Гидропонная установка

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к гидропонному выращиванию растений. Гидропонная установка содержит блок управления, культивационный сосуд, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды, установку теплоснабжения, озонатор. Установка теплоснабжения состоит из скважины для отбора воды через отводящий трубопровод в культивационный сосуд, солнечного нагревателя воды и насоса. В качестве источника сбросных газов использован дизель-генератор, а устройство для очистки и утилизации сбросных газов содержит фильтр с входным и выходным газоходами, с охлаждающим устройством и окислительной камерой. Выходной газоход установлен в скважине и снабжен дутьевым насосом. Части выходного газохода и отводящего трубопровода, расположенные в скважине, снабжены охватывающим их грунтовым теплообменником в виде змеевика, соединенным через насос, предназначенный для циркуляции воды, с ее нагревателем. Нагреватель выполнен в виде солнечного коллектора и расположен на крыше установки. В отводящем трубопроводе установлены клапан и ультрафиолетовая система биологической очистки, соединенные с блоком управления. Озонатор расположен внутри помещения установки. Техническим результатом является повышение урожайности сельскохозяйственных растений за счет их удобрения необходимым количеством азота, полученным из утилизированных сбросных газов, а также стимулирование процесса фотосинтеза. 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к гидропонному выращиванию растений.

Известно устройство для очистки и комплексной утилизации сбросных газов, содержащее транзитный газоход с отводным газоходом, с которым соединен вертикальный теплообменник-абсорбер, состоящий из соединенных последовательно по газу сверху вниз озоновоздушного распределителя, трубчатого воздухоподогревателя и трубчатого конденсатора, соединенного с анионитовым фильтром, эжектор, соединенный с газоходом рабочей смеси и теплицей, в крыше которой размещен дефлектор, межтрубное пространство воздухоподогревателя соединено с дутьевым воздуховодом, воздуховодом наружного воздуха и вентилятором (RU 2620798 С1; МПК: B01D 53/60, 2017 г.).

Известен способ стимулирования роста гороха в условиях защищенного грунта для селекционных целей, содержащий способ стимулирования роста гороха в условиях защищенного грунта для селекционных целей, включающий обработку растений действующим активным веществом, отличающийся тем, что в качестве действующего активного вещества используют озоновоздушную смесь с концентрацией озона 0,5-3 мг/м3, и обрабатываются растения в течение 10-30 мин два раза в темное время суток, через каждые 3 ч, в течение всего периода вегетации (RU 2479186 С1; МПК: А01С 1/00, 2013 г.)

Наиболее близким по назначению и по конструктивным признакам заявляемого устройства является гидропонная установка, содержащая блок управления, культивационный сосуд, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды, сообщенный посредством трубопровода с блоком управления, установку теплоснабжения, состоящую из скважины для отбора воды через отводящий трубопровод в культивационный сосуд, солнечного нагревателя воды, озонатор (RU 2629277 С1; МПК: A01G 31/02, 2017 г.).

Недостатком прототипа является снижение эффективности обработки озоном внутреннего пространства теплицы за счет его растворения в питательной воде, а также недостаточное количество азота в питательном растворе, что влияет на урожайность с.-х. растений. Для того чтобы обеспечить достаточное количество азота, необходимо добавлять удобрение в питательный раствор, который, в основном, представлен в виде порошка, это приводит к лишним трудозатратам.

Техническим результат является повышение урожайности сельскохозяйственных растений за счет их удобрения необходимым количеством азота полученного из утилизированных сбросных газов и стимулирование процесса фотосинтеза при исключении загрязнения внутреннего пространства гидропонной установки.

Технический результат достигается тем, что гидропонная установка, содержащая блок управления, культивационный сосуд, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды, сообщенный посредством трубопровода с блоком управления, установку теплоснабжения, состоящую из скважины для отбора воды через отводящий трубопровод в культивационный сосуд, солнечного нагревателя воды, озонатор и насос согласно изобретению имеет в качестве источника сбросных газов дизель-генератор и устройство для очистки и утилизации сбросных газов, содержащее фильтр с входным и выходным газоходами, с охлаждающим устройством и окислительной камерой, при этом выходной газоход установлен в скважине и снабжен дутьевым насосом, а части выходного газохода и отводящего трубопровода расположенных в скважине снабжены охватывающим их грунтовым теплообменником, в виде змеевика, соединенным через насос, предназначенный для циркуляции воды с ее нагревателем, выполненного в виде солнечного коллектора и расположенного на крыше установки, причем в отводящем трубопроводе установлены клапан и ультрафиолетовая система биологической очистки соединенные с блоком управления, а озонатор расположен внутри помещения установки.

Совокупность признаков, содержащихся в независимом пункте формулы изобретения, не известна из уровня техники, что свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности «новизна».

По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена совокупность признаков, позволяющая решать задачу, которая ранее не могла быть решена известными техническими решениями. В уровне техники отсутствуют решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого технического решения, что свидетельствует о соответствии технического решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Соответствие заявляемого решения критерию патентоспособности «промышленная применимость» обусловлено тем, что предлагаемое техническое решение работоспособно и возможно его использование при гидропонном выращивании растений.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид гидропонной установки.

На графическом материале для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности изобретения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.

Гидропонная установка, содержит блок управления 1, культивационный сосуд 2, в котором расположены держатели растений 3 и датчик уровня воды 4, сообщенный посредством трубопровода с блоком управления 1, установку теплоснабжения, состоящую из скважины 5 для отбора воды через отводящий трубопровод 6 в культивационный сосуд 2, нагревателя воды 7, озонатор 8 и насос 9, в качестве источника сбросных газов использован дизель-генератор 10 и устройство для очистки и утилизации сбросных газов, содержащее фильтр 11 с входным 12 и выходным 13 газоходами, с охлаждающим устройством и окислительной камерой (на рисунке не показаны). Выходной газоход 13 установлен в скважине 5 и снабжен дутьевым насосом 14. Части выходного газохода 13 и отводящего трубопровода 6 расположены в скважине 5 снабжены охватывающим их грунтовым теплообменником 15, в виде змеевика, соединенный через насос 9, предназначенный для циркуляции воды с ее нагревателем 7, выполненного в виде солнечного коллектора и расположенного на крыше установки. В отводящем трубопроводе 6 установлены клапан 16 и ультрафиолетовая система биологической очистки 17 соединенные с блоком управления 1, а озонатор 8 расположен внутри помещения установки.

Предлагаемая гидропонная установка работает следующим образом. Сбросные (выхлопные) газы дизель-генератора 10 фильтруются от сажи и примесей, затем дутьевым насосом 14 направляются в скважину 5, где смешиваются с грунтовыми водами и получают газоводяную смесь (аммиачная вода), которая поступает в отводящий трубопровод 6 в культивационный сосуд 2 гидропонной установки. С помощью блока управления 1 клапан 16 регулирует подачу газоводяной смеси. Для биологической очистки воды использовано ультрафиолетовое устройство 17, а для биологической очистки воздуха в установке и улучшения роста растений установлен озонатор 8 подающий озоновоздушную смесь с концентрацией озона 0,5-3 мг/м³. Использованная газоводяная смесь, полученная из сбросных газов содержит азот, при смешивании с грунтовой водой получают аммиачную воду, содержащую азот в количестве 10-15%, что обеспечивает подкормку растений при его недостатке. Нагреватель воды 7 в виде солнечных коллекторов подогревают питательную воду в летний период времени и запасают тепловую энергию в грунте для зимнего использования.

Для доказательства эффективности использования предлагаемой гидропонной установкой были проведены опыты.

Для опыта был использован горох сорта «ЛЕГИОН», который выращивали гидропонным способом, исследования проводились в фитотронно-тепличном комплексе КНИИСХа, на трех установках с одинаковой площадью и одинаковым микроклиматом. Выращивание гороха осуществлялось с 20 декабря 2018 года.

Первая гидропонная установка - контроль, в которой питательный раствор соответствовал стандарту содержания микроэлементов в нем.

Вторая гидропонная установка - опытная 1, растения которой обрабатывались озоновоздушной смесью.

Третья гидропонная установка - опытная 2, растения которой обрабатывались озоновоздушной смесью и в питательный раствор подавалась аммиачная вода (газоводяная смесь).

При общих равных условиях в 2-х установках использовали электроозонные установки.

Результаты исследования представлены в таблице 1. Для измерений использовали средний рост 10 наиболее типичных растений гороха.

Опытным путем установлено, что доза озона 0,5-3 мг/м³ является оптимальной. Если дозу будет ниже указанного минимального значения, то желаемого действия не будет, а если дозировка озона выше указанного максимального уровня, то это вызывает ожог растений.

Поскольку в изобретении используется общедоступное экологически чистое вещество, то обеспечивается возможность широкого промышленного применения в сельскохозяйственном производстве.

При анализе влияния озоновоздушной и газоводяной (аммиачной водой) обработки гороха сорта «ЛЕГИОН» выяснилось следующее: на первых неделях высота проростков в установке, где проводилась обработка озоновоздушной смесью, оказалась в 1,5 раза больше, а где еще дополнительно проводилась обработка газоводяной смесью, оказалась в 1,8 раза больше по сравнению с высотой проростков в контрольной теплице.

Цветение у гороха в 1 опытной установке наступило на 2 недели раньше, а во 2 опытной установке на 2,3 недели раньше, чем у гороха в обычных условиях.

Таким образом, на основании проведенных исследований подтвердилась эффективность использования предлагаемой гидропонной установки, проявляющаяся в сокращении срока выращивания гороха сорта ЛЕГИОН на 2,3 недели за счет стимулирования процесса фотосинтеза и подкормкой газоводяной смесью.

Гидропонная установка, содержащая блок управления, культивационный сосуд, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды, сообщенный посредством трубопровода с блоком управления, установку теплоснабжения, состоящую из скважины для отбора воды через отводящий трубопровод в культивационный сосуд, нагревателя воды, озонатор и насос, отличающаяся тем, что имеет в качестве источника сбросных газов дизель-генератор и устройство для очистки и утилизации сбросных газов, содержащее фильтр с входным и выходным газоходами, с охлаждающим устройством и окислительной камерой, при этом выходной газоход установлен в скважине и снабжен дутьевым насосом, а части выходного газохода и отводящего трубопровода, расположенных в скважине, снабжены охватывающим их грунтовым теплообменником, в виде змеевика, соединенным через насос, предназначенный для циркуляции воды, с ее нагревателем, выполненным в виде солнечного коллектора и расположенным на крыше установки, причем в отводящем трубопроводе установлены клапан и ультрафиолетовая система биологической очистки, соединенные с блоком управления, а озонатор расположен внутри помещения установки.