Гидропонная установка

Гидропонная установка
Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может использоваться в устройствах для гидропонного выращивания растений, преимущественно в сооружениях защищенного грунта.
Известна гидропонная установка (патент США № 4934096, класс A01G 31/00), включающая блок управления, накопительный бак, которые соединены посредством первого трубопровода с всасывающим патрубком насоса, снабженного электроприводом. Нагнетательный патрубок насоса сообщен с расположенным выше накопительного бака культивационным сосудом, в котором размещены держатели растений и датчики уровня. В данной гидропонной установке датчик уровня выполнен электрическим. Блок управления выполнен в виде компьютера, управляющие выходы которого соединены с цепью питания электропривода насоса и с дистанционно управляемы клапаном, который размещен в отдельном трубопроводе, соединенном с культивационным сосудом. Слив питательного раствора осуществляется через управляемый компьютером клапан без регулирования скорости слива.
Однако известная гидропонная установка имеют недостаточную эффективность по причине использования сложной компьютерной техники, сбой в работе которой может привести не только к нарушению режима питания растений, но и к их гибели, а также отсутствие регулирования скорости слива питательного раствора не позволяет обеспечить наиболее оптимальный режим жизнедеятельности корневой системы выращиваемых растений.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленному техническому решению является гидропонная установка (патент РФ JVb2049384; класс 6 А 23 К 1/00, А 01 G 31/02), содержащая блок управления, накопительный бак, который соединен посредством первого трубопровода с всасывающим патрубком снабженного электроприводом насоса, и нагнетательный
патрубок которого через второй трубопровод сообщен с расположенным выше накопительного бака культивационным сосудом. В культивационном сосуде размещены держатели растений и датчик уровня. Установка снабжена соединенными посредством третьего трубопровода компрессором, электроприводом и эжектором, установленным во втором трубопроводе, при этом блок управления включает соединенные последовательно первое и второе пневматические реле с нормально замкнутыми контактами и электрическое реле с нормально разомкнутым и нормально замкнутым контактами. При этом датчик уровня выполнен в виде гидростатического уровнемера, трубка давления которого сообщена с подмембранной полостью первого пневмоэлектрического реле, а подмембранная полость второго пневмоэлектрического реле через пятый трубопровод соединена с напорным патрубком компрессора. В цепь питания электропривода компрессора включен нормально разомкнутый контакт электрического реле, а нормально замкнутый контакт этого реле включен в цепь питания электропривода насоса. Установка не содержит сложной техники, более надежна, позволяет регулировать скорость слива питательного раствора, обеспечивая тем самым необходимый режим жизнедеятельности растений.
Однако данная установка является недостаточно эффективной по причине потерь воздуха и обескислороживания питательного раствора, поступающего к растениям, поскольку барботированию воздухом подвергается питательный раствор, поступающий в накопительный бак.
Целью изобретения является повышение эффективности установки и увеличение продуктивности выращиваемых растений.
Это достигается тем, что барботированию воздухом подвергается питательный раствор, подаваемый в культивационный сосуд, причем воздух предварительно обогащается отрицательными аэроионами в ионизаторе.
В результате поиска, проведенного по научно-технической и патентной литературе, не обнаружено идентичное техническое решение.
предлагаемое техническое решение основывается на известных приемах гидропонного выращивания и известных приемах ионизации воздуха. Отличием предлагаемого способа является указанная совокупность признаков, которая не известна с получением следующего эффекта, что доказывает соответствие технического решения критерию «новизна.
Предлагаемая гидропонная установка содержит блок управления, накопительный бак, соединенный посредством первого трубопровода с всасывающим патрубком снабженного электроприводом насоса. Нагнетательный патрубок сообщен через второй трубопровод с расположенным ниже накопительного бака культивационным сосудом, в котором размещены держатели растений и датчик уровня. Установка снабжена соединенным посредством третьего трубопровода компрессором, электроприводом, ионизатором воздуха и эжектором, установленным во втором трубопроводе. При этом блок управления включает соединенные последовательно первое и второе пневмоэлектрические реле с нормально разомкнутыми контактами и электрическое реле с нормально замкнутым и нормально разомкнутым контактами, причем датчик уровня выполнен в виде гидростатического уровнемера, трубка давления которого сообщена с подмембранной полостью первого пневматического реле, а подмембранная полость второго пневмоэлектрического реле через пятый трубопровод соединена с напорным патрубком компрессора, в цепь питания электропривода которого включен нормально замкнутый контакт электрического реле, а нормально разомкнутый контакт этого реле включен в цепь питания электропривода насоса.
На чертеже показана пневмоэлектрическая функциональная схема предлагаемой гидропонной установки. Установка включает культивационный сосуд 1, в котором размещены держатели растений 2 и датчик уровня 3, выполненный, например, в виде перевернутого вверх дном стакана, соединенного с блоком управления. Установка включает также соединенные первым трубопроводом 4 накопительный бак 5 и насос 6, соединенный с культивационным сосудом 1 вторым трубопроводом 7. Культивационный сосуд 1
расположен ниже накопительного бака 5. Между насосом 6 и культивационным сосудом 1 во втором трубопроводе 7 размещен эжектор 8, соединенный третьим трубопроводом 9 с компрессором 10. Меду компрессором 10 и эжектором 8 установлен ионизатор воздуха 22. Компрессор 10 может быть выполнен с регулируемой производительностью. Блок управления выполнен в виде соединенных последовательно первого 11 и второго 12 пневмоэлектрических реле с нормально разомкнутыми контактами 13 и 14 соответственно и электрического реле 15 с нормально разомкнутым 16 и нормально замкнутым 17 контактами. Датчик уровня 3 сообщен с подмембранной полостью первого пневмоэлектрического реле 11 четвертым трубопроводом 18. Подмембранная полость второго пневмоэлектрического реле 12 сообщена с компрессором 10 пятым трубопроводом 19. Нормально разомкнутый контакт 16 электрического реле 15 включен в цепь питания электропривода 20 насоса 6. Нормально замкнутый контакт 17 электрического реле 15 включен в цепь обмотки 21 электропривода компрессора 10 и в цепь питания ионизатора воздуха 22.
Гидропонная установка работает следующим образом. В накопительный бак 5 заливается питательный раствор. При подключении к электрической сети электрическое напряжение подается через нормально замкнутый контакт 17 реле 15 в цепь обмотки 21 электропривода компрессора 10 и цепь питания ионизатора воздуха 22. Компрессор 10 нагнетает воздух в ионизатор 22, где происходит насыщение воздуха отрицательными аэроионами. Питательный раствор самотеком стекает из накопительного бака 5 по второму трубопроводу 7, в который через эжектор 8 подается ионизированный воздух. Давление в третьем 9 и пятом 19 трубопроводах, определяемое высотой столба жидкости над эжектором 8, обусловливает замыкание контакта 14 второго пневматического реле 12. Скорость стекания питательного раствора из накопительного бака 5 в культивационный сосуд 1 зависит от объема барботируемого во второй трубопровод 7 воздуха, который дросселирует проходное сечение этого трубопровода. Питательный раствор, обогащенный ионизированным воздухом, подтапливает корневую систему и стакан датчика уровня 3. По мере повышения уровня питательного раствора в культивационном сосуде 1 повышается давление воздуха в полости стакана датчика уровня 3, которое передается на первое пневмоэлектрическое реле 11. При достижении заданного верхнего уровня питательного раствора замыкается контакт 13 и оболочка реле 15 обеспечивается напряжением. Контакт 17 реле 15 размыкается, а контакт 16 замыкается, что приводит к включению насоса 6 и отключению компрессора 10 и ионизатора воздуха 22. При этом питательный раствор перекачивается из культивационного сосуда 1 по второму трубопроводу 7 в накопительный бак 5. По мере снижения уровня питательного раствора в культивационном сосуде контакт 13 первого пневмоэлектрического реле 11 размыкается, а по достижении заданного нижнего уровня питательного раствора размыкается контакт 14 второго пневмоэлектрического реле 12. Реле 15 обесточивается, и вновь включаются компрессор 10 и ионизатор воздуха 22. Таким образом цикл повторяется.
Такое функционирование гидропонной установки позволяет не только избежать потерь воздуха, нагнетаемого в питательный раствор, но и насыицать воздухом, предварительно обогаш;енным в ионизаторе 22 отрицательными аэроионами питательный раствор, непосредственно поступаюш;ий к растениям, что способствует повышению продуктивности. За счет выбора производительности компрессора 10 можно легко изменять длительность аэрации корневой системы, что также способствует повышению продуктивности. Заданная скорость слива питательно раствора автоматически регулируется, обеспечивая нужный режим подтопления. Изобретение обеспечивает повышение эффективности эксплуатации и продуктивности выращиваемых растений простыми средствами.