Контейнер для культивирования растений

Полезная модель относится к устройствам для выращивания растений беспочвенными методами и может быть применена в сельскохозяйственной или пищевой отрасли промышленности.
Из уровня техники известен контейнер гидропонного устройства, состоящий из лотка и плоской крышки, по краю которой расположено несколько слоев уплотнительных колец, а на поверхности выполнены отверстия для фиксации веток растений, при этом размер крышки в поперечном сечении превышает размер лотка [CN210671383U, дата публикации 05.06.2020 г., МПК: A01G 2/10, A01G 31/02].
Недостатком известного технического решения является высокая подверженность внутренней среды лотка прямому воздействию электромагнитных лучей, вследствие чего внутри активируются процессы образования сорной флоры, в частности зеленых водорослей, что приводит к нарушению нормального поглощения питательных веществ корнями растений.
Из уровня техники известен контейнер для культивирования растений на основе техники питательного слоя, содержащий корпус, состоящий из лотка с питательным раствором и стенок корпуса, расстояние между которыми заполнено воздушной прослойкой, и крышку, на поверхности которой расположены отверстия для установки растений, при этом края крышки загнуты по бокам в направлении корпуса, а габаритные размеры крышки в поперечном сечении превышают размер лотка, при этом на наружной поверхности корпуса и крышки выполнен светоотражающий слой, а на внутренней поверхности лотка выполнен светопоглощающий слой [CN208624296U, дата публикации 22.03.2019 г., МПК: A01G 31/02].
Преимуществом известного технического решения является повышенная защищенность питательного раствора от электромагнитного воздействия за счет наличия внешнего светоотражающего слоя на поверхности корпуса и крышки и светопоглощающего слоя на внутренней поверхности лотка. Однако недостатком известного технического решения также является повышенный риск цветения питательного раствора внутри лотка. Поскольку в большинстве случаев источник излучения находится над контейнером, то большая часть излучения попадает на внешнюю поверхность крышки и отражается от нее, однако часть электромагнитного излучения проникает внутрь лотка через зазоры между отверстиями на крышке и фиксируемыми растениями. Согласно закону отражения света, большая часть проникшего внутрь лотка электромагнитного излучения отражается от питательного раствора на угол, равный углу падения, следовательно, большая часть отраженного излучения попадает на внутреннюю поверхность крышки. Из-за отсутствия светопоглощающего слоя на внутренней поверхности крышки только часть отраженного излучения поглощается светопоглощающим слоем на внутренней поверхности лотка, что приводит к созданию благоприятной среды для развития сорной флоры и цветению зеленых водорослей. К недостаткам технического решения также можно отнести сложность конструкции, поскольку исполнение лотка внутри внешнего корпуса повышает трудоемкость и ресурсоемкость изготовления такого контейнера.
В качестве прототипа выбран контейнер для культивирования растений, содержащий лоток, предназначенный для подачи питательного раствора на корни растений, и крышку, на поверхности которой имеются отверстия для установки растений, при этом на наружной поверхности крышки расположен светоотражающий слой, а на внутренней - светопоглощающий слой [JP2018061465A, дата публикации 19.04.2018 г., МПК: A01G 31/00].
Преимуществом прототипа перед известным техническим решением является минимизация риска цветения питательного раствора за счет поглощения. Однако недостатком прототипа является низкая скорость роста растений, обусловленная попаданием питательного раствора встык крышки и лотка из-за большой величины зазора и низкой герметичности контейнера на стыке лоток-крышка. Вследствие этого питательный раствор скапливается в местах неплотного контакта лотка и крышки, что ввиду доступа кислорода с наружной стороны контейнера приводит к развитию в месте стыка зеленых водорослей, неэффективному распределению питательных веществ и невозможности контроля количества поглощаемых веществ корнями растений, так как сорная флора потребляет часть питательных веществ, что ухудшает эксплуатационные характеристики контейнера для культивирования растений.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости улучшения эксплуатационных характеристик контейнера для культивирования растений.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении скорости роста растений в контейнере для культивирования растений.
Дополнительный технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в снижении риска развития сорной флоры в контейнере для культивирования растений.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Контейнер для культивирования растений содержит лоток и крышку, при этом крышка имеет отверстия для размещения растений и содержит последовательно расположенные отражающий и поглощающий внешнее электромагнитное излучение слои. В отличие от прототипа размер крышки в поперечном сечении превышает размер лотка, а края крышки загнуты, при этом в месте соединения крышки и лотка установлено уплотнение.
Крышка предназначена для отделения полости лотка от внешней среды, а также для размещения корней растений во внутренней полости контейнера. Крышка может иметь любую форму, однако преимущественно ее форма совпадает с формой лотка. Размер крышки в поперечном сечении превышает размер лотка, что обеспечивает возможность выполнения загиба крышки с внешней стороны вдоль боковых стенок лотка. Такие форма и размеры крышки повышают скорость роста растений за счет повышения герметичности места стыка крышки и лотка, исключая проливание и расплескивание питательного раствора за ее пределы.
Уплотнитель обеспечивает герметичность лотка и крышки, снижая риск попадания и скопления влаги в зазоре между лотком и крышкой, вследствие чего снижается вероятность развития сорной флоры, что приводит к увеличению скорости роста растений ввиду отсутствия нарушений в поглощении питательных веществ из раствора. Уплотнитель может быть выполнен из резины, силикона или полиуретана. Уплотнитель может быть установлен по периметру внутренней стороны крышки или по периметру стенок лотка.
Уплотнитель в поперечном сечении может иметь любую форму. При этом наиболее предпочтительной является П-образная форма, которая обеспечивает контакт между поверхностью загиба и крышки и обеспечивает возможность фиксации уплотнителя за край лотка. Такое исполнение, обеспечивает высокую герметичность контейнера даже при его перемещении, что снижает вероятность развития сорной флоры, тем самым увеличивает скорость роста растений.
Крышка содержит последовательно расположенные отражающий и поглощающий внешнее электромагнитное излучение слои, что обеспечивает формирование темной среды внутри лотка, минимизируя риск развития сорной флоры из-за проникновения излучения внутрь лотка, что обеспечивает сбалансированное поглощение корнями растений питательных веществ из раствора и повышение скорости роста растений. При этом крышка может быть образована из слоев, либо содержать эти слои на поверхности.
Отражающий слой обеспечивает препятствование проникновению внешнего электромагнитного излучения от искусственных или естественных источников такого излучения внутрь лотка. Поскольку свет является одним из факторов, который влияет на вероятность и интенсивность развития сорной флоры в питательном растворе, то наличие отражающего слоя повышает скорость роста растений за счет предотвращения развития благоприятной среды для формирования водорослей. Отражающий слой расположен на внешней поверхности крышки и может быть реализован как при помощи нанесения светоотражающих покрытий путем окрашивания, напыления, распыления и др., так и при помощи фиксации на поверхности крышки светоотражающих панелей, или изготовления внешней поверхности крышки из материла белого цвета с высокими отражающими характеристиками.
Поглощающий слой предназначен для препятствования отражению проникающего через зазоры между отверстиями в крышке и растениями внешнего электромагнитного излучения внутри лотка.Поскольку наличие света в лотке влияет на вероятность и интенсивность развития сорной флоры в питательном растворе, то скорость роста растений увеличивается за счет поглощения слоем электромагнитного излучения, отраженного от поверхности питательного раствора.Поглощающий слой расположен на внутренней стороне крышки и может быть реализован как при помощи нанесения покрытия с высокими поглощающими свойствами путем окрашивания, напыления, распыления и др., так и при помощи фиксации светопоглощающих панелей, или изготовления внутренней поверхности крышки из материла черного цвета с высокими поглощающими характеристиками.
Отверстия в крышке обеспечивают размещение растений в контейнере. Отверстия могут иметь любую форму, однако наиболее предпочтительными являются прямоугольная и/или круглая формы.
Лоток представляет собой емкость, в которой происходит насыщение корней растений питательным раствором при помощи известных методов беспочвенного выращивания, в частности гидропоного и аэропонного. Для этого лоток может содержать отверстие для подачи питательного раствора или элементы для закрепления подающего питательный раствор трубопровода, расположенные на внутренней поверхности лотка.
Лоток может иметь любую форму, однако преимущественно он имеет многоугольную форму. Лоток может быть изготовлен из материала, обеспечивающего коррозионную стойкость и низкую теплопроводность. Для повышения скорости роста растений в контейнере за счет снижения застоя питательного раствора лоток может иметь наклонное дно и сливное отверстие, расположенное в нижней части лотка. Это отверстие может быть установлено, как в боковой стенке, так и на стыке дна и боковой стенки. Однако наиболее предпочтительным является расположение отверстия в дне лотка, что обеспечивает возможность непрерывного удаления излишек питательного раствора, минимизируя риск застаивания жидкости в лотке, что также повышает скорость роста растений в контейнере. Также дополнительно для повышения скорости роста растений лоток на внутренней поверхности может содержать светопоглощающий слой.
Лоток и крышка могут быть выполнены из полимерных материалов, что обеспечивает характеристики, необходимые для осуществления процесса культивации, а именно: коррозионная стойкость и низкая теплопроводность. В качестве полимерных материалов могут быть использованы поливинилхлорид, полистирол, полипропилен, полиэтилентерефталат и др.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что размер крышки в поперечном сечении превышает размер лотка, края крышки загнуты, а в месте соединения крышки и лотка установлено уплотнение, что обеспечивает формирование темной герметичной среды внутри контейнера для культивирования растений, что приводит к правильному распределению питательных веществ в растворе и сбалансированному их потреблению корнями растений, в результате чего минимизируется вероятность развития сорной флоры в лотке, благодаря чему обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении скорости роста растений в контейнере для культивирования растений, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики контейнера для культивирования растений.
Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг.1 - крышка контейнера для культивирования растений, вид сверху.
Фиг.2 - крышка контейнера для культивирования растений, вид снизу.
Фиг.3 - контейнер для культивирования растений, продольный разрез.
Фиг. 4 - контейнер для культивирования растений, дно выполнено под наклоном и имеет отверстие для слива питательного раствора, поперечный разрез.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Контейнер для культивирования растений состоит из лотка 1 и крышки 2 с отверстиями для установки растений. Крышка 2 содержит последовательно расположенные отражающий внешнее электромагнитное излучение слой 3 и поглощающий внешнее электромагнитное излучение слой 4. Края крышки 2 загнуты, а ее размер в поперечном сечении превышает размер лотка 1. В месте соединения крышки 2 и лотка 1 установлено уплотнение 5. Также в некоторых вариантах исполнения лоток 1 на внутренней поверхности содержит поглощающий внешнее электромагнитное излучение слой.
Полезная модель работает следующим образом.
В отверстия крышки 2 корнями вниз устанавливаются и фиксируются растения, предназначенные для выращивания беспочвенным методом. На лоток 1, обеспечивающий подачу питательного раствора на корни растений, устанавливается крышка 2 с растениями. Внешнее электромагнитное излучение, создаваемое естественными или искусственными источниками света, попадает на крышку 2 и отражается от слоя 3. Ввиду наличия небольших зазоров между отверстиями крышки и закрепленными растениями, часть излучения проникает в полость лотка, где отражается от питательного раствора и попадает на поглощающий слой 4. Наличие уплотнителя 5 препятствует скоплению питательного раствора в месте соединения лотка 1 и крышки 2, минимизируя риск развития сорной флоры внутри лотка 1, в результате чего  значительно снижается вероятность нарушения в поглощении питательных веществ корнями растений, что приводит к увеличению скорости роста растений.
Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в повышении скорости роста растений, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики контейнера для культивирования растений.