專利名稱：一種設置于載人航天器內的植物栽培設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在長期載人的航天器內為航天員居住艙增加氧氣含量、減少 二氧化碳含量的設備。
背景技術：
當前，載人航天器內空氣的含氧濃度大多設計為30%，其余的70%則為氮氣。據 研究報告，當空氣中的氧濃度在18%至30%時，理應能夠滿足航天員維持身體健康的生理 需要。但是，必須同時控制二氧化碳濃度在以下才行。因為當空氣中的二氧化碳達到 2% 10%時，輕則使人頭痛，血壓升高，重則致人昏迷，甚至死亡。航天器內空間狹小，極易 發生二氧化碳濃度超標。為此，當今的載人航天器大多在生命保障系統的空氣凈化和供氧 設施中採用氫氧化鋰或堿性金屬的過氧化物去除二氧化碳或用固態胺分子篩收集二氧化 碳，而后再以化學或物理的方法加以處理。這類方法產生的堿性金屬鹽及航天員的排泄物 和各種生活、工作垃圾都會污染太空艙。所以，用物理、化學方法消除二氧化碳，從環保角度 看，實非上策。而植物在生長過程中的光合作用可以吸收二氧化碳，產生氧氣，正是載人航 天器內部環境的需要。因此，在載人航天器內部裝備可以培植植物的設備，實現植物吸碳制 氧，是解決太空艙空氣中二氧化碳凈化和供氧問題的理想途徑。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種裝置于長期載人的航天器內，用于栽培植物的設備。本實用新型一種設置于載人航天器內的植物栽培設備的技術方案是其總體為筐 形，其結構包括網筐、防水膜、植物培養基質層和供水管系。其中，網筐構成本實用新型植物 栽培設備的框架，使用具有一定剛性的線材或板條材制作，網筐的前后左右和底部均為網 狀結構，上口開放。網筐總體可以為方塊形、圓墩形或斗形。網筐壁的網孔孔徑為2 30mm。 其中，孔徑20 30mm的大孔網筐適于栽培常綠草皮或一般溫室蔬果花木，而孔徑2 4mm 的小孔網筐適于栽培萍藻類植物。在網筐內壁貼附防水膜。防水膜是使用不透水材料制作的薄膜。在防水膜內壁所形成的空間設置植物培養基質層，鋪設或堆積適于植物生長的基 質。在植物培養基質內布設供水管系，供水管系上端與載人航天器內的水源連接，位 于植物培養基質內的水管段設有排水孔。作為優化，本實用新型還設置加強筋框，與網筐體結合，以加強網筐的剛性。加強 筋框的剛性高于網筐。最簡易有效的加強筋框是與網筐上口相適應，與網筐上口邊緣密切 貼附的支撐框。加強筋框還可以如網筐骨架裝配加強筋框有上口，與網筐上口貼附；加 強筋框有下口，與網筐底部周邊結合；加強筋框上口與下口之間設置立柱，設置于方塊形和 斗形網筐的加強筋框在四角設置立柱，設置于圓墩形網筐的加強筋框在四周設置2-5個立柱。加強筋框的使用可以收到兩方面的效果一是提高整個設備的剛性；二是可降低 制作網筐所使用的材料的剛性，減少所用材料的質量，有可能從總體上減輕整個設備的重量。作為優化，本實用新型還在網筐敞開的上口加設網式覆蓋層，以防止在失重環境 下植物培養基質和水體飄逸，同時也將植物生長限制在筐內。在載人航天器內使用本實用新型植物栽培設備栽培光合作用旺盛的植物，利用航 天員居住艙的正常照明，或利用可能采集到的日光，或者以太陽能為能源為所培植的植物 專設光照，在植物生長過程中吸收二氧化碳，釋放氧氣，在一定程度上代替現有的物理化學 方法，解決太空艙中減碳增氧問題。在本實用新型植物栽培設備的基礎上，通過整合航天器內已有的廢水再生、碳水 化合物加工、生物降解、電力供應等設備，實現航天員的排泄物、排遺物和各種生活、工作垃 圾的生物消解，繼而實現太空艙內生物循環再生式的良性可逆反應，最終形成太空生物鏈， 解決太空艙環保問題。

圖1為本實用新型航天器植物栽培設備結構示意圖；圖2為圖1的C-C剖面圖。圖中標號所表示的部件或部位為，1-網筐；2-加強筋框；3-防水膜；4-植物培養 基質層；5-供水管系；6-網式覆蓋層；7-承接管座。
具體實施方式
下面結合實施例作具體說明。如圖1、圖2所示，網筐1構成本實用新型植物栽培設備的框架。網筐1采用線型 金屬材料或有機材料，用編織，或焊接，或粘結方法制作。其中以高強度不銹鋼絲編織為優。 網筐1網孔孔徑為2 30mm。網筐整體呈斗形，下底小上口大。網筐1的敞口邊緣鑲結加 強筋框2，以加強設備剛性。加強筋框2是在形狀上與網筐1相適應的框架結構件，可選用 薄壁不銹鋼管制作。網筐1內壁設置防水膜3，可選用不透水、不透氣的塑料膜制作，以保 濕、保水。在防水膜3的內部空間鋪設或堆放適于植物生長的基質，構成植物培養基質層 4。植物培養基質在大孔網筐中使用由木屑或果木枝碎屑與生態廁所的固態有機顆粒肥料 拌和的混合物，市售的花卉培養土也可使用。在小孔網筐中使用溶解有機肥料的水液。大 孔網筐和小孔網筐用于栽培不同植物。供水管系5埋于植物培養基質層4內，可選用塑料 柔性圓管制作，圓管上布有排水小孔。供水管系5的進水管口安裝有承接管座7。在網筐1 敞開的上口蓋設網式覆蓋層6。網式覆蓋層6可選用小孔金屬網或合成纖維網制作。本實用新型植物栽培設備的上述結構和使用狀態是按航天器進入軌道，失去地球 弓I力的狀況描述的。在航天器發射前本實用新型植物栽培設備應不進入使用狀態，而處于 準備狀態，或組合前狀態。其供水系統的水源是切斷的，設備各部件及設備整體按發射要求 進行固定和必要的包裹。
權利要求1.一種設置于載人航天器內的植物栽培設備，其特征在于，其總體為筐形，其結構包 括網筐、防水膜、植物培養基質層和供水管系；其中，網筐構成本實用新型植物栽培設備的 框架，使用具有一定剛性的線材或板條材制作；防水膜貼附于網筐內壁，使用不透水材料制 作；在防水膜內壁所形成的空間設置植物培養基質層，充填適于植物生長的基質；供水管 系布設于植物培養基質內，供水管系上端與載人航天器內的水源連接，位于植物培養基質 內的水管段設有排水孔。
2.根據權利要求1所述的植物栽培設備，其特征在于，所述網筐是采用不銹鋼絲編織 的結構。
3.根據權利要求1所述的植物栽培設備，其特征在于，網筐壁的網孔孔徑為2 30mm。
4.根據權利要求1所述的植物栽培設備，其特征在于，還設置加強筋框，加強筋框是與 網筐上口相適應，與網筐上口邊緣密切貼附的支撐框。
5.根據權利要求1所述的植物栽培設備，其特征在于，在網筐上口加設網式覆蓋層。
專利摘要一種設置于載人航天器內的植物栽培設備，其特征在于，其總體為筐形，其結構包括網筐、防水膜、植物培養基質層和供水管系；其中，網筐構成本實用新型植物栽培設備的框架，防水膜貼附于網筐內壁，在防水膜內壁所形成的空間設置植物培養基質層，充填適于植物生長的基質；供水管系布設于植物培養基質內，供水管系上端與載人航天器內的水源連接，位于植物培養基質內的水管段設有排水孔。在載人航天器內使用本實用新型植物栽培設備栽培光合作用旺盛的植物，吸收二氧化碳，釋放氧氣，解決太空艙中減碳增氧問題。
文檔編號A01G9/02GK201869610SQ201020582559

公開日2011年6月22日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者王廣義, 王梓桐, 郭亮 申請人:王廣義