Устройство для выращивания растений

 

Сущность изобретения: внутри закольцованной трубы, связанной через окно с помещением для обслуживания, уложены светопрозрачные вегетационные трубы с диаметром переменного сечения, соответствующим росту растений, причем часть вегетационных труб уложена основанием в одну сторону от окна, часть в противоположную. Переплетенные между собой вегетационные трубы с расположенными в них взаимосвязанными в единую цепь перемещаемыми стелажами для растений и с приводами перемещения, чередуясь, занимают нижний сегмент сечения горизонтальной трубы, заполненной питательным раствором, где через перфорацию в вегетационных трубах и отверстиях в дне стеллажа осуществляется подпитка растений. Стеллажи снабжены поплавками, автоматически регулирующими расстояние между стеллажами в зависимости от массы растений, увеличивающейся по мере их роста. 1 з. п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к оборудованию для бессубстратного выращивания растений.

Цель изобретения увеличение удельной производительности устройства и снижение энергозатрат на единицу его объема.

Известно устройство, представляющее из себя закольцованную трубу с питающей жидкостью, на поверхности которой перемещаются связанные между собой стеллажи для выращивания растений.

Недостатком указанного предложения является недостаточно полное использование объема трубы. В частности, не учитывается тот факт, что растение вначале занимает меньший объем, чем в более поздний период своего созревания.

Этот недостаток устранен в устройстве для конвейерного выращивания растений в вегетационном сосуде с переменным диаметром, учитывающим рост растений.

Однако, указанное устройство пригодно преимущественно в условиях невесомости, а, главное, конфигурация вегетационного сосуда имеет сложное очертание, что связано с повышением его удельной поверхности и, следовательно, с дополнительными теплопотерями.

Сущность изобретения заключается в том, что внутри закольцованной горизонтальной трубы постоянного сечения уложены светопрозрачные вегетационные трубы переменного диаметра, учитывающего рост растений, с расположенными в них стеллажами для растений, соединенными друг с другом и с приводами перемещения. С целью увеличения удельной производительности устройства и снижения энергозатрат на единицу его объема, часть вегетационных труб направлена вдоль горизонтальной трубы основанием, характеризующимся наибольшим диаметром, влево от окна горизонтальной трубы, служащим для высадки рассады и сбора урожая, часть вправо. Кроме того, вегетационные трубы, чередуясь занимают нижний сегмент горизонтальной трубы, заполненный питательным раствором, где через перфорацию в вегетационных трубах и отверстия в дне стеллажей осуществляется подпитка растений. Связи между стеллажами выполнены телескопическими со ступенями, снабженными зубчатыми пластинами, снабжены фиксатором, имеющим сцепление с зубьями зубчатых пластин, и связанным с поплавком, размещенным в стеллаже, что обеспечивает при достижении заданного уровня раствора в стеллаже, вывод ступеней телескопической связи из зацепления с зубьями зубчатых пластин, а этот уровень зависит от массы растения, находящегося в стеллаже. Все это обеспечивает автоматическое удлинение связей между стеллажами по мере роста растений и увеличения объема, который они занимают в вегетационной трубе.

На фиг. 1 представлен план устройства; на фиг.2 разрез А-А; на фиг.3 принципиальная схема взаиморазмещения вегетационных труб, аксонометрия; на фиг. 4 разрез Б-Б; на фиг.5 разрез В-В; на фиг.6 развертка горизонтальной трубы на участке между сечениями Г-Г и Л-Л, вид сбоку; на фиг.7 разрезы по сечениям Г-Г, Д-Д, Е-Е, Ж-Ж, И-И, К-К, Л-Л; на фиг.8 телескопическая связь между стеллажами, разрез М-М; на фиг.9 взаиморасположение стеллажей в начале вегетационной трубы; на фиг.10 то же, в конце вегетационной трубы; на фиг.11 разрез Н-Н телескопической связи при расположении фиксатора в верхнем положении; на фиг.12 то же, в среднем положении; на фиг.13 то же, в нижнем положении; на фиг.14 общий вид стеллажа, аксонометрия; на фиг.15 план стеллажа; на фиг. 16 разрез П-П; на фиг.17 разрез Р-Р; на фиг.18 фиксатор, вид сбоку; на фиг.19 разрез С-С; на фиг.20 разрез Т-Т.

На фиг. 1 приведена замкнутая горизонтальная труба постоянного диаметра 1, представляющая из себя тор, соединенная с рабочим помещением 2, в которое выходит окно 3. В трубе 1 размещены светопрозрачные вегетационные трубы переменного диаметра 4, уложенные в горизонтальной трубе 1 таким образом, что, переплетаясь между собой и описывая в пространстве трубы 1 сложную спиралевидную фигуру, чередуясь, они занимают нижний сегмент сечения горизонтальной трубы 1, заполненный питательным раствором 5 (см. фиг.2-7). В вегетационных трубах 4 расположены стеллажи 6 для выращивания растений, в верхней части горизонтальной трубы 1 установлены световые приборы 7 для освещения растений (см. фиг. 4-5). В нижней части вегетационных труб 4 в местах контакта их с питательным раствором 5 имеется перфорация 8 (см. фиг.3). Стеллажи 6 соединены между собой телескопическими связями 9, имеют в дне отверстие 10 для пропуска и слива питательного раствора, держатели для растений 11, поплавок 12, соединенный с коромыслом 13, связанным с фиксатором 14, расположенным внутри телескопической связи 9 (см. фиг.8-17). Поплавок 12 соединен с ручкой 15, выведенной через отверстие 16 в крышке стеллажа 6 наверх (см. фиг.14). Телескопические связи 9 состоят из отдельных вложенных друг в друга ступеней 17 и встроенных в них зубчатых пластин 18, связанных между собой пружинами 19, удерживающими ступени 17 в сложенном состоянии (см. фиг.8). На торцовых сторонах стеллажей расположены отверстия 20 для пропуска коромысла 13 и слива излишков раствора, кольца крепления 21 для соединения с крючьями 22 (см. фиг. 14-18). На крайних ступенях телескопических связей расположены кольца крепления 23 для соединения со стеллажами и кольца крепления 24 тяжа 25, обеспечивающего передвижение стеллажей (см. фиг.8).

Устройство функционирует в конвейерном режиме. Через окно 3 в рабочем помещении 2 осуществляется высадка рассады в стеллажи 6, обработка и сбор выросших растений, а после сбора урожая регулировка длины связей между стеллажами. Перемещение стеллажей осуществляется после высадки рассады в стеллаж путем включения двигателя, перемещающего замкнутую цепь стеллажей вдоль вегетационной трубы от ее вершины, имеющей наименьший диаметр в сечении, до основания, имеющего наибольший диаметр, который также выходит в окно горизонтальной трубы. Выращенное растение, доставленное к окну 3, извлекают из стеллажа, отправляют на склад, на его место высаживают рассаду, включают двигатель, после этого цикл повторяется. Регулирование длины связей при освобождении стеллажа от растений производится за счет ослабления тяжа 25, при этом поплавок 12 поднимается за ручку 15, а ступени 17 телескопической связи 9 под воздействием стягивающих их пружин 19 складываются.

С целью рационального использования объема горизонтальной трубы, наряду с увеличением количества вегетационных труб, часть этих труб устанавливают с левосторонним направлением движения, а часть с правосторонним. В случае, если вегетационные трубы имеют все одинаковые параметры, то это отношение составляет 1:1.

С этой же целью осуществляется регулирование расстояний между стеллажами, занятыми растениями, находящимися на разных стадиях созревания и занимающими соответственно различные объемы. По мере роста растения и увеличения его массы, стеллаж, в котором он размещен, входя в зону нахождения питательного раствора, каждый раз все глубже погружаясь в раствор под воздействием массы растения, поднимает все выше поплавок 12, связанный через коромысло 13 с фиксатором 14, расположенным внутри телескопической связи 9 и зацепленный на зубья зубчатых пластин 18 ступеней 17 телескопической связи, поочередно освобождает, пускаясь вниз (см. фиг.11), зубья зубчатой пластины первой ступени от сцепления и эта ступень под воздействием усилия тяжа 25 выдвигается из телескопической связи 9. При последующих опусканиях стеллажа в зону нахождения питательного раствора фиксатор, освобождая поочередно зубья зубчатой пластины следующей ступени, способствует дальнейшему удлинению телескопической связи за счет выдвижения очередной ступени. Таким образом освобождаются все основные ступени. Поскольку уровень поплавка обусловлен заданной массой стеллажа с растением, удлинение телескопической связи происходит автоматически по мере роста растения (см. фиг.9 и 10). Освещение растений осуществляется благодаря функционированию световых устройств в горизонтальной трубе и светопрозрачной конструкции вегетационных труб, а также светоотражающей поверхности горизонтальной трубы.

Питание корневой системы растений осуществляется периодически в момент погружения стеллажа в питательный раствор при прохождении через нижнюю зону горизонтальной трубы. Вегетационные трубы в процессе выращивания растений наполняют углекислым газом, способствующим лучшему их произрастанию, устанавливают необходимый заданный температурно-влажностный режим, осуществляет аэрацию корневой системы и удаление метаболитов корневого дыхания.

Общая эффективность использования объема горизонтальной трубы благодаря ее рациональному использованию, в том числе и за счет регулирования расстояний между стеллажами, возрастает примерно в 8 раз, соответственно снижается и расход энергии на единицу продукции.

Кроме того, повышается культура производства за счет автоматизации технологических процессов, в частности, регулирования длины связи между стеллажами, а также упрощается оборудование, необходимое для выращивания. Так, например, исключается в этом случае потребность в подъемных рамках.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ, содержащее закольцованную горизонтальную трубу с размещенными в нижнем сегменте ее сечения питательным раствором, источниками света в верхней ее части и расположенными внутри трубы, соединенными друг с другом и с приводами перемещения стеллажами для растений и помещение для обслуживания, соединенное с горизонтальной трубой через окно, отличающееся тем, что внутри горизонтальной трубы уложены светопрозрачные перфорированные вегетационные трубы переменного диаметра, учитывающего рост растений, причем стеллажи расположены в вегетационных трубах и имеют в своем дне отверстия, при этом часть вегетационных труб направлена основанием, имеющим максимальный диаметр и расположенным у окна, вдоль горизонтальной трубы от окна влево, а часть вправо с переплетением относительно друг друга вдоль горизонтальной трубы и попеременным расположением в ее нижнем сегменте для обеспечения растению, стеллаж с которым находится на этом участке вегетационной трубы через перфорацию в вегетационной трубе и отверстия на дне стеллажа, периодическую подпитку раствором.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что связи между стеллажами выполнены телескопическими со ступенями, снабженными зубчатыми пластинами и фиксатором, имеющим сцепление с зубьями зубчатых пластин и связанным посредством коромысла с размещенным в стеллаже поплавком, обеспечивающим вывод ступеней из зацепления с зубьями зубчатых пластин по достижении заданного уровня раствора в стеллаже, зависящего от массы растения, находящегося в стеллаже.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20