Сезонное культивационное сооружение с автоматически управляемой приточно-вытяжной вентиляцией для выращивания теплолюбивых овощных культур

Сезонное культивационное сооружение для выращивания теплолюбивых овощных культур содержит каркас, закрепленные на каркасе листы бокового ограждения в виде криволинейных экранов, установленных зеркально друг к другу, и торцевые стенки. Высота сооружения больше роста человека, а криволинейные экраны установлены таким образом, что между ними остается вентиляционный проем. Дополнительно содержит механизм управления вентиляцией, установленный на каркасе и связанный с верхней частью криволинейных экранов, при этом крайние положения подвижного штока привода механизма соответствуют закрытию и открытию вентиляционного проема. Содержит также датчики температуры воздуха и положения ведущего звена механизма и программируемый логический контроллер, обеспечивающие управление промежуточными значениями ширины вентиляционного проема. Изобретение обеспечивает оперативное управление локальным микроклиматом в течение всего периода вегетации растений. 2 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для защиты растений от неблагоприятных погодных условий в течение всего периода вегетации. Может применяться при выращивании в открытом грунте таких теплолюбивых растений как томаты, перец, баклажаны.

Известно укрытие для выращивания растений в открытом грунте (Патент на изобретение №2347356). Укрытие имеет боковые дуги, соединенные продольными ригелями в верхней и нижней частях, подвижные опоры, свободно перемещаемые вдоль вертикальных опор и шарнирно соединенные с боковыми дугами в верхней части и шарнирно соединенные соединительными звеньями с боковыми дугами на некотором расстоянии от их верхнего шарнирного соединения, кронштейны кровли, установленные наверху вертикальных опори соединенные продольными ригелями. При повышении температуры воздуха под укрытием тепловое автоматическое устройство перемещает подвижные опоры и поднимает боковые ограждающие конструкции, образуя приточные и вытяжные зазоры. Укрытие позволяет снизить трудоемкость их монтажа и эксплуатации, обеспечивает защиту растений от ливней, града, ветра.

Недостаток укрытия состоит в том, что в положении «Закрыто» ограждающие элементы закрывают только два ряда растений и узкое междурядье между ними. Широкое междурядье, которое является проходом между укрытиями, остается незащищенным. Это приводит к быстрому остыванию воздуха под укрытием в ночное время, потому, что единственным источником тепла является поверхность почвы. Тепло, излучаемое поверхностью широких незащищенных междурядий уходит вверх и не используется для нагрева воздуха под укрытием. Кроме того, использование воздуха в качестве рабочего тела автоматического теплового устройства требует высокой герметичности и приводит к низкой надежности конструкции из-за утечек воздуха.

Частично указанные недостатки устранены при разработке способа создания условий для выращивания теплолюбивых овощных культур в условиях открытого грунта и устройство для его реализации (Патент на изобретение №2479986 27.04.2013). Способ заключается в установке в междурядьях светопроницаемых защитных экранов зеркально внутренними поверхностями, а между верхними кромками экранов имеется технологический зазор. Устройство для выращивания теплолюбивых культур выполнено в виде профилированной поверхности из светопроницаемого материала, имеющей нижний прямолинейный и верхний криволинейный участки, жестко закрепленные на каркасе. Способ и устройство обеспечивают повышение температуры воздуха на 1,5-2 градуса, защищают растения от ветра и града. Использование защитных экранов продлевает период вегетации растений на две недели ив 1,5-2 раза увеличивает урожайность. Существенным недостатком устройства является отсутствие возможности закрытия технологического проема. Это приводит к потере тепла при понижении солнечной инсоляции и температуры окружающего воздуха.

Наиболее близким по выполняемым функциям заявляемому устройству, принятым за прототип, является укрытие экранного типа для выращивания растений в открытом грунте (Патент №2677221, опубл. 16.01.2019, бюл. №2). Ограждения торцов установлены с возможностью поворота относительно каркаса, а ограждения технологического прохода оборудованы вентиляционными форточками с механизмом их открытия. Недостаток данного устройства состоит в том, что использование вентиляционных форточек в торцевом ограждении укрытий экранного типа для выращивания растений в открытом грунте, способствует только увеличению оттока нагретого воздуха из укрытия при закрытом торцевом ограждении. Закрытие верхнего технологического прохода при недостатке тепла в данной конструкции не предусмотрено.

Все проанализированные конструкции укрытий предназначены для выращивания штамбовых сортов томатов, баклажан и перца, поэтому их высота не превышает 1,2-1,5 метра. Закрытие технологического прохода делает невозможным доступ человека к растениям. Кроме того, штамбовые сорта томатов обеспечивают урожайность не более 4-5 кг/м², что ограничивает экономическую эффективность данного типа конструкций и препятствует их широкому применению в практике.

Задача изобретения - создание оптимальных условий (микроклимат, температура, вентиляция и т.д.) для выращивания томатов в сезонных культивационных сооружениях путем повышения теплообеспеченности периода вегетации за счет использования автоматически управляемой приточно-вытяжной вентиляции и выращивания более продуктивных высокостебельных сортов.

Поставленная задача решается тем, что согласно изобретению, сезонное культивационное сооружение, как и его прототип, состоит из каркаса и закрепленных на нем пары криволинейных экранов, установленных зеркально друг к другу таким образом, что между ними остается проем, а торцы укрытия закрыты плоскими стенками, дополнительно имеет поперечные балки, соединяющие стойки; механизм управления шириной технологического проема; приводное устройство.

Изобретение поясняется чертежами:

фиг. 1- кинематическая схема и обоснование габаритных размеров культивационного сооружения с управляемой шириной вентиляционного проема;

фиг. 2 - экспериментальный образец сезонного культивационного сооружения с автоматически управляемой приточно-вытяжной вентиляцией для выращивания теплолюбивых овощных культур.

На чертежах (фиг. 1) приняты следующие позиции:

1 - поперечная балка, 2 - лист поликарбоната, 3 - приводное устройство, 4 - плоский рычажный механизм, 5 - датчик угла наклона рычага, А - угол поворота рычага, L - ширина вытяжного проема.

Габаритные размеры сезонного культивационного сооружения обоснованы антропометрическими параметрами человека и биологическими особенностями высокорослых сортов томатов. Размеры позволяют человеку среднего роста свободно перемещаться и работать внутри независимо от ширины верхнего проема, который утрачивает функцию технологического прохода и используется только в качестве вытяжного проема (фиг. 1).

Поперечные балки 1 и другие элементы каркаса могут быть изготовлены из профильных металлических труб или других конструкционных материалов, обеспечивающих достаточную прочность и жесткость конструкции. Изменение ширины верхнего проема L происходит за счет изгиба листа бокового ограждения 2. Привод механизма может осуществляться известными устройствами, например, приводное устройство 3, или термопривод на основе гидроцилиндра. Элементы рычажного механизма 4 рассчитаны так, что при минимальном выходе штока привода вентиляция полностью закрыта, а при максимальном - полностью открыта. Промежуточные положения в случае применения линейного электропривода отслеживаются датчиком угла поворота (А) датчика угла наклона рычага 5 и управляются с помощью датчика температуры и логического контроллера (на рисунке не показаны). Термопривод на основе гидроцилиндра обеспечивает плавное изменение величины выхода штока в зависимости от температуры и в управлении не нуждается.

Сезонное культивационное сооружение работает следующим образом:

Каркас собирается на подготовленной площадке, на него крепятся листы бокового ограждения, торцевые стенки и элементы механизма управления вентиляцией. После сборки сооружения почва внутри обрабатывается известными техническими средствами (например, мотоблок или электрокультиватор), и высаживается рассада. В течение всего периода вегетации вентиляция автоматически открывается на заданную величину проема в зависимости от температуры воздуха внутри культивационного сооружения. Ограждающие конструкции не препятствуют выполнению технологических операций по уходу за растениями и обеспечивают защиту от понижений температуры, перегрева, ветра, града и других неблагоприятных погодных условий. Изготовленный экспериментальный образец (фиг. 2) подтвердил работоспособность и технологическую эффективность предлагаемой конструкции сезонного культивационного сооружения.

Сезонное культивационное сооружение для выращивания теплолюбивых овощных культур, содержащее каркас, закрепленные на каркасе листы бокового ограждения в виде криволинейных экранов, установленных зеркально друг к другу, и торцевые стенки, отличающееся тем, что высота сооружения больше роста человека, а криволинейные экраны установлены таким образом, что между ними остается вентиляционный проем, дополнительно содержит механизм управления вентиляцией, установленный на каркасе и связанный с верхней частью криволинейных экранов, при этом крайние положения подвижного штока привода механизма соответствуют закрытию и открытию вентиляционного проема, а также датчики температуры воздуха и положения ведущего звена механизма и программируемый логический контроллер, обеспечивающие управление промежуточными значениями ширины вентиляционного проема.