ТЕПЛИЦА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ТЕПЛИЧНЫХ КУЛЬТУР И РАССАДЫ Российский патент 1996 года по МПК A01G9/24 

Изобретение относится к сооружениям, применяемым в сельскохозяйственном производстве для выращивания тепличных культур и рассады в условиях резкого колебания окружающей среды, например, в районах Крайнего Севера. Оно может быть использовано и в тех отраслях, где необходимо обеспечить быструю и частую смену естественного солнечного освещения электрическим (в научных целых).

Теплица это специальное с внутренним микроклиматом помещение, стены и крыша которого имеют покрытие из светопрозрачного материала.

Культурный (плодоносный) слой в теплице находится, как правило, на полу, но может размещаться и в ящиках на стеллажах.

Под тепличной культурой понимаются те, которые развиваясь в теплице дают продукцию в те периоды, когда ее нельзя вырастить в открытом грунте.

В качестве ее выступают овощи (огурцы, томаты, лук, укроп), а также бахчевые (дыня), декоративные (гвоздика), плодовые (лимон, персик), ягодные (земляника), грибы.

Теплице можно найти и другое применение развитие червеводства. Это новая развивающаяся отрасль хозяйствования, когда с помощью дождевых червей перерабатываются органические отходы.

В результате этого получаются два полезных продукта высококачественное удобрение и сами черви, идущие на корм скоту, рыбам и для других целей.

По срокам использования тепла теплицы подразделяются на зимние, которые находятся в эксплуатации круглый год и весенние, которые действуют весной, летом и частично осенью.

В качестве светопрозрачного материала у зимних теплиц применяют стекло, а у весенних стекло или прозрачные пленки.

Основными частями зимних теплиц являются фундамент, остов и кровля.

Фундамент выполняется из железобетонных плит или камня, а несущие элементы состава из металла, дерева, реже из железобетона.

Кровля и верхняя часть стен остекленные, а нижняя часть делается из кирпича или железобетона.

Обогрев растений в теплице может быть солнечный, биохимический (за счет тепла биотоплива) и технический.

Технический обогрев подразумевает использование горячей воды, пара, электричества, а также тепла жилых домов или промышленных зданий.

Теплицы могут оборудоваться системами управления микроклиматом, режимами питания растений.

Для развития культур в теплице предусматривается вентиляция. Она может быть естественной (через окна, форточки) или принудительной с применением вентиляторов.

Наряду с высокой полезностью зимние теплицы имеют существенный недостаток большие тепловые потери при ее работе в холодное время.

Из изученных теплиц, имеющих наибольшие сходства с предметом предполагаемого изобретения, является летняя теплица по авторскому свидетельству СССР N 1417833, кл. A 01 G 9/24, 1988, которая принята в качестве прототипа.

Она содержит поддон с грунтом, корзину со щелям каркасом из электрического термосопротивления и верхний купол, покрытый светопрозрачной пленкой. Соединение купола с поддоном осуществлено через эластичные прокладки, через которые произведен ввод и вывод электрических проводов для подсоединения к источнику электрического тока и ввод трубки для подачи воды. Дополнительное освещение обеспечено за счет применения электрических ламп. С целью уменьшения тепловых потерь грунтом поддон выполнен с теплоизолирующим слоем.

Следует заметить, что в данной теплице теплоизолирован лишь плодоносный слой и нетеплоизолирован купол, вследствие чего эксплуатация ее в зимнее время становится недопустимой.

Целью изобретения является уменьшение тепловых потерь при работе теплицы в зимний период путем быстрой замены оболочки с летним покрытием оболочкой с теплоизоляционным слоем.

Указанная цель достигается тем, что пол с культурным слоем приподнят над поверхностью земли и закреплен по концам на двух высоких и широких опорах и с зазорами по бокам помещен в цилиндрическую обечайку, имеющую возможность поворота между стенками с охватом пола. Стенки утепленного исполнения. В них на уровне пола вмонтированы двери.

Обечайка по ходовому сечению разбита на две части, Одна из них, меньшая, остеклена и имеет летнее исполнение. Другая часть, большая, покрыта теплоизоляционным слоем.

Снизу обечайка прикрыта дугообразным профилем (полуобечайкой), имеющим теплоизоляционный слой.

Концами полуобечайка закреплена на стенках. Крепление осуществлено таким образом, что между наружной поверхностью обечайки и внутренней поверхностью полуобечайки имеется кольцевой зазор, в котором свободно проходит стенка обечайки с возможностью беспрепятственного ее поворота.

При поворотах обечайки происходит замена над полом одного свода другим. Этим и достигается переход работы теплицы с летнего режима на зимний и наоборот.

При нахождении утепленного слоя обечайки в верхнем положении, что соответствует зимнему режиму эксплуатации, щели между обечайкой, стенками и полуобечайкой подлежат заполнению уплотнительными жгутами из мягкого материала.

Поворот обечайки может осуществляться на роликах, закрепленных на остове теплицы, либо на трубе, проходящей через продольную ось вращения обечайки.

В первом случае обечайка на ролики опирается своими кольцами, размещенными на ее концах, а во втором днищами.

В последнем случае пол жестко крепится на трубе, а труба своими концами также жестко защемляется в стенках остова. Пол при этом выполняется в укороченном варианте с образованием зазоров между концам пола и стенками остова. В этих зазорах и размещены днища обечайки.

Для наиболее полного использования внутреннего объема обечайки по бокам пола устанавливаются прямолинейные или криволинейные кронштейны, на которых крепятся полки для ящиков с культурным слоем, а сам пол может выполняться двух- и более ярусным. В этом случае в каждом ярусе пола выполняются люк-лазы. Сообщение между ярусами может осуществляться с помощью трапов или лестниц.

Совокупность новых признаков в виде отделения пола от земли, размещение пола с культурным слоем в горизонтально вращающейся обечайке, разбивка обечайки по хордовому сечению на летнюю зону, имеющую остекление, и зимнюю, несущую теплоизоляционный слой, исполнение пола в несколько ярусов неизвестны среди аналогов, что позволяет говорить о существенной новизне предлагаемого технического решения.

На фиг. 1 изображен вид предлагаемой теплицы с частичным вырезом; на фиг. 2 поперечный разрез теплицы по А-А при работе ее в летнем режиме (на фиг. 1); на фиг. 3 поперечный разрез теплицы по А-А при работе ее в зимнем режиме (на фиг. 1); на фиг. 4 вид ролика и сопряженного с ним опорного кольца обечайки, узел Б на фиг. 1; на фиг. 5 вид растяжек обечайки в виде талрепа от самопроизвольного поворота обечайки, узел В на фиг. 2; на фиг. 6 - поперечный разрез теплицы по А-А при работы ее в летнем режиме в варианте пола двухъярусного исполнения и кронштейны по краям пола для полок, для наиболее полного использования внутреннего объема теплицы (на фиг. 1). на фиг. 7 поперечный разрез теплицы по А-А при работе ее в летнем режиме с одноярусным вариантом пола и двумя щитами вместо полуобечайки для установки ее на потолочном перекрытии верхнего этапа отапливаемого здания (на фиг. 1); на фиг. 8 вид теплицы с частичным вырезом в варианте исполнения обечайки с двумя утепленными днищами на ее концах и двухъярусным полом; на фиг. 9 поперечный разрез по Г-Г теплицы на фиг. 8.

Основой конструкции предлагаемой теплицы является каркас, пол которого помещен в горизонтально вращающейся цилиндрической обечайке (оболочке) 1 фиг. 1.

Каркас выполнен в виде деревянной кровати с широкими и высокими сплошными спинками, имеющей жесткий лежак. Роль лежака в теплице выполняет пол 2, а спинок две опоры 3. На полу укладывается культурный (плодоносный) слой земли. Несущими элементами пола являются высокожесткостные профили, например, швеллеры, двутавры, трубы. В качестве настила могут быть применены деревянные доски, покрытые сверху тонколистовым водонепроницаемым материалом. Опора 3 представляет собой вертикальную стенку в утепленном исполнении, в нижней части которой имеются лапы 4 для крепления к фундаменту. Между опорами 3 в их нижней части враспор помещена полуобечайка 5 вогнутостью вверх, скрепленная с ними с помощью болтовых связей 6. Размеры ее по дуге таковы, что она перекрывает остекленную часть обечайки 1, когда эта часть находится в нижнем положении (работа теплицы в зимнем режиме). Полуобечайка 5 выполнена с покрытием из теплоизоляционного материала. В стенках опор имеются окна 7 (фиг. 2), а в одной из них дверь 8 (фиг. 1). Дверь расположена на уровне пола 2. Подход к двери 8 осуществлен с помощью лестницы (трапа) 9, верхним концом опирающейся на крыльцо 10. На внутренних сторонах стенок опор закреплены ролики 11, имеющие возможность вращения на своих осях. Ролики расположены по окружностям и предназначены для подвеса обечайки 1 в горизонтальном положении. Один из роликов, верхний 12, предназначен и для исключения перемещения обечайки 1 в осевом направлении. Он же, получая вращение от электрического привода 13, обеспечивает по команде поворот обечайки вокруг ее продольной оси. Угол между ребордами ролика 12 должен быть таким, чтобы от веса обечайки между роликами и ее опорным кольцом 14 обеспечивалось получение силы трения, достаточной для поворота обечайки. Такое же кольцо обечайка имеет и на другом конце. Оба кольца сохраняют обечайке заданную форму.

Следует подчеркнуть, что наличие среди роликов без реборд одного ролика с ребордами обеспечивает нормальное функционирование обечайки независимо от ее линейных изменений, обусловленных перепадами температур окружающей среды, а расположение роликов на опорах по окружностям под углами, близкими к прямому удержание обечайки в заданном положении при сильных порывах ветра.

Обечайка выполняет роль укрывала растений в теплице при работе ее как в летнее, так и зимнее время. Она представляет собой трубу цилиндрической формы, согнутую из тонколистового материала (например, листов из алюминиево-магниевого сплава) и подкрепленную шпангоутами (кольцами) и продольными связями стрингерами. Обечайка по хордовому сечению разбита на две части: летнюю и зимнюю.

Зимняя выполнена утепленной и при нахождении ее в верхнем положении служит крышей при эксплуатации теплицы в зимнем режиме (фиг. 3). Эта часть обечайки совместно со стенками опор и полуобечайкой образуют замкнутый объем утепленного исполнения. Для его полного отделения от внешнего мира в щели между обечайкой и каркасом заложен уплотняющий жгут 15 в виде резиновой трубки. Канал трубки заполняется сжатым воздухом, вследствие чего трубка своим расширением забивает щели. Для лучшего уплотнения трубка может иметь два и более канала. Заполнение каналов воздухом может осуществляться от компрессора или ручного велосипедного насоса.

Летняя часть, выполненная на дуге, меньшей 180^o, несет на себе остекленные окна 16. При переходе теплицы с зимнего режима работы на летний остекленная часть поворотом обечайки из нижнего положения переходит в верхнее (фиг. 2).

После поворотов обечайки роликом 12 через кольцо 14 (фиг. 4), каждое из рабочих ее положений фиксируется растяжками (талперами) 17, размещенными в двух сечениях по обе стороны обечайки.

Вид талпера показан на фиг. 5. Нижний конец 18 талпера имеет кольцо (вилку), которым осуществлено соединение с ушком 19 на полуобечайке 5. Верхний конец винта 20 выполнен в форме крюка (гака), которым заходит в отверстие ушка 21, закрепленного на обечайке 1. Вращением муфты 22 достигают расчаливания обечайки, которое фиксирует ее в заданном положении и исключает самопроизвольный поворот вокруг своей продольной оси.

На фиг. 6 приведено поперечное сечение теплицы с двухъярусным исполнением пола. Естественно, что при сохранении формы эта теплица должна иметь увеличенные размеры. Здесь верхний пол 23 широкий. Он размещен в диаметральном сечении обечайки 1. Концы этого пола, как и нижнего 2, опираются на стенки опор 3 и жестко с ними связаны, Нижний пол 2 узкий. Он опущен от верхнего на расстояние, соответствующее росту человека. Ширина этого пола определяется сходимостью сторон обечайки 1 на этом уровне. Верхний пол, как и нижний, имеет отбойные козырьки 24, препятствующие случайному попаданию посторонних предметов на низ обечайки.

Переход с одного яруса на другой осуществлен с помощью лестницы-трапа 25. Для этого в верхнем ярусе пола 23 предусмотрен люк-лаз.

С целью наилучшего использования внутреннего объема теплицы на края пола с заданными шагами установлены и закреплены прямолинейные или криволинейные кронштейны 26 и 27 соответственно, на которых размещены полки 28.

На полках устанавливаются дополнительные ящики с культурным слоем.

На фиг. 7 приведено поперечное сечение теплицы при работе ее в летнем режиме с одноярусным полом 2 в варианте, когда взамен полуобечайки 5 (фиг. 1, 2, 3. 6) применены два щита 29 с теплоизоляционным покрытием.

Низ щитов выполнен вровень с низом стенок опор 3. Стенки опор и щиты образуют карман 30, открытый снизу. Этой частью теплица устанавливается на потолочное перекрытие верхнего этажа отапливаемого здания. Благодаря карману 30 тепло от потолочного перекрытия улавливается и она идет на дополнительный обогрев обечайки (основной обогрев предлагаемой теплицы технический).

Выше рассмотрены теплицы с полами в один или два яруса, с полками, установленными на прямых или криволинейных кронштейнах по краям пола, теплицы с открытым низом, позволяющим лучше использовать тепло верхних перекрытий отапливаемых зданий, а также теплицы, с закрытым низом, допускающие ее автономную эксплуатацию, т.е. вне отапливаемых зданий.

Сказанное говорит о широте предлагаемого решения. Подтверждением этого, в рамках заявленного предложения, является теплица, представленная на фиг. 8.

Эта теплица также состоит из каркаса и обечайки. Каркас выполнен из двух опор 31 утепленного исполнения, соединенных между собой по низу полуобечайкой 5. Сама же обечайка такая же, что и обечайка 1 теплицы на фиг. 1, но на месте опорных колец установлены днища 32, имеющие теплоизоляционное покрытие. Наличие днищ обусловило иметь опоры 31 меньшей высоты, нежели обечайки 5 (фиг. 1). В центре днищ 32 имеются отверстия, в которые пропущена труба 33 круглого сечения, являющаяся осью вращения обечайки. Концы трубы пропущены в сверления в стенках опор 31 и жестко в них защемлены. Это достигнуто благодаря неподвижным соединениям фартучных листов 34 с трубой 33 и со стенками опор 31. Труба, являясь силовым звеном, выполняет роль хребтовой балки, несущей на себе нижний 35 и верхний 36 ярусы пола. Жесткая связь трубы с опорами удерживает пол в неподвижном положении.

Следует заметить, что с целью уменьшения металлоемкости конструкции труба может быть применена меньшего диаметра, но усилена продольной рамой, установленной вертикально вдоль ее продольной оси.

Настил пола укладывается на балки или рамы, установленные поперек трубы и закрепленные на ней. Отверстие в трубе 33 используется в качестве канала, в котором размещены все штатные коммуникации (трубопроводы, кабели, провода и т. п. ) для подачи в теплицу тепла, воды, электроэнергии и других жизнеобеспечивающих компонентов. Для входа внутрь теплица имеет двери 8, 37. Двери 8 выполнены в стене опоры 31, а двери 37 в днище обечайки в двух уровнях для обеспечения прохода в теплицу при обоих режимах ее работы. Лестничный марш 38 и люк-лаз в верхнем ярусе 36 пола позволяют переход обслуживающего персонала с одного яруса на другой внутри обечайки 1. Для входа в обечайку на первый ярус снаружи теплицы установлено крыльцо 39, подъем на которое осуществляется по лестнице 40. Естественно, возможен вход на второй ярус пола и снаружи, если будет дополнительно установлены крыльцо на уровне этого яруса и лестница необходимой длины. Уплотнение между обечайкой 1 с днищами 32 и каркасом достигается жгутом 41, аналогичным жгуту 15 фиг. 1. Для естественного освещения в днищах 32 обечайки 1 и стенках опор 30 выполнены окна 7 (фиг. 9).

Теплица, показанная на фиг. 8, 9 заявлена п. 6 формулы изобретения. Работа теплиц представленных вариантов заключается в переводе ее с летнего режима эксплуатации на зимний и наоборот. При переводе на зимний режим необходимо ослабить талперы 17 (фиг. 1, 5), вывести из зацепления крюки верхних винтов 20 из ушков на обечайке 1, выпустить воздух из уплотнительного жгута 15 (14), включить электропривод 13 (на фиг. 8 электропривод и механизм поворота не показаны). Своей работой электропривод 13 придает вращательное движение ролику 12, от которого оно передается опорному кольцу 14 обечайки. Кольцо, поворачиваясь на роликах, поворачивает и обечайку 1. Так происходит до тех пор, пока утепленная часть обечайки не примет верхнее положение, а остекленная ее зона нижнее (см. фиг. 3). В этом случае электропривод из работы выключается. Талрепами 17 осуществляется растяжка обечайки. После закрепления обечайки в жгуты 15 (41) подается сжатый воздух. От действия воздуха жгуты расширяются и этим самым осуществляется уплотнение щели между обечайкой и каркасом. Теплица подготовлена для эксплуатации в зимнем режиме. Эти же операции по сути выполняются и при переводе теплицы с зимнего режима работы на летний. В этом случае положение обечайки 1 будет такое, какое показано на фиг. 2.

Неотъемлемыми инженерными устройствами теплиц являются вентиляция, тепло-, водо-, электроснабжение, искусственное освещение и наличие других устройств. Описание этих устройств здесь не приводятся, т.к. они не входят в рамки заявленного технического решения.

Предлагаемая конструкция теплицы помимо уменьшения потери тепла при ее работе в зимнее время, позволит попутно повысить удобства при мойке стекол. Это достигается пошаговым поворотом обечайки и тем самым подводом грязевых стекол 16 к зоне поста мойки. В качестве последнего может выступать любая продольная сторона теплицы. При небольшой высоте теплицы (примерно, до 3-3,5 м) мойщик во время своей работы может стоять непосредственно на земле, а при большей на скамье или полке, являющейся частью конструкции теплицы.

Цель изобретения - уменьшение тепловых потерь теплицы с техническим отоплением при работе ее в зимнее время, а также облегчения условий мойки стекол путем подвода их к зоне мойки. Пол теплицы с культурным слоем отделен от поверхности земли и по концам закреплен на двух широких и высоких опорах, покрытых теплоизоляционным материалом. Между опорами с охватом пола помещена обечайка с возможностью вращения вокруг своей продольной оси. Снизу обечайка прикрыта дугообразным утепленным профилем - полуобечайкой. Обечайка по хордовому сечению разбита на летнюю, остекленную зону, и зимнюю - утепленного исполнения. При поворотах обечайки происходит замена над полом одной зоны другой. При работе теплицы в зимнем режиме над полом находится утепленная зона. Уплотнение между обечайкой и опорами и полуобечайкой в этом случае осуществлено мягким жгутом в виде резиновой трубки, заполненной сжатым воздухом. Для наиболее полного использования внутреннего объема обечайки на края пола устанавливаются кронштейны с полками для ящиков с культурным слоем, а сам пол может выполняться в несколько ярусов. При работе теплицы на потолочном перекрытии отапливаемого здания с целью использования от него тепла в теплице вместо полуобечайки устанавливаются два утепленных щита с образованием открытого снизу кармана. Облегчение мойки достигается пошаговым поворотом обечайки и тем самым подводом окон к зоне мойки, роль которой может выполнять любая сторона теплицы. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Теплица для выращивания тепличных культур и рассады, содержащая каркас с полом для культурного слоя, покрытие, обогревательную и осветительную системы, отличающаяся тем, что каркас выполнен в виде двух утепленного исполнения опор с выполненными в них окнами и дверями, жестко соединенных между собой в нижней части, обращенной вогнутостью вверх полуобечайкой утепленного исполнения и полом, размещенным в ней с образованием щели между ними, при этом на опорах по окружности установлены ролики, а покрытие выполнено в виде размещенной между опорами с зазором относительно них цилиндрической обечайки, выполненной светопрозрачной на дуге, меньшей 180^o, а на остальной части утепленной и установленной на роликах с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и фиксации, причем пол размещен внутри обечайки, а ее стенка проходит через щель между полом и полуобечайкой, а в зазоре между торцом обечайки и опорой размещен уплотнительный жгут из мягкого материала. 2. Теплица по п.1, отличающаяся тем, что по краям пола установлены прямолинейные или криволинейные кронштейны с закрепленными ни них полками для культурного слоя, а пол выполнен многоярусным с люк-лазами с возможностью перехода с одного яруса на другой с помощью, например, лестниц-трапов. 3. Теплица по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что полуобечайка выполнена в виде вертикальных щитов с теплоизоляционным покрытием, установленным по краям пола с образованием щели для свободного прохода стенки обечайки, а низ выполнен на одном уровне с основаниями опор. 4. Теплица по пп.1 3, отличающаяся тем, что она снабжена приводом вращения обечайки, например, электрическим, а уплотнительный жгут выполнен в виде закрепленной на каркасе и соединенной с источником сжатого воздуха, например автомобильного насоса, резиновой трубки с одним или несколькими каналами. 5. Теплица по пп.1 4, отличающаяся тем, что она снабжена стопорным устройством, выполненным, например, в виде размещенной по обе стороны обечайки талрепов, нижний конец каждого из которых соединен с ушком, закрепленным на полуобечайке, а верхний с ушком, закрепленным на обечайке. 6. Теплица по пп.1 3 и 5, отличающаяся тем, что кольца выполнены в виде днищ утепленного исполнения с центральным отверстием, а обечайка установлена на оси, выполненной в виде трубы, закрепленной на опорах и проходящей через центральное отверстие днищ, при этом пол соединен с опорами посредством трубы, установлен между опорами с зазором и имеет окна и двери, расположенные соответственно окнам и дверям, выполненным в опорах.