АГРОКОМПЛЕКС Российский патент 2014 года по МПК A01G31/02 

Изобретение относится к сооружениям защищенного грунта, целесообразное в первую очередь для районов рискованного земледелия, истощенных земель и дефицита источников энергии.

Известна теплично-опреснительная энергетическая установка, функционирующая на основе взаимодействия растущих растений и импульсов полимерного гидрогеля [1].

Недостатком этого двигателя является замедленное нарастание массы растений в конвейере, а также потребность растений в круглосуточном интенсивном освещении.

В предлагаемом агрокомплексе вместо растений использованы термиты, отличающиеся высокими темпами своего воспроизводства. Так, например, самка суринамского термита может за 28 часов отложить 3000 яиц [2]. Каждые две секунды самка откладывает по яйцу, непрерывно, днем и ночью [3]. И все это происходит в полной темноте.

В конвейерах двигателя, размещенных в выростных трубах, спиралевидно уложенных на поверхности сферы, установлены капсулы с размещенными в них термитами, выполненные с возможностью по мере вращения сферы вокруг ее центральной вертикальной оси наращивать свою массу.

Термитник, кроме двигателя, содержит ряд модулей: пункт контроля эффективности, пункт освобождения капсул от некондиционных экипажей, инкубатор, сад грибов, школку подготовки производителей, зал роения, пункт комплектования экипажей и климатрон, что обеспечивает непрерывное надежное воспроизводство термитов, причем модули оснащены средствами связи, транспорта и манипулирования капсулами, органично сочетающими природные особенности обитания термитов и современные технологии, благодаря взаимодействию с автоматизированной системой управления (АСУ) агрокомплекса, где связь обеспечивает получение информации от датчиков, установленных на отдельных модулях, и передачу команд на приводы, дистанционно управляемые с АСУ в соответствии с компьютерной программой.

Ботва растений, произрастающих в теплице, служит основой питательного раствора для термитов, а часть личинок и некондиционные экипажи термитов являются основным кормом для птиц в птицеферме, в связи с чем в теплице оборудован блок приготовления питательного раствора, а в птицеферме - кормопункт.

Кроме того, к термитнику примыкает климаторий, обеспечивающий постоянный температурно-влажностный и воздушный режим, необходимый для термитника и других элементов агрокомплекса. Размещен он в одном модуле с АСУ.

Все конструкции термитника выполнены из термитоустойчивых материалов, а сам термитник надежно изолирован от внешней среды.

Капсула состоит из двух отсеков: верхнего, где размещены производители и рабочие термиты, и нижнего, куда попадают личинки и уложены грибы, которыми питаются личинки. Между этими отсеками находится горизонтально установленная перегородка с небольшим углублением в середине для стекания туда питательного раствора и повышенной частью по краям с отверстиями, через которые скатываются личинки в нижний отсек. Капсула вверху и внизу снабжена шарнирно прикрепленными крышками и запорными дистанционно фиксируемыми с АСУ устройствами. Кроме того, крышка над верхним отсеком снабжена каплесъемником, который собирает капли питательного раствора с капельниц растворопровода, расположенного в выростной трубе над капсулами, и имеет воронкообразную форму с отверстием в центре.

Поскольку выростные трубы опускаются по спирали вокруг сферы вниз, то капсулы находятся в держателях с некоторым отклонением от центральной вертикальной оси и поэтому питательный раствор стекает в капсуле к одному борту углубления перегородки, откуда рабочие термиты собирают раствор для своего питания и кормления самки, которая в это время сама питаться не способна [2].

Поверхность капсулы оборудована мембранным материалом, благодаря которому излишки влаги удаляются из капсулы, хотя сама капсула не протекает [4]. Поэтому масса капсулы за время прохождения в выростной трубе возрастает за счет сухого остатка питательного раствора и веса личинок.

В верхней крышке капсулы имеются отверстия для подачи свежего насыщенного кислородом воздуха из климатрона и для отсасывания отработанного воздуха из капсулы. Чтобы избежать концентрации аммиака в термитнике предполагается использовать контрольные датчики, связанные с АСУ и обеспечивающие своевременное проветривание [5].

Процесс работы термитника следующий:

В верхнее окно двигателя в конвейер вводят капсулу, укомплектованную производителями, рабочими термитами и грибами, где она проходит в выростной трубе до нижнего окна двигателя.

После завершения проходки капсулу извлекают из нижнего окна и отправляют на пункт контроля, где освобождают от личинок, находящихся в нижнем отсеке капсулы, массу которых взвешивают на электронных весах, и затем личинок отправляют в инкубатор.

Если эта масса окажется соответствующей установленной норме, то капсулу отправляют в сад грибов, где ее заполняют свежими грибами, укладывая их в нижний отсек капсулы, а затем отправляют в пункт комплектования, где, в случае необходимости, пополняют экипаж капсулы новыми рабочими термитами, а после этого отправляют в двигатель для повторного прохождения в конвейере.

Если же масса личинок при взвешивании на контрольном пункте окажется недостаточной, то капсулу отправляют на пункт освобождения от экипажа, где производителей и рабочих термитов извлекают из капсулы и отправляют в кормопункт птицефермы, а порожнюю капсулу отправляют вначале в сад грибов для заполнения ее грибами, а затем в зал роения для размещения в ней новых производителей.

Личинки, попавшие в инкубатор, проходят естественный отбор, когда они, взрослея, преодолевают определенные препятствия и становятся полноценными рабочими термитами, а не достигших необходимых кондиций краны с грейферными захватами грузят на трелеватор для отправки в кормопункт.

В свою очередь среди рабочих термитов происходит отбор претендентов на роль производителей, которых направляют в пункт подготовки - школку, где в итоге, после вырастания у них крыльев, в определенный момент самцы и самки попадают в зал роения, где они в полете спариваются и затем заполняют одну из порожних капсул для воспроизводства потомства. Такие капсулы из зала роения направляют в пункт комплектования экипажей, где заполняют рабочими термитами, а затем в верхнее окно двигателя, после чего цикл повторяется.

Во всех пунктах и в двигателе рабочие термиты выполняют свойственные им природные процессы, такие как отбор производителей, производство грибов, кормление самки, но такие, например, процессы как обеспечение микроклимата осуществляют современные технические средства. Перемещение капсул, их открывание и закрывание в пределах термитника обеспечивают краны-манипуляторы, оборудованные грейферными захватами, трелеваторы, тельферы и подъемники в соответствии с алгоритмом, заложенным в АСУ.

При освобождении капсулы от некондиционного экипажа кран поворачивает ее на 180°, а при загрузке грибами - на 90°. В обоих случаях крышки капсулы открываются с помощью запирающего устройства после соответствующего импульса с АСУ. После загрузки капсулы с грибами и рабочими термитами с целью объективной оценки воспроизводства термитов капсулу взвешивают в саду грибов и пункте комплектования экипажей.

На фиг.1 приведена схема взаимосвязей агрокомплекса (+ при эффективной работе экипажа, - при неэффективной); на фиг.2 - продольный разрез капсулы в выростной трубе; на фиг.3 - продольный разрез двигателя; на фиг.4 - запирающее устройство нижнего отсека капсулы в открытом положении крышки; на фиг.5 - то же, в закрытом положении крышки.

На фиг.1 показаны двигатель 1, контрольный пункт 2, пункт освобождения от некодиционного экипажа 3, инкубатор 4, сад грибов 5, школка 6, зал роения 7, пункт комплектования экипажей 8, кормопункт 9, камера подготовки питательного раствора 10, климатрон, совмещенный с АСУ 11, птицеферма 12 и теплица 13.

На фиг.2 и 3 показаны капсула 14, установленная в держателе 15, перемещаемого в выростной трубе 16 двигателя, упоры 17 держателя, упорные пружины 18, крепления 19 пружин, растворопровод 20, капельница 21, капля 22 питательного раствора, каплесъемник 23, верхняя крышка 24 капсулы, нижняя крышка 25, верхний отсек 26 капсулы, нижний отсек 27 с личинками и грибами, самка 28, рабочий термит 29, перегородка 30 между отсеками, отверстие 31 в перегородке для пропуска личинок, запорное устройство 32, шарнир 33 крышек.

На фиг.4 и 5 показано запорное устройство 32, расположенное между верхним отсеком 26 и крышкой 25 нижнего отсека 27, в которой установлен фиксатор 34, входящий в выемку 35 верхнего отсека 26, где также предусмотрены две выемки 36 для электромагнитных вакуумных присосок 37, выполненных из эластичного материала, а в нижнюю крышку вделаны электромагниты 38, которые после соответствующего импульса с АСУ, который, воздействуя на металлический клапан 39, выпускает воздух из присоски 37 и прижимает присоску к полированной поверхности электромагнита 38, жестко фиксирует нижний отсек 25 с верхним отсеком 26.

Для расфиксации используют электромагнит 40, который после импульса с АСУ притягивает к себе присоску 37 с помощью расположенной под ним пружины 41, открывая при этом клапан 39. Аналогично фиксируют и верхнюю крышку 24.

Для исключения возможности нарушения заданного ритма работы двигателя, связанного с вероятными флуктуациями, вызванными деятельностью отдельных экипажей термитов, предусмотрена система погрузки отдельных капсул после их взвешивания в пункте комплектования экипажей в емкости с определенным запасом ячеек и доставка их к верхнему окну двигателя трелеватором. Аналогично организована выгрузка капсул из нижнего окна двигателя в порожние емкости.

На фиг.3 также приведено оборудование двигателя: выростная труба 16, обратная труба 42, подшипники 43, на которых установлена центральная вертикальная ось 44 сферы, верхнее окно 45, нижнее окно 46, нижний ярус 47, верхний ярус 48, траволаторы 49, тельферы 50, краны 51 с грейферными захватами 52, емкости с ячейками - кюветы 53 с капсулами 14 и весы 54.

Использованные источники

1. RU 2424404, C1, 2011.

2. Жизнь животных в 7-ми томах / Гл. ред. В.Е.Соколов. Т.3 / Под ред. М.С.Гилярова, Ф.Н.Правдина. - 2-е изд., перераб. - М.: Просвещение, 1984. - 463 с, С.166-171.

3. В.Колтовой. Война в царстве термитов // Неделя, 1967, №34.

4. Юный эрудит, 2009, №10, С.3.

5. US 7,842,234. B2, 2010.

Предложенное изобретение относится к сельскому хозяйству. Агрокомплекс состоит из теплицы, птицефермы и термитника. Термитник включает двигатель, в конвейеры которого, размещенные в выростных трубах, спиралевидно уложенных на поверхности сферы двигателя, установлены капсулы с размещенными в них термитами. Капсулы выполнены с возможностью по мере вращения сферы вокруг ее центральной вертикальной оси наращивать свою массу. Термитник включает отдельные модули: пункт контроля эффективности, пункт освобождения от некондиционного экипажа, инкубатор, сад грибов, школку подготовки производителей, зал роения, пункт комплектования экипажей и климатрон, выполненные с возможностью обеспечения непрерывности воспроизводства термитов. Модули термитника оснащены средствами связи, транспорта и манипулирования капсулами, органично сочетающими природные особенности обитания термитов и современные технологии благодаря взаимодействию с автоматизированной системой управления комплекса. Ботва растений, произрастающих в теплице, служит основой питательного раствора для термитов, часть личинок и некондиционные экипажи являются кормом для птиц на птицеферме, причем для этих целей в теплице и птицеферме оборудованы соответствующие блоки. Изобретение обеспечивает расширение арсенала технических средств и повышение эффективности, экономит электроэнергию. 5 ил.

Агрокомплекс, характеризующийся тем, что в его состав входят теплица, птицеферма и термитник, включающий двигатель, отличающийся тем, что в конвейерах двигателя, размещенных в выростных трубах, спиралевидно уложенных на поверхности сферы двигателя, установлены капсулы с размещенными в них термитами, выполненные с возможностью по мере вращения сферы вокруг ее центральной вертикальной оси наращивать свою массу, а отдельные модули термитника, такие как пункт контроля эффективности, пункт освобождения от некондиционного экипажа, инкубатор, сад грибов, школка подготовки производителей, зал роения, пункт комплектования экипажей и климатрон, выполненные с возможностью обеспечения непрерывности воспроизводства термитов, причем модули оснащены средствами связи, транспорта и манипулирования капсулами, органично сочетающими природные особенности обитания термитов и современные технологии благодаря взаимодействию с автоматизированной системой управления комплекса, при этом ботва растений, произрастающих в теплице, служит основой питательного раствора для термитов, а часть личинок и некондиционные экипажи являются кормом для птиц в птицеферме, причем для этих целей в теплице и птицеферме оборудованы соответствующие блоки.