适用于高原地区的植物生产氧气系统

摘要

本发明涉及氧气生产技术领域，提供了一种适用于高原地区的植物生产氧气系统，包括收集箱、栽培槽、盖体、二氧化碳发生器、第一气缸、制氧机、混合室、第一抽气泵、第二抽气泵和收集罐，栽培槽设置在收集箱内、且其内种植有植物，盖体设置在栽培槽上，二氧化碳发生器设置在收集箱的内壁上，制氧机的进气口和废气出口均与收集箱连通、氧气出口与混合室连通，第一抽气泵的进气口与外界连通、出气口与混合室连通，第二抽气泵的进气口与混合室连通、出气口与收集罐连通，收集箱、盖板、栽培槽和盖体均由透明材料制成。本发明提供的一种适用于高原地区的植物生产氧气系统，通过植物的光合作用来生产获得了具有合适气压的、且氧浓度较高的空气。

权利要求

1.一种适用于高原地区的植物生产氧气系统，其特征在于：包括氧气生产装置、制氧机、混合室、第一抽气泵、第二抽气泵和收集罐，所述氧气生产装置包括收集箱、栽培槽、盖体、二氧化碳发生器和第一气缸，所述收集箱的内腔在所述收集箱的一侧形成敞口，所述收集箱的所述一侧设置有盖板，所述盖板的一侧与所述收集箱的所述一侧的顶部铰接，所述盖板用于控制所述敞口的开闭，所述收集箱上固定设置有中央控制器，所述中央控制器与外部电源电连接，所述收集箱的内壁上固定设置有第一压力传感器，

多个所述栽培槽间隔设置在所述收集箱内、且与所述收集箱的底部固定连接，每个所述栽培槽内均种植有多颗可进行光合作用的植物，每个所述栽培槽的侧面上均开有多个与所述收集箱的内腔连通的通孔，所述盖体设置在所述栽培槽的上方，所述盖体与多个所述栽培槽紧密配合时、会使得多个所述栽培槽被密封起来，所述二氧化碳发生器固定设置在所述收集箱的内壁上，所述第一气缸沿纵向设置在所述收集箱内，所述第一气缸的上端与所述盖体连接、下端与所述收集箱的底部连接，所述制氧机、所述混合室、所述第一抽气泵、所述第二抽气泵和所述收集罐均设置在所述收集箱外，所述制氧机的进气口与所述收集箱的内腔连通，所述制氧机的氧气出口与所述混合室连通，所述制氧机的废气出口与所述收集箱的内腔连通，所述混合室的内壁上固定设置有氧浓度测定仪和第二压力传感器，所述第一抽气泵的进气口与外界连通，所述第一抽气泵的出气口与所述混合室连通，所述第二抽气泵的进气口与所述混合室连通，所述第二抽气泵的出气口与所述收集罐的进气口连通，所述收集箱、所述盖板、所述栽培槽和所述盖体均由透明材料制成，所述第一压力传感器、所述二氧化碳发生器、所述第一气缸、所述制氧机、所述氧浓度测定仪、所述第二压力传感器、所述第一抽气泵和所述第二抽气泵均与所述中央控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的适用于高原地区的植物生产氧气系统，其特征在于：还包括用于给所述中央控制器供电的太阳能发电装置，所述太阳能发电装置包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，多个所述太阳能电池板分别安装在所述收集箱的两端的外壁上，所述太阳能控制器和所述蓄电池均设置在所述太阳能电池板的下方、且均与所述收集箱的外壁固定连接，所述太阳能控制器与多个所述太阳能电池板电连接，所述蓄电池与所述太阳能控制器电连接，所述中央控制器与所述蓄电池电连接。

3.根据权利要求1所述的适用于高原地区的植物生产氧气系统，其特征在于：还包括两个用于控制所述盖板转动的第二气缸，两个所述第二气缸分别对应设置在所述收集箱的两端、且均与所述中央控制器电连接，所述第二气缸的一端与所述盖板的对应一端活动连接、另一端与所述收集箱的外壁活动连接。

4.根据权利要求1所述的适用于高原地区的植物生产氧气系统，其特征在于：还包括多个安装在所述盖体上的LED灯，多个所述LED灯与多个所述栽培槽一一对应设置，每个所述LED灯能为对应的所述栽培槽提供光照，每个所述LED灯均与所述中央控制器电连接。

5.根据权利要求1所述的适用于高原地区的植物生产氧气系统，其特征在于：还包括多个安装在所述盖体上的喷头，多个所述喷头能与多个所述栽培槽一一对应设置，每个所述喷头能为对应的所述栽培槽内的植物进行喷洒作业，每个所述喷头均与自来水管连通、且均与所述中央控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的适用于高原地区的植物生产氧气系统，其特征在于：所述收集箱的另一侧的内壁上固定设置有第一风机，所述混合室的内壁上固定设置有第二风机，所述第一风机和所述第二风机均与所述中央控制器电连接。

7.根据权利要求1所述的适用于高原地区的植物生产氧气系统，其特征在于：所述栽培槽内的植物为红萍、青稞或地柏。

说明书

适用于高原地区的植物生产氧气系统

技术领域

[0001] 本发明涉及氧气生产技术领域，具体涉及一种适用于高原地区的植物生产氧气系统。

背景技术

[0002] 生命离不开氧气，吸氧的保健功能已经被越来越多的科学研究证明。坚持吸氧能够消除疲劳、提高身体抵抗力和增强抗衰老能力等。因此，定期吸入适量的较高浓度的氧气
会给身体带来许多好处。

[0003] 高原地区的海拔高、空气稀薄且多晴朗天气，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射强、光照强，且高原地区的光照时间也较长，更有利于植物进行光合作用、
产生氧气。但是，高原地区的空气稀薄、气压较低，因此高原地区的空气不便于人体直接吸
收。

[0004] 因此，充分利用高原地区的自然条件，通过植物的光合作用来生产获得具有合适气压的、且氧浓度较高的空气，具有很好的现实意义。

发明内容

[0005] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于高原地区的植物生产氧气系统，使其充分利用高原地区的自然条件，通过植物的光合作用来生产获得具有合适气
压的、且氧浓度较高的空气。

[0006] 为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：一种适用于高原地区的植物生产氧气系统，包括氧气生产装置、制氧机、混合室、第一抽气泵、第二抽气泵和收集
罐，

[0007] 所述氧气生产装置包括收集箱、栽培槽、盖体、二氧化碳发生器和第一气缸，所述收集箱的内腔在所述收集箱的一侧形成敞口，所述收集箱的所述一侧设置有盖板，所述盖
板的一侧与所述收集箱的所述一侧的顶部铰接，所述盖板用于控制所述敞口的开闭，所述
收集箱上固定设置有中央控制器，所述中央控制器与外部电源电连接，所述收集箱的内壁
上固定设置有第一压力传感器，

[0008] 多个所述栽培槽间隔设置在所述收集箱内、且与所述收集箱的底部固定连接，每个所述栽培槽内均种植有多颗可进行光合作用的植物，每个所述栽培槽的侧面上均开有多
个与所述收集箱的内腔连通的通孔，所述盖体设置在所述栽培槽的上方，所述盖体与多个
所述栽培槽紧密配合时、会使得多个所述栽培槽被密封起来，所述二氧化碳发生器固定设
置在所述收集箱的内壁上，所述第一气缸沿纵向设置在所述收集箱内，所述第一气缸的上
端与所述盖体连接、下端与所述收集箱的底部连接，

[0009] 所述制氧机、所述混合室、所述第一抽气泵、所述第二抽气泵和所述收集罐均设置在所述收集箱外，所述制氧机的进气口与所述收集箱的内腔连通，所述制氧机的氧气出口
与所述混合室连通，所述制氧机的废气出口与所述收集箱的内腔连通，所述混合室的内壁
上固定设置有氧浓度测定仪和第二压力传感器，所述第一抽气泵的进气口与外界连通，所
述第一抽气泵的出气口与所述混合室连通，所述第二抽气泵的进气口与所述混合室连通，
所述第二抽气泵的出气口与所述收集罐的进气口连通，

[0010] 所述收集箱、所述盖板、所述栽培槽和所述盖体均由透明材料制成，所述第一压力传感器、所述二氧化碳发生器、所述第一气缸、所述制氧机、所述氧浓度测定仪、所述第二压
力传感器、所述第一抽气泵和所述第二抽气泵均与所述中央控制器电连接。

[0011] 进一步地，还包括用于给所述中央控制器供电的太阳能发电装置，所述太阳能发电装置包括太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池，多个所述太阳能电池板分别安装在所
述收集箱的两端的外壁上，所述太阳能控制器和所述蓄电池均设置在所述太阳能电池板的
下方、且均与所述收集箱的外壁固定连接，所述太阳能控制器与多个所述太阳能电池板电
连接，所述蓄电池与所述太阳能控制器电连接，所述中央控制器与所述蓄电池电连接。

[0012] 进一步地，还包括两个用于控制所述盖板转动的第二气缸，两个所述第二气缸分别对应设置在所述收集箱的两端、且均与所述中央控制器电连接，所述第二气缸的一端与
所述盖板的对应一端活动连接、另一端与所述收集箱的外壁活动连接。

[0013] 进一步地，还包括多个安装在所述盖体上的LED灯，多个所述LED灯与多个所述栽培槽一一对应设置，每个所述LED灯能为对应的所述栽培槽提供光照，每个所述LED灯均与
所述中央控制器电连接。

[0014] 进一步地，还包括多个安装在所述盖体上的喷头，多个所述喷头能与多个所述栽培槽一一对应设置，每个所述喷头能为对应的所述栽培槽内的植物进行喷洒作业，每个所
述喷头均与自来水管连通、且均与所述中央控制器电连接。

[0015] 进一步地，所述收集箱的另一侧的内壁上固定设置有第一风机，所述混合室的内壁上固定设置有第二风机，所述第一风机和所述第二风机均与所述中央控制器电连接。

[0016] 进一步地，所述栽培槽内的植物为红萍、青稞或地柏。

[0017] 本发明的有益效果：本发明提供的一种适用于高原地区的植物生产氧气系统，首先通过盖板将收集箱上的敞口闭合，从而使得收集箱成为一个密闭的空间。等待一段时间
后，栽培槽内的植物进行光合作用产生氧气，氧气穿过栽培槽上的通孔进入收集箱内，使得
收集箱内的氧气浓度升高；然后控制第一气缸收缩，使得盖体与栽培槽紧密配合、从而使得
栽培槽被盖体密封起来；接着制氧机工作，制氧机抽取收集箱内的气体、并进行分离，其中，
分离出的氧气进入混合室内，分离出的其他气体回到收集箱内。进入混合室的氧气与第一
抽气泵抽入的外界空气混合均匀，得到氧浓度较高的空气，当氧浓度测定仪和第二压力传
感器检测到氧浓度值和气压值均达到预设区间时，第一抽气泵停止工作；最后混合室内的
具有合适气压的、且氧浓度较高的空气在第二抽气泵的作用下，进入到收集罐内进行储存。
由此获得了具有合适气压的、且氧浓度较高的空气。

附图说明

[0018] 图1为本发明的结构示意图；

[0019] 图2为本发明的俯视结构示意图；

[0020] 图3为收集箱的结构示意图；

[0021] 图4为收集箱的俯视结构示意图；

[0022] 图5为图4中沿A‑A方向的剖面结构示意图；

[0023] 图6为收集箱的内部结构示意图；

[0024] 图7为混合室的内部结构示意图；

[0025] 图8为本发明的流程示意图。

[0026] 附图标记：10‑氧气生产装置、11‑收集箱、111‑敞口、112‑盖板、113‑中央控制器、114‑第一压力传感器、115‑第一风机、12‑栽培槽、121‑通孔、13‑盖体、131‑LED灯、132‑喷
头、14‑二氧化碳发生器、15‑第一气缸、20‑制氧机、30‑混合室、31‑氧浓度测定仪、32‑第二
压力传感器、33‑第二风机、40‑第一抽气泵、50‑第二抽气泵、60‑收集罐、70‑太阳能发电装
置、71‑太阳能电池板、72‑太阳能控制器、73‑蓄电池、80‑第二气缸。

具体实施方式

[0027] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

[0028] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；
可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件
的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。

[0029] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“水平”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了
便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0030] 此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，
除非另有明确具体的限定。

[0031] 如图1‑8所示，本发明提供一种适用于高原地区的植物生产氧气系统，包括氧气生产装置10、制氧机20、混合室30、第一抽气泵40、第二抽气泵50和收集罐60。

[0032] 具体地，氧气生产装置10包括收集箱11、栽培槽12、盖体13、二氧化碳发生器14和第一气缸15。收集箱11的内腔在收集箱11的一侧形成敞口111，敞口111将收集箱11的内腔
与外界连通。收集箱11的上述一侧设置有盖板112，盖板112的一侧与收集箱11的上述一侧
的顶部铰接，盖板112能够控制敞口111的开闭。收集箱11上固定安装有中央控制器113，中
央控制器113与外部电源电连接。收集箱11的内壁上固定安装有第一压力传感器114。

[0033] 多个栽培槽12间隔设置在收集箱11内、且与收集箱11的底部固定连接。每个栽培槽12内均种植有多颗可进行光合作用的植物。每个栽培槽12的侧面上均开有多个与收集箱
11的内腔连通的通孔，栽培槽12内的植物进行光合作用产生的氧气能够穿过通孔进入到收
集箱11内。盖体13安装在栽培槽12的上方，盖体13与多个栽培槽12紧密配合时、会将收集箱
11上的通孔遮挡住，从而使得多个栽培槽12都被密封起来。

[0034] 二氧化碳发生器14固定安装在收集箱11的内壁上，第一气缸15沿纵向设置在收集箱11内，第一气缸15的上端与盖体13固定连接，第一气缸15的下端与收集箱11的底部固定
连接。第一气缸15处于收缩状态时，盖体13与多个栽培槽12紧密配合，收集箱11上的通孔被
盖体13遮挡住，从而多个栽培槽12都与收集箱11的内腔之间处于隔绝状态。第一气缸15处
于伸长状态时，盖体13也被提升，此时收集箱11上的通孔被显露出来，从而使得栽培槽12与
收集箱11的内腔连通。

[0035] 制氧机20、混合室30、第一抽气泵40、第二抽气泵50和收集罐60均设置在收集箱11外，且都位于收集箱11的另一侧。制氧机20优选为分子筛式制氧机，制氧机20的进气口与收
集箱11的内腔连通，制氧机20的氧气出口与混合室30连通，制氧机20的废气出口与收集箱
11的内腔连通。混合室30的内壁上固定安装有氧浓度测定仪31和第二压力传感器32。第一
抽气泵40的进气口与外界连通，第一抽气泵40的出气口与混合室30连通。第二抽气泵50的
进气口与混合室30连通，第二抽气泵50的出气口与收集罐60的进气口连通。

[0036] 收集箱11、盖板112、栽培槽12和盖体13均由透明材料制成，从而方便阳光能够照射到栽培槽12内的植物。第一压力传感器114、二氧化碳发生器14、第一气缸15、制氧机20、
氧浓度测定仪31、第二压力传感器32、第一抽气泵40和第二抽气泵50均与中央控制器113电
连接。

[0037] 本发明适用于高原地区，且摆放的位置优选为：收集箱11的两端分别位于东西方向，从而使得太阳照射时，制氧机20、混合室30、第一抽气泵40、第二抽气泵50和收集罐60的
阴影不会覆盖在植物上，避免阴影减弱植物的光合作用。

[0038] 在白天时。工作人员首先转动盖板112、以将收集箱11上的敞口111闭合，从而使得收集箱11成为一个密闭的空间。此时，第一气缸15处于伸长状态，中央控制器113控制二氧
化碳发生器14工作，一段时间后，栽培槽12内的植物进行光合作用产生氧气，氧气穿过栽培
槽12上的通孔进入收集箱11内，使得收集箱11内的氧气浓度升高；然后中央控制器113控制
第一气缸15收缩，使得第一气缸15处于收缩状态。此时，盖体13与栽培槽12紧密配合，收集
箱11上的通孔被盖体13遮挡住、多个栽培槽12都被密封起来，从而使得多个栽培槽12都与
收集箱11的内腔处于隔绝状态，中央控制器113控制二氧化碳发生器14停止工作；接着中央
控制器113控制制氧机20工作，制氧机20将收集箱11内的气体抽出、并对抽出的气体进行分
离。其中，分离出的氧气进入混合室30内，分离出的其他气体(主要为氮气)回到收集箱11
内。

[0039] 其它气体回到收集箱11内后，中央控制器113再次控制二氧化碳发生器14工作。二氧化碳发生器14生成的二氧化碳，一方面能与其它气体混合，提高收集箱11内的气压值，当
第一传感器检测到气压值与外界空气的气压值相同时，再打开盖板112，然后中央控制器
113控制第一气缸15伸长，收集箱11上的通孔被显露出来，栽培槽12内的植物就能通过通孔
与外界空气接触，进行换气。换气一段时间后，再转动盖板112、将收集箱11上的敞口111闭
合，由此进入下一个生产氧气的循环；另一方面，二氧化碳发生器14生成的二氧化碳能够提
高收集箱11内的二氧化碳的浓度，从而提高植物光合作用的效率。

[0040] 由于回到收集箱11内的其它气体中不含有氧气，而植物除了光合作用外，还会进行呼吸作用，因此换气的目的是为收集箱11内提供氧气，供植物呼吸。

[0041] 植物在进行换气的同时，进入混合室30的氧气与第一抽气泵40抽入的外界空气混合均匀。这样一方面，能够得到氧浓度较高的空气；另一方面，由于外界空气的气压较低，因
此外界空气与制氧机20分离出的氧气混合后还能提高气压值。当氧浓度测定仪31和第二压
力传感器32检测到氧浓度值和气压值达到预设区间时，中央控制器113控制第一抽气泵40
停止工作，预设的氧浓度不宜过高，否则会引起氧中毒。最后具有合适气压的、且氧浓度较
高的空气在第二抽气泵50的作用下进入到收集罐60内进行储存。由此通过植物的光合作用
来生产获得了具有合适气压的、且氧浓度较高的空气。

[0042] 在夜晚时，盖板112始终保持打开状态，第一气缸15始终处于伸长状态，从而让植物正常进行呼吸作用。

[0043] 在一个实施例中，还包括用于给中央控制器113供电的太阳能发电装置70。具体地，太阳能发电装置70包括太阳能电池板71、太阳能控制器72和蓄电池73。

[0044] 多个太阳能电池板71分别安装在收集箱11的两端的外壁上。太阳能控制器72和蓄电池73均安装在太阳能电池板71的下方、且均与收集箱11的外壁固定连接。太阳能控制器
72与多个太阳能电池板71电连接。蓄电池73与太阳能控制器72电连接，中央控制器113与蓄
电池73电连接。

[0045] 太阳能发电装置70充分利用了高原地区的太阳辐射强、光照强、光照时间较长的自然特点。太阳能为清洁能源，利用太阳能为本系统的各个装置供电，既节约了能源，又保
护了环境。

[0046] 在一个实施例中，还包括两个用于控制盖板112转动的第二气缸80。两个第二气缸80分别对应设置在收集箱11的两端、且均与中央控制器113电连接。第二气缸80的一端与盖
板112的对应一端活动连接、另一端与收集箱11的外壁活动连接。

[0047] 通过第二气缸80的伸缩控制盖板112的转动，进而控制敞口111的开闭，更便于工作人员的使用。

[0048] 在一个实施例中，还包括多个安装在盖体13上的LED灯131。多个LED灯131与多个栽培槽12一一对应设置，每个LED灯131能为对应的栽培槽12提供光照，每个LED灯131均与
中央控制器113电连接。太阳落下后，中央控制器113控制LED灯131开启，从而延长植物进行
光合作用的时间、提高本系统的产量。另外，LED灯131为冷光源，与传统的白炽灯相比，不会
提高环境的温度，进而减少蚊虫的滋生。

[0049] 在一个实施例中，还包括多个安装在盖体13上的喷头132。多个喷头132能与多个栽培槽12一一对应设置，每个喷头132能为对应的栽培槽12内的植物进行喷洒作业，每个喷
头132均与自来水管连通、且均与中央控制器113电连接。

[0050] 中央控制器113控制喷头132定期喷洒，给植物浇水、并同时清洗植物叶片上的灰尘。

[0051] 在一个实施例中，收集箱11的另一侧的内壁上固定设置有第一风机115。混合室30的内壁上固定设置有第二风机33。第一风机115和第二风机33均与中央控制器113电连接。

[0052] 第一风机115在植物在进行换气时开启，从而使得植物换气的效果更好。第二风机33的设计能够使得混合室30内的气体混合得更加均匀。

[0053] 在一个实施例中，栽培槽12内的植物优选为红萍、青稞或地柏。红萍、青稞和地柏的耐寒性较强，在高原地区容易存活，并且其叶片进行光合作用时的产氧量较高。

[0054] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或
基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将
实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说
明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明
内。

[0055] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。