一种应用于多雨雪地区的新型蓄雪式农业大棚
技术领域
本发明涉及农业大棚技术领域，更具体地说，涉及一种应用于多雨雪地区的新型蓄雪式农业大棚。
背景技术
随着高分子聚合物－聚氯乙烯、聚乙烯的产生，塑料薄膜广泛应用于农业。日本及欧美国家于50年代初期应用温室薄膜覆盖温床获得成功，随后又覆盖小棚及温室也获得良好效果。我国于1955年秋引进聚氯乙烯农用薄膜，首先在北京用于小棚覆盖蔬菜，获得了早熟增产的效果。大棚原是蔬菜生产的专用设备，随着生产的发展大棚的应用越加广泛。当前大棚已用于盆花及切花栽培；果树生产用于栽培葡萄、草莓、西瓜、甜瓜、桃及柑桔等；林业生产用于林木育苗、观赏树木的培养等；养殖业用于养蚕、养鸡、养牛、养猪、鱼及鱼苗等。
随着我国设施农业的发展，现在全国各地兴建了非常多的蔬菜大棚，为了冬季粮食储存作出了巨大的贡献，据不完全统计，现在全国大约有蔬菜大棚5000万亩，而且每年还在大面积增加，但是每年对于雨雪天气中的农业大棚来说，一旦遇到较大的雨雪时，大雪在大棚上堆积得不到及时清理时，甚至会压垮大棚，造成巨大的损失，因此每年关于大雪压塌大棚的新闻在各地屡见不鲜，例如2018年湖北钟祥市柴湖镇蔬菜种植大户周某共有55个大棚，共计60多亩，其中51个大棚被大雪压垮，初步估计损失达100万左右；据不完全统计，2018年安徽、江苏、湖北、湖南、河南、陕西等地因温室大棚坍塌和倒塌导致农作物损失达20万亩，受灾人数达62万人左右，经济损失达五亿多元。
由此可见在多雨雪天气的地区，雪灾对于农业大棚的威胁十分巨大，一般种植户采用两种办法来面对雪灾，一是加强大棚结构提高稳定性，从而来抵挡大雪，此法不仅导致大棚投入成本十分高昂，且效果不佳，在面对较大雪灾时仍然会出现压塌现象，二是通过人工不断清雪来保持大棚上不会堆积过厚的雪，此法不仅耗时耗力，且具有一定的危险性，在面对连绵不断的大雪时显得无能为力，因此亟需一种新型农业大棚来帮助种植户抵挡雪灾减少损失。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于多雨雪地区的新型蓄雪式农业大棚，它可以实现在雨雪天气中提供一道保障，在大棚上积雪到达一定厚度时，利用积雪的重量下压触发定深融雪筒的融雪动作，迫使自消融雪球破裂释放出自发热材料粉末至积雪中，利用积雪的多孔特点，与其孔隙内空气中的氧气发生氧化反应释放出大量热量，促使积雪开始自主融化并导流收集，减少大棚上的积雪避免重量过大压塌大棚，在上层积雪融化后定深融雪筒恢复正常状态不再继续融雪，从而始终保持积雪在一定的安全厚度，反过来利用雪层来对大棚进行保温，实现对积雪的扬长避短，发挥大雪保温优势的同时降低其对大棚的威胁，对农业大棚进行安全的蓄雪防护，有效保障大棚的安全生产。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种应用于多雨雪地区的新型蓄雪式农业大棚，包括大棚本体，所述大棚本体侧壁上安装有一对对称分布的蓄水沟槽，所述大棚本体上端固定连接有多个均匀分布的弧形引流管，且弧形引流管左右两端分别延伸至蓄水沟槽内，所述蓄水沟槽下端固定连接有一对导水管，所述导水管连接有蓄水池，所述弧形引流管上端固定连接有多个环形阵列分布的定深融雪筒，所述定深融雪筒外表面开设有多个环形阵列分布的雪压滑移槽，所述雪压滑移槽内滑动卡接有环形磁铁，所述环形磁铁与雪压滑移槽底壁之间固定连接有弹性伸缩杆，所述环形磁铁外端固定连接有感知板，所述定深融雪筒内固定连接有布料盘，所述布料盘外侧壁上开设有多个出球通道，所述出球通道下底壁上开设有多个均匀分布的落水孔，所述出球通道内设置有自消融雪球，所述定深融雪筒内表面开设有多个与出球通道相匹配的通磁孔，且通磁孔与环形磁铁同样相匹配，所述环形磁铁内端壁上固定连接有分隔板，所述分隔板靠近布料盘一端固定连接有多个均匀分布的助裂针，所述分隔板上开设有多个与助裂针相间分布的释粉孔，所述感知板上开设有多个均匀分布的连通槽。
进一步的，所述释粉孔内镶嵌有过盈配合的磁性密封球，且磁性密封球与连通槽之间间隙配合，所述磁性密封球远离助裂针一端固定连接有伸缩式导热丝，且伸缩式导热丝插设于连通槽内，利用自消融雪球刺破时急剧增大的冲击力推动磁性密封球离开释粉孔，使其带动伸缩式导热丝向感知板外的积雪中移动，不仅可以实现向积雪中喷洒自发热材料粉末，同时利用伸缩式导热丝的高导热性对积雪进行融化。
进一步的，所述磁性密封球包括磁性内球和包裹在磁性内球表面的橡胶球套，所述橡胶球套外表面上镶嵌连接有多个均匀分布的耐磨钢珠，利用环形磁铁对磁性内球的磁吸作用，迫使磁性密封球带动伸缩式导热丝从积雪中复位，橡胶球套用来提高释粉孔处的密封性，从而提高自消融雪球释放时对磁性密封球的冲击足够大，耐磨钢珠则起到保护橡胶球套的作用，减少其在连通槽内来回移动时的磨损。
进一步的，所述自消融雪球包括相对称的内耗延缓半球和外裂膜层半球，所述外裂膜层半球远离内耗延缓半球一端连接有表面磁层，所述内耗延缓半球和外裂膜层半球均为中空结构，且内部填充有气固混合物，利用环形磁铁对表面磁层的磁吸作用，可以迫使自消融雪球以指定的方向进入到环形磁铁内与助裂针接触，从而触发释放气固混合物的动作，保证气固混合物释放的稳定性。
进一步的，所述气固混合物为自发热材料粉末和压缩氢气的混合物，压缩氢气一方面可以排出自消融雪球内的空气对自发热材料粉末进行保护，避免其提前与空气中的氧气发生氧化反应，另一方面在自消融雪球被助裂针刺破的瞬间，压缩氢气瞬间释放形成巨大的气压，既可以促使自发热材料粉末通过释粉孔大量外泄，同时提供足够的冲击力迫使磁性密封球从释粉孔中移出并推动伸缩式导热丝外移。
进一步的，所述内耗延缓半球采用生石灰制成，所述外裂膜层半球采用弹性材料制成，内耗延缓半球利用生石灰遇水反应并生热的特性，可以在初始时形成阻挡避免后面的自消融雪球连续动作被刺破，导致一次性消耗完成，既浪费材料同时可能会导致积雪融化过多失去保温效果，然后在第一次释放的自发热材料粉末进入到外界时使得积雪融化，融化后的水进入到其中与生石灰反应，迫使其裂解释放热量，一方面可以随雪水从落水孔处下落，形成对后面自消融雪球的避让，另一方面释放的热量可以保持环形磁铁处的温度，避免雪水在低温下结冰影响后续动作。
进一步的，所述伸缩式导热丝采用表面多孔的导热材料制成，所述感知板采用隔热材料制成，伸缩式导热丝既要满足优异的导热性，同时表面多孔的结构特性可以吸附大量的自发热材料粉末，一方面可以利用自发热材料粉末反应释放的热量保持在较高的融雪温度，另一方面在伸缩式导热丝伸入积雪中时具有较大的摩擦力，可以延缓伸缩式导热丝在环形磁铁的磁吸作用下复位的速度，具有更多的时间融化积雪。
进一步的，所述定深融雪筒采用磁屏蔽材料制成，正常状态下用来屏蔽环形磁铁的磁性，避免提前触发融雪动作。
进一步的，所述通磁孔上端固定连接有多个与出球通道相匹配的加料管，所述加料管上端固定连接有储料筒，可以一次性储存大量的自消融雪球，用来及时补充布料盘内自消融雪球的消耗，即使在连续雨雪的天气下也可以使用很长一段时间，持续发挥融雪作用。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现在雨雪天气中提供一道保障，在大棚上积雪到达一定厚度时，利用积雪的重量下压触发定深融雪筒的融雪动作，迫使自消融雪球破裂释放出自发热材料粉末至积雪中，利用积雪的多孔特点，与其孔隙内空气中的氧气发生氧化反应释放出大量热量，促使积雪开始自主融化并导流收集，减少大棚上的积雪避免重量过大压塌大棚，在上层积雪融化后定深融雪筒恢复正常状态不再继续融雪，从而始终保持积雪在一定的安全厚度，反过来利用雪层来对大棚进行保温，实现对积雪的扬长避短，发挥大雪保温优势的同时降低其对大棚的威胁，对农业大棚进行安全的蓄雪防护，有效保障大棚的安全生产。
(2)释粉孔内镶嵌有过盈配合的磁性密封球，且磁性密封球与连通槽之间间隙配合，磁性密封球远离助裂针一端固定连接有伸缩式导热丝，且伸缩式导热丝插设于连通槽内，利用自消融雪球刺破时急剧增大的冲击力推动磁性密封球离开释粉孔，使其带动伸缩式导热丝向感知板外的积雪中移动，不仅可以实现向积雪中喷洒自发热材料粉末，同时利用伸缩式导热丝的高导热性对积雪进行融化。
(3)磁性密封球包括磁性内球和包裹在磁性内球表面的橡胶球套，橡胶球套外表面上镶嵌连接有多个均匀分布的耐磨钢珠，利用环形磁铁对磁性内球的磁吸作用，迫使磁性密封球带动伸缩式导热丝从积雪中复位，橡胶球套用来提高释粉孔处的密封性，从而提高自消融雪球释放时对磁性密封球的冲击足够大，耐磨钢珠则起到保护橡胶球套的作用，减少其在连通槽内来回移动时的磨损。
(4)自消融雪球包括相对称的内耗延缓半球和外裂膜层半球，外裂膜层半球远离内耗延缓半球一端连接有表面磁层，内耗延缓半球和外裂膜层半球均为中空结构，且内部填充有气固混合物，利用环形磁铁对表面磁层的磁吸作用，可以迫使自消融雪球以指定的方向进入到环形磁铁内与助裂针接触，从而触发释放气固混合物的动作，保证气固混合物释放的稳定性。
(5)气固混合物为自发热材料粉末和压缩氢气的混合物，压缩氢气一方面可以排出自消融雪球内的空气对自发热材料粉末进行保护，避免其提前与空气中的氧气发生氧化反应，另一方面在自消融雪球被助裂针刺破的瞬间，压缩氢气瞬间释放形成巨大的气压，既可以促使自发热材料粉末通过释粉孔大量外泄，同时提供足够的冲击力迫使磁性密封球从释粉孔中移出并推动伸缩式导热丝外移。
(6)内耗延缓半球采用生石灰制成，外裂膜层半球采用弹性材料制成，内耗延缓半球利用生石灰遇水反应并生热的特性，可以在初始时形成阻挡避免后面的自消融雪球连续动作被刺破，导致一次性消耗完成，既浪费材料同时可能会导致积雪融化过多失去保温效果，然后在第一次释放的自发热材料粉末进入到外界时使得积雪融化，融化后的水进入到其中与生石灰反应，迫使其裂解释放热量，一方面可以随雪水从落水孔处下落，形成对后面自消融雪球的避让，另一方面释放的热量可以保持环形磁铁处的温度，避免雪水在低温下结冰影响后续动作。
(7)伸缩式导热丝采用表面多孔的导热材料制成，感知板采用隔热材料制成，伸缩式导热丝既要满足优异的导热性，同时表面多孔的结构特性可以吸附大量的自发热材料粉末，一方面可以利用自发热材料粉末反应释放的热量保持在较高的融雪温度，另一方面在伸缩式导热丝伸入积雪中时具有较大的摩擦力，可以延缓伸缩式导热丝在环形磁铁的磁吸作用下复位的速度，具有更多的时间融化积雪。
(8)定深融雪筒采用磁屏蔽材料制成，正常状态下用来屏蔽环形磁铁的磁性，避免提前触发融雪动作。
(9)通磁孔上端固定连接有多个与出球通道相匹配的加料管，加料管上端固定连接有储料筒，可以一次性储存大量的自消融雪球，用来及时补充布料盘内自消融雪球的消耗，即使在连续雨雪的天气下也可以使用很长一段时间，持续发挥融雪作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明定深融雪筒的内部结构示意图；
图3为本发明环形磁铁和感知板部分的结构示意图；
图4为图3中A处的结构示意图；
图5为本发明磁性密封球和伸缩式导热丝结构示意图；
图6为本发明自消融雪球的结构示意图；
图7为本发明布料盘部分的结构示意图；
图8为本发明定深融雪筒融雪状态下的结构示意图。
图中标号说明：
1大棚本体、2蓄水沟槽、3导水管、4蓄水池、5弧形引流管、6定深融雪筒、7环形磁铁、8感知板、9弹性伸缩杆、10布料盘、11通磁孔、12加料管、13储料筒、14分隔板、15助裂针、16释粉孔、17磁性密封球、171磁性内球、172橡胶球套、173耐磨钢珠、18伸缩式导热丝、19自消融雪球、191内耗延缓半球、192外裂膜层半球、193表面磁层、20出球通道、21落水孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种应用于多雨雪地区的新型蓄雪式农业大棚，包括大棚本体1，大棚本体1侧壁上安装有一对对称分布的蓄水沟槽2，大棚本体1上端固定连接有多个均匀分布的弧形引流管5，且弧形引流管5左右两端分别延伸至蓄水沟槽2内，一方面提供安装面来安装定深融雪筒6，还能作为骨架提高大棚本体1的强度，另一方面可以起到导水作用，使得定深融雪筒6内的雪水可以及时引导至蓄水沟槽2内被收集，蓄水沟槽2下端固定连接有一对导水管3，导水管3连接有蓄水池4，弧形引流管5上端固定连接有多个环形阵列分布的定深融雪筒6，一方面起到在特定条件下的融雪作用，另一方面可以形成对积雪的阻挡，使得积雪可以较为均匀的堆积在大棚本体1上，避免出现滑落现象。
请参阅图2，定深融雪筒6外表面开设有多个环形阵列分布的雪压滑移槽，定深融雪筒6采用磁屏蔽材料制成，正常状态下用来屏蔽环形磁铁7的磁性，避免提前触发融雪动作，雪压滑移槽内滑动卡接有环形磁铁7，环形磁铁7与雪压滑移槽底壁之间固定连接有弹性伸缩杆9，环形磁铁7外端固定连接有感知板8，用来感知积雪的重量，定深融雪筒6内固定连接有布料盘10。
请参阅图7，布料盘10外侧壁上开设有多个出球通道20，出球通道20下底壁上开设有多个均匀分布的落水孔21，供融化后的雪水下流，通磁孔11上端固定连接有多个与出球通道20相匹配的加料管12，加料管12上端固定连接有储料筒13，可以一次性储存大量的自消融雪球19，用来及时补充布料盘10内自消融雪球19的消耗，即使在连续雨雪的天气下也可以使用很长一段时间，持续发挥融雪作用。
请参阅图3-4，出球通道20内设置有自消融雪球19，定深融雪筒6内表面开设有多个与出球通道20相匹配的通磁孔11，且通磁孔11与环形磁铁7同样相匹配，环形磁铁7内端壁上固定连接有分隔板14，分隔板14靠近布料盘10一端固定连接有多个均匀分布的助裂针15，分隔板14上开设有多个与助裂针15相间分布的释粉孔16，感知板8上开设有多个均匀分布的连通槽，释粉孔16内镶嵌有过盈配合的磁性密封球17，且磁性密封球17与连通槽之间间隙配合，磁性密封球17远离助裂针15一端固定连接有伸缩式导热丝18，且伸缩式导热丝18插设于连通槽内，利用自消融雪球19刺破时急剧增大的冲击力推动磁性密封球17离开释粉孔16，使其带动伸缩式导热丝18向感知板8外的积雪中移动，不仅可以实现向积雪中喷洒自发热材料粉末，同时利用伸缩式导热丝18的高导热性对积雪进行融化。
伸缩式导热丝18采用表面多孔的导热材料制成，感知板8采用隔热材料制成，伸缩式导热丝18既要满足优异的导热性，同时表面多孔的结构特性可以吸附大量的自发热材料粉末，一方面可以利用自发热材料粉末反应释放的热量保持在较高的融雪温度，另一方面在伸缩式导热丝18伸入积雪中时具有较大的摩擦力，可以延缓伸缩式导热丝18在环形磁铁7的磁吸作用下复位的速度，具有更多的时间融化积雪。
请参阅图5，磁性密封球17包括磁性内球171和包裹在磁性内球171表面的橡胶球套172，橡胶球套172外表面上镶嵌连接有多个均匀分布的耐磨钢珠173，利用环形磁铁7对磁性内球171的磁吸作用，迫使磁性密封球17带动伸缩式导热丝18从积雪中复位，橡胶球套172用来提高释粉孔16处的密封性，从而提高自消融雪球19释放时对磁性密封球17的冲击足够大，耐磨钢珠173则起到保护橡胶球套172的作用，减少其在连通槽内来回移动时的磨损。
请参阅图6，自消融雪球19包括相对称的内耗延缓半球191和外裂膜层半球192，外裂膜层半球192远离内耗延缓半球191一端连接有表面磁层193，内耗延缓半球191和外裂膜层半球192均为中空结构，且内部填充有气固混合物，利用环形磁铁7对表面磁层193的磁吸作用，可以迫使自消融雪球19以指定的方向进入到环形磁铁7内与助裂针15接触，从而触发释放气固混合物的动作，保证气固混合物释放的稳定性，气固混合物为自发热材料粉末和压缩氢气的混合物，压缩氢气一方面可以排出自消融雪球19内的空气对自发热材料粉末进行保护，避免其提前与空气中的氧气发生氧化反应，另一方面在自消融雪球19被助裂针15刺破的瞬间，压缩氢气瞬间释放形成巨大的气压，既可以促使自发热材料粉末通过释粉孔16大量外泄，同时提供足够的冲击力迫使磁性密封球17从释粉孔16中移出并推动伸缩式导热丝18外移，内耗延缓半球191采用生石灰制成，外裂膜层半球192采用弹性材料制成，例如采用和气球一样的乳胶材料，内耗延缓半球191利用生石灰遇水反应并生热的特性，可以在初始时形成阻挡避免后面的自消融雪球19连续动作被刺破，导致一次性消耗完成，既浪费材料同时可能会导致积雪融化过多失去保温效果，然后在第一次释放的自发热材料粉末进入到外界时使得积雪融化，融化后的水进入到其中与生石灰反应，迫使其裂解释放热量，一方面可以随雪水从落水孔21处下落，形成对后面自消融雪球19的避让，另一方面释放的热量可以保持环形磁铁7处的温度，避免雪水在低温下结冰影响后续动作。
请参阅图8，在大棚本体1上的积雪到达一定厚度时，上层积雪开始下压感知板8，感知板8带动环形磁铁7下降至通磁孔11处不再被定深融雪筒6屏蔽磁场，自消融雪球19响应环形磁铁7的磁吸作用开始向通磁孔11处移动并进入环形磁铁7内，从而被助裂针15刺破内耗延缓半球191，自消融雪球19内的压缩氢气开始携带自发热材料粉末大量释放，推动磁性密封球17从释粉孔16中移出，同时部分吸附在伸缩式导热丝18上，另外一部分随伸缩式导热丝18同步移动到感知板8外的积雪中，并与积雪中的氧气进行氧化反应释放大量热量，开始对上层积雪进行加热融化，融化后的雪水部分沿连通槽进入到环形磁铁7内，与剩下的内耗延缓半球191发生反应进行消耗，并释放大量热量防止结冰，当内耗延缓半球191消耗完且反应产物与雪水一起从落水孔21中下流，随定深融雪筒6移动至蓄水沟槽2处并收集，当上层积雪融化至一定程度后环形磁铁7在弹性伸缩杆9的弹力作用下开始上升，定深融雪筒6又开始对环形磁铁7的磁场进行屏蔽，自消融雪球19不再动作停止融雪动作，可以实现始终维持一定厚度的积雪进行保温。
本发明可以实现在雨雪天气中提供一道保障，在大棚上积雪到达一定厚度时，利用积雪的重量下压触发定深融雪筒6的融雪动作，迫使自消融雪球19破裂释放出自发热材料粉末至积雪中，利用积雪的多孔特点，与其孔隙内空气中的氧气发生氧化反应释放出大量热量，促使积雪开始自主融化并导流收集，减少大棚上的积雪避免重量过大压塌大棚，在上层积雪融化后定深融雪筒6恢复正常状态不再继续融雪，从而始终保持积雪在一定的安全厚度，反过来利用雪层来对大棚进行保温，实现对积雪的扬长避短，发挥大雪保温优势的同时降低其对大棚的威胁，对农业大棚进行安全的蓄雪防护，有效保障大棚的安全生产。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
