Устройство для получения раствора для дезинфекции, стимуляции роста и полива выращиваемых растений Российский патент 2024 года по МПК C02F1/461 A01G7/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства в частности к устройствам для получения дезинфицирующих растворов для повышения роста растений.

Известно устройство (патент RU №2238909, кл. C02F 1/461, 2004 г.), содержащее, по меньшей мере, одну электрохимическую ячейку, выполненную из электродов, размещенных в электродных камерах и разделенных между собой диафрагмой. В нижних и верхних частях камер выполнены соответственно каналы для подвода и отвода обрабатываемого раствора, соединенные с катодной и анодной камерами. Устройство содержит источник тока, положительный и отрицательный полюса которого соединены с электродами, газоотделитель, установленный на линии отвода обрабатываемого раствора из камеры отрицательного электрода.

Недостатками такого устройства являются его сложность, низкие производительность и дезинфицирующее действие, получаемых растворов.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство (патент RU №2494975, кл. C02F 1/461, 2012 г.) для получения дезинфицирующего раствора, содержащее электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных стержневых электродов с полупроницаемой диафрагмой, разделяющей ячейку на анодную и катодную камеры, генератор озона с компрессором.

Недостатками известного устройства являются отсутствие контроля концентрации озона раствора и водородного его показателя, ручное ее регулирование, периодичность работы устройства, отсутствие обеззараживания растений и автоматического полива их для стимуляции и ускорения роста.

Из анализа известных технических решений выявлено, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала средств, используемых для получения раствора с автоматическим контролем заданных показателей концентрации озона и значением водородного показателя (рН), обеспечивающих функции дезинфекции, стимуляции роста растений и полива растений.

Технический результат предлагаемого технического решения - обеспечение качественных показателей раствора, для дезинфекции, стимуляции роста и полива выращиваемых растений.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для получения раствора для дезинфекции, стимуляции роста и полива выращиваемых растений, содержащее электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных стержневых электродов с полупроницаемой диафрагмой, разделяющей ячейку на анодную и катодную камеры, генератор озона с компрессором, причем дополнительно снабжено емкостью для хранения католита, с размещенным в ней датчиком концентрации водородного показателя католита, емкостью для хранения анолита, стабилизатором концентрации озона, регуляторами расхода раствора, микроконтроллером, тремя элементами сравнения, блоками задания концентраций католита, озона, влажности почвы, датчиком влажности почвы, датчиком концентрации озона, исполнительным механизмом, блоком управления, при этом, датчик концентрации водородного показателя католита подключен через усилитель к первому входу первого элемента сравнения, ко второму входу которого присоединен блок задания концентрации католита, а выход подключен к управляющему входу регулятора напряжения, причем сливные краны анодной и катодной камер посредством трубопроводов соединены соответственно с первыми входными патрубками емкостей для хранения анолита и католита, выходные патрубки которых посредством трубопроводов связаны с магистральным трубопроводом системы капельного орошения, а вторые входные патрубки подключены через стабилизатор концентрации озона с выходом генератора озона, при этом, датчик влажности почвы подключен через усилитель к первому входу второго элемента сравнения, ко второму входу которого присоединен блок задания влажности почвы, а выход подключен к первому входу микроконтроллера, выход которого присоединен через исполнительный механизм к регулятору расхода католита, а датчик концентрации озона подключен через усилитель к первому входу третьего элемента сравнения, ко второму входу которого присоединен блок задания концентрации озона, а выход подключен ко второму входу микроконтроллера, выход которого подключен через реле времени к компрессору.

На рисунке приведена схема предлагаемого устройства, которое содержит регулятор 1 расхода воды, источник 2 регулируемого напряжения, первый элемент 3 сравнения, блок 4 задания концентрации католита, заливные отверстия 5 для подачи воды в анодную и катодную камеры, изоляторы 6 проводов питающего напряжения, крышка 7 из диэлектрического материала, корпус 8 устройства, вертикальные электроды 9 (катод и анод), полунепроницаемая диафрагма 10, катодная 11 и анодная 12 камеры, сливные краны 13 для анолита и католита, генератор 14 озона, компрессор 15 для подачи воздуха в генератор 14 озона, реле 16 его времени включения, микроконтроллер 17, второй элемент 18 сравнения, блок 19 задания влажности почвы, емкости 20 и 21 соответственно для хранения католита и анолита. Выход генератора 14 озона через стабилизатор 23 концентрации озона посредством трубопроводов подключен к емкостям 20 католита и 21 анолита. Датчик 22 концентрации водородного показателя католита, поливные 24 трубопроводы, капельницы 25 полива растений, датчики 26 влажности почвы, магистральный трубопровод 27 системы капельного орошения, трубопровод 28 для слива католита, электрический вентиль 29, датчик 30 концентрации озона, третий элемент 31 сравнения, блок 32 задания концентрации озона, трубопровод 33 для слива анолита, регулятор 34 его расхода.

Устройство работает следующим образом: в катодную 11 и анодную 12 камеры через заливные отверстия 5 наливается вода. При достижении воды в катодной 11 и анодной 12 камерах необходимого уровня на электроды 9 подается постоянное напряжение с источника 2 регулируемого напряжения. Происходит процесс электролиза воды. В связи с тем, что между электродами 9 находится полунепроницаемая диафрагма 10 (например, брезента), то продукты электролиза, образовавшиеся в анодной 12 и катодной 11 камерах, не смешиваются. В анодной камере 12 образуется анолит, а в катодной 11 - католит. Перед завершением электролиза включается генератор озона 14 и посредством компрессора 15 подается через стабилизатор 23 концентрации озона и трубопроводы озоновоздушная смесь к емкостям 20 католита и 21 анолита.

На первый вход (знак -) первого элемента 3 сравнения от датчика 22 концентрации водородного показателя (рН) католита поступает электрический сигнал, пропорциональный фактическому значению концентрации водородного показателя католита в емкости 20 католита, а на второй вход этого элемента 3 сравнения поступает электрический сигнал от блока 4 задания концентрации католита, пропорциональный заданному (требуемому для определенной сельскохозяйственной культуры) значению концентрации водородного показателя католита. При отклонении фактического значения этого показателя от заданного первый элемент 3 сравнения выдает электрический сигнал, пропорциональный величине напряжения, поступающего от источника 2 регулируемого напряжения. При увеличении напряжения относительно номинального происходит повышение величины концентрации водородного показателя (рН) католита.

На первый вход (знак -) второго элемента 18 сравнения от датчиков 26 влажности почвы поступает электрический сигнал, пропорциональный фактическому значению влажности почвы, а на второй вход этого элемента 18 сравнения поступает электрический сигнал от блока 19 задания, пропорциональный заданному (требуемому для определенной сельскохозяйственной культуры) значению влажности почвы. При отклонении фактической влажности почвы от заданной второй элемент 18 сравнения выдает электрический сигнал, пропорциональный величине такого отклонения (рассогласования) и поступающий на первый вход микроконтроллера 17. Выход последнего подключен к электрическому вентилю 29 расхода католитной воды, связанному посредством трубопровода с магистральным трубопроводом 27 системы капельного орошения почвы.

На первый вход (знак -) третьего элемента 31 сравнения от датчика 30 концентрации озона поступает электрический сигнал, пропорциональный фактическому значению концентрации озона в емкости 20 католита, а на второй вход этого элемента 31 сравнения поступает электрический сигнал от блока 32 задания концентрации озона, пропорциональный заданному (требуемому для определенной сельскохозяйственной культуры) значению концентрации озона. При отклонении фактической концентрации озона от заданной третий элемент 31 сравнения выдает электрический сигнал, пропорциональный величине такого отклонения (рассогласования) и поступающий на второй вход микроконтроллера 17. Выход последнего подключен к реле 16 времени работы компрессора 15. При увеличении времени его работы относительно номинального происходит повышение величины концентрации озона.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение позволяет получать раствор с заданными концентрацией озона и значением концентрации водородного показателя католита, осуществлять автоматический полив растений для их стимуляции и роста, а также возможности обеззараживания растений.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство для получения раствора для дезинфекции, стимуляции роста и полива выращиваемых растений содержит электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных стержневых электродов с полупроницаемой диафрагмой, разделяющей ячейку на анодную и катодную камеры, генератор озона с компрессором, причем устройство дополнительно снабжено емкостью для хранения католита с размещенным в ней датчиком концентрации водородного показателя католита, емкостью для хранения анолита, стабилизатором концентрации озона, регуляторами расхода раствора, микроконтроллером, тремя элементами сравнения, тремя блоками задания концентраций католита, озона, влажности почвы, датчиками влажности почвы и концентрации озона, исполнительным механизмом, блоком управления, при этом датчик концентрации водородного показателя католита подключен к первому входу первого элемента сравнения, ко второму входу которого присоединен блок задания концентрации католита, а выход подключен к управляющему входу регулятора напряжения, причем сливные краны анодной и катодной камер посредством трубопроводов соединены соответственно с первыми входными патрубками емкостей для хранения анолита и католита, выходные патрубки которых посредством трубопроводов связаны с магистральным трубопроводом системы капельного орошения, а вторые входные патрубки подключены через стабилизатор концентрации озона с выходом генератора озона, при этом датчик влажности почвы подключен через усилитель к первому входу второго элемента сравнения, ко второму входу которого присоединен блок задания влажности почвы, а выход подключен к первому входу микроконтроллера, выход которого присоединен через исполнительный механизм к регулятору расхода католита, а датчик концентрации озона подключен через усилитель к первому входу третьего элемента сравнения, ко второму входу которого присоединен блок задания концентрации озона, а выход подключен ко второму входу микроконтроллера, выход которого подключен через реле времени к компрессору. Изобретение позволяет обеспечить качественные показатели раствора для дезинфекции, стимуляции роста и полива выращиваемых растений. 1 ил.

Устройство для получения раствора для дезинфекции, стимуляции роста и полива выращиваемых растений, содержащее электрохимическую ячейку, выполненную из вертикальных стержневых электродов с полупроницаемой диафрагмой, разделяющей ячейку на анодную и катодную камеры, генератор озона с компрессором, отличающееся тем, что дополнительно снабжено емкостью для хранения католита с размещенным в ней датчиком концентрации водородного показателя католита, емкостью для хранения анолита, стабилизатором концентрации озона, регуляторами расхода раствора, микроконтроллером, тремя элементами сравнения, тремя блоками задания концентраций католита, озона, влажности почвы, датчиками влажности почвы и концентрации озона, исполнительным механизмом, блоком управления, при этом датчик концентрации водородного показателя католита подключен к первому входу первого элемента сравнения, ко второму входу которого присоединен блок задания концентрации католита, а выход подключен к управляющему входу регулятора напряжения, причем сливные краны анодной и катодной камер посредством трубопроводов соединены соответственно с первыми входными патрубками емкостей для хранения анолита и католита, выходные патрубки которых посредством трубопроводов связаны с магистральным трубопроводом системы капельного орошения, а вторые входные патрубки подключены через стабилизатор концентрации озона с выходом генератора озона, при этом датчик влажности почвы подключен через усилитель к первому входу второго элемента сравнения, ко второму входу которого присоединен блок задания влажности почвы, а выход подключен к первому входу микроконтроллера, выход которого присоединен через исполнительный механизм к регулятору расхода католита, а датчик концентрации озона подключен через усилитель к первому входу третьего элемента сравнения, ко второму входу которого присоединен блок задания концентрации озона, а выход подключен ко второму входу микроконтроллера, выход которого подключен через реле времени к компрессору.