ГИДРОПОННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1995 года по МПК A01G31/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может использоваться в устройствах для гидропонного выращивания растений, преимущественно в сооружениях закрытого грунта на больших площадях.

Известна гидропонная установка, содержащая культивационный сосуд с держателями растений, датчик нижнего уровня питательного раствора, датчик давления, компрессор, при этом в культивационном сосуде под держателями растений закреплен вверх дном короб (кювета) с зазором относительно дна и стенок культивационного сосуда, соединенный через регулируемый вентиль с атмосферой. В этом устройстве отсутствует отдельный накопительный бак. Такая гидропонная установка обеспечивает достаточно высокую продуктивность выращиваемых растений за счет оптимизации режима подтопления корневой системы. Однако она не может использоваться на больших площадях из-за усложнения при масштабировании и недостаточной мощности компрессора. Кроме того, не обеспечивается автодозирование питательного раствора, что не позволяет достичь высокого качества выращиваемых растений.

Из известных устройств наиболее близкой к предложенной является гидропонная установка, содержащая блок управления, накопительный блок, соединенные посредством первого трубопровода с всасывающим патрубком снабженного электроприводом насоса, нагнетательный патрубок которого через второй трубопровод сообщен с расположенным выше накопительного бака культивационным сосудом, в котором размещены держатели растений и датчик уровня. В этой гидропонной установке датчик уровня выполнен электрическим, блок управления выполнен в виде компьютера, управляющие выходы которого соединены с цепью питания электропривода насоса и с дистанционно управляемым клапаном, размещенным в отдельном трубопроводе, соединенным с культивационным сосудом.

Эта гидропонная установка эффективна на больших площадях. Однако она сложна из-за необходимости использования компьютерной техники. Сбой компьютера может привести не только к нарушению режима питания растений, но и к их гибели. Слив питательного раствора в этой установке осуществляется через управляемый компьютером клапан без регулирования скорости слива, что не позволяет обеспечить наиболее оптимальный режим жизнедеятельности корневой системы выращиваемых растений. Для обеспечения надежности в этой установке необходим перелив питательного раствора при наливе накопительного бака, что также неблагоприятно сказывается на условиях жизнедеятельности корневой системы. Это не позволяет достичь наиболее высокой продуктивности выращиваемых растений.

Задача изобретения состоит в создании гидропонной установки, лишенной недостатков, свойственных прототипу. Технический результат, который дает осуществление изобретения, заключается в упрощении гидропонной установки, повышении ее эксплуатационной надежности и пpодуктивности выращиваемых растений.

Это достигается тем, что гидропонная установка, содержащая блок управления, накопительный блок, соединенный посредством первого трубопровода с всасывающим патрубком снабженного электроприводом насоса, и нагнетательный патрубок которого через второй трубопровод сообщен с расположенным выше накопительного бака культивационным сосудом, в котором размещены держатели растений и датчик уровня, снабжена соединенными посредством третьего трубопровода компрессором, электропpиводом и эжектором, установленным во втором трубопроводе, при этом блок управления включает соединенные последовательно первое и второе пнемоэлектрические реле с нормально замкнутыми контактами и электрическое реле с нормально разомкнутым и нормально замкнутым контактами, причем датчик уровня выполнен в виде гидростатического уровнемера, трубка давления которого сообщена с подмембранной полостью первого пневмоэлектрического реле, а подмембранная полость второго пневмоэлектрического реле через пятый трубопровод соединена с напорным патрубком компрессора, в цепь питания электропривода которого включен нормально разомкнутый контакт электрического реле, а нормально замкнутый контакт этого реле включен в цепь питания электропривода насоса.

На чертеже показана пневмоэлектрическая функциональная схема заявляемой гидропонной установки.

Она содержит культивационный сосуд 1, в котором размещены держатели 2 растений и датчик 3 уровня, выполненный, например, в виде перевернутого вверх дном стакана, соединенного с блоком управления. Она содержит также соединенные первым трубопроводом 4 накопительный бак 5 и насос 6, соединенный с культивационным сосудом 1 вторым трубопроводом 7. Культивационный сосуд 1 расположен выше накопительного бака 5. Между насосом 6 и культивационным сосудом 1 во втором трубопроводе 7 размещен эжектор 8, соединенный третьим трубопроводом 9 с компрессором 10.

Компрессор 10 может быть выполнен с регулируемой пpоизводительностью. Блок управления выполнен в виде соединенных последовательно первого 11 и второго 12 пневмоэлектрических реле с нормально замкнутым контактами 13 и 14 соответственно и электрического реле 15 с нормально замкнутым 16 и нормально разомкнутым 17 контактами. Датчик 3 уровня сообщен с подмембранной полостью первого пневмоэлектрического реле 11 четвертым трубопроводом 18. Подмембранная полость второго пневмоэлектрического реле 12 сообщена с компрессором 10 пятым трубопроводом 19. Нормально замкнутый контакт 16 электрического реле 15 включен в цепь питания электропривода 20 насоса 6. Нормально разомкнутый контакт 17 электрического реле 15 включен в цепь обмотки 21 электропривода компрессора 10.

Гидропонная установка работает следующим образом.

В накопительный бак 5 заливается питательный раствор. При подключении к электрической сети электрическое напряжение подается через включенные последовательно нормально замкнутые контакты 13 и 14 на обмотку электрического реле 15, контакт которого 16 включает электропривод 20 насоса 6. При этом питательный раствор накопительного бака 5 перекачивается культивационный сосуд 1 по второму трубопроводу 7, обеспечивая затопление корневой системы выращиваемых растений и стакана датчика 3 уровня. По мере повышения уровня питательного раствора в вегетационном сосуде 1 повышается давление воздуха в полости стакана датчика 3 уровня, которое передается на первое пневмоэлектрическое реле 11. При достижении заданного верхнего уровня питательного раствора размыкается контакт 13 и оболочка электрического реле 15 обеспечивается, его контакт 16 размыкается, а контакт 17 замыкается, что приводит к отключению насоса 6 и включению компрессора 10.

Питательный раствор стекает самотеком обратно в накопительный бак 5 по второму трубопроводу 7, в который через эжектор 8 подается сжатый воздух от компрессора 10. Давление в третьем 9 и пятом 19 трубопроводах, определяемое высотой столба жидкости над эжектором 8, обуславливает размыкание контакта 14 второго пневмоэлектрического реле 12. Скорость стекания питательного раствора из культивационного сосуда 1 в накопительный бак 5 зависит в основном от объема барботируемого во второй трубопровод 7 воздуха, который дросселирует проходное сечение этого трубопровода. По мере снижения уровня питательного раствора в культивационном сосуде 1 контакт 13 первого пневмоэлектрического реле 11 замыкается, а по достижении заданного нижнего уровня питательного раствора замыкается контакт 14 второго пневмоэлектрического реле 12, срабатывает электрическое реле 15 и вновь включается насос 6. Таким образом цикл повторяется. Такое функционирование гидропонной установки позволяет устранить необходимость в переливе питательного раствора для обеспечения достаточной надежности. Заданная скорость слива питательного раствора автоматически регулируется, обеспечивая нужный режим подтопления. За счет выбора производительности компрессора 10 легко изменять длительность аэрации корневой системы выращиваемых растений (отсутствие питательного раствора в корневой зоне), что дополнительно способствует повышению продуктивности.

Изобретение обеспечивает повышение эксплуатационной надежности гидропонной установки и продуктивности выращиваемых растений простыми средствами.

Использование: в сельском хозяйстве, в растениеводстве в сооружениях защищенного грунта. Сущность изобретения: с целью упрощенной гидропонной установки, повышения ее эксплутационной надежности и продуктивности выращиваемых растений в гидропонную установку введены соединенные третьим трубопроводом 9 компрессор 10 и эжектор 8, установленный во втором трубопроводе 7 между насосом 6 и культивационным сосудом 1. Блок управления выполнен в виде соединенных электрически последовательно первого и второго пневмоэлектрических реле 11 и 12 и электрического реле. Электрические контакты 13 и 14 реле 11 и 12 в нормальном состоянии замкнуты. Нормально замкнутый контакт 16 электрического реле 15 включен в цепь питания электропривода 20 насоса 6. Его нормально разомкнутый электрический контакт 17 включен в цепь питания компрессора 10, имеющего электропривод. Соединение функциональных элементов осуществлено трубопроводами 4, 7, 9, 18 и 19. 1 ил.

ГИДРОПОННАЯ УСТАНОВКА, содержащая блок управления, накопительный бак, соединенный посредством первого трубопровода с всасывающим патрубком имеющего электропривод насоса, нагнетательный патрубок которого через второй трубопровод сообщен с расположенным выше накопительного бака культивационным сосудом, в котором размещены держатели растений и датчик уровня, отличающаяся тем, что она снабжена соединенными посредством третьего трубопровода компрессором с электроприводом и эжектором, установленным во втором трубопроводе, при этом блок управления включает соединенные последовательно первое и второе пневмоэлектрические реле с нормально замкнутыми контактами и электрические реле с нормально разомкнутым и нормально замкнутым контактами, причем датчик уровня выполнен в виде гидростатического уровнемера, трубка давления которого посредством четвертого трубопровода сообщена с подмембранной полостью первого пневмоэлектрического реле, а подмембранная полость второго пневмоэлектрического реле через пятый трубопровод соединена с напорным патрубком компрессора, в цепь питания электропривода которого включен нормально разомкнутый контакт электрического реле, а нормально замкнутый контакт этого реле включен в цепь питания электропривода насоса.