Устройство для облучения растений в теплице с многоярусной гидропонной установкой

 

Использование: сельское хозяйство, растениводство защищенного грунта. Устройство облучения растений в теплице с многоярусными стеллажами гидропонными установками содержит систему облучения, включающую источники оптического излучения 7,8 и отражатель. Согласно изобретению устройство снабжено приводом независимого реверсивного перемещения вокруг растения 6 двух источников оптического излучения 7,8, размещенных с двух сторон от растения 6. Отражатель выполнен в виде трубы 1, закрепленной на стеллаже 3, и имеет на торцах дуговые направляющие 9,10,11,12, по которым перемещаются торцевые держатели источников оптического излучения 7,8. Изобретение позволяет снизить энергозатраты в теплице, сократить потери световой энергии и повысить продуктивность растений. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, к растениеводству защищенного грунта.

Известно производство овощей в жилых помещениях в сосудах, ящиках, стеллажах и других конструкциях, устанавливаемых на подоконниках квартир и освещаемых естественным светом через окно и/или люминесцентными и другими лампами с применением отражающих экранов.

Недостатком данных известных конструкций являются их малая эффективность, низкая урожайность и большой расход электроэнергии из-за нерационального использования света.

Наиболее близким техническим решением является установка облучения растений, типа УОРТ, в теплице, содержащей светильники, один из которых подвешен между смежными многоярусными стеллажными установками, а второй размещен внутри гидропонной установки.

Недостатком известной установки облучения растений является значительная потеря световой энергии и расхода электроэнергии и, следовательно, высокой удельной мощности установки.

Создание теплицы с установками облучения растений, позволяющих резко снизить затраты электроэнергии и уменьшить потери световой энергии, является актуальной задачей.

Предлагаемым изобретением решена задача создания устройства для облучения растений, дающая значительный положительный эффект по продуктивности растений и позволяющая одновременно резко снизить затраты энергии и уменьшить потери света.

Устройство для облучения растений в теплице с многоярусной стеллажной гидропонной установкой, содержащее систему освещения и отражатель, согласно изобретению снабжено приводом реверсивного перемещения вокруг растения двух независимых источников оптического излучения и размещенных с двух сторон от растения в нижней части отражателя, при этом последний выполнен в виде горизонтальной трубы, которая закреплена на стеллаже и имеет по торцам дуговые направляющие, по которым перемещаются торцевые держатели источников оптического излучения, причем один из торцевых держателей связан с выходом привода, и оба держателя установлены с возможностью перемещения вдоль дуговых направляющих, расположенных в торцах отражателя.

В предпочтительном варианте привод реверсивного перемещения источников оптического излучения выполнен в виде электродвигателя, выходной вал которого связан с двумя кривошипами, перемещающимися независимо друг от друга.

Предпочтительно дуговые направляющие на торцах отражателя выполнены встречными и равны полуокружностям, соответствующим траекториям перемещения держателей источников оптического излучения.

Длина кривошипов предпочтительно равна величине радиусов полуокружностей, соответствующим траекториям движения держателей источников излучения.

Предпочтительно источники излучения выполнены в виде люминесцентных газоразрядных ламп, а отражатель - из металлизированной термостойкой пленки.

Изобретение позволяет достичь следующего технического результата.

Снабжение устройства приводом независимого реверсивного перемещения источников излучения вокруг растений позволяет создать динамичную световую среду в пространстве и во времени, близкую к естественной, но в то же время более интенсивную, что благоприятно влияет на продуктивность растения. Размещение двух независимых источников оптического излучения с двух сторон от растения и обеспечение возможности их независимого друг от друга перемещения позволяет за счет изменения исходных положений источников излучения различным образом уменьшать или увеличивать энергию светового потока при выращивании растений, а, кроме того, снизить мощность самого устройства. Выполнение отражателя в виде горизонтальной трубы, которая закреплена на стеллаже и имеет всю внутреннюю поверхность отражающую, являющуюся световодом, позволяет существенно повысить эффективность облучения растений за счет объемного облучения, создаваемого прямыми и отраженными лучами света, что также позволяет снизить энергозатраты. Наличие на торцах отражателя дуговых направляющих, соответствующих траекториям перемещения держателей источников излучения, позволяет равномерно по заданной траектории перемещать эти источники, не мешая растениям, т.е. обеспечивает комфортные условия роста растений.

Предлагаемое устройство облучения растений отличается от известного, принятого за прототип, тем, что оно снабжено приводом независимого реверсивного перемещения вокруг растения двух источников излучения, размещенных с двух сторон от растения в нижней части отражателя, при этом последний выполнен в виде горизонтальной трубы, которая закреплена на стеллаже и имеет на торцах дуговые направляющие, соответствующие траекториям перемещения держателей источников излучения, при этом один держатель связан с выходом привода и оба держателя размещены с возможностью перемещения вдоль дуговых направляющих на противоположных торцах отражателя.

Таким образом, сопоставительный анализ заявляемого решения с известным позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "новизна".

Из патентной и научно-технической литературы для специалиста не известно для решения поставленной задачи устройство облучения растений, снабженное приводом реверсивного независимого перемещения вокруг растения двух источников излучения, размещенных с двух сторон от растения в нижней части отражателя, который выполнен в виде горизонтальной трубы, закрепленной на стеллаже и имеющей на торцах дуговые направляющие, таким образом предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "изобретательский уровень".

Заявляемое техническое решение может быть использовано в сельском хозяйстве, оно позволяет при увеличении продуктивности в 2 раза резко снизить затраты энергии. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "промышленная применимость".

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для облучения растений; на фиг. 2 - поперечный разрез устройства с откинутой верхней частью отражателя; на фиг. 3 - поперечный разрез устройства с закрытой верхней частью отражателя.

Устройство для облучения растений в теплице со стеллажной гидропонной установкой содержит отражатель, выполненный в виде горизонтальной трубы 1, которая с торцов закреплена на стойках 2, а в нижней части на стеллаже 3. Стойки 2 жестко скреплены с заглушками торцов стеллажей 3. Стеллаж 3 выполнен в виде лотка с крышкой 4, в отверстиях которой размещены растильни (горшки) 5 с растениями 6. В отражателе 1 в его нижней части выполнены отверстия для прохода растений, соосные с отверстиями крышки лотка. Два источника оптического излучения 7, 8 выполнены в виде люминесцентных газоразрядных ламп и расположены с двух сторон от растения 6 в нижней части отражателя 1. На торцах отражателя 1 выполнены дуговые направляющие 9, 10, 11, 12 в виде встречных полуокружностей, равных траекториям перемещения источников 7, 8 излучения. У торца отражателя 1 расположен привод в виде двигателя (на чертеже не показан) с двумя независимыми друг от друга кривошипами 13, 14. Выходной вал двигателя установлен соосно с отражателем 1, а плечи кривошипов 13, 14 равны радиусам полуокружностей, соответствующим траекториям движения источников 7, 8 излучения. Каждый кривошип 13, 14 жестко связан с держателем соответствующего конца каждого источника 7, 8, которые перемещаются вдоль соответствующих дуговых направляющих 11, 12. Держатели вторых концов источников 7, 8 перемещаются вдоль дуговых направляющих 10, 9, расположенных на противоположном торце отражателя. Внутренняя поверхность трубы 1 выполнена отражающей и вследствие этого является световодом. Она может быть покрыта, например, полиэтиленовой терефталевой пленкой (ПЭТФ). Верхняя часть 15 отражателя 1 выполнена откидывающейся, например, соединенной с нижней стационарной частью шарниром 16.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Откидывают верхнюю часть 15 отражателя 1 и в растильни (горшки) 5 высаживают растения 6, а в лотках 3 подается питательный раствор, соответствующий выращиваемому растению. В заданный момент времени источники излучения 7, 8 начинают одновременное перемещение из нижнего исходного положения в верхнюю часть отражателя 1, перемещаясь по дуговым направляющим 9, 10, 11, 12 вокруг растения 6, позволяя создавать в верхней точке отражателя 1 двойную мощность - "яркий полдень". В следующий заданный момент времени источники излучения 7, 8 начинают свое реверсивное (обратное) движение вокруг растения 6 в свое начальное положение, создавая в нижней точке отражателя "яркий полдень". Время перемещения источников излучения 7, 8 по дуговым направляющим 9, 10, 11, 12 задается в соответствии с условиями выращивания растений. Возможно изменение режима работы источников излучения 7, 8. Например, в исходном положении источник 7 находится в нижнем положении, а источник 8 - в верхней части отражателя 1, причем в выключенном состоянии. В заданный момент времени источник 7 начинает перемещаться в верхнюю часть отражателя 1. По достижении источником 7 верхней части отражателя 1 включается второй, находящийся там, источник 8, чем создается "яркий полдень". В следующий заданный момент времени выключается первый источник 7, а второй источник 8 в течение заданного промежутка времени опускается в нижнюю часть отражателя 1, создавая при этом "закат" в верхней части. На следующий цикл источники излучения 7, 8 опять меняются местами. Так как внутренняя поверхность отражателя 1 выполнена отражающей, то растения облучаются еще и отраженными от его поверхности лучами. Таким образом, облучение происходит одновременно верхней и нижней частей листовых пластин как прямыми, так и отраженными лучами.

Предлагаемое устройство позволяет изменять световой режим в теплице за счет изменения исходных положений источников оптического излучения и времени их перемещения, кроме того, существенно сокращает потери света и снижает энергоемкость за счет помещения растений и источников излучения в закрытое светоотражающее пространство (отражатель), что, в свою очередь, позволяет достичь значительного положительного эффекта по продуктивности растений.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ В ТЕПЛИЦЕ С МНОГОЯРУСНОЙ ГИДРОПОННОЙ УСТАНОВКОЙ, содержащее отражатель и систему облучения, отличающееся тем, что система облучения включает два источника оптического излучения, снабжена реверсивным приводом их перемещения вокруг растений и установлена в полости отражателя, выполненного в виде размещенного горизонтально цилиндрического отражающего экрана для закрепления на стеллаже гидропонной установки, при этом источники оптического излучения расположены параллельно оси симметрии последнего, установлены каждый в паре держателей и выполнены в виде источников оптического излучения для размещения с двух сторон от ряда растений, причем на торцевых участках отражателя для закрепления на стеллаже гидропонной установки расположены дуговые направляющие, в которых с возможностью перемещения установлены держатели источников оптического излучения для размещения по обе стороны ряда растений, а выходы реверсивного привода перемещения источников излучения вокруг растений связаны с одним из держателей каждого источника оптического излучения для размещения по обе стороны ряда растений.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реверсивный привод перемещения источников излучения вокруг растений выполнен в виде электродвигателя с блоком переключения, через который выходной вал электродвигателя связан посредством кривошипов с одним из держателей каждого источника оптического излучения для размещения с соответствующей стороны от ряда растений , при этом выходной вал электродвигателя расположен соосно с горизонтальной осью симметрии отражающего экрана для закрепления на стеллаже гидропонной установки.

3.Устройство по п.1, отличающееся тем, что дуговые направляющие установлены симметрично относительно горизонтальной оси симметрии отражающего экрана для закрепления на стеллаже гидропонной установки.

4.Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источников оптического излучения для размещения по обе стороны ряда растений использованы люминесцентные газоразрядные лампы.

5.Устройство по п.1, отличающееся тем, что отражающий экран для закрепления на стеллаже гидропонной установки выполнен из металлизированного термостойкого пленочного материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3