СИСТЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ПИТАТЕЛЬНОГО РАСТВОРА В ТЕПЛИЦУ Российский патент 1995 года по МПК A01G31/02 A01G9/24 

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

Известна система орошения многоярусной узкостеллажной гидропонной установки, включающая емкость для питательного раствора, связанную с емкостью систему трубопроводов для подачи и слива раствора, датчики концентрации и температуры питательного раствора, емкости для ингредиентов питательного раствора, насосы-дозаторы.

Однако такая система не обеспечивает достаточно высокой точности дозировки питательного раствора.

Задача изобретения обеспечение высокой точности приготовления питательного раствора.

Для этого система приготовления и подачи питательного раствора в теплицу, включающая емкость для питательного раствора, связанную с емкостью систему трубопроводов для подачи и слива раствора, датчики концентрации и температуры питательного раствора, емкости для ингредиентов питательного раствора, насосы-дозаторы, содержит дополнительную емкость, связанную через насосы-дозаторы с емкостями для ингредиентов питательного раствора и емкостью для питательного раствора.

В предпочтительном варианте выполнения системы дополнительная емкость и емкость для питательного раствора выполнены с соотношением объемов 1:4.

Дополнительная емкость служит для предварительного приготовления питательного раствора и способствует повышению точности концентрации веществ в последнем. Концентрация раствора, приготовленного в этой емкости, корректируется после его поступления в емкость для питательного раствора. Более высокая точность приготовления раствора после корректировки обеспечивается тем, что в емкость для питательного раствора поступают уже не концентрированные, а разбавленные растворы питательных веществ, и ошибка при дозировке объема сказывается в меньшей степени. Наилучшие результаты на практике были получены при соотношении объемов дополнительной емкости и емкости для питательного раствора, равном 1:4.

Кроме того, последующее разбавление раствора, полученного в дополнительной емкости, позволяет избежать вредного для растений перегрева питательного раствора, который может иметь место при растворении компонентов.

Предложенная система отличается от известной тем, что она содержит дополнительную емкость, связанную через насосы-дозаторы с емкостями для ингредиентов питательного раствора, и емкостью для питательного раствора.

Таким образом, предложенная система удовлетворяет критерию изобретения "новизна".

В патентной и научно-технической литературе не описано использование двух связанных между собой емкостей для повышения точности приготовления питательного раствора и нивелирования нежелательных тепловых эффектов. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "изобретательский уровень".

Предложенная система может быть использована в сельском хозяйстве, позволяет повысить точность приготовления питательного раствора, избежать нежелательного для растений перегрева питательного раствора. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "промышленная применимость".

На чертеже показана предлагаемая система.

Теплица содержит кровлю 1 с лотками 2, жалюзийный экран 3, многоярусные узкостеллажные гидропонные установки 4 с лотками 5, коллекторы 6 для распределения раствора, трубопроводы 7 коллекторов, источники 8 света, расположенные между гидропонными установками, подводящий трубопровод 9, источники 10 света, расположенные внутри гидропонных установок 4, дополнительную емкость 11, в которой размещены датчик 12 концентрации солей, датчик 13 температуры, датчик 14 рН. С помощью насоса-дозатора 15 с приводом 16 через трубопровод, связывающий дополнительную емкость 11 и емкость 17 для питательного раствора, может происходить перекачка раствора. Емкость 17 содержит датчик 18-20 концентрации солей, температуры и рН. Емкость 17 связана с коллекторами 6 посредством подводящего трубопровода 9 и насоса-дозатора 21. Емкости 22 для ингредиентов питательного раствора (А, В, С) и кислоты (К) связаны посредством трубопроводов 23 с емкостью 11. Перекачивание жидкости по трубопроводам 23 может происходить с помощью насосов-дозаторов 24 по команде шкафа управления (ШУ)-блока 25. В качестве ШУ может быть использован любой программируемый контроллер. Сливной трубопровод 26 связывает лотки 5 гидропонных установок 4 и емкость 17.

Система может также содержать датчики температуры воздуха 27, влажности воздуха 28, уровня солнечной радиации или искусственных источников излучения 29, концентрации углекислоты 30, связанные с регулятором 31 концентрации минеральных удобрений, а также связанный с ним датчик 32 фазы развития растений.

Система работает следующим образом.

В пластмассовые сосуды, расположенные в крышках лотков 5, высаживают растения. Включают электрическую цепь, питающую блок 25 программируемый контроллер, и насосы-дозаторы 24. Ингредиенты питательного раствора (включая воду) из емкостей 22 поступают по трубопроводам 23 в дополнительную емкость 11, где происходит предварительное приготовление питательного раствора (концентрированного). Параметры раствора измеряются расположенным в емкости датчиками 12-14 (в качестве датчиков можно использовать любые серийно выпускаемые пригодные для этой цели датчики). Сигналы датчиков подаются на блок 25. В случае, если концентрация солей превышает заданную, блок 25 отключает насосы-дозаторы 24, перекачивающие растворы солей, и оставляет работающим только насос, перекачивающий воду. Если концентрация солей меньше заданной, подача воды прекращается, и подаются только растворы солей.

По достижении раствором в емкости 11 определенного уровня включается насос-дозатор 15, перекачивающий указанный раствор из емкости 11 в емкость 17. В емкость 17 также с помощью специальной магистрали подается вода. Параметры получаемого раствора измеряются с помощью датчиков 18-20. Сигналы этих датчиков подаются на блок 25. Если концентрация солей в емкости 17 превышает заданную, блок 25 производит импульсное отключение насосов-дозаторов 24, перекачивающих растворы солей, и оставляют работающим непрерывно только насос, перекачивающий воду. Таким образом, концентрация солей в емкости 11, а следовательно, в емкости 17 уменьшается. "Двухступенчатая" регулировка концентрации сглаживает ее пульсации и, таким образом, повышает точность приготовления питательного раствора.

Если концентрация солей в емкости 17 меньше заданной, блок 25 производит импульсное отключение насоса-дозатора 24, подающего воду, а насосы, перекачивающие растворы солей, оставляет работать в импульсном режиме. Таким образом, концентрация солей в емкости 11, а следовательно, в емкости 17 увеличивается. Аналогично регулируют рН в емкости 17.

Приготовленный раствор с помощью насоса 21 по подводящему трубопроводу 9 через коллекторы 6, трубопроводы 7 коллекторов подается в лотки 5. Отработанный раствор через сливной трубопровод 26 подается в емкость 17. Таким образом, предложенная система позволяет обеспечить высокую точность приготовления питательного раствора.

Использование: в сельском хозяйстве, а именно в растениеводстве защищенного грунта для выращивания растений методом гидропоники. Сущность изобретения: система приготовления и подачи питательного раствора в теплицу включает емкость 17 для питательного раствора, связанную с емкостью 11 посредством n трубопроводов для подачи и слива раствора, датчики 12, 18, 14 и 13 концентрации и температуры питательного раствора, емкости 22 для ингредиентов питательного раствора, насосы-дозаторы 15, 21 и 24. Согласно изобретению система содержит дополнительную емкость 11, связанную через насосы-дозаторы 24 и 15 с емкостями 22 для ингредиентов питательного раствора, и емкость 17 для питательного раствора. Это позволяет повысить точность приготовления питательного раствора. 1 з. п. ф-лы. 1 ил.

1. СИСТЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ПИТАТЕЛЬНОГО РАСТВОРА В ТЕПЛИЦУ, содержащая основную смесительную емкость для питательного раствора, соединенную с трубопроводом слива питательного раствора из теплицы и через первый насос-дозатор с трубопроводом подачи питательного раствора в теплицу, емкости для ингредиентов питательного раствора, сообщенные через соответствующие насосы-дозаторы с подающими трубопроводами этих ингредиентов, при этом в основной смесительной емкости для питательного раствора установлены датчики pH концентрации солей и температуры питательного раствора, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным насосом-дозатором и дополнительной смесительной емкостью для питательного раствора, сообщенной с подающими трубопроводами ингредиентов питательного раствора и соединенной через дополнительный насос-дозатор с основной смесительной емкостью для питательного раствора. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что соотношение объемов основной и дополнительной смесительных емкостей для питательного раствора выбирают равным 4 1.