Растворный узел для приготовления и подачи питательного раствора

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к гидропонному оборудованию. Цель изобретения - повышение эффективности работы растворного узла путем стабилизации температуры питательного раствора. Растворный узел содержит баки для маточных растворов, основную и дополнительную смесительные емкости, насос, фильтры, напорную емкость, распределительный коллектор. Новым в конструкции растворного узла является наличие теплообменника и увлажнителя, которые размещены в траншее в слое песка, теплоизолированы от внешней среды и присоединены теплообменник к выходу напорной емкости и к входу коллектора, а увлажнитель - к водопроводу холодной воды. 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к гидропонному оборудованию.

Известен растворный узел для приготовления и подачи питательного раствора (Технология выращивания овощных культур на торфяных и минераловатных субстратах (малообъемная гидропоника). М. Агропромиздат, 1988. с. 25-26).

Недостатками известного узла являются пониженные эффективность и надежность работы.

Ближайшим по технической сущности к заявляемому растворному узлу является растворный узел по патенту на заявку N 4933908/15.

Растворный узел содержит емкость для воды, баки для маточных растворов, основную и дополнительную смесительные емкости, насос и фильтры, напорную емкость, распределительный коллектор питательного раствора.

Существенными недостатками растворного узла является пониженная эффективность работы из-за высокой температуры в теплый период питательного раствора на выходе распределительного коллектора (выше 32^оС), обусловленной нагревом раствора в напорной емкости и соединительных трубопроводах.

Цель изобретения повышение эффективности работы растворного узла путем понижения температуры питательного раствора до нормируемой (24.26^оС).

Поставленная цель достигается тем, что растворный узел для приготовления и подачи питательного раствора, содержащий емкость для воды, баки для маточных растворов, основную и дополнительную смесительные емкости, насос и фильтры, напорную емкость, выход которой сообщен с распределительным коллектором питательного раствора, дополнительно оборудован теплообменником и увлажнителем, которые размещены в траншее грунта в слое песка и теплоизолированы от внешней среды, при этом увлажнитель присоединен к водопроводу холодной воды, а вход и выход теплообменника соответственно сообщены с выходом напорной емкости и входом распределительного коллектора.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительное оборудование растворного узла теплообменником и увлажнителем, их размещение в траншее грунта на глубине, где температура грунта не превышает 3.5^оС, в слое песка, смачиваемого водой для увеличения его теплопроводности, наличие теплоизоляции от внешней среды, все это позволяет понизить температуру питательного раствора перед подачей его к растениям и тем самым повысить эффективность работы растворного узла.

На чертеже приведена схема растворного узла.

Растворный узел содержит емкость для воды, баки 1 для маточных растворов, основную 2 и дополнительную 3 смесительные емкости, напорную емкость 4, распределительный коллектор 5, насос 6, фильтры 7 и 8. Дополнительно растворный узел оборудован теплообменником 9 и увлажнителем 10. При этом вход емкости 2 сообщен с выходами баков 1 для маточных растворов, вход насоса 6 сообщен с выходами емкостей 2 и 3, а его выход сообщен непосредственно с входом емкости 2 и через фильтры 7 и 8 соответственно со входом емкости 3 и входом напорной емкости 4, выход которой сообщен со входом распределительного коллектора 5. Теплообменник 9 и увлажнитель 10 расположены в траншее 11 на глубине, где температура грунта не превышает 3.5^оС, в слое песка 12 и изолированы от внешней среды теплоизоляционным слоем 13 с покрытием 14, при этом увлажнитель 10 присоединен к водопроводу холодной воды, вход теплообменника 9 сообщен с выходом напорной емкости 4, а его выход с входом распределительного коллектора 5. Емкость для воды сообщается с баками 1, емкостями 2, 3, коллектором 5. Количество баков 1 для маточных растворов определяется числом элементов питания, по которым осуществляется корректировка питательного раствора в процессе вегетации растений, а напорная емкость 4 устанавливается на высоте, обеспечивающей требуемое давление в распределительном коллекторе 5 с учетом гидравлического сопротивления теплообменника 9. Все трубопроводы, сообщающие между собой емкости 1, 2, 3, 4, насос 6, коллектор 5, теплообменник 9, снабжены запорной арматурой, например вентилями.

Растворный узел работает следующим образом.

Маточные растворы приготавливаются в баках 1 в результате растворения большого количества солей и удобрений в малом количестве воды путем их механического перемешивания. Один из баков 1 предназначен для приготовления кислоты, используемой для корректировки питательного раствора по кислотности. Маточные растворы подаются в заданном соотношении из баков 1 в смесительную емкость 2, заполненную водой. В результате чего получается раствор промежуточной концентрации. Соотношение маточных растворов, подаваемых в смесительную емкость 2, определяется периодом выращивания растений.

Промежуточный раствор перемешивается до полной его равномерности с помощью насоса 6 в смесительной емкости 2. После этого промежуточный раствор подается насосом 6 из смесительной емкости 2 через фильтр 7 в емкость 3, где доводится до рабочей концентрации питательного раствора с помощью подаваемой в емкость 3 воды. После этого питательный раствор может перемешиваться в емкости 3 с помощью насоса 6.

Готовый к использованию питательный раствор подается из емкости 3 насосом 6 через фильтр 8 в напорную емкость 4. Из напорной емкости 4 питательный раствор поступает в распределительный коллектор 5 непосредственно или через теплообменник 9, где охлаждается, отдавая теплоту грунту и воде, поступающей из увлажнителя 10. Требуемая температура питательного раствора на выходе коллектора 5 достигается путем смешивания теплого и охлажденного питательного раствора на входе в коллектор, при этом количественное соотношение между теплым и охлажденным питательным раствором регулируется соответствующими вентилями.

Периодичность подачи питательного раствора к растениям регулируется вентилем, установленным на выходном трубопроводе из напорной емкости 4. Подача питательного раствора из емкости 3 насосом 6 в емкость 4 определяется уровнем питательного раствора в последней. Подача питательного раствора к растениям через коллектор 5 может чередоваться с подачей чистой воды в этот же коллектор для промывки субстрата с целью удаления избытка солей и поддержания влажности субстрата.

Таким образом, оборудование растворного узла теплообменником, увлажнителем, размещение их в траншее, на глубине, где температура грунта в теплый период составляет 3.5^оС, в слое песка, подключение увлажнителя к водопроводу холодной воды, а теплообменника к выходу напорной емкости и входу распределительного коллектора позволяет охладить часть питательного раствора, поступающего из напорной емкости в распределительный коллектор, и получить на выходе коллектора питательный раствор требуемой температуры, что не способствует перегреву и кислородному голоданию корневой системы в субстрате и тем самым повышает эффективность работы растворного узла.

Формула изобретения

РАСТВОРНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ПИТАТЕЛЬНОГО РАСТВОРА, содержащий емкость для воды, баки для маточных растворов, смесительную емкость, насос, фильтры, водопровод холодной воды и распределительный коллектор питательного раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, он снабжен напорной и дополнительной смесительной емкостями, выполненной в грунте траншеей, в нижней части которой насыпан слой песка, а над ним теплоизоляционный слой, причем в слое песка размещены увлажнитель и теплообменник, при этом увлажнитель присоединен к водопроводу холодной воды, вход и выход теплообменника соответственно сообщены с выходом напорной емкости и входом распределительного коллектора, а выход напорной емкости соединен с распределительным коллектором.

РИСУНКИ

Рисунок 1