Растворный узел для выращивания растений в защищенном грунте

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности производству овощей, цветочных, ягодных культур в условиях защищенного грунта и позволяет упростить конструкцию, повысить эффективности работы растворного узла, улучшить качество получаемых питательных растворов.
Известна система полива и подкормки растений (патент РФ №2191500, кл. A01G 31/02, 2000 - прототип), состоящая из питающего насоса, магистрального трубопровода с расположенными на нем электромагнитными клапанами, фильтра и расходомера, разветвленной сети секций поливных труб с электромагнитными клапанами, трубопроводов с электромагнитными клапанами подачи воды через инжекторы в емкости для приготовления маточных растворов и трубопровода подачи растворов в смесительную емкость, сетевого насоса, трубопровода с электромагнитным клапаном, соединяющего выход сетевого насоса с входом фильтра, трубопровода с электромагнитным клапаном дренажной сети, входного трубопровода с электромагнитным клапаном и манометром, электролизера, выходного трубопровода с электромагнитным клапаном из катодной ячейки, выходного трубопровода с электромагнитным клапаном из анодной ячейки, трубопровода с электромагнитным клапанам и накопителя.
Недостатком данного устройства является пониженная эффективность работы из-за отсутствия возможности использования нескольких высококонцентрированных маточных растворов совместно, а также отсутствие возможности прецизионной корректировки питательного раствора по элементам питания в зависимости от электропроводимости и кислотно-щелочного баланса питательного раствора.
Известно, что полив сбалансированным питательным раствором растений в теплицах улучшает их рост и развитие, повышает урожайность овощных культур. Причем на разных стадиях развития растений требования к составу питательного вещества различные.
Задача полезной модели - упрощение конструкции и повышение эффективности работы растворного узла, улучшение качества получаемых питательных растворов.
Технический результат в отличие от прототипа достигается тем, что растворный узел для выращивания растений в защищенном грунте содержащий питающий насос, магистральный трубопровод, фильтр, расходомер, трубопроводы, электромагнитные клапаны, инжектор, манометр, емкости для приготовления маточных растворов, дренажную сеть, имеет пробоотборник, выход которого через обратный клапан сообщается с входом в смесительный коллектор, имеющий связь через обратные клапаны и перистальтические насосы с емкостями для приготовления маточных растворов, а выход пробоотборника через фитинг сообщается посредством электромагнитных клапанов с дренажной сетью и секциями системы полива:
На фиг. схематически изображен растворный узел для выращивания растений в защищенном грунте.
Предлагаемый растворный узел для выращивания растении в защищенном грунте состоит из питающего насоса 1, фильтра грубой очистки 2, магистрального трубопровода 3 с расположенными на нем распределительными фитингами 4, 6 и 8, регулировочного вентиля 5, фильтра тонкой очистки 7, расходомера 9, секции системы полива 11 с электромагнитными клапанами 10 и дренажной сетью 13 с электромагнитным клапаном 12, смесительного контура 22 с манометром 23, смесительного коллектора 17, соединенного с инжектором 24 через отвод 21, емкостей для маточных растворов 18, блока перистальтических насосов 19 с обратными клапанами 20, пробоотборника 15 с датчиками электрической проводимости 25 и кислотно-щелочного равновесия питательного раствора 26, соединенного одним концом со смесительным коллектором 17 через обратный клапан 16, а другим концом с фитингом 8 через трубопровод 14.
Растворный узел для выращивания растений в защищенном грунте работает в одном из двух режимах.
1. Полив растений водопроводной водой. В данном режиме вода из водопроводной сети посредством питающего насоса 1 подается через фильтр грубой очистки 2, где производится ее очистка от механических примесей. Далее пройдя по магистральному трубопроводу 3 с распределительным фитингом 4, вода посредством регулировочного вентиля 5 находящегося в открытом состоянии, через фитинг 6, поступает в фильтр тонкой очитки 7 и далее к секции системы полива 11. Расход воды отслеживается по расходомеру 9 и регулируется посредством электромагнитных клапанов 10.
2. Полив растворами удобрений и кислоты. В данном режиме вода из водопроводной сети посредством питающего насоса 1 подается через фильтр грубой очистки 2, где производится ее очистка от механических примесей. Далее пройдя по магистральному трубопроводу 3 с распределительным фитингом 4, вода посредством регулировочного вентиля 5, находящегося в закрытом состоянии, подается в смесительный контур 22 с манометром 23 через инжектор 24 в фильтр тонкой очистки 7 через фитинг 6. Далее, пройдя через фитинг 8 и расходометр 9, одна часть воды попадает в сеть дренажной системы 13 с электромагнитным клапаном 12, а другая часть воды через фитинг 8 по трубопроводу 14 через пробоотборник 15 с датчиками электрической проводимости 25 и кислотно-щелочного равновесия 26 питательного раствора (не показаны) и обратный клапан 16 поступает в смесительный коллектор 17 и возвращается в инжектор 24 через входной патрубок 21 создающий разряжение в смесительном контуре 22.
Одновременно с этим в смесительный коллектор 17 поступают маточные растворы удобрений и кислоты из емкостей для приготовления маточных растворов 18 посредством блока перистальтических насосов 19 и обратных клапанов 20. После смешивания в смесительном коллекторе 17 удобрения с потоком воды по отводу 21 попадают в магистральный водопровод 3 через инжектор 24 и, смешиваясь с чистой водой в фитинге 6, полностью растворяются, образуя питательный раствор. Когда концентрация вносимых веществ в потоке питательного раствора достигает необходимых параметров, установленные в пробоотборнике 15 датчики 25, 26 срабатывают, электромагнитный клапан 12 закрывается и открывается электромагнитный клапан 10, обеспечивая возможность поступления питательного раствора в секции системы полива 11. Таким образом, за счет создаваемого потока питательного раствора в трубопроводе 14 посредством инжектора 24, в пробоотборнике 15 с датчиками электрической проводимости 25 и кислотно-щелочного равновесия 26 питательного раствора непрерывно анализируются параметры питательного раствора поступающего в секции системы полива 11. Если концентрация удобрений в питательном растворе не соответствует технологии, то датчики электрической проводимости 25 и кислотно-щелочного равновесия 26 питательного раствора, установленные в пробоотборнике 15 срабатывают, подавая (сигнал на блок перистальтических насосов 19, изменяя, таким образом, количество поступления маточных растворов удобрений и кислоты из емкостей для приготовления маточных растворов 18. Это дает возможность получать быструю обратную связь для своевременной корректировки концентрации удобрений и кислоты с помощью импульсов включения и выключения блока перистальтических насосов 19. В случае если в емкостях для приготовления маточных растворов 18 закончились растворы удобрений и кислоты, то установленные в пробоотборнике 15 датчики электрической проводимости 25 и кислотно-щелочного равновесия 26 питательного раствора срабатывают, закрывается электромагнитный клапан 10, ограничивая возможность поступления питательного раствора в секции системы полива 11, а электромагнитный клапан 12 открывается и некачественный питательный раствор сливается через дренажную сеть 13.
Представленное техническое решение имеет ряд преимуществ перед известной конструкцией:
упрощается конструкция за счет применения одного насоса, который через магистральный трубопровод и электромагнитные клапана соединен с сетью поливочных труб. Насос частично выполняет функцию смешивания питательного раствора и функцию поливочного насоса. Отсутствие смесительного бака, делает систему экономически привлекательной и минимизирует ее размеры. Из-за небольших размеров растворного узла, его удобно применять при выращивании растений в культивационных сооружения как открытого, так и закрытого типа;
повышается эффективность устройства за счет возможности использования нескольких высококонцентрированных маточных растворов совместно, а также возможности прецизионной корректировки питательного раствора по элементам питания в зависимости от технологических требований;
улучшается качество получаемых питательных растворов за счет применения пробоотборника с датчиками электрической проводимости и кислотно-щелочного равновесия питательного раствора, совмещенного посредством смесительного коллектора, через обратные клапаны и перистальтические насосы с емкостями для приготовления маточных растворов.
Растворный узел для выращивания растений в защищенном грунте прост по конструкции, надежен в эксплуатации и может быть легко реализован в сельскохозяйственном производстве в тепличных технологиях.