基本信息
- 项目名称：
- 一种新型的自动灌溉花盆
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本设计采用负压灌溉原理，在不需要常规加压系统中所使用的水泵的条件下，根据植物需要，持续自动补充植物所需要的水分和养分，从而达到自动灌溉植物的目的。该自动灌溉花盆由灌溉水源系统、花盆系统和连接系统3部分组成。整个灌溉过程完全是依靠负压吸收水分完成的，作物一直处于主动吸水状态。负压大小的调节可通过改变水源的水位来实现。
- 详细介绍：
- 本设计为一种新型的可以自动灌溉的花盆。该项设计采用负压灌溉原理，在不需要常规加压系统中所使用的水泵的条件下，根据植物需要，持续自动补充植物所需要的水分和养分，从而达到自动灌溉植物的目的。 为了达到本设计目的，采用负压灌溉的原理。该自动灌溉花盆由灌溉水源系统、花盆系统和连接系统3部分组成。其中，水源系统主要包括马氏瓶等；花盆底盘即为灌水器，灌水器为圆盘形，上表面过水不过气，直接和花盆中的土壤接触，灌水器侧面有一管道，可以连接水源与灌水器；连接系统由塑料软管、排气阀、逆止阀及闸阀等组成。灌溉水源采用马氏瓶供水，当液体流出时，瓶顶形成真空，空气只从进气口中进入，进气口下口即为接触空气点，因此只要溶液不低于进气口下口，进气口以上溶液的增减将不影响水压，因此保证了水源的恒压供水。花盆的底座即是花盆的组成部分，也是花盆的灌水器，可以做成不同的形状（如圆形、矩形等），底座所用的材料满足过水不过气的要求，底座为盘状。底座带有进水口。将花盆底座进水口和马氏瓶的供水口通过输水软管连接。在水源供水口和花盆底座的进水口之间形成了一个负压灌溉环境。灌水量的多少可以通过调节马氏瓶的高低来调节。该设计的特征在于：马氏瓶有多种型号，可根据需要选用；马氏瓶的进气口可以低于花盆底；在马氏瓶的进气口和花盆底座之间不需要现有技术中的加压水泵；因为马氏瓶的进气口低于花盆底座，依靠作物和土壤的需水实现灌溉，因此不产生重力水，避免了水渍现象发生。 当作物耗水时，吸收土壤中的水分，土壤含水率减小，负压增加，土壤从灌水器中吸收水分，灌水器通过输水管道从水源吸收水分。整个灌溉过程完全是依靠负压吸收水分完成的，作物一直处于主动吸水状态。该项发明解决了很多家庭“工作繁忙，没时间养花”的难题，具有“节水、节能、自动补水、自我调控”等优点。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：由于人民生活水平的提高，人们对花卉的需求越来越多。对于盆栽花卉来说，花盆的使用必不可少，花卉作为植物，灌溉和施肥也是必不可少的。但是，当家庭成员外出较长时间的情况下，花卉的灌溉成为问题。该作品为了解决这个问题，发明了一种可以自动灌溉施肥的花盆。该项发明采用负压灌溉的技术原理，在不需要常规加压系统中所使用的水泵的条件下，根据植物需要，持续自动补充植物所需要的水分和养分，从而达到自动灌溉植物的目的。 基本思路：该自动灌溉花盆由灌溉水源系统、花盆系统和连接系统3部分组成。其中，水源系统主要包括马氏瓶等；花盆底盘即为灌水器，灌水器为圆盘形，上表面过水不过气，直接和花盆中的土壤接触，灌水器侧面有一管道，可以连接水源与灌水器；连接系统由塑料软管、排气阀、逆止阀及闸阀等组成。整个灌溉过程完全是依靠负压吸收水分完成的，作物一直处于主动吸水状态。负压大小的调节可通过改变水源的水位来实现。 创新点：1、土壤水基质势是负压灌溉实现的主要动力，灌溉中无需增加水泵等设备，节省能源；2、该系统在植物吸水作用产生的土壤水吸力驱动下工作，系统可以自我调控，变“被动灌溉”为植物获取的“主动吸水”，这样盆景就不再需要人为的看管，从而能够节省时间；3、作物吸收水分的多少，和水源的水位有关，作物吸收的水分完全可以通过改变水源水面的位置来控制，达到精准灌溉。 技术关键点：花盆的底部既是花盆的组成部分，又具有灌水器的作用；完成自动灌溉不需要加压设备。
科学性、先进性
- 其科学性、先进性及独特性之处表现在： 1、由于土壤水基质势（土壤的吸力）是负压灌溉实现的主要动力，灌溉中无需增加水泵等设备，节省能源； 2、该系统在植物吸水作用产生的土壤水吸力驱动下工作，系统可以自我调控，变“被动灌溉”为植物获取的“主动吸水”，这样盆景就不再需要人为的看管，从而能够节省时间； 3、灌溉过程中不会产生重力水，并且灌水器在底部，因此不会造成深层渗漏和表面蒸发，不会产生水渍问题； 4、植物所需水可以随时得到补充，并且土壤的含水率可通过自动调节保持在一个合理的水平，避免了常规浇花时存在的“多灌”“少灌”等一系列错误的灌溉弊病； 5、作物吸收水分的多少，和水源的水位有关，作物吸收的水分完全可以通过改变水源水面的位置来控制，达到精准灌溉。
获奖情况及鉴定结果
- 暂无获奖情况。情况属实，同意申报。
作品所处阶段
- 实验室阶段 。
技术转让方式
- 专利。
作品可展示的形式
- 实物、产品，图纸，现场演示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 新型自动灌溉花盆具有实用、省时、省力和省心的优点，可以使得一些家庭想实现“简朴而又有着生机”的愿望成为可能，可以实现短期无人看管而自动灌溉。这一设计还可以进一步推广到设施农业中的盆栽作物，促进设施农业的发展，给设施农业栽培提供一个新的思路。 随着人民生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也越来越高，都想要享受绿色生活，但又由于工作节奏的加快和工作压力的增加，没有时间顾及生活质量。新型自动灌溉花盆利用了“负压灌溉”这一基本原理，把景观艺术和节水灌溉联系在一起，实现了花盆的自动灌溉和施肥，解决了人们工作和享受的矛盾，具有广阔的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 2005年7月 ，广东省深圳市的陈晓红女士申请了实用新型自动灌溉花盆的专利，该花盆包括电源、内盆、外盆、水泵、导管、湿度感应装置，其特征在于：随湿度信号接收器信号变化而开启水泵，从而在借助电能的作用达到自动灌溉的目的。 2008年1月，上海的瞿云涛、钱雨斐申请了”一种自动灌溉花盆“的专利，该花盆特征在于，由注水口、电池盒、定时触发器、警戒触发器、双层空心花盆、注水开口、蜂鸣报警器组成，注水口设于双层空心花盆的上端，在双层空心花盆的外侧设有电池盒、定时触发器和警戒触发器，电池盒通过定时触发器和警戒触发器连接，双层空心花盆的内侧下端设有注水开口，注水开口与定时触发器连接，定时触发器下端设有蜂鸣报警器。从而达到自动灌水的效果。该专利解决了原有同类型的花盆在进行灌溉时将整个上端面盖有水流或水渍的问题，保持了花盆的干净，整洁，更为消费者所喜爱。 综上所述，国内关于自动灌溉花盆的专利很多，但都没有脱离常规的灌溉，即需要灌溉加压设备——水泵。 1996年，日本三菱化工集团申请了一项专利———负压灌溉系统。系统由分为上下两层的容器构成，上层装填土壤用于种植植物，下层容器装水。多孔管埋入上层容器内的土壤中，一端与下层盛水容器连接。与多孔管相接触的土壤内的水势和多孔管内的水势差，形成了水由盛水容器向土壤流动的驱动力。该系统可用于作物的盆栽。1998年，该公司又申请了一项与之十分相似的负压灌溉系统，将多孔管改为了多孔板，其他未变。该专利利用了负压灌溉的原理，但下层容器中的水一旦减少，就不能和多孔管或多孔板接触，因此灌溉就不能实现，因此需要不断补充水分到下层容器中，因此并没有得到实际的应用。 2005年，中国农业大学的雷廷武教授申请了一项发明专利“一种灌溉方法及其灌溉系统”，该系统可以实现负压连续灌溉，但没有涉及到具体的应用。
