УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОПОННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к оборудованию для гидропонного выращивания растений, например, злаковых с использованием невлагоемкого субстрата или без него.
Известно устройство для гидропонного выращивания растений, которое включает полую цилиндрическую колонну, соединенную с установленным на ней резервуаром для питательного раствора. По периметру колонны в несколько ярусов установлены кольцеобразные поддоны. Над ними в боковых поверхностях колонны выполнено по отверстию с патрубком, при этом открытые торцы патрубков расположены на одинаковом расстоянии от поддонов. Между собой поддоны соединены дренажными трубками, верхние концы которых расположены на уровне открытых концов патрубков (авторское свидетельство СССР №1678252, опубл. 23.09.91, кл. A 06 G 31/02).
В процессе полива питательный раствор заполняет поддоны сверху вниз, при этом излишки раствора сливаются через дренажные трубки.
В известном устройстве не обеспечена возможность полного слива питательного раствора из поддона. Постоянное присутствие питательного раствора в корневой области вегетационного слоя приводит к чрезмерному замоканию и последующему загниванию корневой системы выращиваемых растений, что отрицательно сказывается на качестве последних и на производительности установки.
Известно устройство для гидропонного выращивания растений, содержащее поддоны, каждый из которых снабжен переливным каналом, выполненным в виде сифона. Поддоны соединены через промежуточную емкость с источником питательного раствора, например, напорным трубопроводом и расположены так, что дно каждого из них выше дна промежуточной
емкости. Каждый из поддонов выполнен с приямком для сбора фильтрата питательного раствора (патент Российской Федерации №2040154, опубл. 27.07.95, кл. A 01 G 31/02).
Обеспечение полного слива питательного раствора и предотвращение загнивания и заплесневения корневой системы в результате застаивания фильтрата в известном устройстве достигнуто за счет его усложнения - введения промежуточной емкости, соединенной с каждым поддоном с помощью трубопровода. Для защиты от растительных остатков, скапливающихся на дне приямка поддона и поступающих в промежуточную емкость по трубопроводу, в ней (промежуточной емкости) следует устанавливать фильтры, что также усложняет конструкцию.
Кроме того, в периоды времени между заполнением промежуточной емкости питательным раствором возможно пересыхание вегетационной поверхности в поддонах, что отрицательно сказывается на производительности установки и качестве выращиваемых растений.
В качестве прототипа полезной модели выбрано устройство для гидропонного выращивания растений, содержащее поддоны, каждый из которых оснащен переливным каналом. Каждый из поддонов выполнен с наклонным дном и имеет посадочное приспособление, например, сетку, установленное так, что перекрывает всю поверхность дна поддона. Переливной канал каждого поддона выполнен в виде сифона, расположен в нижней точке наклонного дна поддона и жестко соединен с ним. Приемное колено сифона имеет заборное отверстие, расположенное выше дна поддона, а выпускное колено сифона снабжено регулируемым вентилем и имеет выходное отверстие, которое расположено ниже заборного отверстия под дном поддона. При этом верхняя точка сифона каждого из поддонов расположена на уровне посадочного приспособления (авторское свидетельство СССР №1542489, опубл. 15.02.90. кл. A 01 G 31/02).
В известном устройстве - прототипе не обеспечена возможность полного слива питательного раствора из вегетационного слоя поддона при выращивании крупных растений с сильно развитой корневой системой. В этом случае фильтрат задерживается корневой системой и остается в поддоне после срабатывания сифона, что может вызвать замокание и дальнейшее загнивание корневой системы растений. Этому способствует также ненадежное срабатывание сифона, обусловленное тем, что в выходном сечении сифона силы поверхностного натяжения капель могут воспрепятствовать срабатыванию эффекта гидравлического лифта. С другой стороны, при выращивании растений с корневой системой, которая не занимает весь объем поддона, не исключена возможность пересыхания вегетационного слоя в интервале между подтоплениями, так как питательный раствор удаляется из поддона без остатка.
Регулировка времени слива, осуществляемая в данном устройстве с помощью регулировочного вентиля на выходном колене сифона, также является недостаточно точной. Кроме того, не исключено засорение поперечного сечения вентиля растительными остатками, что препятствует срабатыванию сифона и снижает надежность работы всего устройства.
Существенным недостатком известного устройства является отсутствие возможности регулирования объема питательного раствора, поскольку в нем предусмотрено жесткое неразъемное крепление сифона к поддону. Это снижает технологические возможности устройства, т.к. не позволяет варьировать видами выращиваемых культур с различным уровнем затопления.
Технической задачей настоящей полезной модели является усовершенствование устройства для гидропонного выращивания растений, в котором за счет нового выполнения поддона и переливного канала, введения перегородки и нового взаимного расположения элементов устройства предотвращаются как чрезмерное замокание, так и пересыхание вегетационного слоя при повышении эксплуатационной надежности устройства и, таким
образом, обеспечивается повышение производительности устройства и качества выращиваемых растений.
Дополнительным техническим результатом является уменьшение затрат на изготовление и эксплуатацию устройства для гидропонного выращивания растений, упрощение его обслуживания.
Указанная техническая задача достигается тем, что в известное устройство для гидропонного выращивания растений, который содержит по меньшей мере один поддон с переливным каналом, у которого выпускное отверстие расположено ниже, а заборное отверстие - выше дна поддона, согласно полезной модели введена перегородка, перекрывающая по меньшей мере часть дна поддона. Переливной канал выполнен в виде трубки, которая размещена с зазором внутри корпуса и верхний конец которой расположен выше перегородки и ниже верхнего края поддона. При этом заборное отверстие переливного канала выполнено в боковой стенке корпуса и расположено ниже перегородки.
Предпочтительно, чтобы дно поддона было выполнено с углублением и в дне поддона было выполнено сквозное отверстие для установки трубки, которое расположено в нижней точке упомянутого углубления.
Желательно, чтобы перегородка была выполнена перфорированной, размещена над упомянутым углублением, снабжена сквозным отверстием для установки корпуса и установлена с зазором относительно дна поддона.
Целесообразно, чтобы трубка переливного канала была снабжена крепежным узлом для жесткого соединения с корпусом и поддоном. При этом трубка может быть выполнена как одно целое с крепежным узлом или соединена с ним с возможностью разъединения, т.е. разъемно.
Кроме того, крепежный узел может быть выполнен в виде пластины, на одной стороне которой расположена цилиндрическая втулка с резьбой на ее наружной поверхности. При этом выпускное отверстие переливного
канала выполнено в пластине крепежного узла соосно осевому отверстию его цилиндрической втулки.
Желательно, чтобы корпус и трубка переливного канала были соединены разъемно.
Кроме того, трубка переливного канала может быть жестко закреплена в дне поддона с возможностью демонтажа. При этом пластина упомянутого крепежного узла размещается с наружной стороны дна поддона, и цилиндрическая втулка - в сквозном отверстии дна поддона.
Корпус переливного канала может быть выполнен в виде перевернутого стакана.
Трубку и корпус переливного канала целесообразно выполнять из полимерного материала.
В настоящем устройстве для гидропонного выращивания растений обеспечивается повышение производительности устройства и качества выращиваемых растений за счет предотвращения как чрезмерного переувлажнения вегетационного слоя, так и его пересыхания при высокой эксплуатационной надежности устройства.
Это обеспечено тем, что в поддоне пространственно разнесены и отделены друг от друга перегородкой вегетационная часть и донная часть, предназначенная для сбора остатков питательного раствора, образованная углублением, выполненном в дне поддона. Благодаря этому в процессе полива питательный раствор, заполняющий поддон, удаляется из его вегетативной части с помощью переливного канала, предотвращая переувлажнение вегетационного слоя, при этом в углублении поддона накапливаются остатки питательного раствора (фильтрат), предотвращая пересушивание вегетационного слоя.
Наряду с оптимизацией режима подтопления растений, в заявляемой конструкции обеспечено надежное срабатывание переливного канала, поскольку его заборное отверстие расположено ниже перегородки, т.е. в
месте, защищенном от засорения растительными остатками. Перегородка, снабженная отверстиями и/или установленная с зазором относительно дна, в данном устройстве является не только частью посадочной поверхности, но и выполняет функцию фильтрации крупных фракций растительных остатков. Мелкие фракции растительных остатков, попадающие в углубление дна поддона через зазор между перегородкой и дном поддона или через отверстия перегородки, удаляются из поддона с потоком жидкости через переливной канал.
Существенным преимуществом предлагаемой полезной модели в сравнении с прототипом и аналогами является возможность изменения высоты переливного канала путем простого перемещения трубки относительно цилиндрической втулки крепежного узла (в варианте их разъемного соединения друг с другом), или путем замены всего переливного канала (в варианте, когда трубка и крепежный узел выполнены как одно целое). Это позволяет легко и точно варьировать высотой верхней точки переливного канала, и, следовательно, менять уровень, достигаемый питательным раствором в поддоне, в зависимости от вида выращиваемых культур и норм полива.
Дополнительными преимуществами заявляемой конструкции, по сравнению с аналогами и прототипом, являются невысокие затраты на изготовление и эксплуатацию устройства, а также простота обслуживания.
Все элементы устройства - поддон, перегородка, трубка и корпус переливного канала - изготавливаются из пластмассы. Устройство может быть быстро и легко собрано и демонтировано, при этом замена или ремонт отдельных узлов конструкции не требуют значительных затрат и высокой квалификации персонала.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлены: на фиг.1 - устройство для гидропонного выращивания растений, общий вид, продольное сечение; на фиг.2 - поддон, продольное сечение; на
фиг.3 - крепежный узел, продольное сечение; на фиг.4 - перегородка, вид снизу.
Устройство для гидропонного выращивания растений содержит по меньшей мере один поддон 1с переливным каналом 2, у которого выпускное отверстие 3 расположено ниже, а заборное отверстие 4 - выше дна поддона 1, и перегородку 5, перекрывающую по меньшей мере часть дна поддона 1. Переливной канал 2 выполнен в виде трубки 6, которая размещена с зазором внутри корпуса 7. Верхний конец трубки 6 расположен выше перегородки 5 и ниже верхнего края поддона 1. Заборное отверстие 4 переливного канала 2 выполнено в боковой стенке корпуса 7 и расположено ниже перегородки 5.
В конкретном примере осуществления полезной модели дно поддона 1 выполнено с углублением 8. В дне поддона 1 выполнено сквозное отверстие 9 для установки трубки 6, которое расположено в нижней точке углубления 8 (фиг.2).
Перегородка 5 размещена над углублением 8 и установлена с зазором относительно дна поддона 1. В конкретном примере выполнения перегородка 5 выполнена перфорированной и имеет выступы 10, например, четыре выступа 10, которые расположены на ее поверхности, обращенной к углублению 8 (фиг.4). В перегородке 5 выполнено сквозное отверстие 11 для установки корпуса 7.
Трубка 6 снабжена крепежным узлом 12 для жесткого соединения с корпусом 7 и поддоном 1. При этом трубка 6 может быть выполнена, как одно целое с крепежным узлом 12 (вариант, представленный на фиг.1) или соединена с последним разъемно, например, с помощью резьбового соединения (вариант, представленный на фиг.3).
Крепежный узел 12 выполнен в виде пластины 13, на одной стороне которой расположена цилиндрическая втулка 14 с резьбой на ее наружной поверхности, и имеет сквозное отверстие 15, расположенное по оси его
цилиндрической втулки 14. При этом выпускное отверстие 3 переливного канала 2 выполнено в пластине 13 соосно отверстию 15 втулки 14.
Корпус 7 и трубка 6 соединены разъемно с помощью резьбового соединения. Корпус 7 выполнен в виде перевернутого стакана и имеет в нижней части резьбу на внутренней поверхности.
В заявляемом устройстве для гидропонного выращивания растений трубка 6 жестко закреплена в дне поддона 1 с возможностью ее демонтажа, при этом пластина 13 крепежного узла 12 размещена с наружной стороны дна поддона 1, а его цилиндрическая втулка 14 расположена в сквозном отверстии 9 дна поддона 1.
Трубка 6 и корпус 7 переливного канала 2 выполнены из полимерного материала, например, полистирола или полиэтилена.
Работает устройство для гидропонного выращивания растений следующим образом.
В поддон 1 помещают посадочный материал, например, зерно злаковых культур, который равномерно раскладывают по дну поддона 1 и по перегородке 5. Возможно использование установки из нескольких поддонов 1. В этом случае их устанавливают один над другим известным образом (на чертежах не представлено).
Питательный раствор подают сверху из накопительных емкостей заданного объема (на чертеже не представлены) в верхний из поддонов 1.
Питательный раствор через зазор между перегородкой 5 и дном поддона 1, а также через перфорационные отверстия перегородки 5 (в варианте выполнения перегородки 5 перфорированной) стекает в углубление 8. В результате наполнения поддона 1 питательным раствором уровень жидкости в поддоне 1 поднимается. Через заборное отверстие 4 в корпусе 7 жидкость подается в зазор между внутренней поверхностью корпуса 7 и наружной поверхностью трубки 6. Заполнение поддона 1 питательным раствором продолжается до момента достижения жидкостью уровня верхней точки
перепивного канала 2, то есть верхнего конца полой трубки 6. После этого начинается сброс жидкости по трубке 6 через выпускное отверстие 3 переливного канала 2 в другой поддон 1, который расположен ниже. После окончания слива питательного раствора переливной канал 2 освобождается от жидкости. Однако остатки питательного раствора медленно продолжают поступать из межзернового и/или межкоренного пространства вегетационного слоя и после срабатывания переливного канала 2. Фильтрат питательного раствора накапливается в углублении 8 дна поддона 1, которое расположено ниже перегородки 5. При этом предотвращается пересыхание и чрезмерное замокание вегетационного слоя.
В предлагаемом устройстве предусмотрена возможность легкого и быстрого перехода на другой режим полива растений (например, в случае замены вида выращиваемых растений) путем изменения уровня питательного раствора в поддоне 1 и времени полива. Для этого переливной канал 2 демонтируют и устанавливают на поддон 1 переливной канал 2 с трубкой 6 требуемой высоты (вариант исполнения крепежного узла 12 как одно целое с трубкой 6) или изменяют высоту верхней точки переливного канала 2 путем перемещения трубки 6 относительно втулки 14 крепежного узла 12 (вариант исполнения переливного канала 2 с разъемным соединением крепежного узла 12 и трубки 6).