ТЕПЛИЦА Российский патент 1995 года по МПК A01G31/02 A01G9/14 A01G9/24 A01G9/22 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к растениеводству защищенного грунта, и может быть применено в устройствах для выращивания и последующего сбора путем среза низкорослых растений, например салата в питательной среде без почвы.

Известна теплица, содержащая многоярусные стеллажные гидропонные установки с лотками с питательным раствором и осветители.

Недостатком такой теплицы является высокая затененность внутреннего объема, высокий расход электроэнергии и, кроме того, только ручной сбор выращенных растений.

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

Недостатком таких конструкций является их малая эффективность, низкая урожайность и большой расход электроэнергии из-за нерационального использования света.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является теплица, имеющая многоярусные стеллажные гидропонные установки с лотками с питательным раствором, источники оптического излучения и отражатели.

Недостатком известной теплицы является малая урожайность, нерациональное использование света, а кроме того ручной сбор каждого выращиваемого растения.

Создание теплицы с повышенной урожайностью, уменьшенным расходом электроэнергии и с механизацией сбора выращенных растений является актуальной задачей.

Изобретением решена задача создания теплицы с увеличенным выходом выращиваемого продукта, снижением расхода электроэнергии на единицу выращиваемого продукта и обеспечивающая механизацию сбора выращенного продукта, а также с рациональным использованием светового потока системы облучения.

В теплице, содержащей многоярусные стеллажные гидропонные установки с лотками для питательного раствора, источники оптического излучения и отражатели, каждый лоток установки снабжен цилиндрическим вегетационным стеллажом, имеющим внутри ячейки с грунтом, охватывающим его внешним корпусом и внутренним цилиндрическим ножом для среза листовой поверхности растения, причем ограничитель перемещения выполнен с перфорационными отверстиями, соосными ячейкам, плотно к ним прилегает и фиксирует их, а цилиндрический вегетационный стеллаж опущен в лоток, имеет возможность вращения вокруг своей оси, совпадающей с осью ограничителя перемещения внешнего корпуса и ножа, при этом стеллаж снабжен внутренними направляющими, а нож установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения по ним, причем внешний корпус охватывает стеллаж с зазором.

В предпочтительном варианте в теплице внешний корпус выполнен из светонепроницаемой пленки.

Теплица предпочтительно имеет дополнительный внешний источник излучения, а внешний корпус выполнен из светопроницаемой пленки.

В теплице площадь ячейки равна предпочтительно площади корневой системы выращиваемого растения.

Источник оптического излучения в теплице предпочтительно расположен по оси стеллажа и внешнего корпуса.

Предпочтительно внутренний цилиндрический нож для среза листовой поверхности растения имеет на одном торце режущую кромку, а на противоположном ручку для его возвратно-поступательного перемещения по направляющим цилиндрического стеллажа.

Изобретение позволяет достичь следующего технического результата.

Снабжение каждого лотка установки цилиндрическим стеллажом с ячейками с грунтом по внутреннему периметру позволяет существенно увеличить выход выращиваемого продукта с площади одного лотка, причем без увеличения габаритов и снизить расход электроэнергии на единицу выращиваемого продукта.

Вращение цилиндрического стеллажа и то, что он опущен в лоток для питательного раствора, позволяет повысить урожайность, так как в режиме наиболее благоприятном для выращиваемого растения его корневая система периодически вначале увлажняется, а затем интенсивно высыхает и снабжается кислородом и СО₂.

Снабжение теплицы внешним корпусом, охватывающим с зазором цилиндрический стеллаж, создает для корневой системы растений благоприятные микроклиматические условия, что также влияет на повышение урожайности.

Выполнение ограничителя перемещения ячеек с грунтом перфорированным и плотно прилегающим к ячейкам обеспечивает надежность и удобство эксплуатации.

Снабжение цилиндрического стеллажа внутренними направляющими, по которым имеет возможность возвратно-поступательного перемещения внутренний цилиндрический нож, позволяет механизировать сбор урожая путем среза выращенных растений.

Заявленная теплица отличается от известной, принятой за прототип, тем, что каждый лоток установки снабжен цилиндрическим стеллажом, имеющим внутри ячейки с грунтом, охватывающим его внешним корпусом и внутренним цилиндрическим ножом для среза листовой поверхности растения, при этом в ограничителе перемещения ячеек с грунтом выполнены перфорационные отверстия, соосные с ячейками, а сам ограничитель плотно прилегает к последним и фиксирует их, а цилиндрический стеллаж опущен в лоток для питательного раствора, имеет возможность вращения вокруг своей оси, совпадающей с осями ограничителя, внешнего корпуса и ножа, причем стеллаж снабжен внутренними направляющими, а нож установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль последних, кроме того внешний корпус охватывает стеллаж с зазором.

Заявленное техническое решение может быть использовано в сельском хозяйстве, оно позволяет увеличить выход выращиваемого продукта с площади одного лотка гидропонных установок в 5 раз, уменьшить расход электроэнергии на единицу выращиваемого продукта в 6-7 раз, а также механизировать сбор выращенных растений, таких, например, как салат.

Заявляемая теплица может быть использована для выращивания и среза низкорослых растений, например, типа салата.

На фиг. 1 изображен общий вид лотка стеллажной гидропонной установки теплицы; на фиг. 2 поперечный разрез лотка теплицы, нож для среза листовой поверхности салата находится в исходном положении; на фиг.3 поперечный разрез лотка теплицы, нож в рабочем положении, срезанная листовая часть салата внутри ножа.

Теплица содержит многоярусные гидропонные установки с лотками 1 для питательного раствора 2 и источник 3 оптического излучения.

На каждом лотке 1 установлен цилиндрический вегетационный стеллаж 4. По его внутреннему периметру установлены ячейки 5 с грунтом, в которые высаживается салат 6 (показан высаженный один диаметральный ряд).

Ограничитель 7 перемещения ячеек 5 с грунтом выполнен перфорированным из металлизированной термостойкой пленки, например, полиэтиленовой терефталевой с поверхностью, отражающей падающий световой поток.

Ограничитель 7 перемещения плотно прилегает к ячейкам 5 с грунтом и так как его перфорационные отверстия соосны с ячейками, но по величине меньше их площади, то ограничитель 7 надежно фиксирует ячейки 5 и грунт с растением 6 на стеллаже 4.

Вокруг цилиндрического стеллажа 4 на стойках 8 закреплен внешний корпус 9, который в нижней части крепится снаружи лотка 1, а в верхней части закреплен защелками 10. Стойки 8 жестко скреплены с заглушками 11 торцов лотков 1.

Внешний корпус 9 охватывает цилиндрический стеллаж 4 с зазором, который обеспечивает свободное его вращение внутри корпуса 9.

Цилиндрический стеллаж 4 расположен так, что несколько продольных рядов ячеек 5 (2 3 ряда) частично погружены в питательный раствор 2, находящийся в лотке 1.

Цилиндрический стеллаж 4 имеет на торцах рычаги 12, которые связаны с приводом 13 его вращения.

Внутри цилиндрического стеллажа 4 расположен внутренний цилиндрический нож 14 для среза листовой поверхности 15 растения, например салата 6. Один торец ножа 14 имеет режущую кромку 16, а на противоположном торце закреплена ручка 17, за которую нож 14 перемещают внутри стеллажа 4 по направляющим 18.

Внешний корпус 9 выполнен из светонепроницаемой пленки, например черной, для того, чтобы предотвратить пересыхание корневой системы 19 растений, например салата.

Если же технологический процесс требует светообработки корневой системы 19, то корпус 9 выполняется прозрачным, а снаружи его на рычаге 20 устанавливается внешний дополнительный источник 21 излучения, оптимизирующий светообработку корневой системы 19 для закалки и стимуляции роста растений 6.

Площадь ячейки 5 с грунтом равна площади корневой системы выращиваемого растения-салата.

Работает теплица следующим образом.

В ячейки 5 с грунтом высаживают растения 6, например салат. Затем ячейки 5 с высаженными в них растениями 6 устанавливают по всему внутреннему периметру цилиндрического вегетационного стеллажа 4, вдвигая их с его торцов и плотно прижимают, фиксируют их перфорированным ограничителем 7, перемещения, вставляя его также с торца стеллажа 4. После этого закрывают внешний корпус 9, скрепляя его в верхней части защелками 10. Затем в лоток 1 подают питательный раствор 2.

Часть ячеек 5, находящихся в нижней, опущенной в лоток 1 части цилиндрического вегетационного стеллажа 4, оказывается частично погруженной в питательный раствор 2 и таким образом проходит режим "питания". Грунт в ячейках 5 увлажняется.

Через заданный промежуток времени, например 10-15 мин, производится поворот цилиндрического стеллажа 4 и, следовательно, перевод в режим "питание" следующих ячеек 5. Затем цикл повторяется.

Таким образом, при постепенном поворачивании цилиндрического стеллажа 4 ячейки 5 с выращиваемыми растениями 6 постепенно увлажняются и переходят затем в верхнее положение, где подвергаются интенсивному высыханию и снабжению кислородом и углекислым газом.

Режимы питания могут варьироваться в зависимости от типа выращиваемой культуры, времени года, фазы развития растения.

Параллельно режиму питания растения подвергаются режиму двусторонней оптической обработки листовой 15 и корневой 19 систем.

По достижении выращиваемым растением салата 6 взрослой фазы развития осуществляют его сбор путем срезания цилиндрическим ножом 14. Для этого нож 14 вставляют по направляющим 18 и, постепенно вдвигая его в цилиндрический корпус 4, срезают листовую поверхность 15 салата. Вдвинув нож 14 до упора, его затем вынимают, выдвигая из стеллажа 4, при этом внутри его (ножа 14) остаются срезанные листы 15 салата, причем они располагаются ориентированными диаметральными кругами, удобными для последующей упаковки.

Теплица позволяет увеличить выход растения 6 салата с одного лотка 1 по отношению к традиционным многоярусным гидропонным установкам узкостеллажным в 5 раз, снизить расход электроэнергии на единицу продукции в 6-7 раз и механизировать сбор выращенных растений, срезая их и одновременно ориентируя в удобное для упаковки положение.

Использование: в сельском хозяйстве, в частности в устройствах теплиц для выращивания растений в условиях защищенного грунта и возможности механического сбора низкорослых растений, например салатов. Сущность изобретения: теплица содержит многоярусные узкостеллажные гидропонные установки с лотками 1 подачи питательного раствора, источники 3 и 21 оптического излучения и ограничитель 7 перемещения ячеек 5 с грунтом. Каждый лоток 1 теплицы снабжен цилиндрическим вегетационным стеллажом 4, имеющим внутри ячейки 5 с грунтом, охватывающим его внешним корпусом 9 и установленным внутри цилиндрическим ножом 14 для среза листовой поверхности 15 растений 6, например салата. Ограничитель 7 перемещения ячеек с грунтом 5 выполнен с перфорацией, соосной с ячейками 5, плотно к ним прилегает и фиксирует их в требуемом положении. Вегетативный стеллаж 4 установлен под лотком 1, имеет возможность вращения вокруг своей оси и снабжен внутренними направляющими 18, по которым возвратно-поступательно перемещается нож 14. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. ТЕПЛИЦА, содержащая расположенные ярусами n гидропонных блоков, каждый из которых включает в себя внешний корпус, лоток подачи питательного раствора, ячейки с грунтом, источник оптического излучения и устройство уборки урожая, отличающаяся тем, что внешние корпуса всех гидропонных блоков выполнены цилиндрическими, а каждый гидропонный блок снабжен ограничителем перемещения растений и цилиндрическим вегетационным стеллажом, установленным коаксиально внутри внешнего корпуса с зазором относительно внутренней поверхности последнего и размещенным над лотком подачи питательного раствора с возможностью погружения нижней его части в полость лотка и вращения вокруг собственной оси, при этом ячейки с грунтом установлены на внутренней поверхности вегетационного стеллажа, а ограничитель перемещения растений расположен на поверхности ячеек с грунтом, обращенной к оси вращения цилиндрического вегетационного стеллажа, и выполнен перфорированным, причем перфорационные отверстия размещены соосно с соответствующими ячейками с грунтом, устройство уборки урожая выполнено в виде цилиндрического ножа для среза надпочвенной части растений, установленного коаксиально внутри цилиндрического вегетационного стеллажа с зазором относительно поверхности ячеек с грунтом, обращенной к его оси вращения, и с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль направляющих элементов, расположенных на внутренней поверхности цилиндрического вегетационного стеллажа. 2. Теплица по п. 1, отличающаяся тем, что внешний корпус выполнен из светонепроницаемого пленочного материала. 3. Теплица по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным внешним источником оптического излучения, а внешний корпус выполнен из светопроницаемого пленочного материала. 4. Теплица по п.1, отличающаяся тем, что площадь верхней поверхности каждой ячейки с грунтом равна площади проекции на эту поверхность корневой системы выращиваемого растения. 5. Теплица по п.1, отличающаяся тем, что источник оптического излучения расположен по оси цилиндрического вегетационного стеллажа вдоль всей его длины. 6. Теплица по п.1, отличающаяся тем, что на торце цилиндрического ножа для среза надпочвенной части растений, противоположном режущей кромке выполнена ручка для перемещения ножа.