Замкнутая камера для выращивания растений Советский патент 1992 года по МПК A01G9/24 

/

3

/

1

/

ч

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, а именно к устройствам для выращивания растений в замкнутом пространстве. Цель изобретения - упрощение конструкции. Замкнутая камера для выращи- вания растений содержит герметичный корпус, в котором выполнен отсек 1 для выращивания растений с размещенными в нем емкостями с почвой и растениями, разрядником 4 и нагревателем 5, резервуар с водой. По разные стороны от отсека 1 для выращивания растений размещены конденсаторы паров воды в виде отсека 2 с охлаждаемыми стенками и в них установлены с возможностью попеременного включения в различных отсеках нагреватели 8. 4 ил.

L/2

8

n... y ;r - -----

-VJ

OJ 00

сл

CA)

cm

E

-y.

Фиг

7 X6

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, а именно к устройствам для выращивания растений в замкнутом пространстве, и может быть использовано в условиях, где необходима изоляция расте- ний от окружающей среды, или окружающей среды от растений, а именно от продуктов их жизнедеятельности и микроорганизмов на них, Камера может быть использована в научных исследованиях в области физиологии растений и охраны окружающей среды, а также для выращивания растений в замкнутых пространствах, таких, как обитаемые спутники Земли, космические корабли, другие планеты, подводные лодки, на промышленных предприятиях с загрязненной атмосферой, а также в качестве фитодизайна. Известно, что во время роста и развития растения выделяют в окружающую среду продукты своей жизне- деятельности, Опыты показывают, что растения, заключенные в замкнутый объем, быстро погибают от отравления продуктами метаболизма. При выращивании растений в замкнутом по массе пространстве все про- дукты жизнедеятельности должны проходить замкнутые циклы.

Известло устройство для выращивания растений в замкнутом по массе пространстве, представляющее собой аквариум с во- дои, водными растениями и животными (креветками).

Однако в этом устройстве невозможно выращивать наземные растения, кроме того, в указанном устройстве экологическая система упрощена до такой степени, что выпадение любого звена приводит к гибели всей системы, которая самостоятельно не восстанавливается.

Известно устройство для выращивания растений в замкнутом по массе пространстве, представляющее собой замкнутую по массе камеру с вазоном, в которой находится почва с растениями, на дне камеры - вода, а вверху - холодильник, на котором собирается конденсат паров воды с токсическими веществами, конденсат падает в почву, где токсические вещества утилизируются микроорганизмами, Данное устройство может самовосстанавливаться, если, например, отключить холодильник, при этом растения погибнут, а микроорганизмы утилизируют органические остатки, в камере возникнет избыток С02, однако после включения холодильника семена дадут всходы, растения поглотят СОа, выделяют 02,и биосистема восстановится.

Однако данное устройство обладает рядом недостатков: производительность зеленой массы в такой камере низкая,

холодильник расположен вверху, в результате чего свет поступает к растениям только через боковые стенки, поступление конденсата в почву не регулируется, чего почва заболачивается и, следовательно, можно выращивать только определенный тип растений.

Известна также замкнутая камера для выращивания растений, содержащая герметичный корпус, в котором выполнен отсек для выращивания растений с размещенными в нем емкостями с почвой и растениями, разрядником и нагревателем, резервуар с водой, размещенный с одной из сторон отсека для выращивания растений конденсатор паров воды в виде отсека с охлаждаемыми холодильным агрегатом стенками, утилизатор отходов, соединенный с отсеком для выращивания растений.

В камере можно выращивать любые растения в течение длительного времени (годы).

Недостатками известной камеры являются наличие вентилятора, который создает вибрацию и уничтожает насекомых, кроме того, необходим холодильник, который сравнительно сложно эксплуатировать.

Целью изобретения является упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что камера снабжена дополнительным отсеком для конденсации паров, расположенным в противоположной стороне от основного отсека и от отсека для выращивания растений, и в них установлены с возможностью попеременного включения в различных отсеках нагреватели.

Между отсеком с растениями и конденсатором паров воды создают разность температур, хотя бы несколько градусов, при этом возникает циркуляция воздуха из отсека с растениями в конденсатор паров воды и обратно, в конденсаторе паров воды воздух охлаждают до точки росы, вода конденсируется и вместе с растворенными в ней токсическими веществами стекает в почву, находящуюся в сосудах; сосуды частично (большая доля) расположены в отсеке с растениями, а частично - в конденсаторе паров воды; охлажденный воздух поступает в отсек с растениями, где нагревается, насыщается парами воды, так как конденсаторов паров воды два или больше, то нагрев воздуха в одном до температуры отсека с растениями не позволяет образовываться конденсату, а в качестве конденсатора паров воды работает второй, не нагретый конденсатор. После нескольких суток такой работы конденсаторы паров воды переключают, этим самым исключают за1 болачиваемость почвы.

На фиг. 1 изображена камера для выращивания растений, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид сбоку; на фиг. 4 - то же, аксонометрия.

Замкнутая камера для выращивания растений содержит герметичный корпус, в котором выполнен отсек 1 для выращивания растений, конденсатор паров воды в виде отсека 2 с охлаждаемыми стенками, утилизатор 3 отходов, соединенный с отсеком для выращивания растений, в отсеке 1 имеется разрядник 4 и нагреватели 5, сосуды 6 с почвой и растениями, расположенные так, чтобы часть каждого из них располагалась в отсеке 2 конденсации паров воды, и сосуды 7 с водой. В отсеках 2 конденсации паров воды имеются нагреватели 8, установленные с возможностью их попеременного включения, и направляющие 9 конденсата паров воды.

Камера работает следующим образом.

В сосуды 6 с почвой высаживают растения или семена, вводят дождевых червей и другие почвенные организмы, утилизатор 3 загружают пищевыми отходами из расчета в 0,8-1,5 раза больше ожидаемого урожая растений (для получения 1 кг сухой биомассы растений необходимо 1 кг сухой биомассы пищевых отходов), в камеру (с целью фитодизайна и опыления растений) вводят насекомых, пауков и т.д., наливают воду на дно отсека 1 (из расчета 5-10% от объема камеры), камеру герметизируют, включают нагреватели 5 отсека 1 с растениями и на- гревателям 8 одного из конденсаторов паров воды в отсеке 1 и в одном из отсеков 2 устанавливают температуру 30-40°С (при самой высокой температуре жилого помещения), во втором отсеке 2 конденсатора паров воды устанавливают температуру ниже, чем в первом отсеке, так как нагреватели 8 в нем отключены, вода в сосудах 7 и вода почвы и растений испаряется и вместе с потоком воздуха путем конвекции поступает в тот отсек 2 конденсатора паров воды, в котором более низкая температура, в этом конденсаторе вода конденсируется и стекает в сосуд 6, конденсат вместе с растворенными в нем токсическими веществами проходит через почву сосуда 6, токсические вещества адсорбируются на почве и утилизируются почвенными микроорганизмами, охлажденный воздух поступает в отсек 1 с растениями, где нагревается и насыщается водой, влажный воздух поступает в холодный отсек 2, так как температура одного отсека 2 равна температуре отсека 1, а второго ниже, то один

из сосудов 6 увлажняется, а второй (или другие) подсыхает, этим самым исключается заболачивание почвы, улучшается ее аэрация, увеличивается активность почвенных микроорганизмов, после нескольких суток работы нагреватели 8 переключают, меняя холодный и теплый отсеки 2 конденсаторов паров воды местами, тем самым сосуды 6 то увлажняются, то подсыхают.

0 Для поддержания баланса между авто- трофными и гетеротрофными организмами в замкнутой по массе биосистеме служит утилизатор 3 отходов, перед запуском камеры его загружают органическими отходами

5 (пищевыми, продуктами жизнедеятельности человека, животных и т.д.), которые, разлагаясь, выделяют С02 и другие газы и, пройдя через отсек 2 конденсатора паров воды, попадают в почву сосудов 6, где ути0 лизируются микроорганизмами. Конечным продуктом всех органических газов является С02, аммиак, вода, соединения серы, фосфора и другие вещества, являющиеся необходимыми для нормального роста и

5 развития растений. Растения выделяют С02, который поглощается гетеротрофами, тем самым цикл полностью замыкается. Если камера используется для получения биомассы (овощей, злаков, ягод и других), то

0 после уборки урожая утилизатор отходов необходимо загрузить вновь, т.е. поместить в него органические остатки и залить водой для улучшения процессов гниения. Если предлагаемая камера используется для

5 очистки воздуха жилого помещения, то утилизатор отходов исключают, но тогда необходимо вводить в камеру датчики ПДКС (предельной допустимой концентрации статической) технических газов. При использо0 вании камеры в качестве фитодизайна утилизатор отходов загружают один раз, перед запуском камеры, по истечении некоторого времени в камере устанавливается динамическое равновесие: растения отми5 рают и перегнивают, обеспечивая жизнедеятельность гетеротрофным организмам, а вместо них вырастают новые зеленые растения, т.е. биосистема полностью замыкается сама на себя.

0 В предлагаемой камере исключены такие элементы автоматического регулирования, как контактные термометры (или аналогичные приборы, регулирующие температуру и влажность устройства), так как

5 при понижении температуры, например ночью, снижается температура как в отсеке 1, так и в отсеках 2, и работоспособность устройства не нарушается. Если для освещения камеры используют естественный солнечный свет, единственным управляющим элементом камеры является переключатель нагревателей конденсаторов паров воды, который необходимо переключать раз в несколько дней.

Для исключения вымывания раствори- мых элементов из почвы, воду периодически, например один раз в год, заливают в верхние части сосудов 6, перевернув камеру на 360°, если камера большая, вводят насос для перекачки воды.

Применение предлагаемой камеры позволит выращивать растения в замкнутом пространстве длительное время как в качестве фитодизайна, так и для обеспечения пищей и витаминами, кроме того, ее можно использовать для очистки воздуха замкнутых пространств от токсических веществ из расчета 1-2 м площади почвы с растениями на 1 человека.

К9 9У

о

Формула изобретения Замкнутая камера для выращивания растений, содержащая герметичный корпус, в котором выполнен отсек для выращивания растений с размещенными в нем емкостями с почвой и растениями, разрядником и нагревателем, резервуар с водой, размещенный с одной из сторон отсека для выращивания растений конденсатор паров воды в виде основного отсека с охлаждаемыми стенками, утилизатор отходов, сдединен- ный с отсеком для выращивания растений, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, она снабжена дополнительным отсеком для конденсации паров, расположенным в противоположной стороне, от основного отсека и от отсека для выращивания растений, и в них установлены с возможностью попеременного включения в различных отсеках нагреватели.

О

о

Шиг.З

L