УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ В ТЕПЛИЦЕ Российский патент 1994 года по МПК A01G31/02 A01G9/14 A01G9/22 A01G9/24 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к растениеводству защищенного грунта.

Известна теплица, содержащая установленные друг над другом стеллажи для размещения растилен для растений и охватывающее светопрозрачное покрытие.

Недостатком данной теплицы является ее малая эффективность, низкая урожайность.

Известно производство овощей в жилых помещениях в горшках, ящиках, сосудах, стеллажах и других конструкциях, устанавливаемых на подоконниках квартир и освещаемых естественным светом через окно и/или люминесцентными и другими лампами с применением отражающих экранов.

Недостатками данных известных конструкций являются их малая эффективность, низкая урожайность и большой расход электроэнергии из-за нерационального использования света.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является теплица, включающая установку облучения растений, типа УОРТ, в теплице, содержащую светильники, один из которых подвешен между смежными многоярусными стеллажными установками, а второй размещен внутри гидропонной установки.

Недостатком известной теплицы с системой облучения растений является значительная потеря света и расхода электроэнергии и, следовательно, высокая удельная мощность установки.

Создание теплицы с системой облучения растений, позволяющей резко снизить затраты энергии и уменьшить потери световой энергии в теплице, является актуальной задачей, т.к. из-за колосальной энергоемкости теплицы во внесезонный период встает вопрос о их рентабельности на существующем уровне техники.

Заявляемым изобретением решена задача создания теплицы с системой облучения растений, позволяющей при увеличении продуктивности теплицы, резко снизить затраты энергии и уменьшить потери световой энергии.

В теплице, включающей систему облучения растений со стеллажной гидропонной установкой, содержащей источники излучения и отражатель, согласно изобретению отражатель выполнен в виде горизонтальной трубы, которая закреплена на стеллаже и имеет с одного торца механизм подачи воздуха, а с противоположного - светоотражающий экран, свободный для прохода воздуха, а три источника излучения расположены внутри отражателя и размещены симметрично так, что один из них расположен в центре по оси отражателя, а два других - в нижней зоне последнего с двух сторон от растения, причем вся внутренняя поверхность трубы выполнена отражающей и является одновременно световодом, а ее верхняя часть - откидывающейся, при этом спектральный состав центрального и нижних источников света соответствует оптическим характеристикам соответственно верхней и нижней сторон листовых пластин растения.

В предпочтительном варианте механизм подачи воздуха выполнен в виде вентилятора, ось вращения крыльчатки которого соосна оси симметрии отражателя.

Светоотражающий экран в предпочтительном варианте выполнен в виде прилегающих друг к другу и свободно свисающих полос, закрепленных на отражателе только в верхней части.

Предпочтительно отражатель и полосы светоотражающего экрана выполнены из металлизированной термостойкой пленки.

Заявленное изобретение позволяет достичь следующего технического результата.

Выполнение отражателя в виде горизонтальной трубы, которая закреплена на стеллаже и имеет всю внутреннюю поверхность отражающую, являющуюся световодом, позволяет существенно повысить эффективность облучения растения за счет объемного облучения, создаваемого прямыми и отраженными лучами, что в свою очередь позволяет резко снизить затраты электроэнергии. Наличие у отражателя с одного торца механизма подачи воздуха в виде вентилятора, а с противоположного - светоотражающего экрана, свободного для прохода воздуха, позволяет осуществлять циркуляцию воздуха вокруг растений, что в свою очередь создает благоприятные условия для увеличения продуктивности. Выполнение системы облучения в виде трех независимых источников излучения, размещенных внутри отражателя симметрично и так, что один из них расположен в центре по оси отражателя, а два других - в нижней зоне последнего с двух сторон от растения, позволяет равномерно облучать растение, что дает значительный положительный эффект по продуктивности и позволяет практически исключить потери света. Выполнение центрального и нижних источников излучения с оптическими характеристиками, соответствующими оптическим характеристикам верхней и нижней сторон листовых пластин растения, позволяет наилучшим образом удовлетворить светофизиологические потребности растения, а следовательно, повысить его продуктивность. Выполнение верхней части отражателя откидывающимся облегчает условия эксплуатации как установки, так и самой теплицы.

Предлагаемая теплица с системой облучения растений отличается от известной, принятой за прототип, тем, что отражатель выполнен в виде горизонтальной трубы, которая закреплена на стеллаже и имеет с одного торца механизм подачи воздуха, а с противоположного - светоотражающий экран, свободный для прохода воздуха, система облучения выполнена в виде трех независимых источников излучения, размещенных симметрично так, что один из них расположен в центре по оси отражателя, а два других - в нижней зоне последнего с двух сторон от растения, причем вся внутренняя поверхность трубы выполнена отражающей и является одновременно световодом, а ее верхняя часть - откидывающейся, при этом спектральный состав потока излучения центрального и нижних источников света соответствует оптическим характеристикам соответственно верхней и нижней сторон листовых пластин растений.

Таким образом, сопоставительный анализ заявляемого решения с известным позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "новизна".

Из патентной и научно-технической литературы для специалиста не известна для решения поставленной выше задачи теплица с системой облучения растений, содержащая отражатель в виде горизонтальной трубы, закрепленной на стеллаже и имеющей на торцах механизм подачи воздуха в виде вентилятора и светоотражающий экран, свободный для его прохода, и систему облучения, включающую три независимых источника излучения, размещенные симметрично в центре по оси отражателя и в его нижней части с двух сторон от растения и имеющие спектральные характеристики, соответствующие оптическим характеристикам верхней и нижней сторон листовых пластин растения, таким образом предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "изобретательский уровень".

Предлагаемое техническое решение может быть использовано в сельском хозяйстве, оно позволяет при увеличении продуктивности в 2-3 раза резко снизить затраты энергии, в 5-6 раз. Таким образом предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения " промышленная применимость".

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для выращивания растений в теплице (стеллаж с системой облучения и отражателем); на фиг. 2 - поперечный разрез устройства с откинутой верхней частью отражателя; на фиг. 3 - поперечный разрез устройства с закрытой верхней частью отражателя.

Устройство для выращивания растений в теплице со стеллажной гидропонной установкой содержит отражатель, выполненный в виде горизонтальной трубы 1, которая с торцов закреплена на стойках 2, а в нижней части - на стеллаже 3. Стойки 2 жестко скреплены с заглушками торцов стеллажей 3. Стеллаж 3 выполнен в виде лотка с крышкой 4, в отверстиях которой размещены растильни (горшки) 5 с растениями 6. В отражателе 1 в его нижней части выполнены отверстия для прохода растений, соосные с отверстиями крышки 4. Система облучения включает три независимых источника излучения 7, 8, 9, например люминесцентные лампы, размещенные симметрично. Лампа 7 размещена в центре отражателя 1 по его оси, лампы 8 и 9 расположены в его нижней зоне с двух сторон от растения 6. С одного торца отражателя 1 на стойке 2 закреплен механизм подачи воздуха, например вентилятор 10, ось вращения крыльчатки которого соосна с осью симметрии отражателя 1. С противоположного торца отражателя 1 размещен светоотражающий экран, свободный для прохода воздуха и выполненный в виде прилегающих друг к другу и свободно свисающих полос 11, закрепленных на отражателе 1 только в его верхней части. Вся внутренняя поверхность трубы 1 выполнена отражающей и вследствие этого является световодом, например, из полиэтиленовой терефталевой пленки (ПЭТФ). Из этого же материала могут быть выполнены и полосы 11 светоотражающего экрана. Верхняя часть 12 отражателя 1 выполнена откидывающейся, например, соединенной с нижней стационарной частью шарниром 13. Оптические характеристики источника излучения 7 соответствует оптическим характеристикам верхних сторон листовых пластин растения 6, а источников излучения 8 и 9 - соответственно их нижних сторон.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Откидывают верхнюю часть 12 отражателя 1 и в растильни (горшки) 5 высаживают растение 6. В лоток 3 подается питательный раствор, соответствующий выращиваемому растению. Источники излучения 7, 8 и 9, размещенные над и под растением 6, подают соответствующие по спектральному составу световые потоки, которые облучают растения прямыми лучами. Так как в отражателе 1 вся внутренняя поверхность выполнена отражающей, то растение 6 дополнительно облучается еще и отраженными от поверхности отражателя 1 лучами. Светоотражающий экран из полос 11 на торце отражателя 1 также создает дополнительный светоотраженный поток.

Облучение происходит одновременно верхней и нижней частей листовых пластин растений 6 как прямыми, так и отраженными лучами.

Периодическое включение механизма подачи воздуха, вентилятора 10, осуществляет циркуляцию воздуха вокруг растения 6, который при необходимости свободно выходит через полосы 11 светоотражающего экрана.

Нахождение источников излучения в закрытом светоотражающем пространстве (отражателе 1) позволяет сократить потери света и снизить энергозатраты установки, а одновременная верхняя и нижняя подсветки прямыми и отраженными лучами света дает значительный положительный эффект по продуктивности растений.

Использование: сельское хозяйство, растениеводство защищенного грунта. Сущность изобретения: устройство для выращивания растений в теплице со стеллажной гидропонной установкой содержит источники оптического излучения 7, 8, 9 и отражатель. Отражатель выполнен в виде горизонтальной трубы 1, которая закреплена на стеллаже 3 и имеет с одного торца механизм подачи воздуха 10, а с противоположного - светоотражающий экран 11, свободный для прохода воздуха. Источники оптического отражателя 7,8,9 расположены внутри отражателя 1, при этом источник 7 расположен в центре по оси отражателя 1, а источник 8 и 9 в его нижней зоне с двух сторон от растения 6. Изобретение позволяет снизить энергозатраты в теплице, сократить потери световой энергии и повысить продуктивность растений. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ В ТЕПЛИЦЕ, содержащее сообщенные с источником питательного раствора стеллажи для вегетационных сосудов, механизм подачи воздуха и систему облучения, отличающееся тем, что оно снабжено отражателями, выполненными цилиндрическими, расположенными горизонтально и закрепленными на стеллажах для вегетационных сосудов, при этом механизм подачи воздуха установлен в одном торце каждого отражателя, а в другом его торце размещен воздухопроницаемый светоотражающий экран, причем система облучения расположена в полости цилиндрического отражателя и выполнена в виде трех источников излучения, верхний из которых установлен по оси симметрии отражателя, а два нижних - в донной зоне последнего с обеих сторон стеллажа для вегетационных сосудов, при этом внутренняя поверхность цилиндрического отражателя выполнена светоотражающей, а верхняя часть его корпуса установлена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно нижней части корпуса, причем в качестве верхнего и нижних источников излучения использованы источники излучения с оптическими характеристиками, соответствующими оптическими характеристикам соответственно верхней и нижней поверхностей листовых пластин растения. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм подачи воздуха выполнен в виде вентилятора, ось вращения крыльчатки которого соосна с осью симметрии цилиндрического отражателя. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что воздухопроницаемый светоотражающий экран состоит из отдельных светоотражающих полос, установленных встык между собой и закрепленных в верхней части цилиндрического отражателя. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндрический отражатель и воздухопроницаемый светоотражающий экран выполнены из металлизированного термостойкого пленочного материала.