ЦВЕТОЧНЫЙ ГОРШОК Российский патент 2012 года по МПК A01G27/00 

Настоящее изобретение относится к области технических средств орошения растений без создания потока жидкости, с помощью которого вода (жидкость) из резервуара, через разделительный гигроскопичный капиллярный материал непрерывно движется (поднимается) по капиллярам материала за счет взаимного притяжения молекул жидкости и материала, для питания растений.

Применение гигроскопичного капиллярного материала позволило исключить прямой контакт воды (жидкости) с грунтом и позволило перемещать воду (жидкость) в нужном направлении при отсутствии потока жидкости.

Важным достоинством гигроскопичного капиллярного материала является способность впитывать (абсорбировать) и удерживать (аккумулировать) жидкость внутри себя, а также отдавать жидкость обратно (десорбция).

Грунт также является гигроскопичным материалом, поэтому вода (жидкость) увлажняет почву, а корни растений «специализируются» на извлечении воды из грунта для своего роста.

Известны разнообразные устройства орошения растений.

В патенте №2264704 Российской Федерации описано устройство для полива, которое состоит из емкости для воды (пластиковой бутылки), пластмассовой пробки-муфты и полого конуса из пористой керамики. Полый конус вставляется в грунт, и вода из перевернутой бутылки самотеком, через пористую керамику конуса, стекает в грунт.

Эта конструкция имеет следующие недостатки:

- для вытекания воды используется давление столба жидкости, поэтому вода постоянно принудительно вытесняется и нужно применять дополнительные приспособления (пробка-муфта) для ее удержания;

- конструкция устройства габаритна и занимает существенную площадь цветочного горшка;

- при полностью заполненной бутылке водой центр масс цветочного горшка становится слишком высоким, что грозит опрокидыванием, если не горшка, так бутылки.

Аналогичные конструкции и физический принцип заложены в патентах: Франции №2673356, №2252806, Швейцарии №391368, США №4300309, имеющих те же недостатки.

В патенте №2206202 Российской Федерации так же используется гигроскопический материал, но используется физический принцип работы сифона.

Устройство образовано U-образной трубкой, в которую помещен гигроскопический материал. Трубка имеет восходящую ветвь, колено и нисходящую ветвь. Вся нисходящая ветвь или ее часть имеет больший объем, чем восходящая ветвь для размещения в нисходящей ветви большего количества гигроскопического материала. Нисходящая ветвь трубки продолжена с помощью шланга с диаметром меньшим, чем диаметр трубки. При опускании восходящей ветви в резервуар с жидкостью в результате капиллярных явлений жидкость полностью смачивает гигроскопический материал и доходит до конца нисходящей ветви. Затем капли жидкости поступают во входное отверстие шланга для последующего отвода.

Эта конструкция имеет следующие недостатки:

- принцип работы сифона сводит к нулю достоинства работы восходящей ветви трубки, т.к. положительная работа по подъему жидкости гигроскопическим материалом заканчивается простым сливом под действием столба жидкости (как в описанных выше патентах) с теми же недостатками;

- сифон работает как насос и создает поток жидкости, что противоречит экономному орошению (приходится применять дополнительную регулировку потока);

- общая сложность конструкции.

Наиболее близким устройством, по технической сущности к заявленному, является цветочный горшок по патенту RU №32658 U1 от 27.09.2003 г., МПК A01G9/02.

Ближайший аналог состоит из первой и второй емкостей. Первая емкость предназначена для размещения в ней фунта, соосно с первой установлена вторая емкость для жидкости, дно которой установлено с зазором относительно дна первой емкости. В зазоре между дном первой и дном второй емкостей размещена гигроскопическая вставка, закрепленная в отверстии дна первой емкости.

Эта конструкция имеет следующие недостатки:

- отсутствие полива сверху через грунт приводит к деградации растений, т.к. на поверхности грунта образуется пленка, препятствующая прохождению кислорода к корням растения.

- конструкция со съемной емкостью для жидкости трудно применима для больших цветочных горшков.

- конструкция крепления емкости для жидкости допускает перелив жидкости, т.к. уровень жидкости может быть выше уровня дна емкости для грунта, и жидкость, через гигроскопичный материал, заполнит грунт до уровня жидкости.

Как видно из рассмотрения известных технических решений, для полива растений в них используется резервуар и устройство для подачи воды, которое использует в своей конструкции пористый, мелкогравийный или гигроскопичный материал. Причем ни одно из этих устройств не способно эффективно решить поставленную задачу, состоящую в том, чтобы, используя простую конструкцию и небольшой объем гигроскопичного материала, обеспечить непрерывное, экономное, а главное, полезное для растений орошение на длительный период.

Предлагаемое изделие согласно изобретению удовлетворяет всем указанным требованиям.

Действительно, использование принципа движения (подъема) жидкости по капиллярам гигроскопичного материала позволяет обеспечить следующие преимущества:

- использование резервуара для воды (жидкости) любого объема и формы;

- использование любого подходящего по гигроскопичности, твердости, сечению и форме материала;

- появилась возможность как индивидуального полива цветочных горшков разного объема, так и целых грядок разных площадей;

- не требуется никаких внешних источников энергии и систем управления для организации орошения;

- упростился способ подкормки растений (нужно просто положить ее в емкость с водой);

- организация орошения очень дешева, т.к. главным и единственным элементом орошения является гигроскопичный материал (например, вискоза).

Рассмотренные выше известные технические решения указанных преимуществ, присущих предлагаемому изобретению, не имеют.

Между тем эти преимущества имеют решающее значение для успешной коммерческой реализации изобретения, поскольку оно предназначено для индивидуального полива комнатных растений на длительный период отсутствия их владельца, а также полива огородных растений. Массовому применению будет способствовать дешевизна предлагаемого способа орошения.

Целью изобретения является достижение указанных преимуществ.

Технический результат - повышение надежности и непрерывности подачи воды.

Сущность технического решения заключается в том, что цветочный горшок содержит первую емкость для размещения в ней грунта, установленную соосно с первой вторую емкость для жидкости, дно которой установлено с зазором относительно дна первой емкости, и размещенную в зазоре между дном первой и второй емкости гигроскопическую вставку, закрепленную в отверстии дна первой емкости, причем применены дренажные отверстия (5) для сохранения возможности полива сверху и дополнительный разделительный слой гигроскопического материала (6) для предотвращения попадания грунта в резервуар с водой, а также используется косвенный способ передачи воды - жидкости в грунт (1) одним гигроскопическим материалом (4) другому (6).

В соответствии с настоящим изобретением применен единый кусок гигроскопичного материала (6), из которого сформирована широкая «юбка» (7) для увеличения объема подаваемой в грунт воды. Орошение больших площадей и подача большего количества воды - жидкости, осуществляется с помощью перфорированного гибкого шланга (9), покрытого сверху слоем гигроскопичного материала (4) и слоем защитной пленки (8) с нужным для конкретного применения шагом.

В другом варианте орошение грунта (1) водой - жидкостью из резервуара (2) осуществляется с помощью слоя гигроскопичного материала (4), покрывающего поверхность перфорированного цилиндра (10) с перегородкой (13), размещенного в цветочном горшке (12), который имеет специальную воронку (11) для полива и контроля перелива.

В другом варианте орошение грунта (1) водой - жидкостью из резервуара осуществляется с помощью слоя гигроскопичного материала (4), покрывающего изнутри поверхность цветочного горшка (12), а емкость для воды (2) сформирована разделительной вставкой в форме стакана (14) с прорезями (15) для протекания воды - жидкости.

В другом варианте орошение грунта (1) осуществляется с помощью твердого гигроскопичного материала, выполненного в виде разделительной вставки в форме стакана (14) с прорезями (15) для протекания воды - жидкости. Цветочный горшок выполнен в виде универсального контейнера (18) с перегородкой (13), в которой имеются дренажные отверстия (5), через которые проходит гигроскопичный материал (4), покрытый сверху гигроскопичной тканью (6), а нижняя часть контейнера (18) используется в качестве подставки и открытого резервуара для воды (2).

Для реализации работы изобретения цветочных горшков предлагается использовать гигроскопичный материал (например, вискоза) круглого (жгут) или любого другого сечения, один конец которого опускается в резервуар с водой (жидкостью), а другой, через дренажное отверстие, в цветочный горшок для контакта с грунтом. Таким образом, вода (жидкость) из резервуара будет подниматься (двигаться) по гигроскопичному материалу за счет взаимного притяжения молекул жидкости и материала, к грунту цветочного горшка, где будет принята корневой системой растения. Поскольку нет потока жидкости, то не будет перелива, а растение для своей жизнедеятельности лишнего не возьмет.

Эксперименты показали, что при среднем диаметре цветочного горшка 15 см растения потребляют 8-10 мл воды в сутки (зависит от вида и размера растения), а при близком расположении включенного центрального отопления 16-20 мл в сутки.

Единственным недостатком указанного выше способа орошения является ограниченная высота подъема воды (жидкости). В тонких капиллярах вода поднимается за счет того, что под ее вогнутым мениском давление меньше давления газа над ним, то есть капилляр действует, как всасывающий насос. Высота подъема воды в капилляре не зависит от давления атмосферы и обратно пропорциональна радиусу капилляра. Для трубки с внутренним диаметром 0,2 мм, высота подъема должна быть 7 сантиметров. Практически, высота подъема воды зависит от применяемого материала (камень, ткань и т.п.) и может быть больше одного метра. Этого вполне достаточно для любых применений. Кроме того, этот недостаток полностью компенсируется применением резервуара любой формы и размера.

Для горизонтального движения жидкости ограничением является только скорость испаряемости из гигроскопичного материала. Защитные пленки решают эту проблему.

Суть изобретения станет более понятной при рассмотрении описаний примеров устройств, сопровождаемых фигурами.

На фиг.2 показан общий вид устройства с применением дополнительных дренажных отверстий (5) для возможности полива сверху, которые закрыты слоем гигроскопичной ткани (6) для предотвращения попадания грунта в резервуар с водой. В этом варианте используется также косвенный способ передачи воды (жидкости) в грунт (1) одним гигроскопичным материалом (4) другому (6).

На фиг.3 показан общий вид устройства для обеспечения подачи большего количества воды из резервуара (2) в грунт (1) и сохранения технологической простоты изделия применен гигроскопичный материал большей площади, который стянут в центре, для получения широкой «юбки» (7) забора воды.

На фиг.6 показан вариант орошения больших площадей и соответственно подачи большего количества воды (жидкости) (2) с помощью перфорированного гибкого шланга (9), покрытого сверху слоем гигроскопичного материала (4) и слоем защитной пленки (8) с нужным для конкретного применения шагом. Такое устройство позволит создавать целые оросительные системы и покрывать орошением большие площади.

На фиг.7 показан вариант устройства орошения растений, выполненный в виде перфорированного цилиндра (10) со сплошной перегородкой (13), внешняя поверхность которого покрыта гигроскопичным материалом (4). Полученная конструкция вставлена в цветочный горшок (12), который имеет специальную воронку (11) для полива и контроля перелива. Грунт (1) расположен в верхней части цилиндра (10) и через перфорацию цилиндра (10) контактирует с гигроскопичным материалом (4). Вода (жидкость) из емкости (2), через гигроскопичный материал (4) поступает в грунт (1) для питания растений.

На фиг.8 показан вариант устройства орошения растений, выполненный в виде корпуса цветочного горшка (12), внутренняя поверхность которого покрыта гигроскопичным материалом (4). Емкость для воды (2) сформирована разделительной вставкой в виде стакана (14) с прорезями (15) для протекания воды (жидкости). Цветочный горшок (12) имеет специальную воронку (11) для полива и контроля перелива. Грунт (1) расположен в верхней части цветочного горшка (12) и непосредственно контактирует с гигроскопичным материалом (4). Вода (жидкость) из емкости (2), через гигроскопичный материал (4) поступает в грунт (1) для питания растений.

На фиг.9 показан вариант устройства орошения растений, выполненный в виде корпуса цветочного горшка (12) с емкостью для воды (2) в виде разделительной вставки, выполненной из твердого гигроскопичного материала, в форме стакана (14) с прорезями (15) для протекания воды (жидкости). Цветочный горшок (12) имеет специальную воронку (11) для полива и контроля перелива. Грунт (1) расположен в верхней части цветочного горшка (12) и непосредственно контактирует с гигроскопичным материалом разделительной вставки (14). Вода (жидкость) из емкости (2), через твердый гигроскопичный материал разделительной вставки (14) поступает в грунт (1) для питания растений.

На фиг.12 показан вариант устройства орошения растений, выполненный в виде универсального контейнера (18) с перегородкой (13), в которой имеются дренажные отверстия (5), через которые проходит гигроскопичный материал (4), а сверху покрыт гигроскопичной тканью (6). Грунт (1) расположен в верхней части контейнера (18) и непосредственно контактирует с гигроскопичным материалом (6). Нижняя часть контейнера (18) используется в качестве подставки и открытого резервуара для воды (2). Вода (жидкость) из открытого резервуара (2), через гигроскопичный материал (4) и (6) поступает в грунт (1) для питания растений. Такой контейнер можно устанавливать в резервуаре любого размера.

Во всех рассмотренных выше случаях резервуары для воды (жидкости) (2) можно делать в виде отдельных (автономных) емкостей, либо как единое целое с объектом орошения. При этом желательно делать их прозрачными или с прозрачным индикатором для контроля остатков воды (жидкости). Если конструкция выполняется, как единое целое, то резервуар для воды желательно делать съемным.

Трубчатая конструкция может быть сделана на основе шлангов для полива, но с использованием перфорации поверхности шланга. Гигроскопичный материал (4) может быть любым (хлопок, лен, вискоза, шерсть и т.п.), главное условие, чтобы он имел капиллярную структуру для лучшего движения жидкости и достаточную механическую прочность. Форма такого материала может быть различной - жгут, веревка, полотно, любой профиль. Для уменьшения потерь на испарение в гигроскопичном материале можно часть неиспользуемой поверхности закрывать герметичной пленкой (8), как показано на Фиг.6.

Настоящее изобретение может быть использовано для орошения растений, когда требуется надежная и непрерывная подача воды (жидкости) без организации потока жидкости в течение длительного времени.

Цветочный горшок содержит первую емкость для размещения в ней грунта, вторую емкость, гигроскопическую вставку. Первая емкость установлена соосно со второй емкостью для жидкости. Дно второй емкости установлено с зазором относительно дна первой емкости. Гигроскопическая вставка размещена в зазоре между дном первой и второй емкости. Гигроскопическая вставка закреплена в отверстии дна первой емкости. Применены дренажные отверстия (5) для сохранения возможности полива сверху и дополнительный разделительный слой гигроскопичного материала (6) для предотвращения попадания грунта в резервуар с водой. Используют косвенный способ передачи воды (жидкости) в грунт (1) одним гигроскопичным материалом (4) другому (6). Такая конструкция позволит повысить надежность и непрерывность подачи воды. 12 ил.

1. Цветочный горшок, содержащий первую емкость для размещения в ней грунта, установленную соосно с первой вторую емкость для жидкости, дно которой установлено с зазором относительно дна первой емкости, и размещенную в зазоре между дном первой и второй емкости гигроскопическую вставку, закрепленную в отверстии дна первой емкости, отличающийся тем, что применены дренажные отверстия (5) для сохранения возможности полива сверху и дополнительный разделительный слой гигроскопичного материала (6) для предотвращения попадания грунта в резервуар с водой, а также используется косвенный способ передачи воды - жидкости в грунт (1) одним гигроскопичным материалом (4) другому (6).

2. Цветочный горшок по п.1, отличающийся тем, что применен единый кусок гигроскопичного материала (6), из которого сформирована широкая «юбка» (7) для увеличения объема подаваемой в грунт воды.

3. Цветочный горшок по п.1, отличающийся тем, что орошение больших площадей и подача большего количества воды - жидкости осуществляется с помощью перфорированного гибкого шланга (9), покрытого сверху слоем гигроскопичного материала (4) и слоем защитной пленки (8) с нужным для конкретного применения шагом.

4. Цветочный горшок по п.1, отличающийся тем, что орошение грунта (1) водой - жидкостью из резервуара (2) осуществляется с помощью слоя гигроскопичного материала (4), покрывающего поверхность перфорированного цилиндра (10) с перегородкой (13), размещенного в цветочном горшке (12), который имеет специальную воронку (11) для полива и контроля перелива.

5. Цветочный горшок по п.1, отличающийся тем, что орошение грунта (1) водой - жидкостью из резервуара (2) осуществляется с помощью слоя гигроскопичного материала (4), покрывающего изнутри поверхность цветочного горшка (12), а емкость для воды (2) сформирована разделительной вставкой в форме стакана (14) с прорезями (15) для протекания воды - жидкости.

6. Цветочный горшок п.1, отличающийся тем, что орошение грунта (1) осуществляется с помощью твердого гигроскопичного материала, выполненного в виде разделительной вставки в форме стакана (14) с прорезями (15) для протекания воды - жидкости.

7. Цветочный горшок по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в виде универсального контейнера (18) с перегородкой (13), в которой имеются дренажные отверстия (5), через которые проходит гигроскопичный материал (4), покрытый сверху гигроскопичной тканью (6), а нижняя часть контейнера (18) используется в качестве подставки и открытого резервуара для воды (2).