УСТАНОВКА ДЛЯ ВОДОМИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ Российский патент 1997 года по МПК A01G31/06 A01G31/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам гидропоники по выращиванию зеленого корма, преимущественно без субстрата, для кормления животных.

Практической проверкой установлено, что для кормления животных гидропонным зеленым кормом необходимо строго следить за качеством питающего раствора, для исключения бактериологического и химического отравления.

С засевающим зерном в гидропонную установку возможен занос плесенных и грибковых микроорганизмов на отдельные растилища, а для того, чтобы занесенные микроорганизмы не распространились на весь растущий урожай нежелательно повторное использование раствора, т.е. избыток раствора прошедшего растилище не желательно без бактериологической обработки смешивать с вновь приготовленным раствором. Раствор, прошедший растилище может выходить с измененным химическим составом и при повторном его использовании необходимо внести корректировку его вещественного состава, что весьма сложно и порой невозможно. Исходя из вышеизложенного, повторное использование раствора нежелательно, а для уменьшения расхода минеральных удобрений необходима строгая дозировка полива растений с целью уменьшения его слива в канализацию.

Кроме того, в местах развития корневой системы нежелательно иметь участки с застоявшимся раствором. За счет происходящих биохимических процессов за 7-8 суток жидкость приобретает неприятный запах, что ухудшает качество корма и создает неблагоприятные условия работы обслуживающему персоналу.

Нужно также учитывать то, что питание растущего ячменя, овса, пшеницы желательно вести подполнением, раствор попадающий на трубчатую часть, угнетающе действует на растения.

Известно устройство для выращивания растений (см. например а.с. СССР N 1746950, кл. A 01 G 31/02), содержащее культивационную емкость с субстратом, подающий и сливные патрубки, резервуар питательного раствора, напорную емкость, соединительные трубопроводы и насос, причем рядом с обеими торцевыми стенками в культивационной емкости с зазором относительно ее дна установлены перегородки, причем между одной торцевой стенкой и перегородкой установлен подающий патрубок, а между второй торцевой стенкой и перегородкой сливной патрубок.

Недостатками известного технического решения являются дополнительные сложности по обеспечению возможности повторного использования питательного раствора при выращивании зеленого корма на корм животным.

Наиболее близким решением по технической сущности является лоток для безпочвенного выращивания растений (см. например а.с. СССР N 214926, кл. A 01 G 31/06 от 1968 г.), содержащий многоярусный каркас, на продольных рамках которого размещены лотки (растильни), в лотки по трубопроводам при помощи насоса принудительно подается питательный раствор, сбрасываемый по желобам, а поверхность дна лотка выполнена в виде щетки.

Недостатками данного технического решения являются повышенный расход минеральных удобрений и значительная трудоемкость при обслуживании гидропонной установки.

Задачей настоящего изобретения является снижение расхода минеральных удобрений и повышение урожайности гидропонной установки.

Поставленная задача решается следующим образом.

Установка для водоминерального питания снабжена расположенной между магистральным трубопроводам и растворораспределителем мерной емкости с элементами регулирования дозы питательного раствора для полива всех секций растильни и соединенной с последней через краны, а растворораспределитель установлен по одной из торцевых кромок растильни и закреплен на подставках в виде швеллеров, причем в швеллерах выполнены расположенные равномерно по ширине секции растильни прорези для выхода раствора на ее рабочую поверхность, а длина каждого швеллера равна ширине секции растильни и на границе каждой секции в растворораспределители смонтированы мерные перегородки, а в растворораспределителях для каждой секции выполнены регулируемые отверстия для выхода раствора в полость швеллера, при этом на противоположной торцевой кромке секций растильни установлен растворосборник, в котором выполнен на уровне рабочей поверхности растильни горизонтальный щелевой канал, и растворосборник соединен со сливным патрубком через кран, кроме того, установка снабжена двумя механизмами для подъема и фиксации распределителя с подставками и растворосборника, при этом каждый механизм выполнен в виде оси, на которой установлены шкивы с тросами и закреплена рукоятка.

Сущность предлагаемого технического решения: готовый питательный раствор из магистрального трубопровода подается в мерную емкость. Элементами регулирования в емкости накапливается доза (объем) для полива одной растильни. Открывается кран и раствор подается в канал растильни и равномерно разливается по рабочей поверхности растильни. Доза подбирается таким образом, чтобы раствором была смочена вся корневая система растений в растильне. Небольшое избыточное количество раствора через растворосборник и сливной патрубок сбрасывается из растильни. Чем меньше этот сброс, тем экономичнее работает установка. Посредством установки можно производить дезинфекцию растилен после уборки урожая подавая через магистральный трубопровод дезинфицирующий раствор.

Установка позволяет производить замачивание и пробуждение зерна заполняя растильни определенным количеством раствора при перекрытом сливном кране.

Уборка урожая, посев зерна, смена пленочного покрытия или смена лотков осуществляется при поднятом растворораспределителе и растворосборнике при помощи специального механизма.

Пример выполнения установки для водоминерального питания растений при гидропонике приведен на фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8: где на фиг.1 дана принципиальная схема установки для водоминерального питания растений при гидропонике поперечный разрез растильни; на фиг.2 сечений I-I (фиг.1) по растворораспределителю для полива растильни выполненной в виде трубы; на фиг.3 то же, при выполнении растворораспределителя для полива растильни в виде желоба; на фиг.4 сечение II-II (фиг.3) конструкции растворораспределительной подставки; на фиг.5 схема установки по длинной оси растильни; на фиг.6 - механизм для подъема растворораспределителя для полива растильни и растворосборника; на фиг.7 узел А кран для контроля заполнения растворораспределителя для полива растильни; на фиг.8 узел Б механизм для подъема растворораспределителя для полива растильни и растворосборника.

Установка для водоминерального питания растений гидропонным способом предназначена для устройств выращивания растений на растильнях конвейерного типа, размещенных на ярусах стеллажей, и может быть использована при выполнении растильни из набора лотков.

На фиг.1 показана принципиальная схема установки в разрезе перпендикулярно длинной оси растильни. На стойках 1 стеллажах на его ярусах закреплены направляющие 2 по которым перемещается полотно 3 транспортного средства в виде конвейера. Транспортное полотно 3 покрыто пленкой являющейся рабочей поверхностью растильни 4. Ширина растильни 4 равна 0,8 1,5 метра, и определяется из возможностей создания благоприятных условий развития растений и удобства обслуживания. Длина растилен 4 может быть от 5 до 30 метров и более в зависимости от производительности гидропонного комплекса. По длине растильни 4 делятся на секции, ширина которых может быть от 0,5 до 2 и метров и более, что определяется возможностями механизации по обслуживанию растильни 4 на ярусах.

Установка для водоминерального питания растения состоит из магистрального трубопровода 5 для подачи питательного раствора от устройства для его приготовления (устройство для приготовления раствора не показано) в камеру, где установлены стеллажи с растильнями на ярусах.

Магистральный трубопровод 5 через клапанно-регулировочное устройство 6 соединен мерной емкостью 7 с элементами регулирования дозы питательного раствора для полива одной растильни. Мерная емкость 7 через кран 8 соединена с растворораспределителем 9 для подачи раствора по растильне. Одна мерная емкость 7 обслуживает растильни, размещенные на всех ярусах стеллажей в камере, т.е. от одной мерной емкости 7 проложены трубопроводы ко всем растильням в камере на всех ярусах стеллажей и может быть от пяти до шестнадцати отводов, снабженных отдельными кранами (на фиг.1 показан только один отвод для обслуживания одной растильни 4).

Растворораспределитель 9 для полива растилен может быть выполнен в виде трубы (см. фиг.1, 2) и в виде лотка 10 (см. фиг.3) не закрытого сверху.

На границе каждой секции растильни 4 в растворораспределителе 9 имеется мерная перегородка 11, 12, обеспечивающая гарантированный объем 13 раствора для полива секции растильни 4. Мерная перегородка 11 и 12 герметично перегораживает растворораспределитель 9 или 10 в нижней его части. Производственными исследованиями установлено, что для нормального развития растений требуется от двух до трех литров воды на м² растилен 4 на один полив, в зависимости от вида растений. Следовательно объем 13 раствора, заключенный между перегородками 11 и 12, должен обеспечивать полив секции растильни 4. Регулировка объема 13 может производиться сменными пластинами 14 (фиг.3) или поворотом патрубка 15 (фиг.7).

Свободное пространство 16 над перегородками 11 и 12 служит каналом для последовательного заполнения гарантийных объемов 13 раствором. Контроль за заполнением всего канала 9 осуществляется посредством контрольного крана 17, при выполнении из трубы (см. фиг.2, 7) или визуально при выполнении лотком (фиг. 3). Этот контроль необходим только во время регулирования системы. Во время нормальной работы секции заполняются автоматически на полный объем за счет дозы в мерной емкости 7. Во избежание воздушной пробки при выполнении растворораспределителя 9 из трубы, в конце растилен на трубе имеется патрубок 18 (фиг.7) для входа и выхода воздуха. Для выхода раствора из объема 13, растворораспределителя 9 или 10 выполнены отверстия 19 с регулятором 20. Посредством конусной части регулятора 20 можно изменять свободное отверстие 19. В секции может быть выполнено любое необходимое количество отверстий 19 для обеспечения стока раствора из объема 13.

Растворораспределитель 9 для полива растильни установлен по торцевой кромке растильни 4 на растворораспределительных подставках 21 длиной равной ширине секции растильни выполненной в виде швеллера с вертикальными прорезями 22 для рассредоточенного по ширине секции растильни выхода раствора 23. Прорези 21 обеспечивают беспрепятственный выход раствора 23 к корневой 24 части растений на пленке 4. На противоположной торцевой кромке растильни 4 установлен растворосборник 25, например выполненный из двух уголков сваренных только с одной стороны с образованием горизонтального щелевого канала 26 на уровне пленочного покрытия рабочей поверхности растильни 4. В конце растильни 4 растворосборник 25 через кран 27 соединен со сливным патрубком 28 (фиг. 1, 5). Для подъема поливной установки над растильней для посева, уборки урожая, ремонтно-профилактических мероприятий на растильне или конвейере, она может быть снабжена по меньшей мере двумя подъемными механизмами, рассредоточенными по длинной стороне растилен (фиг.5, 6, 8). Высота подъема не более 15 сантиметров, расстояние между подъемными механизмами не более 10 метров и определяется в основном жесткостью растворораспределителя и растворосборника. Подъемный механизм может быть выполнен из оси 30 шкивов 31 с гибкими нитями 32. Поворот оси осуществляется рукояткой 33 с фиксацией ее положения при помощи известных технических решений.

Установка для водоминерального питания растений работает следующим образом.

Питательный раствор через магистральный трубопровод 5 и кран 6 заполняет мерную емкость 7. Величина дозы для разового полива растильни определяется технологией производства зеленого корма и регулируется во время монтажа установки. После заполнения заданной дозы (например по показанию прибора V), кран 6 закрывается и открывается кран 8 для подачи раствора в растильню. Большие проходные сечения крана 8, подводящих патрубков и канала 16 обеспечивают быстрое последовательное заполнение объемов 13 между мерными перегородками 11 и 12, в растворораспределителе 9 (или 10), в секциях растилен. Каждая секция растильни получает определенное количество раствора. Раствор из объема 13 через отверстие 19 выливается в растворораспределительную подставку 21 и через щелевые прорези 22 равномерно поступает на пленочное покрытие растильни 4. Конструкция позволяет посредством винта 20 регулировать время опоражнивания емкости 13, следовательно и время полива.

Раствор проходя корневую 24 систему растений, усваивается ими, остаток раствора через щелевой канал 26 и растворосборник 25, кран 27, патрубок 26 идет на слив. Установка позволяет строго регулировать количество подаваемого раствора и сокращать его потери. Как показала практика, повторное использование раствора в большинстве случаев нерентабельно. Для обеспечения продуктивного роста растений необходимо поливать шесть раз в течение суток раствором с температурой 20-22^o, расход раствора, например для ячменя 2,6 на м² площади растилищ, урожайность 55-60 кг с м² растилищ.

После выращивания урожая посредством подъемных механизмов 29 производится подъем установки над растильней 4 последовательным вращением рукояток 33 с фиксацией на определенном положении. Через вал 30 и шкивы 31 посредством тяговых нитей 32 производится одновременный подъем растворосборника 25 и растворораспределителя 9 с растворораспределительной подставкой 21.

Транспортным средством 3 перемещается растильня 4 и производится уборка урожая. Транспортным средством 3 растильня 4 возвращается в исходное состояние, подъемным механизмом 29 установка для водоминерального питания устанавливается на растильне 4.

При необходимости, установкой для полива можно производить обеззараживание. Обеззараживание всей системы обеззараживающим раствором ведется следующим образом.

Через магистральный трубопровод 5, кран 6, мерную емкость 7, кран 8, канал 9, на растильню 4 подается обеззараживающий раствор при закрытом кране 27. Заполненная обеззараживающим раствором растильня выдерживается некоторое время, которое определяется технологией санитарной обработки, затем открывается кран 27 и производится слив обеззараживающего раствора. После чего производится новый цикл посева зерна и его выращивания. Конструкция установки позволяет автоматизировать процесс полива растений.

Использование: изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам гидропоники по выращиванию зеленого корма, преимущественно без субстрата для кормления животных. Сущность изобретения: Установка содержит размещенные на стеллажах транспортные средства 3 с растильнями 4, выполненными из пленочного материала, магистральный трубопровод 5 для подачи раствора. К магистральному трубопроводу 5 подсоединена мерная емкость 7 с элементами регулирования дозы питательного раствора для полива одной растильни, соединенная через краны 8 с растворораспределителями 9 для подачи раствора по растильням 4. На границе каждой секции растильни 4 в растворораспределителе 9 имеется мерная перегородка 11, обеспечивающая гарантированный объем раствора для полива секции, и отверстие для выхода раствора. Длина растворораспределительной подставки 21 равна ширине секции растильни 4. На противоположной стороне растильни 4 установлен растворосборник 25 с горизонтальным щелевым каналом 26 на уровне пленочного покрытия. Растворосборник 25 через кран 27 соединен со сливным патрубком 28. Установка для полива снабжена подъемным механизмом для подъема и фиксации раствороподающих каналов над растильней. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Установка для водоминерального питания растений, содержащая поярусно установленные стеллажи, растильни, выполненные в виде отдельных секций, магистральный трубопровод для подачи питательного раствора, установленный по торцевой кромке растильни растворораспределитель, подающий и сливной патрубки, отличающаяся тем, что она снабжена расположенной между магистральным трубопроводом и растворораспределителем мерной емкостью с элементами регулирования дозы питательного раствора для полива одной растильни и соединенной с последними через краны, установленными на стеллажах транспортными средствами, на которых размещены выполненные из пленочного материала растильни, установленные по одной из торцевых кромок растильни подставками в виде швеллеров, на которых закреплены растворораспределители, причем в швеллерах выполнены расположенные равномерно по ширине секции растильни прорези для выхода раствора, а длина каждого швеллера равна ширине секции растильни, при этом на противоположной торцевой кромке растильни установлен растворосборник, в котором выполнен на уровне рабочей поверхности растильни горизонтальный щелевой канал, при этом в растворораспределителе выполнены регулируемые отверстия, на границе каждой секции растильни размещены мерные перегородки, а растворосборник соединен со сливным патрубком через кран. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена двумя механизмами для подъема и фиксации растворораспределителя с подставками и растворосборника, при этом каждый механизм выполнен в виде оси, на которой установлены шкивы с тросами и закреплена рукоятка.