在沿传送路径的至少一个边缘处，该引导孔类似于在无边纸中的Remaliner^tm打孔；该杆被形成为作为支撑元件在支撑孔之间。于是，该传送带以特别简单且经济的方式配置。驱动卡爪可以是形成在驱动装置处的芯棒或钩，该芯棒或该钩穿过引导孔延伸。

可替代地，当合适的支撑元件(例如，夹具或条带将支撑元件保持在相应的期望距离处)时，具有有利地水平或向下倾斜的传送路径的根据本发明的生长设备可在没有驱动装置的情况下操作。可替代地，或除支撑元件之外，冲击传送带的重量或弹簧力、传送带自身的弹性复位力和/或由植物施加在彼此上的力可致使褶痕的拉伸和拉平。

有利地，根据本发明的生长设备的驱动装置中的连续的支撑元件具有彼此之间的距离，该距离沿传送路径从种植侧至收获侧增加。另外，褶痕具有沿传送路径减小的高度。

有利地，根据本发明的生长设备中的传送路径具有区段，其中，在相应的区段中支撑元件彼此之间分别具有恒定的距离。于是，该区段的驱动卡爪能够以特别简单的方式被附接在绕轨道运行的传送机链处。

有利的是，在根据本发明的生长设备中，传送路径以交替的方式上升和下降。这加速了植物生长。

根据已知方法的改进，根据本发明提出，传送带被折叠成横向于传送路径的褶痕，其中，褶痕从种植侧延伸至收获侧，并因此沿传送路径被拉伸和拉平。根据本发明的方法具体地通过根据本发明的生长设备执行，并且其特征在于上述优点。

有利的是，在根据本发明的方法中，植物分别放置在褶痕的脊线上。在每个相应的褶痕上仅放置一行植物，在支撑均匀植物生长的行之间产生均匀的距离。

有利地，在根据本发明的方法中，植物被布置为横向于传送路径在连续的褶痕上彼此偏置，以便实现在传送带上的均匀分布。

有利地，根据本发明的方法，种植块被附接在传送带中，并且植物被附接在种植块中。种植块简化了对幼苗的起始和处理并在收获之后清洁传送带。

有利地，根据本发明的方法，传送带从种植侧连续地移动至收获侧。没有突然位置变化的连续运动密切地对应于田地中的自然情况。

附图说明

随后基于有利的实施方式并参考附图描述本发明，其中：

图1a和图1b示出了没有植物的根据本发明的第一生长设备的细节；

图2a和图2b示出了根据本发明的生长设备的种植块和引入该种植块中的切开口；

图3中的a-f示出了在种植块中的植物的生长步骤；

图4示出了根据本发明的第一生长设备的示意图；

图5示出了根据本发明的第二生长设备的示意图；以及

图6示出了根据本发明的另一生长设备的传送带的细节。

具体实施方式

在图1a中以详细视图示出的传送带1由在传送路径2的方向上彼此邻接的十五个薄层3制成，薄层3分别具有30cm的宽度4和在图4中示出的120cm的长度5。薄层3是由具有0.8mm厚度的聚丙烯箔片制成的；其中，薄层在管状支撑元件6中彼此分别连接。

薄层3和传送带1具有根部侧7和萌芽侧8以及圆形切口9，圆形切口9居中地布置在支撑元件6之间，并且具有40mm的直径10；其中，种植块11可被插入在切口中，如图1b中所示出的。

图2a中详细示出的种植块11由开孔聚氨酯泡沫制成，该开孔聚氨酯泡沫的宽度12和长度13分别为50mm，且高度14为25mm。切开口15、16、17被引入每个种植块11中，如图2b所示，即绕中心18的水平圆形切开口15具有切口9的直径10，并且两个竖直切开口16、17被布置为彼此横向并延伸至中心18。

图3示出了在种植块11中的六个生长阶段，以种子籽粒(局部图a)为起始通过幼苗19(局部图b)到可收获的植物20(局部图f)。直到形成适当的根系，种子籽粒和生长的植物20通过毛细软管21供应。种子籽粒和根系未示出。

在图4中示意性地示出的根据本发明的第一生长设备22中，传送带1沿传送路径2从种植侧23运行至收获侧24。具有预发芽的幼苗的种植块11被引入种植侧23上的第一薄层的孔中。三个邻接的薄层3的支撑元件6在传送路径2的方向上的第一区段25中具有5cm的起始距离，第二区段26中的距离为10cm，第三区段27中的距离为15cm，第四区段28中的距离为20cm，以及第五区段29中的结束距离为25cm。毛细软管21竖直向下悬置在包括液体营养培养基30的营养装置的桶中。在附图中未示出上述距离。

传送带1的支撑元件6接触第一生长设备22的侧壁，连续的支撑元件6由具有不同长度的夹具支撑以抵抗薄层3的弹性复位力和植物20在彼此之间相应的距离处的重力。在图中未示出上述壁和夹具。

在两天的生长期之后，在收获侧24处分别移除相应地三个薄层3，并且在种植侧23处以起始距离和新幼苗19重新施加。通过更换夹具来相应地增加剩余薄层3的距离。在10天后，从最初插入的薄层收获植物20。

图5所示出的本发明的第二生长设备31包括传送带32、照明装置33和营养装置以及驱动装置。营养装置和驱动装置未示出。

传送带32是由从第一生长设备22中已知的薄层3配置的，其中，薄层3通过支撑元件6连接，如上所述。在图中未示出薄层和支撑元件。

在10天的生长阶段期间，传送带32沿传送路径35从生长设备31的种植侧36至到收获侧37供给植物34。从种植侧36起始，其中，预发芽的幼苗38被施加到传送带32，如上所述，该传送路径在五个区段39中运行，最初竖直向上并随后竖直向下至收获侧37，并且从区段39下方的收获侧37返回至种植侧36。区段39具有彼此之间从种植侧36移动至收获侧37增加的距离，以便避免植物34的碰撞。

照明装置33包括六个LED板40，该六个LED板40分别布置在种植侧36和收获侧37处并在两个分别相邻的区段39之间，并且以人工昼/夜节奏照明薄层和传送带32的萌芽侧41。

种植块基本上对应于第一生长设备22的种植块11，然而不具有第一生长设备22的毛细软管。

营养装置包括具有用于植物34的液体营养培养基的储器、用于营养培养基的超声雾化器以及用于将雾均匀分布在传送带32的与萌芽侧41相反的根部侧42上的导管。

驱动装置包括绕轨道运行的传送机链，该绕轨道运行的传送机链具有用于每个区段39的支撑元件的驱动卡爪，其中，驱动卡爪和支撑元件的距离从种植侧36处的5cm的起始距离分别以5cm的增量增加至收获侧37至区段39之间的25cm的结束距离。

第二生长设备31可通过传送带43操作，该传送带43横向于传送路径35在水平或竖直方向上运行。

本发明的生长设备的第三实施例基本上对应于第一生长设备22，但包括不同的驱动装置。图6所示的生长设备的第三实施例的传送带43详细地包括支撑孔36，该支撑孔36沿传送路径45以均匀距离布置在两个边缘44处。驱动装置包括圆顶，该圆顶沿传送路径45从种植侧至收获侧以可变距离连续地移动，其中，圆顶被支撑孔支撑。

附图标记和名称

1传送带

2传送路径

3薄层

4宽度

5长度

6支撑元件

7根部侧

8萌芽侧

9切口

10直径

11种植块

12宽度

13长度

14高度

15切开口

16切开口

17切开口

18中心

19幼苗

20植物

21毛细软管

22生长设备

23种植侧

24收获侧

25区段

26区段

27区段

28区段

29区段

30营养培养基

31生长设备

32传送带

33照明装置

34植物

35传送路径

36种植侧

37收获侧

38幼苗

39区段

40LED板

41萌芽侧

42根部侧

43传送带

44边缘

45传送路径

46支撑孔

Claims (18)

1.一种用于植物(20，34)的生长设备(22，31)，所述生长设备(22，31)包括：

种植侧(23，36)；

收获侧(24，37)；

柔性传送带(1，32，43)，所述柔性传送带(1，32，43)沿传送路径(2，35，45)从所述种植侧(23，36)至所述收获侧(24，37)运送所述植物(20，34)；

营养装置，所述营养装置将用于所述植物(20，34)的液体营养培养基(30)供给至所述柔性传送带(1，32，43)的根部侧(7，42)，使得所述植物(20，34)在所述根部侧(7，42)处扎根，并在被照亮的所述传送带(1，32，43)的萌芽侧(8，41)处发芽，所述萌芽侧(8，41)被布置为与所述根部侧(7，42)相反；

其特征在于，所述传送带(1，32，43)在横向于所述传送路径(2，35，45)的方向上在所述种植侧(23，36)处折叠成褶痕，其中，所述褶痕从所述种植侧(23，36)移动至所述收获侧(24，37)，并因此沿所述传送路径(2，35，45)变直和变平。

2.根据前一权利要求所述的生长设备(22，31)，其特征在于，所述柔性传送带(1，32，43)基本上由合成材料箔制成，有利地由聚丙烯制成。

3.根据前述权利要求中任一项所述的生长设备(22，31)，其特征在于，所述柔性传送带(1，32，43)由在横向于所述传送路径(2，35，45)的方向上邻接的薄层(3)制成。

4.根据前述权利要求中任一项所述的生长设备(31)，其特征在于，所述柔性传送带(32)从所述收获侧返回至所述种植侧闭环地延伸。

5.根据前述权利要求中任一项所述的生长设备(22，31)，其特征在于，所述植物(20，34)在开孔泡沫材料中被附接在所述柔性传送带(1，32，43)中、有利地在聚氨酯泡沫中被附接在所述柔性传送带(1，32，43)中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的生长设备(22)，其特征在于，所述生长设备(22)具有毛细软管(21)，所述有毛细软管(21)从所述根部侧(7)延伸至所述营养装置中，并将所述营养培养基(30)供给至所述植物(20)。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的生长设备(31)，其特征在于，所述生长设备(31)具有雾化器和气体传导系统，所述雾化器雾化所述营养培养基，所述气体传导系统将雾化的营养培养基供给至所述根部侧(42)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的生长设备(31)，其特征在于，所述生长设备(31)具有照明装置(33)，所述照明装置(33)被配置为照亮所述萌芽侧(41)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的生长设备(22，31)，其特征在于，所述生长设备(22，31)具有支撑元件(6)和驱动装置，所述支撑元件(6)布置在所述传送带(1，32，43)处；所述驱动装置具有多个驱动卡爪，所述多个驱动卡爪沿所述传送路径(2，35，45)支撑所述支撑元件(6)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的生长设备(22，31)，其特征在于，所述柔性传送带(43)包括支撑孔(46)和杆，所述支撑孔(46)至少在沿所述传送路径(45)的一个边缘(44)处；所述杆被配置为布置在所述支撑孔(46)之间的支撑元件。

11.根据前述权利要求中任一项所述的生长设备(22，31)，其特征在于，相邻的支撑元件具有彼此之间的距离，所述距离沿所述传送路径(2，35，45)从所述种植侧(23，36)至所述收获侧(24，37)增加。

12.根据前述权利要求中任一项所述的生长设备(22，31)，其特征在于，所述传送路径(2，35，45)包括区段(25-29，39)，在所述区段(25-29，39)中所述支撑元件(6)彼此之间分别具有恒定的距离。

13.根据前述权利要求中任一项所述的生长设备(31)，其特征在于，所述传送路径(35)以交替的模式上升和下降。

14.一种用于生长植物(20，34)的方法，所述方法包括：

在柔性传送带(1，32，43)上的种植侧(23，36)上种植植物(20，34)；

沿所述传送路径(2，35，45)从所述种植侧(23，36)至收获侧(24，34)运送所述柔性传送带(1，32，43)上的植物(20，34)并在所述收获侧(24，37)收获所述植物(20，34)；

将用于所述植物(20，34)的液体营养培养基(30)供给至所述柔性传送带(1，32，43)的根部侧(7，42)；

照亮所述传送带(1，32，43)的萌芽侧(8，41)，所述萌芽侧(8，41)被布置为与所述根部侧(7，42)相反，从而使得所述植物(20，34)在所述根部侧(7，42)处扎根，并在所述萌芽侧(8，41)处发芽；

其特征在于，所述传送带(1，32，43)在横向于所述传送路径(2，35，45)的方向上在所述种植侧(23，36)处折叠成褶痕，其中，所述褶痕从所述种植侧(23，36)移动至所述收获侧(24，37)，并因此沿所述传送路径(2，35，45)变直和变平。

15.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述植物(20，34)分别放置在所述褶痕的脊线上。

16.根据权利要求14至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述植物(20，34)横向于所述传送路径(2，35，45)彼此偏移地被布置在连续的褶痕上。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，种植块(11)被附接在所述柔性传送带(1，32，43)中，并且所述植物(20，34)被附接在所述种植块中。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述传送带(43)从所述种植侧连续地移动至所述收获侧。

Images