УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ В ТЕПЛИЦЕ Российский патент 1995 года по МПК A01G31/02 A01G9/24 

Изобретение относится к устройствам для выращивания растений в теплице и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Известна установка для выращивания растений в теплице, содержащая каркасы в форме треугольных призм, включающие наклонные ригели и укрепленные на каркасах лотки для выращивания растений.

Недостатком такой установки является неравномерное облучение растений в процессе их выращивания, так как световой поток в основном поглощается зеленой массой растений, расположенных в верхней части каркасов, что не обеспечивает равномерного облучения растений, не позволяет повысить урожайность и достигнуть одновременного созревания продукции, одинакового ее качества.

Задачей изобретения является создание устройства, включающего систему облучения, обеспечивающую равномерное облучение растений в процессе их выращивания при простоте конструкции и рациональном использовании световых потоков.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для выращивания растений, содержащее каркасы в форме треугольных призм, включающие наклонные ригели, укрепленные на каркасах лотки для выращивания растений, согласно изобретению, содержит установленные между каркасами источники излучения, под которыми размещены уголковые отражатели, а также установленные внутри каркасов источники излучения, размещенные между двумя цилиндрическими воздуховодами, по крайней мере часть внешней поверхности которых, обращенная к источникам излучения, покрыта светоотражающим материалом.

В предпочтительном варианте выполнения устройства грани уголковых отражателей расположены в плоскостях, касательных к цилиндрическим поверхностям воздуховодов, расположенных над источниками излучения, размещенными внутри каркасов, и проходят через оптические оси указанных источников излучения, а плоскости, проходящие через основания каркасов, параллельно осям воздуховодов, расположенных под источниками излучения, размещенными внутри каркасов, и касательные к цилиндрическим поверхностям этих воздуховодов, проходят через оси симметрии указанных источников излучения.

Наличие между каркасами источников излучения с размещенными под ними уголковыми отражателями позволяет создать световой поток необходимой мощности и направить его для облучения растений, расположенных на верхних ярусах каркаса.

Наличие внутри каркасов источников излучения, расположенных между двумя цилиндрическими воздуховодами, по крайней мере часть внешней поверхности которых, обращенная к источникам излучения, покрыта светоотражающим материалом, также позволяет создать световой поток необходимой мощности и направить его для облучения растений, находящихся на нижних ярусах каркаса. Кроме того применение воздуховодов одновременно в качестве отражателей упрощает конструкцию системы облучения растений за счет использования их внешних поверхностей, по крайней мере часть которых, обращенная к источникам излучения покрыта светоотражающим слоем, а также повышает срок службы светоотражающего покрытия, а, следовательно, и отражающей способности, так как происходит периодическое охлаждение поверхности воздуховодов при подаче атмосферного воздуха, что предотвращает растрескивание светоотражающего материала.

Установка уголковых отражателей под источниками излучения, размещенными между каркасами, и воздуховодов, используемых в качестве отражателей потоков излучения от источников, расположенных между ними внутри каркасов, таким образом, что грани уголковых отражателей расположены в плоскостях касательных к цилиндрическим поверхностям воздуховодов, расположенных над источниками излучения, и проходят через оптические центры указанных источников излучения, а плоскости, проходящие через основания каркасов параллельно осям воздуховодов, расположенных под источниками излучения, и касательные к цилиндрическим поверхностям этих воздуховодов проходят через оси симметрии указанных источников излучения, обеспечивает более рациональное использование световых потоков, создаваемых источниками излучения, путем четкого разграничения световых потоков.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенное устройство отличается от прототипа тем, что оно содержит установленные между каркасами источники излучения, под которыми размещены уголковые отражатели, а также установленные внутри каркасов источники излучения, размещенные между двумя цилиндрическими воздуховодами, по крайней мере, часть внешней поверхности которых, обращенная к источникам света, покрыта светоотражающим материалом.

Таким образом, предложенное техническое решение удовлетворяет критерию патентоспособности изобретения "новизна".

Из уровня техники для специалиста явным образом не следует влияние указанных отличительных признаков на достижение технического эффекта равномерное облучение растений в процессе их выращивания при простоте конструкции устройства, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию патентоспособности изобретения "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для выращивания растений; на фиг. 2 поперечный разрез устройства с направлением световых потоков источников излучения.

Устройство для выращивания растений содержит кровлю 1) с размещенными на ней форточками 2, каркасы 3 в форме треугольных призм, включающие наклонные ригели 4. На каркасах 3 расположены растильни в виде лотков 5, выполненных из металла или пластмассы. Внутри каркасов 3 находятся источники излучения 6, над и под которыми размещены воздуховоды 7 и 8 соответственно с перфорационными отверстиями 9. Воздуховоды 7 и 8 соединены с резервуаром, снабженным патрубком 10 для подачи воздуха из атмосферы и связанным с источником 11 углекислого газа. Внутри резервуара размещен вентилятор 12, имеющий привод 13 (например, электрический двигатель) за пределами резервуара. Над патрубком 10 установлен шибер 14 с приводом 15. У открытых концов воздуховодов 7 и 8 также установлены шиберы 16 с приводами 17. Над каркасами 3 расположены источники излучения 18 с установленными под ними уголковыми отражателями 19. Над источниками излучения 18 размещены отражатели 20, в данном случае цилиндрической формы. Под лотками 5 установлены водораспылители 21, соединенные с трубопроводом 22 для подачи воды из емкости 23. Водораспылители 21 снабжены приводами 24.

В качестве источников излучения могут быть использованы лампы типа ДМЗ-3000 и другие.

Внешние и внутренние поверхности граней отражателей 19, внутренняя поверхность отражателя 20 и по крайней мере часть внешней поверхности воздуховодов 7 и 8, обращенная к источникам излучения 6, выполнены со светоотражающим покрытием, например, из алюминизированной полиэтилентерефталатной пленки.

В данном конкретном примере отражатели 19 и воздуховоды 7 и 8 установлены таким образом, что световые потоки, испускаемые источниками излучения 18 и 6, имеют определенную направленность и ограничиваются световыми плоскостями 25 и 26, проходящими через края их поверхностей.

В лотках 5 размещены растения 27.

Устройство для выращивания растений работает следующим образом.

В лотки 5 высаживают рассаду растений 27. Периодически, через заданный промежуток времени включают источники излучения 6 и 18. Световые потоки от источников излучения 18, отражаясь от внутренних поверхностей отражателей 20 и граней отражателей 19, пересекают каркас между его верхней частью и источником излучения 6, облучая растения 27, расположенные на верхних ярусах каркасов 3.

Цилиндрические воздуховоды 7 и 8, установленные внутри каркасов 3, за счет светоотражающего материала, нанесенного по крайней мере на часть их внешней поверхности, обращенной к источникам излучения 6, расположенным между ними, направляют световые потоки от этих источников излучения таким образом, что они пересекают каркас между источниками излучения 6, верхней частью каркаса и его основанием, облучая растения 27, находящиеся на нижних ярусах каркасов.

Кроме того, внутренние грани отражателей 19 направляют отраженные световые потоки источников излучения 6 на зеленую массу растений 27, выходящих во внешнее пространство каркасов.

Растения 27, расположенные на верхних ярусах обеих сторон каркасов 3, имеющих форму призмы, облучаются световыми потоками, ограниченными световыми плоскостями 25, направленными навстречу друг другу, а растения 27, расположенные на нижних ярусах обеих сторон каркасов 3 световыми потоками, ограниченными световыми плоскостями 25 и 26, также направленными навстречу друг другу, благодаря чему происходит равномерное облучение как наружных, так и внутренних частей ценоза.

Определенное направление световых потоков и равномерное их распределение обеспечивается за счет размещения отражателей 19 и воздуховодов 7 и 8 таким образом, что световые плоскости 25, представляющие собой продолжение граней отражателей 19, являются одновременно касательными к цилиндрическим поверхностям воздуховодов 7, расположенных над источниками излучения 6, находящимися внутри каркасов 3, и проходят через оптические центры указанных источников излучения, а световые плоскости 26, пересекающие основания каркасов 3 и являющиеся касательными к цилиндрическим поверхностям воздуховодов 8, расположенных под источниками излучения 6, проходят через оси симметрии этих источников излучения. Указанное расположение уголковых отражателей 19 и воздуховодов 7 и 8 предотвращает "распыление" световых потоков, что способствует более рациональному их использованию и равномерному облучению растений 27.

Регулирование температурного режима внутри теплицы производится посредством открывания форточек 2, размещенных в кровле 1, для удаления избыточного тепла. Периодичность этой операции зависит от времени года.

Поддержание внутри теплицы газообразной среды заданного состава и концентрации осуществляется следующим образом. Через определенный интервал времени замыкают электрическую цепь, питающую электродвигатель 15, с которым связан шибер 14 и электродвигатель 13 вентилятора 12. Шибер 14 поворачивается на определенный угол, открывая доступ атмосферного воздуха к патрубку 10, и вентилятор 12 засасывает в резервуар чистый воздух из атмосферы. По мере необходимости открывают источники 11 углекислого газа, который также поступает в резервуар, где производится смешивание атмосферного воздуха и углекислого газа. Смесь чистого воздуха и углекислого газа (или только чистый воздух) вентилятором 12 нагнетается в воздуховоды 7 и 8. Через перфорационные отверстия 9 в воздуховодах 7 и 8 газообразная смесь поступает внутрь теплицы. Для обеспечения равномерного распределения газообразной смеси по всему внутреннему объему теплицы в воздуховодах 7 и 8 создают необходимое давление посредством перекрывания открытых концов этих воздуховодов при помощи шиберов 16, связанных с электродвигателями 17.

Регулирование влажностного режима внутри теплицы осуществляют путем распыления из водораспылителей 21 воды, поступающей по трубопроводу 22 из емкости 23, замыкая через определенный интервал времени электрическую цепь, питающую электродвигатель 24 водораспылителей 21.

Предложенное техническое решение может быть использовано в сельском хозяйстве в устройствах для облучения растений в процессе их выращивания.

Заявленное изобретение раскрыто в материалах заявки с полнотой, достаточной для осуществления, и позволяет обеспечить равномерное облучение растений в процессе их выращивания при простоте конструкции и рациональном использовании световых потоков.

Использование заявленного технического решения может увеличить урожайность продукции на 15-20% при одновременном ее созревании и улучшении качества.

Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию патентоспособности изобретения "промышленная применимость".

Использование: сельское хозяйство в растениеводстве защищенного грунта и для растений в теплице. Сущность: устройство для выращивания растений содержит каркасы в форме треугольных призм, включающие наклонные ригели 4. На каркасах 3 укреплены источники 18 излучения, под которыми размещены уголковые отражатели 20. Внутри каркасов 3 также установлены источники 6 излучения, размещенные между двумя цилиндрическими воздуховодами 7, 8, по крайней мере часть внешней поверхности которых, обращенная к источникам 6 излучения, выполнена из светоотражающего материала. Это позволяет обеспечить равномерное облучение растений в процессе их выращивания при простоте конструкции и рациональном использовании световых потоков излучателей. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ В ТЕПЛИЦЕ, содержащее вегетационные модули, состоящие из двух наклонных панелей, включающих наклонные ригели, попарно соединенные в виде треугольных рам, и снабженных лотками для выращивания растений, которые сообщены с системой подачи питательного раствора, систему подачи в теплицу газовоздушной смеси, включающую цилиндрические пневмопроводы, выполненные с возможностью подключения к блоку смешения атмосферного воздуха и углекислого газа, и систему облучения растений, включающую первую группу источников оптического излучения, размещенных над лотками для выращивания растений в промежутке между каждыми двумя соседними вегетационными модулями и оснащенных верхними отражателями, отличающееся тем, что цилиндрические пневмопроводы попарно размещены в полостях между основанием теплицы и наклонными панелями каждого вегетационного модуля, а системы облучения растений снабжена второй группой источников оптического излучения, расположенных между пневмопроводами каждого вегетационного модуля, при этом по крайней мере часть внешних поверхностей пневмоприводов, обращенная к источникам оптического излучения второй группы, покрыта светоотражающим слоем, причем система облучения растений оснащена установленными под источниками оптического излучения первой группы уголковыми отражателями, вершины которых обращены в сторону этих источников, а внешняя и внутренняя поверхности обеих граней покрыты светоотражающим материалом. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обе грани каждого уголкового отражателя расположены в плоскостях, проходящих через оптические оси соответствующих источников оптического излучения второй группы двух соседних вегетационных модулей и касательных к внешней поверхности, установленных над этими источниками излучения цилиндрических пневмопроводов данных модулей.