СМЕННЫЙ БЛОК ДЛЯ ИОНИТОПОННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ Российский патент 2023 года по МПК A01G9/29 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно, к садоводству, в частности, к выращиванию растений в субстрате, и может быть использовано для выращивания растений в контролируемых условиях, например, в автоматизированных комплексах для культивирования растений в быту различного морфологического строения (в ионитопонных системах выращивания - гроубоксах).

Из существующего уровня техники известен гидропонный контейнер (Патент US 4034506 A, 12.07.1977, A01G31/00), содержащий корпус и пористую пенопластовую пластину толщиной от 5 до 35 мм, имеющую пористость от 20 до 50 процентов и насыпную плотность от 8 до 50 г/л, расположенную на поверхности воды, содержащейся в указанном корпусе, причем, указанная пористая пенопластовая пластина состоит из заполнителя со вспененными гидрофобными полимерными шариками с закрытыми порами, скрепленными друг с другом жидким клеем вязкостью от 50 до 7000 сП (сантипуазель) при температуре в 20°C., и содержащими твердые вещества в количестве от 30 до 60 мас.%, с открытыми пространствами между соседними гранулами.

Из уровня техники также известно устройство для выращивания растений (Патент RU 67388 U1, 27.10.2007, A01G31/00), содержащее культивационную емкость, снабженную в нижней части полукруглым выпуклым элементом, в котором размещены слой органо-минеральной корнеобитаемой среды и слой мелкозернистого водопроводящего материала, разделенные перфорированной перегородкой, а также слой крупнозернистого материала, размещенный под слоем мелкозернистого материала; при этом полукруглый элемент связан через трубопровод, соединенный со сливным патрубком, с резервуаром питательного раствора, который соединен посредством трубопровода и насоса для питательного раствора с накопительным резервуаром, а посредством трубопроводов, насоса для воды и водоотводящих труб - с поверхностью перфорированной перегородки через емкость для промывочной воды, причем перфорированная перегородка выполнена из полимерного материала с капиллярными коническим отверстиями, которые в центральной части перегородки выполнены вершинами в сторону органо-минеральной корнеобитаемой среды, а в периферических частях перегородки - вершинами в сторону мелкозернистого влагопроводящего материала, причем, оно включает антимикробный фильтр для промывочной воды с наночастицами серебра.

Наиболее близким техническим решением является модульное устройство для выращивания растений на вертикальных поверхностях (Патент RU 87867 U1, 27.10.2009, A01G31/00), содержащее систему для снабжения растений водой и питательными элементами, средство для орошения, причем, содержит модульные элементы, размещенные на вертикальной металлической раме с возможностью их установки и извлечения, обеспечивающие установку, уход за культурами и обновление растений; система для снабжения растений водой и питательными элементами выполнена в виде горизонтально расположенных оросительных трубок, содержит емкость для воды и питательных элементов, насос, электрический блок управления, датчик влажности, соединенные посредством шланга с распределительной трубкой.

Основным недостатком вышеописанных технических решений является отсутствие возможности эффективной реализации выращивания растений в ионитопонных системах выращивания и ирригации растений в управляемом автоматизированном режиме контроля.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей, заключающихся в эффективной реализации выращивания разных видов растений по морфологическому строению с проращиванием в органическом слое вариативных объемных форм с использованием устройства модульного типа для ионитопонных систем выращивания с ирригацией растений чистой водой в управляемом автоматизированном режиме контроля.

Указанный технический результат достигается за счет того, что сменный блок для выращивания растений содержит модульный короб, выполненный из верхней и нижней части, таким образом, что по всему внутреннему объему упомянутого короба размещена питательная среда для выращивания растений, а верхняя его часть содержит, по меньшей мере, одно отверстие для посева, по меньшей мере, одного семени упомянутых растений в упомянутой питательной среде.

Причем, упомянутая питательная среда выполнена в виде слоя субстрата с увлажняющим слоем - к внутренней нижней части модульного короба, содержащей, по меньшей мере, одно сквозное дренажное отверстие, и с вентиляционным слоем - к внутренней верхней части модульного короба, содержащей, по меньшей мере, одно сквозное вентиляционное отверстие.

В частности, упомянутое отверстие для посева семени упомянутых растений может быть выполнено через упомянутый вентиляционный слой на глубину по толщине упомянутого слоя субстрата с возможностью размещения по всему его объему органического слоя для проращивания упомянутого семени.

При этом упомянутый органический слой для проращивания упомянутого семени может быть выполнен в виде органической или неорганической пробки (например из нетканых материалов), сечение которой, как и сечение упомянутого отверстия для посева семени упомянутых растений соответственно, может быть выполнено квадратной формы, или прямоугольной формы, или круглой формы, или овальной формы, или в форме правильного треугольника, или правильного пятиугольника, или правильного шестиугольника, или Т-образной формы с совокупной площадью, равной суммарной площади трех квадратов, или крестообразной формы с совокупной площадью, равной суммарной площади пяти квадратов.

Кроме этого, упомянутый модульный короб может быть выполнен телескопического типа квадратной формы по своему периметру с фасками на углах, а упомянутые верхняя и нижняя части модульного короба могут быть выполнены соответственно в виде крышки и дна - целиком перекрывающих в сборке упомянутого короба друг друга по высоте боковых своих частей.

Причем, упомянутые верхняя и нижняя части модульного короба могут быть изготовлены из картона, или гофрокартона, или полиэтилена, или бумаги, или фольги, или минеральных волокон, или минеральной ваты.

При этом упомянутая верхняя часть модульного короба может содержать патрубок для подключения к ирригационному оборудованию ионитопонной системы выращивания, а также разъем датчика влажности почвы, чувствительный элемент которого может быть расположен в слое субстрата, для подключения к модулю приема/передачи данных ионитопонной системы выращивания.

Кроме этого, по принципу действия упомянутый датчик влажности почвы может быть выполнен в виде емкостного датчика относительной влажности, или датчика точки росы, или резистивного датчика, или теплопроводящего датчика абсолютной влажности.

При этом упомянутый слой субстрата может быть выполнен в виде разрыхленной почвы, или минеральной ваты, или минеральных волокон, или матричных носителей с обогащенными питательными и минеральными веществами, в составе которых может быть использована ионообменная смола.

Причем, упомянутые увлажняющий и вентиляционный слой могут быть выполнены из нетканого невоспламеняемого материала, или минерального волокна, или минеральной ваты, или биоразлагаемых синтетических волокон, или в виде бумажного вкладыша сотовой структуры, или кокосовой подложки.

Кроме этого, упомянутый органический слой для проращивания упомянутого семени может быть изготовлен из компостированных продуктов переработки древесной коры и/или органических ингредиентов на основе торфа.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлен частный случай исполнения заявляемого сменного блока для выращивания растений: на фигуре 1 представлен общий вид в аксонометрической разнесенной проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой квадратного сечения; на фигуре 2 - общий вид в аксонометрической проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой квадратного сечения; на фигуре 3 - общий вид в аксонометрической разнесенной проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой прямоугольного сечения; на фигуре 4 - общий вид в аксонометрической проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой прямоугольного сечения; на фигуре 5 - общий вид в аксонометрической разнесенной проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой круглого сечения; на фигуре 6 - общий вид в аксонометрической проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой круглого сечения; на фигуре 7 - общий вид в аксонометрической разнесенной проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой овального сечения; на фигуре 8 - общий вид в аксонометрической проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой овального сечения; на фигуре 9 - общий вид в аксонометрической разнесенной проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой, выполненной с сечением в форме правильного треугольника; на фигуре 10 - общий вид в аксонометрической проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой, выполненной с сечением в форме правильного треугольника; на фигуре 11 - общий вид в аксонометрической разнесенной проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой, выполненной с сечением в форме правильного пятиугольника; на фигуре 12 - общий вид в аксонометрической проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой, выполненной с сечением в форме правильного пятиугольника; на фигуре 13 - общий вид в аксонометрической разнесенной проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой, выполненной с сечением в форме правильного шестиугольника; на фигуре 14 - общий вид в аксонометрической проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой, выполненной с сечением в форме правильного шестиугольника; на фигуре 15 - общий вид в аксонометрической разнесенной проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой Т-образного сечения; на фигуре 16 - общий вид в аксонометрической проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой Т-образного сечения; на фигуре 17 - общий вид в аксонометрической разнесенной проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой крестообразного сечения; на фигуре 18 - общий вид в аксонометрической проекции сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой крестообразного сечения; на фигуре 19 - вид сменного блока для выращивания растений в исполнении с органической пробкой квадратного сечения в разрезе, где:

1 - модульный короб;

2 - верхняя часть модульного короба;

3 - нижняя часть модульного короба;

4 - отверстие в верхней части модульного короба для посева семени/семян растений;

5 - семя/семена растений;

6 - слой субстрата;

7 - увлажняющий слой;

8 - дренажные отверстия;

9 - вентиляционный слой;

10 - вентиляционные отверстия;

11 - органический слой;

12 - фаски на углах модульного короба;

13 - боковая часть крышки (верхней части) модульного короба;

14 - боковая часть дна (нижней части) модульного короба;

15 - патрубок для подключения к ирригационному (поливочному) оборудованию ионитопонной системы выращивания;

16 - разъем датчика влажности почвы для подключения к модулю (контроллеру) приема/передачи данных ионитопонной системы выращивания.

Частный случай реализации сменного блока для выращивания растений может быть выполнен следующим образом: сменный блок для выращивания растений содержит модульный короб 1, выполненный из верхней 2 и нижней 3 части, таким образом, что по всему внутреннему объему упомянутого короба размещена питательная среда для выращивания растений, а верхняя его часть 2 содержит, по меньшей мере, одно отверстие 4 для посева, по меньшей мере, одного семени 5 упомянутых растений в упомянутой питательной среде.

Причем, упомянутая питательная среда выполнена в виде слоя субстрата 6 с увлажняющим слоем 7 - к внутренней нижней 3 части модульного короба 1, содержащей, по меньшей мере, одно сквозное дренажное отверстие 8, и с вентиляционным слоем 9 - к внутренней верхней части 2 модульного короба 1, содержащей, по меньшей мере, одно сквозное вентиляционное отверстие 10.

Упомянутое отверстие 4 для посева семени 5 упомянутых растений может быть выполнено через упомянутый вентиляционный слой 10 на глубину по толщине упомянутого слоя субстрата 6 с возможностью размещения по всему его объему органического слоя 11 для проращивания упомянутого семени 5.

При этом упомянутый органический слой 11 для проращивания упомянутого семени 5 может быть выполнен в виде органической пробки, сечение которой, как и сечение упомянутого отверстия для посева семени упомянутых растений соответственно, может быть выполнено квадратной формы, или прямоугольной формы, или круглой формы, или овальной формы, или в форме правильного треугольника, или правильного пятиугольника, или правильного шестиугольника, или Т-образной формы с совокупной площадью, равной суммарной площади трех квадратов, или крестообразной формы с совокупной площадью, равной суммарной площади пяти квадратов.

Кроме этого, упомянутый модульный короб 1 может быть выполнен телескопического типа квадратной формы по своему периметру с фасками 12 на углах, а упомянутые верхняя 2 и нижняя 3 части модульного короба 1 могут быть выполнены соответственно в виде крышки и дна - целиком перекрывающих в сборке упомянутого короба 1 друг друга по высоте боковых своих частей 13, 14.

Причем, упомянутые верхняя 2 и нижняя 3 части модульного короба 1 могут быть изготовлены из картона, или гофрокартона, или полиэтилена, или бумаги, или фольги, или минеральных волокон, или минеральной ваты.

При этом упомянутая верхняя часть 2 модульного короба 1 может содержать патрубок 15 для подключения к ирригационному (поливочному) оборудованию ионитопонной системы выращивания, а также разъем 16 датчика (на чертежах не показан) влажности почвы, чувствительный элемент (зонд) которого может быть расположен в слое субстрата 6, для подключения к модулю (контроллеру) приема/передачи данных ионитопонной системы выращивания.

Кроме этого, по принципу действия упомянутый датчик (на чертежах не показан) влажности почвы может быть выполнен в виде емкостного датчика относительной влажности, или датчика точки росы, или резистивного датчика, или теплопроводящего датчика абсолютной влажности.

При этом упомянутый слой субстрата 6 может быть выполнен в виде разрыхленной почвы, или минеральной ваты, или минеральных волокон, или матричных носителей с обогащенными питательными и минеральными веществами, в составе которых может быть использована ионообменная смола.

Причем, упомянутые увлажняющий 7 и вентиляционный 9 слой могут быть выполнены из нетканого невоспламеняемого материала, или минерального волокна, или минеральной ваты, или биоразлагаемых синтетических волокон, или в виде бумажного вкладыша сотовой структуры, или кокосовой подложки.

Кроме этого, упомянутый органический слой 11 для проращивания упомянутого семени 5 может быть изготовлен из компостированных продуктов переработки древесной коры и/или органических ингредиентов на основе торфа.

Сменный блок для выращивания растений работает следующим образом: вначале осуществляют сборку упомянутого блока. Для чего, в верхней части 2, выполненной с вентиляционными отверстиями 10, модульного короба 1 закрепляют патрубок 15 и разъем 16 датчика влажности почвы. Затем, во внутреннюю часть упомянутой верхней части 2 последовательно укладывают вентиляционный слой 9, слой субстрата 6 и увлажняющий слой 7. При этом чувствительный элемент (зонд) датчика (на чертежах не показан) влажности почвы размещают в слое субстрата 6. После чего, верхнюю часть 2 модульного короба 1, выполненного телескопического типа квадратной формы по своему периметру с фасками 12 на углах, закрывают нижней частью 3, выполненную с дренажными отверстиями 8, упомянутого короба 1, таким образом, что они целиком перекрывают друг друга по высоте боковых своих частей 13, 14. Затем, фиксируют упомянутые части 2,3 относительно друг друга, например, посредством скотча или скоб, а отверстие 4 заполняют органическим слоем 11. После чего, сменный блок для выращивания растений размещают в ионитопонной системе выращивания (гроубоксе), подключают к ее ирригационному (поливочному) оборудованию через патрубок 15 и к модулю приема/передачи данных через разъем 16, а также осуществляют посев семени/семян 5 растений в органическом слое 11. Из-за наличия субстрата, в котором присутствуют все необходимые элементы минеральных веществ, и контролю влажности (поливу в нужный момент) растение всходит и растет.

Указанный технический результат достигается за счет того, что возможность использования в устройстве вариативных органических пробок по форме в своем сечении, а также конструктивное выполнение во внутреннем пространстве модульного короба питательной среды в виде последовательно размещенных слоев: увлажняющего слоя, слоя субстрата и вентиляционного слоя, в полной мере реализуют эффективное выращивание одного или нескольких семян растений в ионитопонных системах с возможностью выбора вариантов выращивания семян по виду растений (в зависимости от предпочтительных условий). А конструктивное наличие патрубка для подключения к ирригационному (поливочному) оборудованию и датчика влажности почвы для подключения к модулю (контроллеру) приема/передачи данных ионитопонной системы выращивания обеспечивает выращивание растений в управляемом автоматизированном режиме контроля.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «новизна».

Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения такому условию патентоспособности как «изобретательский уровень».

Сменный блок для ионитопонного выращивания растений содержит модульный короб, выполненный из верхней и нижней частей, таким образом, что по всему внутреннему объему короба размещена питательная среда для выращивания растений. Верхняя часть содержит, по меньшей мере, одно отверстие для посева. Питательная среда выполнена в виде слоя субстрата с увлажняющим слоем - к внутренней нижней части модульного короба, содержащей, по меньшей мере, одно сквозное дренажное отверстие, и с вентиляционным слоем - к внутренней верхней части модульного короба. Отверстие для посева семени растений выполнено через вентиляционный слой на глубину по толщине слоя субстрата с возможностью размещения по всему его объему органического слоя для проращивания семени. Верхняя часть модульного короба содержит патрубок для подключения к ирригационному оборудованию ионитопонной системы выращивания, а также разъем датчика влажности почвы, чувствительный элемент которого расположен в слое субстрата, для подключения к модулю приема/передачи данных ионитопонной системы выращивания. Техническим результатом является расширение эксплуатационных возможностей, заключающихся в эффективной реализации выращивания разных видов растений по морфологическому строению, с проращиванием в органическом слое вариативных объемных форм, с использованием устройства модульного типа для ионитопонных систем выращивания, с ирригацией растений чистой водой в управляемом автоматизированном режиме контроля. 7 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Сменный блок для ионитопонного выращивания растений, характеризующийся тем, что содержит модульный короб, выполненный из верхней и нижней частей, таким образом, что по всему внутреннему объему короба размещена питательная среда для выращивания растений, а верхняя его часть содержит, по меньшей мере, одно отверстие для посева, по меньшей мере, одного семени упомянутых растений в упомянутой питательной среде, которая выполнена в виде слоя субстрата с увлажняющим слоем - к внутренней нижней части модульного короба, содержащей, по меньшей мере, одно сквозное дренажное отверстие, и с вентиляционным слоем - к внутренней верхней части модульного короба, содержащей, по меньшей мере, одно сквозное вентиляционное отверстие, упомянутое отверстие для посева семени упомянутых растений выполнено через упомянутый вентиляционный слой на глубину по толщине упомянутого слоя субстрата с возможностью размещения по всему его объему органического слоя для проращивания семени, при этом упомянутая верхняя часть модульного короба содержит патрубок для подключения к ирригационному оборудованию ионитопонной системы выращивания, а также разъем датчика влажности почвы, чувствительный элемент которого расположен в слое субстрата, для подключения к модулю приема/передачи данных ионитопонной системы выращивания.

2. Сменный блок по п. 1, характеризующийся тем, что упомянутый органический слой для проращивания упомянутого семени выполнен в виде органической пробки, сечение которой, как и сечение упомянутого отверстия для посева семени упомянутых растений соответственно, выполнено квадратной формы, или прямоугольной формы, или круглой формы, или овальной формы, или в форме правильного треугольника, или правильного пятиугольника, или правильного шестиугольника, или Т-образной формы с совокупной площадью, равной суммарной площади трех квадратов, или крестообразной формы с совокупной площадью, равной суммарной площади пяти квадратов.

3. Сменный блок по п. 1 или 2, характеризующийся тем, что упомянутый модульный короб выполнен телескопического типа квадратной формы, по своему периметру с фасками на углах, а упомянутые верхняя и нижняя части модульного короба выполнены соответственно в виде крышки и дна, целиком перекрывающих в сборке упомянутого короба друг друга по высоте боковых своих частей.

4. Сменный блок по п. 1, характеризующийся тем, что упомянутые верхняя и нижняя части модульного короба изготовлены из картона, или гофрокартона, или полиэтилена, или бумаги, или фольги, или минеральных волокон, или минеральной ваты.

5. Сменный блок по п. 1, характеризующийся тем, что по принципу действия упомянутый датчик влажности почвы выполнен в виде ёмкостного датчика относительной влажности, или датчика точки росы, или резистивного датчика, или теплопроводящего датчика абсолютной влажности.

6. Сменный блок по п. 1, характеризующийся тем, что упомянутый слой субстрата выполнен в виде разрыхленной почвы, или минеральной ваты, или минеральных волокон, или матричных носителей с обогащенными питательными и минеральными веществами, в составе которых использована ионообменная смола.

7. Сменный блок по п. 1, характеризующийся тем, что упомянутые увлажняющий и вентиляционный слой выполнены из нетканого невоспламеняемого материала, или минерального волокна, или минеральной ваты, или биоразлагаемых синтетических волокон, или в виде бумажного вкладыша сотовой структуры, или кокосовой подложки.

8. Сменный блок по п. 1, характеризующийся тем, что упомянутый органический слой для проращивания упомянутого семени изготовлен из компостированных продуктов переработки древесной коры и/или органических ингредиентов на основе торфа.