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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710881027.X (22)申请日 2017.09.26 (71)申请人 四川省应用技术有限责任公司 地址 610036 四川省成都市金牛区土桥全 兴路109号 (72)发明人 廖忠烈 蔡玥琦 (74)专利代理机构 成都市辅君专利代理有限公 司 51120 代理人 刘冰心 (51)Int.Cl. A01G 9/02(2018.01) A01G 9/12(2006.01) A01G 27/00(2006.01) A01C 23/04(2006.01) (54)发明名称 智。
2、能高空钢管人工绿岛及制作方法 (57)摘要 智能高空钢管人工绿岛及制作方法,由中心 竖管和n层景观架形成。 景观架由一端焊接于中 心竖管的2-4个弯头和支撑架形成。 弯头焊接端 与中心竖管连通且均装满熟土。 弯头另一端水平 口处栽种藤蔓植物,绿化、 观景。 在中心竖管侧壁 装水总管、 液料总管、 熟土上装滴水滴料管,用滴 灌式供水、 供肥。 由供水泵、 供料泵送入每一层水 平口內。 供水管用雨水、 地下水。 设熟土湿度传感 器与控制櫃内变频器等组成由采集信号智能化 补水； 肥料定期自动补充。 绿岛每天释放氧气， 吸 收二氧化碳， 降低PM2.5,排除,相当 于一片森林。 小型供家庭用， 大型供。
3、公共场所用。 绿岛种置面积大,可供一家人全年的衣食,可做 扶贫项目； 也可用于殡仪馆和教堂骨灰盒的存 放； 还可作成抗风结构,用于沙漠改造。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 107743784 A 2018.03.02 CN 107743784 A 1.智能高空钢管人工绿岛， 其特征是： 1)设由钢管制作的一根中心竖管(1),下端第一段埋入地面混凝土中； 中心竖管上从第 二段起每间隔相同高度H位置固定一组由周向焊接2-4个弯头(2)和一个支撑架(3)组成的 景观架； 支撑架通过周向均布多根吊绳(3A)固定于中心竖管上； 从下至上的景观架为n个, 每个支撑架的面积由下向上逐渐均匀递减。
4、,n段所有弯头尺寸相同,成为单根人工绿岛； 中 心竖管由n根短管焊接而成， 或者用端口带法兰的短管由螺纹连接而成,法兰设在相邻景观 架之间； 2)弯头一端焊接在中心竖管上， 并在焊接端与中心竖管形成通道； 弯头另一端水平口 (2.1)和支撑架在同一水平上； 弯头和中心竖管内孔均装满种植植物所需的熟土(5)； 在每 个水平口处栽种藤蔓型植物(4)； 3)设置向熟土供水供肥料的智能输送系统: 沿中心竖管侧壁装1根水总管(6)和1根液料总管(7)； 设分别与水总管和液料总管连 通向各景观架弯头熟土内间隙式滴水和滴液体肥料的2n根滴水管(61)和滴料管(71)； 在地 面上对应设1台供水泵(6A)和1。
5、台供料泵(7A),供水泵和供料泵液体出口分别与水总管和液 料总管连通,在压力作用下， 向上送水和液体肥料； 向供水泵提供的水源为地下水或井 水,其井水包括雨水、 中水回水； 供水泵设含土壤湿度传感器(2B)和变频器(9A)的自控系 统,按采集湿度自动向熟土供水,或者设含变频器的自控系统,设置定期向熟土自动滴灌供 水； 供料泵设含变频器的自控系统,设置定期向熟土自动滴灌提供液体肥料； 供水泵、 供料泵、 变频器均设在地面控制柜(9)内。 2.按权利要求1所述的智能高空钢管人工绿岛， 其特征是 所述土壤湿度传感器埋在各弯头水平口熟土内,传感器电信号线(2b)装在穿线管内沿 中心竖管下行接电控柜(9。
6、)内控制模块(9B)输入口； 控制模块信号输出端(9B1)处连接检测 每一组传感器信号的巡检模块(9C)； 控制柜设显示熟土湿度的显示屏； 巡检信号接入可编 程控制器PLC模拟量回路， PLC与变频器联网， 电信号驱动变频器自动向熟土供水。 3.按权利要求1或2所述的智能高空钢管人工绿岛， 其特征是中心竖管顶端装设避雷针 (1A)。 4.按权利要求1或2所述的智能高空钢管人工绿岛， 其特征是在熟土与弯头和中心竖管 内孔间设保温层(5.1)。 5.按权利要求1或2所述的智能高空钢管人工绿岛， 其特征是可用多根间隔B20米的 单根人工绿岛,以三角形的排列方式组成一组抗风结构人工绿岛阵。 6.按权利。
7、要求1所述的智能高空钢管人工绿岛， 其特征是单根人工绿岛总高36m,中心 竖管管内径取为426mm,第一个景观架面积取78.5； 第二个景观架面积比第一个减少10 ； 景观架总个数n6； 相邻景观架高度差H5m； 埋入深度H04m； 滴水管、 滴料管内孔孔 径为20mm。 7.按权利要求1所述的智能高空钢管人工绿岛的制作方法， 其特征是有法兰短管的人 工绿岛的制作,有如下步骤: 1)在工厂内制作n根管径壁厚与中心竖管相同的短管(1c)； 其中n-2根短管,每根短管 两端口共焊接两个法兰,长度完全相同； 且短管中间焊接的2-4个弯头、 预制支撑架和吊绳； 底部和顶部的两只短管每根两端口只带一个法。
8、兰,一根长度最长的大于10m短管的用于地 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 107743784 A 2 面埋入混凝土中的第一段管道,第二根用作最顶部的第n段短管； 所有管道的端口法兰用螺 纹锁紧连接起来， 形成一个钢管柱， 并将n根短管内和弯头内均灌满熟土； 2)在工厂内调试好带变频器和水泵的控制櫃， 送到现场安装、 调试， 使供水供料配置的 压力管道正常工作； 3)在现场将n根短管垂直连接成中心竖管； 中心竖管下端H0埋入混凝土； 若要加固,埋 入三角架(8),然后浇筑混凝土； 4)在混凝土固结后,在每个弯头水平口处安装景观架； 即将预制支撑架和吊绳分层装 上去； 然后栽种藤蔓型植物。
9、； 5)现场安装供水总管、 液料总管、 滴水管、 滴液管、 湿度传感器、 各处电信号线； 连接控 制櫃外部输水、 信号线管路。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 107743784 A 3 智能高空钢管人工绿岛及制作方法 (一)技术领域 0001 本发明智能高空钢管人工绿岛及制作方法,涉及立体绿化技术。 属林业中园艺、 花卉类(A01G)和种植、 播种施肥类(A01C)。 (二)背景技术 0002 城市高楼集中的地方， 因为植物的稀少将会造成热岛效应和PM2.5超 标。 城郊的 炼钢厂、 炼油厂因为碳的燃烧大量释放二氧化碳， 也会造成热岛 效应。 热岛效应的特点是 局部地区的温度高于其。
10、他地区， 空气中的二氧化 碳、 二氧化氮、 二氧化硫的浓度都高于其 他地区， 固体悬浮物和PM2.5也将 高于其他地区。 热岛效应和PM2.5将对居民的寿命造成巨 大的威胁。 0003 解决热岛效应和PM2.5最有效的方法是植树， 但树木的成长是需要很长 时间的， 在钢筋混凝土的城市里很少有空间能允许种植大片的树木， 城市的 草坪虽然有代替树木 吸收二氧化碳的功能， 但由于草坪作用相较于大容积的 城市而言， 能净化空气和降低 PM2.5的作用微乎其微。 0004 所以为解决城市中热岛效应和PM2.5对居民寿命的影响,补充城市中树木 和草坪 净化空气的不足,高空人工立体绿化装置的开发将提上日程。。
11、 (三)发明内容： 0005 本发明提供的智能高空钢管人工绿岛及制作方法,其目的就是要解决现有城市中 热 岛效应和PM2.5对居民寿命的影响,补充城市中树木和草坪净化空气的不 足。 0006 技术方案如下: 0007 智能高空钢管人工绿岛， 其特征是： 0008 1)设由钢管制作的一根中心竖管1,下端第一段埋入地面混凝土中； 中心竖管上从 第二段起每间隔相同高度H位置固定一组由周向焊接2-4个弯头2和一个支撑架3组 成的景 观架； 支撑架3通过周向均布多根吊绳3A固定于中心竖管上； 从下至上的景观 架为n个,每 个支撑架的面积由下向上逐渐均匀递减,n段所有弯头尺寸相同,成为单 根人工绿岛； 中。
12、心 竖管由n根短管焊接而成， 或者用端口带法兰的短管由螺纹连接而 成,法兰设在相邻景观 架之间。 2)弯头2一端焊接在中心竖管1上， 并在焊接端与中 心竖管形成通道； 弯头另一端 水平口2.1和支撑架在同一水平上； 弯头和中心竖管内 孔均装满种植植物所需的熟土5； 在 每个水平口处栽种藤蔓型植物4。 3)设置向熟土供 水供肥料的智能输送系统:沿中心竖 管侧壁装1根水总管6和1根液料总管7； 设分 别与水总管和液料总管连通向各景观架弯头 熟土内间隙式滴水和滴液体肥料的2n根 滴水管61和滴料管71； 在地面上对应设1台供水泵 6A和1台供料泵7A,供水泵和供 料泵液体出口分别与水总管和液料总管连。
13、通,在压力作用 下， 向上送水和液体肥料。 向供水泵提供的水源为地下水或井水,其井水包括雨水、 中水 回水。 供水泵设含 土壤湿度传感器2B和变频器9B的自控系统,按采集湿度自动向熟土供 水,或者设含变 频器的自控系统,设置定期向熟土自动滴灌供水。 供料泵设含变频器的 说 明 书 1/5 页 4 CN 107743784 A 4 自控系统,设 置定期向熟土自动滴灌提供液体肥料。 供水泵、 供料泵、 变频器均设在地面 控制柜 9内。 0009 上述土壤湿度传感器2B可埋在各弯头水平口2.1熟土内,传感器电信号线2b装在 穿线管内沿中心竖管下行接电控柜内控制模块9B输入口； 控制模块信号输出端9B。
14、1处 连接 检测每一组传感器信号的巡检模块9C； 控制柜设显示熟土湿度的显示屏； 巡检信号 接入可 编程控制器PLC模拟量回路， PLC与变频器联网， 电信号驱动变频器自动向熟 土供水。 0010 上述中心竖管顶端可装设避雷针1A。 在上述熟土与弯头和中心竖管内孔间可设保 温层5.1。 上述多根间隔B20米的单根人工绿岛,可采用三角形排列方式组成一组抗 风结 构人工绿岛阵。 上述单根人工绿岛尺寸可设计为:总高36m,中心竖管管内径取为 426mm,第 一个景观架面积取78.5； 第二个景观架面积比第一个减少10； 景观架 总个数n6； 相 邻景观架高度差H5m； 埋入深度H04m； 滴水管61。
15、、 滴料管71内孔孔径 为20mm。 0011 上述智能高空钢管人工绿岛的制作方法， 其特征是有法兰短管的人工绿岛的制 作, 有如下步骤: 0012 1)在工厂内制作n根管径壁厚与中心竖管相同的短管1c； 其中n-2根短管,每根短 管两端口共焊接两个法兰,长度完全相同； 且短管中间焊接的2-4个弯头2、 预制支 撑架3和 吊绳3A； 底部和顶部的两只短管每根两端口只带一个法兰,一根长度最长的大 于10m短管 的用于地面埋入混凝土中的第一段管道,第二根用作最顶部的第n段短管； 所有管道的端 口法兰用螺纹锁紧连接起来， 形成一个钢管柱， 并将n根短管内和弯头 内均灌满熟土5。 2) 在工厂内调试好。
16、带变频器和水泵的控制櫃， 送到现场安装、 调 试， 使供水供料配置的压力 管道正常工作。 3)在现场将n根短管垂直连接成中心竖管 1； 中心竖管下端H0埋入混凝土； 若要加固,埋入三角架8,然后浇筑混凝土。 4)在混 凝土固结后,在每个弯头水平口2.1处安 装景观架； 即将预制支撑架和吊绳分层装上去； 然后栽种藤蔓型植物4。 5)现场安装供水总 管6、 液料总管7、 滴水管61、 滴液管 71、 湿度传感器2B、 各处电信号线； 连接控制櫃9外部输 水、 信号线管路。 0013 本发明有益效果： 0014 1)若 “人工绿岛” 高60m， 常年生长的绿色植物的有效覆盖面积 500m2， 每天可。
17、吸 收的二氧化碳量800Kg(每年可以吸收300T二氧化碳)， 每天可以释放氧气600kg(每年可以 释放200T氧气)； 周围200亩地的范围 内空气中的细菌可以减少50， 二氧化硫、 二氧化氮 等有害气体可以减少 27， PM2.5降低50。 如果设置多个 “人工绿岛” ， 其排除 和 PM2.5的功能相当于一片森林的作用。 2)采用中心竖管、 双弯头或四弯头、 景观 架及优 化参数尺寸等设计,充分保证人工绿岛的强度和稳定性的基础上有较大的绿 化面积。 3)按 本发明的制作方法,工程的施工期短。 以60m高度的 “人工绿 岛” 为例， 从焊管装熟土、 焊支 撑架、 连接法兰、 栽培植物基本。
18、上可以在半 个月内完成1个 “人工绿岛” 的工程。 4)采用湿度 传感器和变频器结合的自控系 统供水或变频器控制定期施肥,使人工绿岛供水供料智能 化,自动进行补水补 料， 不需要过度耗费人力。 5)利用雨水、 井水、 地下水供水,可大大节约 水 资源。 6)种植的藤蔓型绿化植物4， 有如下三类选择： A栽种葡萄类藤蔓型 植物， 60米高 度的 “人工绿岛” 有22-44个弯头的开口， 可以种植22-44 株葡萄， 既可在夏秋遮天蔽日， 也 可以在秋季收获一吨以上的葡萄。 B.可以 种植四季长青的藤蔓型植物： 如五叶地锦、 绿萝、 蟹爪兰、 合果芋、 鱼背竹 等。 许多植物是当年栽种， 当年布满。
19、整个景观架。 C.也可以种植四 说 明 书 2/5 页 5 CN 107743784 A 5 季开花的 藤蔓植物： 如炮仗花、 紫藤、 藤本月季、 蓝雪花、 球兰、 铁线莲、 藤本皇 后、 三角梅、 使君子、 黄木香、 、 蒜香滕、 蔓性风铃花、 羽叶茑萝、 多花素 馨、 珊瑚藤、 大花老鸦咀。 这些植 物既可以作为绿化植物也可以作为景观植 物。 7) “人工绿岛” 适应范围大:可以是供家庭自 食其力用的小型 “人工绿 岛” ， 也可以是公共场所用的大型 “人工绿岛” 。 凡是不能大片绿化 的高楼林 立的地方都可以建立一个或多个大型 “人工绿岛” 。 8) “人工绿岛” 装置可 作为扶 贫项目。
20、,也可以改造沙漠使用， 让沙漠地区很快形成一个大面积的绿 化区域， 形成一个独 特的小气候区域。 让沙漠地区的农民每家分管100株高 100米的管道,每5米一层,约20层, 可相当于100亩地的种置面积的空中农 场,如果种上葡萄或瓜果,可以满足数十家人全年 的衣食所需。 9) “人工绿 岛” 可用于殡仪馆和教堂中骨灰盒的永久存放地。 使用不锈钢管道 的人工绿岛寿命长 达1000年， 可以作为半永久性的绿化设施。 10) “人工绿岛” 可作成一组 抗风结构 的绿岛阵,可用于风沙极大的沙漠。 (四)附图说明 0015 图1单根智能高空钢管人工绿岛整体布置示意图。 0016 图1.1法兰连接的中心竖。
21、管。 0017 图1.2焊接的中心竖管。 0018 图1.3每个景观架结构示意图。 有藤曼植物、 弯头、 支撑架和吊绳。 0019 图2为图1的A-A剖视图。 既供水总管6、 供料总管7、 熟土湿度传感器电 信号线2b周 向布置图。 0020 图3供水泵和供料泵、 水总管6和料液总管7、 滴水管和滴料管管路分布图。 0021 图4供水供料自控系统原理及管路图。 0022 图5湿度传感器2B埋设位置及电信号线引出示意图。 0023 图6巡检模块9C示意图。 0024 图7是n层景观架俯视图。 0025 图8抗风结构人工绿島俯视图。 (五)具体实施方式 0026 本实施例1:智能高空钢管人工绿岛，。
22、 包括如下: 0027 1)总体结构及尺寸,见图1,由钢管制作的一根中心竖管1,下端第一段埋入地面 混凝土10中； 中心竖管上从第二段起每间隔相同高度H位置固定一组景观架,景观架 由一 端焊接于中心竖管的两个弯头2和一个支撑架3组成,支撑架3通过周向均布多 根吊绳3A固 定于中心竖管上； 弯头另一端水平口2.1和支撑架3属于一个水平面 3B。 支撑架3作为预制 件在安装时水平固定在中心竖管1上。 从下至上的景观架为n 个,每个支撑架的面积由下向 上逐渐均匀递减,n层每个弯头尺寸相同,成为单根人工 绿岛。 0028 见图1.2,中心竖管1可为整根焊接管,即由n根短管焊接而成。 (图1.1中每根 。
23、焊接 短管上先焊有两个弯头)。 见图1.1,中心竖管1也可采用端口带法兰1B的短管 1C由螺纹连 接而成,法兰1B设在相邻景观架之间。 本实施例1采用法兰短管螺纹连 接结构。 见图1,中心 竖管顶端装设避雷针1A， 成为单根人工绿岛。 总高12-400m内 (不高于当地的最高建筑物), 其中心竖管管径公称直径为DN200-800mm范围内。 说 明 书 3/5 页 6 CN 107743784 A 6 0029 2)每个景观架结构,见图1、 图1.3,每个弯头2一端焊接于中心竖管1上， 与中 心竖 管相通。 另一端水平口2.1与支撑架3在一个水平面3B上。 两弯头和中心竖管 内孔连通均装 满种。
24、植植物所需的熟土5。 每个水平口2.1处栽种藤蔓型植物4,且在景 观架上长满景观植 物。 见图2,弯头内熟土和中心竖管内的熟土与钢管间可增设保湿层 5.1。 0030 本实施例单根人工绿岛优化尺寸如下:见图1,图1.1,总高36m,中心竖管内径取 426mm,弯头底面至该段上法兰面距离H21m,帶两法兰的每根短管长H5m,即为相邻景 观架高度H5m。 第一个支撑架31面积取78.5； 第二个支撑架32面积比第一个减 少10； 景观架(即支撑架)总个数n6； 埋入混凝土深度H04m。 图1中从下至上仅画 出了三组景 观架:第一组为两弯头2(21)和支撑架3(31)； 第二组为两弯头2(22)和支。
25、 撑架(32)； 最顶上 第n组为两弯头2(2n)和支撑架3(3n)。 其中支撑架的面积 31323n； n层弯头的尺寸相同 均为219mm。 0031 3)设置向熟土供水供肥料的智能输送系统: 0032 见图1、 图2、 图3,沿中心竖管侧壁装1根水总管6和液料总管7； 以及与两根水 料 总管连通向各景观架弯头熟土内间隙式滴水和滴液体肥料的2n根滴水管61、 滴料 管71。 每 个弯头水平口2.1上分布滴水和滴液体肥料有两套管路， 分别供水、 供肥, 均采用滴灌方 式,一般滴管连续滴水5分钟,停止间隙5-30分钟。 本实施例水总管6、 料液总管7内孔孔径 采用20mm。 见图4,图3,在地面。
26、上对应设1台供水泵6A和1台供 料泵7A,供水泵和供料泵与水 总管6和液料总管7之间分别设止推阀6B、 7B。 在压力 作用下， 向上送水和液体肥料。 向供 水泵提供的水源可为地下水或井水,其井水包 括雨水、 中水回水。 中水回水和处理后地下 水均可通过管路排入水井中， 作为供水水 源， 还可以使用雨水。 见图4,本实施例1供水泵 6A设含土壤湿度传感器2B和变频 器9B的自控系统,按采集湿度自动向熟土供水。 见图5、 图 2、 图4,由弯头水平口 2.1熟土内埋设的湿度传感器2B采集信号， 在穿线管内每层两个弯头 的两个传感器电 信号线2b沿中心竖管下行接电控柜9内控制模块9B输入口,见图4。
27、、 图6,控 制模块 9B信号输出端9B1处连接巡检模块9c,检测每一组传感器的信号， 地面控制柜显示 屏 上显示熟土湿度。 巡检信号接入可编程控制器PLC模拟量回路， PLC与变频器联网， 电信 号驱动变频器9A自动控制供水泵水量。 供水泵6A接收熟土湿度传感器2B的信 号， 进行工 作。 每个弯头的出口处有1个传感器2B， 12个弯头， 12个传感器， 采用 消防探头巡检的软件 分时段接收每个传感器模拟的信号， 对缺水的植物层及时供水。 见图4,供料泵7A由变频 器9A设置自动定期向熟土以滴灌方式提供液体肥料。 见 图3,供料泵7A先将液体肥料压入 液料总管7然后送至各滴料管71。 见图1。
28、、 图4, 供水泵6A、 供料泵7A、 变频器9A均设在地面 控制柜9内。 0033 本实施例1上述智能钢管高空人工绿岛的制作方法， 包括有如下步骤: 0034 1)见图1、 图1.1,在工厂内制作7根管径壁厚与中心竖管相同的短管1c:其中有5 根是两端口焊接两个标准法兰,且短管中间有焊接的2个弯头2和后安装的支撑架3 及吊绳 3A,短管长度完全相同。 见图1,其余底部和顶部的两根短管， 每根短管只带一 个法兰,底部 的短管长度为10M， 埋进混凝土内部分为4M， 顶部的短管上焊接有避雷 针1A。 0035 见图1.1,中心竖管的短管1c内径426mm； 每根短管内填满熟土。 见图1,人工绿岛。
29、 总高36米， 使用7根短管,埋入地面第一根短管的地面上高度H16米， 埋入深度 H04m,第 一根短管总高10m。 其余短管高均为H5米。 最顶部的第7层短管为5m。 见 图1.1弯头水平面 说 明 书 4/5 页 7 CN 107743784 A 7 距上方法兰高度为H21m,短管固定位置焊接有两个弯头2； 短管的 两个端口焊接有如图 所示尺寸的标准法兰1B。 图1.3,弯头的水平口平面3B与吊篮3A 底端处于同一个平面。 短管 的两个端口焊接有如图所示尺寸的标准法兰1B。 0036 2)见图1,在工厂内装配好控制櫃内有供水泵、 供料泵、 止回阀及管路接口。 0037 3)在现场将7根短管。
30、垂直连接成中心竖管1； 中心竖管下端H0埋入混凝土。 若要 加 固,埋入三角架8,然后浇筑混凝土； 有水井的,在浇筑混凝土之前安装井水管路。 0038 4)在混凝土固结后,在每个弯头水平口2.1处安装预制景观架(见图7)； 栽种藤蔓 型植物。 0039 5)现场安装水总管6、 料液总管7、 滴管61、 71、 传感器及电信号线、 控制櫃9。 0040 实施例2 见图8 0041 除以下特征外,其于与实施例1完全相同 0042 见图8,取5根高度为36米的单根人工绿岛,第一排相邻两根两两间隔为B30 米， 第二排采取错位排列的方式， 两排间间距30米,这样可以组成一组人工绿岛阵, 多组人工 绿岛。
31、阵的高度一样。 这种三角形排列的绿岛阵可以增加感官效果， 如果顶部 以钢索连接， 则可以组成抗风的结构。 绿岛阵可用于沙漠改造。 说 明 书 5/5 页 8 CN 107743784 A 8 图1 说 明 书 附 图 1/5 页 9 CN 107743784 A 9 图1.1 图1.2 说 明 书 附 图 2/5 页 10 CN 107743784 A 10 图1.3 图2 图3 说 明 书 附 图 3/5 页 11 CN 107743784 A 11 图4 图5 图6 说 明 书 附 图 4/5 页 12 CN 107743784 A 12 图7 图8 说 明 书 附 图 5/5 页 13 CN 107743784 A 13 。