СООРУЖЕНИЕ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР В ЛОТКАХ С КОНВЕЙЕРНОЙ СИСТЕМОЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЛОТКОВ
CONSTRUCTION FOR GROWING AGRICULTURAL CROPS IN TRAYS WITH TRAYS MOVEMENT CONVEYOR SYSTEM

Область техники
Настоящее изобретение относится к высотному сооружению. Более конкретно, данное изобретение относится к высотному сооружению с двойным фасадом.
Описание известного уровня техники
В густонаселенных районах цена на землю обычно высока. Зачастую в таких районах пространство высотных сооружений используется как можно эффективнее, чтобы, таким образом, снизить стоимость за квадратный метр в сооружении. Сооружения, которые находятся в регионах с жарким климатом, должны быть оснащены охлаждающими системами, чтобы обеспечить необходимый внутренний климат в них. Для снижения эксплуатационных расходов на сооружение необходимо сократить потребление электроэнергии. Одним из способов, как снизить потребление электроэнергии, является оснащение сооружения двойным фасадом. Другая проблема в городских массивах состоит в том, что продукты питания, когда они выращены и собраны, должны транспортироваться на большие расстояния, чтобы достичь потребителей в городах. Такая транспортировка продуктов питания приводит к затратам энергии и способствует густому движению транспорта в городах. Выращивание продовольственных культур на сооружениях или в них может способствовать снижению степени воздействия на окружающую среду, сократить транспортные расходы, увеличить продовольственную безопасность, экономить электроэнергию в сооружении и улучшить физический и психологический комфорт его жильцов.
В заявке на патент США №2009/0307973 А1 описана вертикально-интегрированная теплица, которая предусматривает систему производства продуктов питания в сооружениях и может устанавливаться на двойном фасаде. Помимо производства продуктов питания, теплица также предназначена для снижения расходов на техническое обслуживание сооружения, обеспечивая тень, очистку воздуха и испарительное охлаждение для жильцов сооружения. В теплице, лотки с саженцами располагаются и устанавливаются на подвесной системе лотков, на которой они подвижно закрепляются один над другим в параллельных вертикальных рядах и могут вертикально подниматься и опускаться. Однако основной недостаток данной системы заключается в том, что расстояние между лотками необходимо увеличивать, поскольку саженцы растут, что ограничивает количество циркулирующих лотков. Таким образом, эта система не приспособлена к крупномасштабному производству саженцев и сельскохозяйственных культур. При этом, по мере роста саженцев, расстояние между лотками необходимо регулировать, и саженцы не упорядочены надлежащим образом на каждом этаже сооружения, что является недостатком, так как на каждом этаже невозможно обеспечить должное затенение. Таким образом, необходимо разработать высотное сооружение с пристроенной теплицей, в которой размер саженцев и сельскохозяйственных культур не влияет на количество лотков, и, соответственно, способность выращивать саженцы и сельскохозяйственные культуры, а также затенение.
Заявка на патент ЕР 0060828 А2 относится к теплице, в которой контейнеры для получения культивируемых растений подаются по извилистым каналам. Контейнеры перемещаются горизонтально при помощи роликов на направляющих, которые выполнены в виде рельс. Направляющие располагаются под углом, и, таким образом, перемещение контейнеров происходит под действием силы тяжести, т.е. контейнеры скатываются вниз по рельсам. Вертикальное перемещение осуществляется при помощи подъемных устройств. Однако существует несколько недостатков данной системы, включая то, что она не предназначена для лотков, которые содержат множество горшков. Рельсы не сконструированы для подачи лотков, и в документе не указано, что их можно приспособить к такой задаче. Следовательно, эта система не предназначена для крупномасштабного выращивания саженцев и сельскохозяйственных культур, поскольку количество саженцев, циркулирующих в системе, крайне ограничено. Более того, в патенте не указано, что данная система подлежит модификации для комбинирования с высотным домом; таким образом, эта система не может обеспечить тень, изоляцию и/или кислород для жильцов высотного сооружения. Что более важно, горизонтальная подача контейнеров зависит от наклона рельс, делая невозможным перемещение контейнеров в обоих горизонтальных направлениях, поэтому данная система является крайне неадаптивной. В частности, отсутствие адаптивности системы очевидно, когда лотки необходимо переместить таким образом, чтобы саженцы могли (i) получать максимальное количество солнечного света или (ii) обеспечивать затенение определенных частей сооружения. Таким образом, необходимо разработать систему для крупномасштабного выращивания саженцев и сельскохозяйственных культур, которую можно объединить с высотным сооружением. Более того, чтобы достичь высокой гибкости, необходимо, чтобы саженцы и сельскохозяйственные культуры можно было перемещать в обоих горизонтальных направлениях, и желательно, чтобы горизонтальное перемещение саженцев и сельскохозяйственных культур не зависело от наклона рельс.
Таким образом, подводя итог вышесказанному, необходимо, чтобы высотное сооружение было оснащено теплицей, которая может вместить (i) больше сельскохозяйственных культур и саженцев, а также обеспечить (ii) более гибкую систему для перемещения лотков в пристроенной теплице.
Сущность изобретения
Важной целью настоящего изобретения является оснащение высотного сооружения пристроенной теплицей, которая может обеспечить большую площадь для выращивания сельскохозяйственных культур, и, таким образом, предоставить средства для крупномасштабного производства сельскохозяйственных культур.
Вторая важная цель изобретения заключается в горизонтальном перемещении лотков, чтобы обеспечить гибкую транспортировку большого количества саженцев и сельскохозяйственных культур.
Важной целью изобретения также является вертикальное перемещение лотков, чтобы обеспечить гибкую транспортировку большого количества саженцев в вертикальном направлении.
Еще одна цель изобретения состоит в том, что высотное сооружение и двойной фасад полностью объединены с тем, чтобы (a) углекислый газ и избыток тепла вытяжного воздуха из высотного сооружения выводились в двойной фасад, (b) кислород в вытяжном воздухе из двойного фасада подавался в высотное сооружение, (с) высотное сооружение было изолировано двойным фасадом и (d) двойной фасад обеспечивал затенение сооружения.
Другая цель настоящего изобретения состоит в оснащении высотного сооружения пристроенной теплицей, которая требует минимального количества дополнительных опорных конструкций.
Еще одной целью данного изобретения является оснащение высотного сооружения пристроенной теплицей, которая удобна для обслуживания и требует минимальной дополнительной энергии для ее эксплуатации.
Как минимум одна из вышеуказанных целей предусмотрена для высотного сооружения в соответствии с независимым пунктом формулы изобретения.
Дополнительные преимущества представлены вместе с признаками в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, высотное сооружение имеет конструкцию сооружения с междуэтажными перекрытиями, двойным фасадом и, как минимум, одной конвейерной системой, расположенной между обшивками двойного фасада и перемещающей лотки вертикально между обшивками из начального в конечное положение. Высотное сооружение отличается тем, что конвейерная система содержит условно горизонтальные участки ленты, каждый из которых имеет ось длины, средства соединения лент, которые соединяют горизонтальные участки ленты, и средства транспортировки лотков по оси длины участков ленты и вдоль средств соединения лент. Участки ленты должны быть не прямыми, а изогнутыми. Следовательно, оси длины не должны быть прямыми линиями.
Горшки с саженцами желательно должны располагаться в лотках. Как вариант, саженцы можно посадить непосредственно в лотки без горшков.
В соответствии с изобретением, благодаря высотному сооружению можно достичь ряда преимуществ. Размещение пристроенной теплицы на фасаде сооружения обеспечивает теплоизоляцию сооружения, которая снижает потребность в его обогреве и охлаждении. Более того, саженцы, которые находятся в лотках, затеняют сооружение. Так как участки ленты условно горизонтальны, они легче встраиваются в сооружение, поскольку междуэтажные перекрытия сооружения также условно горизонтальны. Средства соединения лент установлены для транспортировки лотков от одного участка ленты к следующему.
Участки ленты предпочтительно крепятся к междуэтажным перекрытиям сооружения. Аналогичным образом, сооружение в некоторой мере обеспечивает необходимую опору для конвейерной системы. Это будет способствовать построению конвейерной системы в отличие от систем на известном уровне техники. Более того, встраивание конвейерной системы в сооружение позволяет использовать очень высокие конвейерные системы.
Лотки могут быть представлены вытянутыми лотками с осью длины и могут предусматривать размещение горшков как минимум в один ряд по оси длины. Участки ленты могут предусматривать размещение лотков по их оси длины перпендикулярно оси длины участков ленты. Путем размещения лотков таким способом, расстояние между горшками легко регулируется на один размер, регулируя расстояние между горшками вдоль участков ленты. Таким образом, расстояние между лотками можно увеличивать по мере того, как саженцы растут и выступают из лотков.
Средства транспортировки могут содержать как минимум одну конвейерную ленту на каждом участке ленты для перемещения лотков вдоль них. Конвейерные ленты использовались во множестве областей применения в течение длительного времени и представляют собой относительно простое решение для транспортировки лотков.
Конвейерные ленты могут устанавливаться для постепенного перемещения лотков. Как вариант, конвейерные ленты можно установить для постоянного перемещения лотков. Однако, так как желаемая средняя скорость лотков крайне низкая, могут возникнуть трудности с их постоянным перемещением.
Средства транспортировки могут содержать транспортное устройство, которое предназначено для перемещения вдоль, как минимум, одного участка ленты и включает в себя устройство перемещения лотка, которое, после прохождения лотка, перемещает как минимум один лоток на один шаг вперед вдоль участка ленты. Таким образом, транспортное устройство перемещает лотки постепенно вдоль как минимум одного участка ленты по мере движения по нему. Такое устройство больше подходит для очень низкой средней скорости, которая является желательной. Транспортное устройство может быть роботом. В зависимости от конструкции средств соединения лент, робот может передвигаться между различными средствами соединения лент.
Если транспортное устройство, как описано выше, используется для транспортировки лотков, каждый участок ленты может содержать первую и вторую балку, где первая балка поддерживает край лотка, ближайшего к сооружению. Транспортное устройство может быть подвешенным на одной из балок. Балки предусмотрены для пассивных участков ленты. Благодаря таким участкам ленты, перемещение лотков зависит от транспортного устройства, которое можно относительно легко заменить в случае поломки.
Вторая балка каждого участка ленты поддерживает противоположный край лотка. Таким образом, лотки своими краями опираются на балки. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения, участки ленты могут вмещать две или более параллельных линий лотков. В случае двух параллельных линий лотков, участки ленты могут содержать три балки, из которых средняя балка поддерживает края лотков в обеих линиях.
При наличии только одной линии лотков, вторая балка каждого участка ленты может поддерживать лоток в промежуточном положении между краями лотка. Преимущество такой конструкции заключается в том, что расстояние между опорами лотков минимально. Это снижает потребность в жесткости лотков.
Высотное сооружение может включать в себя средства полива для периодической подачи воды в лотки на участках ленты. Этот тот способ подачи воды в горшки, который требует минимального количества воды, при этом, будучи относительно простым в применении.
Средства полива могут включать в себя отверстия слива воды, которые предпочтительно располагаются на расстоянии, соответствующем целевому шагу между лотками. Затем лотки постепенно перемещаются между положениями отверстий слива воды. При подаче воды в горшки, лотки могут впитывать воду, таким образом, орошая саженцы.
Участки ленты могут располагаться таким образом, чтобы лотки имели угол наклона 0,5-2 градуса, когда они находятся на участке ленты, и в которых отверстия слива воды находятся на балке на более высоком уровне. Когда вода подается на более высокий край лотка, она стекает вниз по лотку. Таким образом, все горшки в лотке обеспечиваются водой.
Высотное сооружение может включать в себя систему возврата воды, которая собирает остаточную воду из лотков в нижней части участка ленты. Это гарантирует соответствующий контроль воды в высотном сооружении. Вода может возвращаться в лотки после добавления, например, питательных веществ.
Средства соединения лент могут быть предназначены для транспортировки лотков с осями длины, параллельными направлению их транспортировки. Это гарантирует компактную установку, поскольку средства соединения лент могут быть узкими. По существу, средства соединения лент могут состоять из салазок, вдоль которых лотки перемещаются из одного участка ленты на другой. Таким образом, средства транспортировки лотков вдоль оси длины состоят из наклонных каналов.
Как вариант, средства соединения лент могут быть продолжением участков ленты под наклоном. Преимущество заключается в том, что транспортное устройство затем может легко перемещаться вдоль более чем одного участка ленты.
Также средства соединения лент могут быть представлены подъемником, который транспортирует лотки вертикально с одного участка ленты на другой. Такой подъемник еще можно совместить со средствами для горизонтальной транспортировки.
Если высотное сооружение окружено другими высотными сооружениями, они могут частично препятствовать проникновению солнечных лучей в его нижние части. В таком случае, участки ленты в высотном сооружении могут располагаться только в его верхней части. Они могут находиться не более чем в верхней половине сооружения, желательно не более чем в верхней трети. В нижних частях сооружения, вся его ширина может использоваться для офисных или жилых помещений.
Высотное сооружение может содержать, по меньшей мере, две конвейерных системы поверх друг друга, чтобы имелось два начальных и два конечных положения, обеспечивая одновременное выращивание двух разных видов саженцев в двух частях двойного фасада. Климат, т.е. влажность и температура, могут отличаться в разных частях двойного фасада.
Труба для вытяжки воздуха из сооружения может быть соединена с воздуховпускной трубой двойного фасада посредством воздухоочистителя. Таким образом, углекислый газ и избыток тепла вытяжного воздуха из сооружения может применяться в теплице в двойном фасаде. Воздухоочиститель удаляет бактерии из воздуха.
Труба для вытяжки воздуха из двойного фасада может быть соединена с воздуховпускной трубой сооружения посредством воздухоочистителя. Таким образом, кислород в вытяжном воздухе из двойного фасада может использоваться в сооружении. Воздухоочиститель удаляет бактерии из воздуха.
Воздуховпускная труба в двойном фасаде предпочтительно располагается внизу двойного фасада, поскольку таким образом легче обеспечить поток воздуха в нем.
Краткое описание чертежей
Следующие предпочтительные варианты осуществления изобретения будут описаны со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
На фиг. 1 схематически, частично в поперечном сечении показано высотное сооружение с пристроенной теплицей в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 схематически, частично в поперечном сечении показано высотное сооружение в соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения, в котором теплица устанавливается только в верхней части сооружения.
Фиг. 3 является видом в увеличенном масштабе части теплицы на фиг. 1 и фиг. 2 в поперечном сечении с участком ленты для размещения лотков с горшками и саженцами, в соответствии вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 является видом в увеличенном масштабе части теплицы на фиг. 1 и фиг. 2 с участком ленты для размещения лотков с горшками и саженцами в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5 показано поперечное сечение участка ленты в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
На фиг. 6 более детально показано поперечное сечение участка ленты в соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 7 является изображением в разобранном виде лотка с горшками и саженцами.
На фиг. 8 показано поперечное сечение лотка с горшками и саженцами.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
В следующем описании предпочтительных вариантов осуществления изобретения, похожие части на разных рисунках будут отмечены одним и тем же номером позиции. Следует отметить, что масштаб в чертежах не выдержан.
На фиг. 1 схематически, частично в поперечном сечении показано высотное сооружение 1 с пристроенной теплицей 2 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Высотное сооружение имеет конструкцию сооружения 3 с междуэтажными перекрытиями 4 и двойным фасадом, который имеет наружную обшивку 5 и внутреннюю обшивку 6. Высотное сооружение 1 содержит три конвейерные системы 7, 7' и 7'', установленные поверх друг друга, чтобы имелось три начальных положения 9, 9' и 9'' и три конечных положения 10, 10' и 10'', обеспечивая одновременное выращивание трех разных видов саженцев. Конвейерные системы 7, 7' и 7'' установлены между обшивками 5, 6 и предназначены для перемещения лотков (8) (фиг. 3) вертикально между обшивками 5, 6 из начальных положений 9, 9' и 9'' вниз к конечным положениям 10, 10' и 10''. Конвейерные системы 7, 7' и 7'' содержат условно горизонтальные участки ленты 14 (фиг. 3), которые закреплены на междуэтажных перекрытиях 4 конструкции сооружения 3. Технические этажи 13 предусмотрены в начальных положениях 9, 9' и 9'' и конечных положениях 10, 10' и 10''. На технических этажах 13 осуществляется посев семян и сбор выращенных растений.
Труба для вытяжки воздуха из сооружения соединена с воздуховпускной трубой двойного фасада посредством воздухоочистителя 11, установленного внизу двойного фасада. Труба для вытяжки воздуха из двойного фасада соединена с воздуховпускной трубой сооружения посредством второго воздухоочистителя 12, установленного вверху двойного фасада.
На фиг. 2 схематически, частично в поперечном сечении показано высотное сооружение 1 в соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения, в котором теплица 2 устанавливается в двойном фасаде только в верхней части сооружения 1. В сооружении на фиг. 2 предусмотрена только одна конвейерная система 7, которая перемещает лотки 8 (фиг. 3) между начальным положением 9 и конечным положением 10.
Фиг. 3 является видом в увеличенном масштабе в разрезе части конвейерной системы 7 с участками ленты 14 с осью длины 15 для размещения лотков 8. Участки ленты 14 соединены с каркасом 24, который в свою очередь соединен с междуэтажными перекрытиями 4 посредством соединительного каркаса 25.
Фиг. 4 является видом в увеличенном масштабе части теплицы на фиг. 1 и фиг. 2 под другим углом.
Конвейерная система включает средства соединения лент 18, каждое из которых имеет ось длины и соединяет один участок ленты 14 с участком ленты 14 тремя уровнями ниже. Лотки 8 удлинены по оси длины 16 и предназначены для размещения горшков 17 в один ряд вдоль оси длины 16 лотка. Питательная среда, в которой растут саженцы, находится в горшках 17. Участки ленты 14 вмещают лотки 8 с их осями длины 16 перпендикулярно осям длины 15 участков ленты 14. В показанном варианте осуществления изобретения, средства соединения лент выполнены в качестве наклонных прямолинейных каналов 18 с осью длины 19, в которых каналы 18 предназначены для транспортировки лотков 8 по их оси длины 16 параллельно направлению их транспортировки. Прямолинейные каналы созданы для того, чтобы лотки соскальзывали вниз с одного участка ленты 14 на участок ленты 14 тремя уровнями ниже. Средства транспортировки установлены таким образом, чтобы лотки попадали на наклонные прямолинейные каналы 18 в конце участков ленты 14. Таким образом, в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3 и фиг. 4, три участка ленты 14 расположены параллельно.
Другая возможность предусматривает что, средства соединения лент могут быть продолжением участков ленты 14 под наклоном.
Возможно использование одного или более подъемников для вертикальной транспортировки между участками ленты. Такие подъемники могут комбинироваться со средствами горизонтальной транспортировки.
Конвейерная система 7 также включает в себя средства транспортировки лотков 8 постепенно вдоль участков ленты 14. В варианте осуществления изобретения, показанном на рис 3, средства транспортировки имеют вид конвейерной ленты 21.
Средства полива в виде отверстий слива воды 20 предусмотрены для периодической подачи воды в лотки 8 на участках ленты 14. Отверстия слива воды 20 установлены на расстоянии, соответствующем целевому шагу 22 между лотками 8. В этом случае каждый лоток 8 каждый раз должен обеспечиваться водой. Интервал между моментами времени, когда в лотки 8 подается вода, приспосабливается под овощную культуру в горшках 17 лотка 8.
Участки ленты 14 установлены так, чтобы лотки 8 имели угол наклона 0,5-2 градусов, когда они расположены на участках ленты 14. Отверстия слива воды 20 расположены на более высоком уровне. Когда вода поступает на лотки 8 с края, находящегося на наивысшем уровне, вода будет стекать по направлению к краю лотка, находящемуся на нижнем уровне. Во время потока, питательная среда в горшках 17 впитывает поток воды.
Конвейерная система 7 также включает систему возврата воды, которая предназначена для сбора остаточной воды с лотков на балке, расположенной на нижнем уровне. Система возврата воды заключается в показанном варианте осуществления дренажного буртика 23, который пролегает вдоль нижней части лотков 8. Вода, которую не впитала питательная среда в горшках 17, собирается дренажным буртиком 23 на каждом уровне, а затем подается в вертикальную трубу (не показана), которая характерна для всех уровней.
На фиг. 5 показано более детальное поперечное сечение участка ленты 14 согласно варианту осуществления изобретения. Участок ленты 14 включает первую балку 26 и вторую балку 27, которые соединены с каркасом 24. Лоток 8 с горшками 17 поддерживается первой балкой 26 с одного края лотка 8 и второй балкой 27 с другого края лотка 8. Транспортное устройство 28 может смещаться вдоль первой балки 26 и включает в себя устройство перемещения лотка 29, которое, после прохождения лотка 8, перемещает лоток 8 на один шаг вперед по участку ленты 14. Отверстия слива воды 20 находятся на первой балке 26. Горшки 17, в которых растут саженцы 32, расположены на лотках 8.
На фиг 6 показано более детальное поперечное сечение участка ленты 14 согласно варианту осуществления изобретения. Будут описаны только отличия между вариантом осуществления изобретения на фиг 5 и фиг. 6. Участок ленты 14 включает в себя третью балку, на которой установлено транспортное устройство 28. Более того, вторая балка 27 поддерживает лоток 8 в положении между краями лотка 8.
На фиг. 7 показано изображение в разобранном виде лотка 8 с горшками 17 и саженцами 32. На фиг. 8 показано поперечное сечение лотка 8 с горшками 17 с саженцами 32. Как показано на фиг. 7, лоток 8 состоит из днища 37 и крышки 33. Отверстия 34 выполнены в крышке для приема горшков 17. Емкости для воды расположены по обоим краям лотка 8.
Описанные варианты осуществления изобретения можно менять разными способами без отступления от сущности и объема данного изобретения, которое ограничено только формулой.
Не исключена разработка лотков, отличных от тех, которые показаны на фиг. 7 и фиг. 8.
Возможно перемещение лотков в противоположном направлении от вышеописанного.