Устройство для гидропонного выращивания растений

 

Использование: в сельском хозяйстве, относится к оборудованию для гидропонного выращивания растений, преимущественно злаковых, с использованием невлагоемкого субстрата или без него. Задача: создание устройства для гидропонного выращивания растений с расширенными технологическими возможностями за счет регулирования объема подачи питательного раствора, обеспечивающего уменьшение опасности возникновения заболеваний благодаря полному сливу фильтрата из вегетационных кювет. Задачей изобретения является также создание надежного устройства, обеспечивающего стабильное срабатывание сифона, а также более точную и менее трудоемкую регулировку времени слива. Сущность изобретения: устройство содержит вегетационные кюветы 1, сообщенные через промежуточную емкость 2 с источником питательного раствора (на чертеже не показан). Днища 3 вегетационных кювет 1 установлены выше днища 4 промежуточной емкости 2. В днищах 3 вегетационных кювет 1 выполнены приямки 5 для сбора фильтрата, сообщенные с промежуточной емкостью 2, в которой установлен с возможностью вертикального перемещения патрубок 6 с размещенным в нем входным коленом 7 сифона 8, выходное колено 9 которого выведено из емкости 2 и выполнено с заостренным скошенным концом 10. Патрубок 6 в верхней части сообщен с источником питательного раствора. На выходном колене 9 сифона 8 выполнен ряд отверстий 13 с заглушками 14. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно, к оборудованию для гидропонного выращивания растений, преимущественно злаковых, с использованием невлагоемкого субстрата или без него.

Известно устройство для полива растений, содержащее установленные на раме вегетационные сосуды, сообщенные с поливным трубопроводом, снабженным электромагнитным клапаном управления поливом, взвешивающее устройство, выполненное в виде закрепленных на каркасе весов с датчиком, снабженных приводом от реверсивных электродвигателей с фиксатором и редукторами, при этом на каркасе размещены автоматический выключатель, переключатель реверса и подключенный к реле времени электропривод с редукторами, на валах которых установлены ролики, посредством которых каркас подвешен к раме.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, ненадежность в работе, необходимость подвода энергии для обеспечения автоматизации дозированного полива нескольких вегетационных сосудов.

В качестве прототипа заявителем выбрано устройство для гидропонного выращивания растений, содержащее вегетационные кюветы с наклонным дном и посадочными приспособлениями, сообщенные с напорным трубопроводом, переливной канал, выполненный в виде сифона, приемное колено которого имеет входное отверстие у дна кюветы, выпускное колено имеет выходное отверстие, расположенное ниже входного, а верхняя точка сифона находится на уровне посадочного приспособления. Кроме того, выпускное колесо каждого сифона снабжена регулируемым вентилем и струйным аэратором.

Указанное устройство имеет ряд существенных недостатков.

Жесткая установка сифона не обеспечивает регулирование объема подачи питательного раствора, что снижает технологические возможности устройства, т. к. не позволяет варьировать видами выращиваемых культур с различным уровнем затопления.

Известная конструкция не обеспечивает полного опорожнения вегетационной кюветы в процессе периодического подтопления при выращивании крупных растений с сильно развитой корневой системой, которая занимает весь объем вегетационной кюветы. В этом случае фильтрат задерживается корневой системой, как губкой, и остается в кювете после срабатывания сифона. Это приводит к заплесневению корневой системы и последующему загниванию, что увеличивает опасность возникновения болезней.

Недостатком устройства является также ненадежное срабатывание сифона, обусловленное тем, что в выходном сечении сифона силы поверхностного натяжения капель могут воспрепятствовать срабатыванию эффекта гидравлического лифта.

Регулировка времени слива, осуществляемая в данном устройстве с помощью регулировочного вентиля на выходном колене сифона, является неточной и трудоемкой.

Кроме того, не исключено засорение вентиля растительными остатками, развивающимися на дне кюветы, что препятствует срабатыванию сифона и снижает надежность всего устройства.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание устройства для гидропонного выращивания растений с расширенными технологическими возможностями за счет регулирования объема подачи питательного раствора, обеспечивающего уменьшение опасности возникновения заболеваний благодаря полному сливу фильтрата из вегетационных кювет.

Кроме того, задачей изобретения является создание надежного устройства, обеспечивающего стабильное срабатывание сифона, а также более точную и менее трудоемкую регулировку времени слива.

Указанная задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащем вегетационные кюветы, сообщенные с источником питательного раствора, переливной канал, выполненный в виде сифона, согласно изобретению, вегетационные кюветы сообщены с источником питательного раствора через промежуточную емкость, в которой установлено с возможностью вертикального перемещения входное колено сифона, при этом днища вегетационных кювет расположены выше днища промежуточной емкости.

Кроме того, входное колесо сифона размещено в патрубке, установленном в промежуточной емкости с возможностью вертикального перемещения и сообщенном с источником питательного раствора. Выходное колено сифона выполнено с заостренным скошенным концом. На выходном колене сифона выполнен ряд отверстий с заглушками.

Днища вегетационных кювет выполнены с приямками для сбора фильтрата, сообщенными с промежуточной емкостью.

Установка выходного колена сифона с возможностью вертикального перемещения, позволяет варьировать высотой расположения перевала сифона, и следовательно, менять объем подачи питательного раствора в зависимости от условий работы, в частности, в зависимости от вида выращиваемых культур и их норм посева. Это расширяет технологические возможности устройства. При этом в оптимальном варианте выполнения входное колено сифона размещено в патрубке, установленном в промежуточной емкости с возможностью вертикального перемещения и сообщенном с источником питательного раствора.

Снабжение устройства промежуточной емкостью, с которой сообщены вегетационные кюветы, днища которых расположены выше днища промежуточной емкости, обеспечивает полный слив фильтрата из кювет при их опорожнении. Этому способствует и выполнение днищ вегетационных кювет с приямками, сообщенными с промежуточной емкостью. В результате снижается опасность возникновения болезней растений от заплесневения и загнивания корневой системы от застаивания фильтрата.

Выполнение выходного колена сифона с заостренным скошенным концом повышает надежность срабатывания сифона, т.к. исключает запирание канала сифона. Скошенный заостренный конец сифонной трубки обеспечивает надежный отрыв первой капли питательного раствора под действием силы тяжести, что вызывает течение последующих капель и обеспечивает стабильное срабатывание сифона.

Наличие ряда отверстий с заглушками на выходном колене сифона дает возможность более точно и менее трудоемко регулировать скорость и время слива питательного раствора, перекрывая отверстия с помощью заглушек. Одновременно осуществляется аэрирование питательного раствора через отверстия.

Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2, где изображен общий вид предлагаемого устройства.

Устройство для гидропонного выращивания растений содержит вегетационные кюветы 1, сообщенные через промежуточную емкость 2 с источником питательного раствора, например, напорным трубопроводом (на чертеже не показан). Днища 3 вегетационных кювет 1 установлены выше днища 4 промежуточной емкости 2. В днищах 3 вегетационных кювет 1 выполнены приямки 5 для сбора фильтрата, сообщенные с промежуточной емкостью 2, в которой установлен с возможностью вертикального перемещения патрубок 6 с размещенным в нем входным коленом 7 сифона 8, выходное колено 9 которого выведено из емкости 2 и выполнено с заостренным скошенным концом 10. Патрубок 6 в верхней части сообщен с источником питательного раствора. Нижний конец 11 патрубка 6 размещен у днища 4 промежуточной емкости 2. В нижней части патрубка 6 выполнены четыре отверстия 12 для сообщения с полостью промежуточной емкости 2. На выходном колене 9 сифона 8 выполнен ряд отверстий 13 с заглушками 14.

Устройство работает следующим образом.

В вегетационные кюветы 1 помещают посадочный материал, например, злаковые культуры. Из напорного трубопровода (на чертеже не показан) в патрубок 6 и из него в промежуточную емкость 2 подается питательный раствор. За определенный промежуток времени питательный раствор заполняет промежуточную емкость 2 и одновременно перетекает в вегетационные кюветы 1, днища 3 которых расположены выше днища 4 промежуточной емкости 2. При достижении питательным раствором в вегетационных кюветах 1 критического уровня, определяемого установкой патрубка 6 и перевала 15 сифона 8, срабатывает эффект гидравлического лифта, и питательный раствор начинает истекать через сифон 8. При этом обеспечивается стабильное срабатывание сифона 8 за счет выполнения его выходного колена 9 с заостренным скошенным концом 10, способствующим отрыву капель. Одновременно через отверстия 13 осуществляется аэрирование раствора, который может быть использован для подтопления в аналогичном устройстве. В то же время жидкость начнет перетекать из вегетационных кювет 1 в промежуточную емкость 2 до их полного опорожнения, чему способствуют также приямки 5, выполненные в днищах 3 вегетационных кювет 1. В результате происходит полный слив фильтрата из вегетационных кювет 1, исключающий заплесневение корневой системы, и полное опорожнение промежуточной емкости 2.

Для регулирования времени слива питательного раствора через сифон 8 служат отверстия 13 с заглушками 14, выполненные на выходном колене 9 сифона 8. Наименьшему времени слива питательного раствора (максимальной скорости истечения) соответствует работа с открытыми отверстиями 13, через которые происходит аэрирование потока жидкости. Наибольшему времени слива соответствует работа при заглушенных отверстиях 13.

Следует отметить, что время налива и время слива обоснованы научными нормами для каждого вида растений. Скорость подачи питательного раствора должна быть такой, чтобы исключить смыв сухого вещества с поверхности посевного материала.

Таким образом, заявляемое устройство для гидропонного выращивания растений обеспечивает расширение технологических возможностей за счет регулирования уровня заполнения вегетационной кюветы, уменьшает опасность возникновения заболеваний благодаря полному сливу фильтрата из вегетационных кювет. Устройство простое по конструкции и более надежное в работе, т.к. обеспечивает стабильное срабатывание сифона. Кроме того, устройство обеспечивает более точную и менее трудоемкую регулировку времени слива питательного раствора заглушиванием отверстий на выходном колене сифона.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОПОННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ, содержащее вегетационные кюветы, сообщенные с источником питательного раствора, переливной канал, выполненный в виде сифона, отличающееся тем, что вегетационные кюветы сообщены с источником питательного раствора через промежуточную емкость, в которой установлено с возможностью вертикального перемещения входное колено сифона, при этом днища вегетационных кювет расположены выше днища промежуточной емкости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входное колено сифона размещено на патрубке, установленном в промежуточной емкости с возможностью вертикального перемещения и сообщенном с источником питательного раствора.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходное колено сифона выполнено с заостренным скошенным концом.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на выходном колене сифона выполнен ряд отверстий с заглушками.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что днища вегетационных кювет выполнены с приямками для сбора фильтрата, сообщенными с промежуточной емкостью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2