ТЕПЛИЦА Российский патент 2002 года по МПК A01G9/14 A01G9/22 

Изобретение относится к сельскохозяйственным сооружениям, в частности к теплицам, и может быть использовано для выращивания растений в защищенном грунте.

Известно "Устройство для изолирования и затенения здания, например теплицы..." (См. Патент ФРГ 3043385, кл. А 01 G 9/22, 1986).

Устройство содержит множество параллельных пластин, расположенных плотно рядом. Пластины установлены с возможностью поворота вокруг своей горизонтальной продольной оси между закрытым положением, в котором они образуют сплошную завесу, и открытым положением, в котором пластины направлены под углом к плоскости завесы. Пластины имеют сердцевину из пенопласта, заключенную между отражающими наружными поверхностями, и внутреннюю арматуру, образованную натянутой стальной лентой.

Недостаток этого устройства состоит в сложной конструкции жалюзийных пластин и, как следствие, большой их стоимости. Другой существенный недостаток - сравнительно большая масса пластин, требующая для их натяжения больших усилий, передающихся на каркас теплицы. В результате требуется усиление каркаса. При недостаточной силе натяжения пластины сильно провисают, что приводит к затруднению их вращения.

Наиболее близким решением к предложенному по технической сущности является теплица, содержащая каркас, светопрозрачное ограждение и жалюзийный экран для регулирования светового и температурного режимов (Патент РФ 2020795, кл. А 01 G 9/14, 9/22, 1994).

Жалюзийный экран включает ряд лент, выполненных из высокопрозрачной пластмассовой пленки, металлизированной с одной или двух сторон алюминием, расположенных вплотную друг к другу с небольшим нахлестом, чтобы создать в закрытом положении сплошную завесу (без щелей) над растениями. Ленты натянуты от одной конструкции теплицы до другой с небольшим провисом (около 1/500 расстояния между опорами жалюзийной ленты).

Экран включает также узлы крепления жалюзийных лент (захваты), опорные узлы, обеспечивающие возможность поворота жалюзи вокруг их продольной оси, а также поворотное устройство.

Недостаток указанного решения, принятого за прототип, состоит в том, что конструктивное решение жалюзийного экрана теплицы не обеспечивает его надежной работы по следующим причинам:
1. Крепление жалюзийных лент, выполненное в виде клещевого захвата с болтовым зажимом, трудоемко при монтаже жалюзи (для крепления ленты необходимы усилия двух человек) и не обеспечивает надежного закрепления, так как работает на трении между зажимными губками и цилиндрическим стержнем, вокруг которого при монтаже наматывается концевая часть жалюзийной ленты. При недостаточной затяжке болта цилиндр прокручивается, натяжение ленты ослабевает, провис ее увеличивается. Кроме того, ширина губок захвата значительно (в несколько раз) меньше ширины жалюзийной ленты. Вследствие этого кромки жалюзийной ленты напрягаются в меньшей степени, чем ее срединная часть, лента в поперечном сечении теряет прямолинейную форму (принимает форму желоба). Вследствие неодинаковых провисов и искривления поперечного сечения ленты плотность экрана в закрытом состоянии не обеспечивается, свет собирается в узкие яркие полосы, чередующиеся с затененными участками.

2. Крепление захвата (опорный узел) жалюзийной ленты к опорной конструкции теплицы выполнено в прототипе с помощью болта, вокруг оси которого происходит поворот ленты. Такая конструкция "чувствительна" к переносам опорной конструкции, при которых возможно резкое увеличение требуемого для поворота жалюзи крутящего момента и даже заклинивание шарнира, особенно при большой длине (большом пролете) лент (порядка 25-30 м).

Необходимое натяжение лент выполняется в процессе прикрепления их к захвату путем накручивания на анкерующий цилиндрический стержень большей или меньшей длины ленты с последующим зажатием губками захвата. Величина натяжения контролируется при этом по провису ленты, визуально. Это, естественно, не обеспечивает одинаковой величины провиса всех лент, приводит к повышению шелистости экрана в закрытом положении. Кроме того, натяжение лент без какого-либо натяжного устройства (например, рычага или резьбы) довольно трудоемко, поскольку усилие натяжения при больших пролетах лент может достигать нескольких десятков килограмм. Между тем применение какого-либо натяжного приспособления здесь невозможно, так как расстояние между осями захватов в направлении вдоль пролета ленты неизменно.

При закрытом положении экрана рычаги поворотного устройства располагаются под очень острым углом к тяге, вследствие чего значительно (в несколько раз) уменьшается плечо действия силы тяги по сравнению с положением при полностью открытом экране и требуется соответствующее и нерациональное увеличение силы тяги и мощности привода. Если же начальный угол увеличить, то соответственно уменьшится угол поворота жалюзийных лент, что ухудшает возможности управления световым режимом.

Совокупность перечисленных недостатков прототипа практически не позволяет обеспечить полноценное и надежное управление световым и тепловым режимами в теплице. Была поставлена задача создания конструктивного решения теплицы, в которой обеспечивается надежное регулирование световым и частично тепловыми режимами.

Поставленная задача решена настоящим изобретением.

В теплице, включающей каркас, светопрозрачное ограждение, а также свето-, теплорегулирующий жалюзийный экран, жалюзи которого выполнены из высокопрочной пластмассовой пленки, металлизированной алюминием, и закреплены к каркасу теплицы с возможностью поворота вокруг своих продольных осей, согласно изобретению узлы крепления жалюзийных лент экрана (захваты) выполнены самозаклинивающими в виде U-образных скоб и закладных планок, вокруг которых обернута концевая часть лент, а опорный узел жалюзийных лент включает полую ось с резьбовым концом, фиксирующей гайкой и торсионную подвеску захвата, располагающуюся внутри оси и закрепленную на ее концевой части, при этом полая ось размещена в отверстиях опорной балки с возможностью перемещения вдоль оси вместе с торсионной подвеской захвата, а поворотное устройство включает свободно сидящие на полых осях ролики, общую тяговую струну, один конец которой навит на приводной вал, другой прикреплен к пружине или грузу, и группу вращающих гибких нитей, прикрепленных к тяговой струне через натяжные пружины и охватывающих ролики в один оборот без крепления к ним, причем каждый ролик снабжен двумя стержневыми поводками, передающими вращение захвату с жалюзийной лентой.

Преимущество предлагаемого решения по сравнению с прототипом состоит в том, что самозаклинивающий захват жалюзийных лент экрана позволяет значительно снизить трудоемкость закрепления жалюзийных лент, а главное, обеспечивает надежность крепления, исключая проскальзывание ленты. Торсионная подвеска захвата полностью исключает возможность заклинивания при повороте и отличается малым сопротивлением вращению.

Благодаря подвижному закреплению полых осей опорного узла в опорной балке процесса закрепления ленты и ее натяжения разделены во времени, что позволяет повысить равномерность натяжения всех лент экрана, уменьшив тем самым его щелистость. Кроме того, предлагаемая конструкция опорного устройства позволяет применить для натяжения простейшие приспособления, облегчающие процесс, и выполнять натяжение с контролем усилия.

Конструкция поворотного устройства экрана вместе с торсионной подвеской обеспечивает минимальную мощность привода.

Большинство деталей предлагаемого устройства отличаются простотой конструктивной формы и, следовательно, хорошей технологичностью изготовления, что важно при массовом производстве экранов. Сопоставимый анализ заявляемого решения с известным позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение не известно из предыдущего уровня техники и, следовательно, удовлетворяет критерию изобретения "новизна".

Из научно-технической и патентной литературы для специалиста неизвестно заявляемое изобретение с указанными выше отличиями, а именно самозаклинивающий захват, торсионная подвеска с подвижной осью, исключающая заклинивание, поворотное устройство с гибкими вращающими нитями и общей тяговой струной и, следовательно, предлагаемое решение жалюзийного экрана отвечает критерию изобретения "изобретательский уровень".

Заявляемое техническое решение может быть использовано в тепличных хозяйствах при выращивании рассады и взрослых овощных культур, позволяя управлять световым режимом в теплице как в дневное время, так и ночью при искусственной досветке растений.

Кроме того, в ночное время при закрытом экране экономится 15...20% тепловой энергии за счет отражения лучистой составляющей теплового потока. Таким образом предлагаемое решение удовлетворяет критерию изобретения "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема размещения экрана в теплице; на фиг.2 изображена принципиальная схема жалюзийного экрана; на фиг.3 - основной узел экрана, включающий захват, опорное устройство и элементы поворотного устройства (сечение А-А на фиг.2); на фиг. 4 - фрагмент поворотного устройства.

Теплица включает каркас 1, светопрозрачное ограждение 2 и жалюзийный экран 3, включающий в свою очередь жалюзийные ленты 4, выполненные из высокопрочной пластмассовой (например, полиэтилентерефталатной) пленки, металлизированной алюминием и закрепленные к опорным конструкциям с возможностью поворота вокруг своей продольной оси. Ленты располагаются вплотную друг к другу с небольшим перехлестом и, поворачиваясь до соприкосновения одна с другой, образуют сплошную завесу. При открытом экране ленты располагаются под углом к плоскости завесы. Каждая жалюзийная лента закреплена к опорной конструкции с помощью самозаклинивающего захвата, включающего U-образную скобу 5, выполненную из тонколистовой стали, и закладную планку 6, вокруг которой обернута концевая часть ленты 4.

Опорный узел экрана включает полую ось 7, размещенную в отверстиях опорной балки 8 с возможностью перемещения относительно балки в направлении вдоль жалюзийной ленты. Ось имеет резьбовой конец с фиксирующей гайкой 9. Внутри полой оси размещена торсионная подвеска 10 захвата, закрепленная вторым концом с помощью упорной шайбы 11 на резьбовом торце оси 7. Здесь же закреплена серьга 12, необходимая для натяжения жалюзийной ленты с помощью натяжного приспособления (например, с помощью рычага с динамометром).

Торсионную подвеску 10 наиболее целесообразно выполнять из стальной нержавеющей проволоки, что позволяет упростить закрепление подвески к захвату и опорной оси (по сравнению, например, со стальным канатиком), а также повысить долговечность торсиона (стальной канатик быстрее корродирует во влажном воздухе теплицы). Поворотное устройство экрана включает свободно сидящие на полых осях 7 ролики 13, общую тяговую струну 14, один конец которой навит на приводной вал 15, а другой - прикреплен к грузу 16 (или пружине), а также группу вращающих гибких нитей 17, закрепленных на тяговой струне 14 зажимами 18 и натяжными пружинами 19. Гибкие нити 17 охватывают в один оборот ролики 13 без крепления к ним. Каждый ролик имеет пару стержневых поводков 20, передающих вращение захватам жалюзийных лент 4.

Приводной вал 15 обеспечивает синхронное вращение противоположных торцов экрана с помощью одного привода 21. Для компенсации крутящего момента от груза 16 на вал 15 навита нить с контргрузом 22.

При монтаже жалюзийных лент 4 их концевые части обертывают один раз вокруг закладной планки 6 и вкладывают в паз прикрепленной к торсионной подвеске 10 U-образной скобы 5, как показано на фиг.3. При вкладывании планка слегка раздвигает щечки скобы и удерживается в ней до момента натяжения ленты за счет пружинных свойств скобы. При натяжении лента с планкой заклиниваются в скобе и удерживаются без проскальзывания.

Принцип действия поворотного устройства экрана состоит в следующем. При вращении вала 15 тяговые струны 14 получают продольное перемещение (вдоль своей оси), вместе с ними перемещаются гибкие вращающие нити 17 и за счет трения приводят во вращение ролики 13, которые в свою очередь передают с помощью поводков 20 вращение жалюзийным лентам. Сила трения гибких нитей в канавках роликов регулируется перемещением зажимов 18.

В одну или другую сторону жалюзийные ленты вращаются не более чем на 180^o. Утром жалюзийные ленты, поворачиваясь на соответствующий угол от блока автоматического управления, ловят лучи "низкого" солнца, направляя их под более "крутым" углом в зону растений. При жаркой погоде экран служит для притенения, что особенно важно для южных районов страны. Ночью, как отмечалось, полностью закрытий экран позволяет экономить тепловую и световую энергию.

Предварительные расчеты показывают, что срок окупаемости предлагаемого устройства не превышает 0,5 года.

Предлагаемое техническое решение проверено на лабораторном стенде. Проверка подтвердила работоспособность предложенного решения.

Изобретение относится к сельскохозяйственным сооружениям, в частности к теплицам, и может быть использовано для выращивания растений в защищенном грунте. Теплица содержит каркас, светопрозрачное ограждение, а также свето-, теплорегулирующий жалюзийный экран, жалюзи которого выполнены из высокопрочной пластмассовой пленки, металлизированной алюминием, и прикреплены к каркасу теплицы с возможностью поворота вокруг своих продольных осей. Жалюзийные ленты (4) крепятся к опорному устройству с помощью самозаклинивающих захватов и торсионных подвесок, исключающих заклинивание при повороте и обладающих малым сопротивлением вращению. Поворотное устройство жалюзийных лент (4) включает тяговую струну (14) и гибкие вращающие нити (17), прикрепленные к тяговой струне (14) и охватывающие в один оборот поворотные ролики (13), свободно сидящие на осях (7) поворотного устройства. При продольном перемещении тяговой струны (14) и вращающих нитей (17) ролики (13) поворачиваются, передавая вращение жалюзийным лентам (4) с помощью стержневых поводков (20). Для обеспечения синхронного поворота противоположных торцов жалюзийных лент поворотное устройство снабжено валом (15) длиной от одного торца до другого. Вал (15) вращается с помощью электропривода (21) через систему автоматического управления поворотом в зависимости от заданного режима: в ночное время экран полностью закрыт (жалюзийные ленты образуют сплошную завесу), что позволяет на 15 - 20% снизить затраты на обогрев. В дневное время жалюзи автоматически поворачиваются в зависимости от высоты солнца, обеспечивая максимальную естественную освещенность в теплице. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Теплица, включающая каркас, светопрозрачное ограждение, а также свето-, теплорегулирующий жалюзийный экран, жалюзи которого выполнены из высокопрочной пластмассовой пленки, металлизированной алюминием, и закреплены к каркасу теплицы с возможностью поворота вокруг своих продольных осей, отличающаяся тем, что узлы крепления жалюзийных лент экрана (захваты) выполнены самозаклинивающими в виде U-образных скоб и закладных планок, вокруг которых обернута концевая часть лент, опорный узел жалюзийных лент включает полую ось с резьбовым концом, фиксирующей гайкой и торсионную подвеску захвата, располагающуюся внутри оси и закрепленную на ее концевой части, при этом полая ось размещена в отверстиях опорной балки с возможностью перемещения вдоль оси вместе с торсионной подвеской захвата, а поворотное устройство включает свободно сидящие на полых осях ролики, общую тяговую струну, один конец которой навит на приводной вал, другой прикреплен к пружине или грузу, и группу вращающихся гибких нитей, прикрепленных к тяговой струне через натяжные пружины и охватывающих ролики в один оборот без крепления к ним, причем каждый ролик снабжен двумя стержневыми поводками, передающими вращение захвату с жалюзийной лентой. 2. Теплица по п. 1, отличающаяся тем, что торсионная подвеска захвата жалюзийных лент выполнена из стальной нержавеющей проволоки.