УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ
DEVICE FOR GROWING PLANTS

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к выращиванию овощей в зонах рискованного земледелия.
Известна «Теплица», описанная в а.с. №1375187, МКИ A01G 9/24, состоящая из каркаса, состоящего из продольных связей и опорных дуг, и светопроницаемого пленочного покрытия, которое может быть перемещено вдоль теплицы.
Недостатком ее является сложность устройства каркаса.
Известно «Устройство для выращивания растений», описанное в патенте №2001554, МКИ A01G 9/24, состоящее из поддона прямоугольной формы, воздуховода, устройства для подпочвенного полива и нагревательного элемента.
Недостатком его является необходимость затраты энергии на подогрев почвы.
Целью изобретения является быстросъемное безопорное перекрытие больших площадей с созданием для каждого растения своего надежного питательного, теплового, водного, влажно-воздушного и газового режима.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для выращивания растений, содержащем двухслойное покрытие и арки, поддерживающие его, грядки с теплоаккумулирующим слоем, огороженные щитами, воздухопроводящие трубы, компостный ящик, систему полива и внесения удобрений, при этом арки и покрытие выполнены с возможностью свертывания в рулоны и из гибких материалов, причем арка содержит наружную и внутреннюю обоймы, каждая из которых выполнена в виде троса, на котором с промежутками установлены распорные элементы, входящие в промежутки другой, при этом один слой двухслойного покрытия зажат между распорными элементами.
Воздухопроводящие трубы выполнены перфорированными и проходят через находящийся внизу грядок теплоаккумулирующий слой, а теплопроводящие трубы через высокотемпературную зону секций компостного ящика, а для теплозащиты грядок от подстилающего грунта и от проникновения в грядки землеройных животных в подстилающий грунт вбита вверх дном стеклянная посуда, на которую уложены фракции теплоаккумулирующего слоя.
Для создания каждому растению своего питательного, теплового, водного, влажно-воздушного и газового режима на воздухопроводящие и теплопроводящие трубы установлены регуляторы-заглушки, а для осуществления полива и подачи питательного раствора на поверхность или в корнеобитаемую зону система полива и внесения удобрений имеет пористый фитиль, который имеет водонепроницаемую гибкую оболочку, камеру подачи удобрения и регулятор-зажим.
На фиг. 1 изображен общий вид усттойства для выращивания растений;
на фиг. 2 изображена разборная стенка грядки, сечение А-А на фиг. 1;
на фиг 3 изображена схема соединения стенок грядки с опорами, сечение Б-Б на фиг. 2;
на фиг. 4 изображено расположение отверстий в воздухопроводных трубах, сечение I на фиг. 2;
на фиг. 5 изображена схема регулятора-заглушки, сечение II на фиг. 1;
на фиг. 6 изображена схема компостного ящика, сечение В-В на фиг. 1;
на фиг. 7 изображена схема установки емкости для воды и схема регулирования полива растений;
на фиг. 8 - схема присоединения поливных трубок к распределительной трубе, сечение III на фиг. 7;
на фиг. 9 - схема установки зажима, сечение Г-Г на фиг. 8;
на фиг. 10 - схема собранного покрытия, сечение IV на фиг. 7;
на фиг. 11 - схема внутренней обоймы;
на фиг. 12 - схема наружной обоймы с регулировочным механизмом;
на фиг. 13 - схема механизма сборки покрытия, сечение V на фиг. 1;
на фиг. 14 - схема работы механизма при разборке покрытия, сечение V на фиг. 1;
на фиг. 15 - схема устройства арки, поперечное сечение Д-Д на фиг. 10;
на фиг. 16 - схема действия сил, обеспечивающая устойчивость арки;
на фиг. 17 - схема действия сил внутри арки, обеспечивающая ее устойчивость (внутренняя пленка не показана), сечение VI на фиг. 16.
Устройство для выращивания растений, состоящее из покрытия 1 и механизма 2 сворачивания или разворачивания покрытия 1. Внутри покрытия 1 находятся грядки 3, огороженные щитами 4, вставленными в пазы 5 опор 6, ввинченных в скважины 7, раскатанные в грунте. Дно грядок теплоизолировано от подстилающего холодного грунта слоем забитой стеклянной посуды 8. На дне грядки 3 находится теплоаккумулирующий слой 9, состоящий, например, из гравия, с которым соприкасаются воздухопроводящие трубы 10. На дне труб сделаны отверстия 11, через которые поступает воздух и газы в корнеобитаемый слой грядок 3.
В стенке покрытия 1 находится несколько поворачивающихся (или съемных) крышек 12, за которыми находится ящик 13 с компостом 14. У ящика 13 одна из стенок 15 поворачивается (или снимается), а внутри ящика 13 проходят теплопроводные трубы 16, имеющие на дне отверстия 11. Трубы 10 и 16 снабжены регуляторами-заглушками 17, регулирующими поступление воздуха в трубы. Теплопроводные трубы 16 проходят через высокотемпературную зону компоста 14. Ящик 13 может состоять из нескольких секций 18, в которых поочередно происходит: закладка компоста 14, саморазогрев компоста 14, гумификация, остывание компоста 14, выгрузка гумифицированного компоста 14.
Полив растений на грядках 3 осуществляется из водяной емкости 19, находящейся под покрытием 1 и выполненной, например, в виде полиэтиленового рукава 20, запаянного с двух концов, лежащего на щите 21, подвешенного при помощи растяжек 22 к арке 23 покрытия 1, или щит 21 может иметь самостоятельные опоры. Вода в емкость 19 подается по водопроводу 24, а оттуда поступает в поливной водопровод 25 и распределительный водопровод 26, представляющий собой трубу, изготовленную из упругого материала с продольным разрезом 27, в который вставляются клинообразные водоподающие трубки 28, в которых есть камера 29 для засыпки удобрений 30. Теплая вода, насыщенная питательными веществами, поступает к отдельным растениям по пористому фитилю 31, прикрепленному к анкеру 32, находящемуся в районе питания корней (показана на фиг. 7 и 8). Фитиль 31 для уменьшения влажности в теплице может помещаться в водонепроницаемую гибкую оболочку 33, имеющую регулятор-зажим 34.
Покрытие 1 состоит из двух слоев пленки 35, одна из которых находится снаружи арки 23, а вторая зажата внутри. Арка 23 состоит из внутренней 36 и наружной обоймы 37. Каждая обойма состоит из одного или двух гибких тросов 38, на которых находятся распорные элементы 39, которые входят в промежутки между собой. В горизонтальном положении распорные элементы 39, внутренней 36 и наружной обоймы 37 легко входят в промежутки между собой (показаны на фиг. 10). При создании нагрузки на один конец покрытия 1 (например, от прикрепления крышки 12, от своего веса покрытия 1 или от веса съемного монтажного груза, или других способов создания изгибающего усилия на конец покрытия 1) оно изгибается (показано на фиг. 16), при этом радиус R2 изгиба гибкого троса 38 наружной обоймы 37 больше, чем радиус R1 изгиба гибкого троса 38 внутренней обоймы 36, поэтому в гибком тросе 38 наружной обоймы 37 создаются значительные усилия растяжения, которые сдавливают распорные элементы 39 и находящуюся между ними внутреннюю пленку 35 (фиг. 17, внутренняя пленка не показана). Наружная пленка 35 также растягивается, создает дополнительные усилия прижима распорных элементов 39 и обеспечивает их устойчивость (показано на фиг. 17). Наличие четырех гибких тросов 38 в арке 23 также способствует устойчивости арки 23 (показано на фиг. 15). (Эксперименты показали, что и два гибких троса (по одному во внутренней обойме 36 и наружной обойме 37) достаточны для устойчивости. Ведутся эксперименты по установке только одного гибкого троса 38 в наружной обойме 37.)
Для корректировки формы покрытия 1 один или несколько распорных элементов 39 имеют регулировку, выполненную, например, в виде конусообразных болтов 40, ввинчиваемых в раздвижные половинки 41 распорного элемента 39 (показано на фиг. 12).
Механизм 2 сворачивания или разворачивания покрытия 1, состоит из четырех рулонов: рулон с внутренней обоймой 42, рулона с внутренней пленкой 43, рулона с наружной обоймой 44 и рулона с наружной пленкой 45.
Рулоны могут быть закреплены на раме 46 и иметь привод 47 разворачивания покрытия, механический или ручной. Покрытие формируется в направляющих роликах 48 и 47.
Сборка теплицы осуществляется следующим образом.
При помощи механизма 2 формируется покрытие 1, состоящее их внутренней и наружной пленки 35 и поддерживающих ее арок 23. Арки 23 вместе с пленками 35 собираются следующим образом. На раму 46 устанавливаются рулоны: рулон с внутренней обоймой 42, рулон с внутренней пленкой 43, рулон с наружной обоймой 44 и рулон с наружной пленкой 45. Концы рулонов скрепляются путем прижима направляющим роликом 48. На концы рулонов, 42, 43, 44, 45 может сразу закрепляться крышка 12 или монтажный груз, создающий давление вниз на разворачивающееся покрытие 1. Вращающийся привод 47 и ролик 48 разворачивают покрытие 1. Арка формируется из внутренней 36 и наружной обоймы 37, распорные элементы 39 которых, прикрепленные к гибким тросам 38, входят в промежутки между собой при разматывании рулонов. Приложенная нагрузка (от крышки 12 или монтажного груза) на выходящий конец покрытия 1 сгибает его, при этом гибкий трос 38 наружной обоймы 37 испытывает усилие растяжения, т.к. длина дуги изгиба радиусом R2 больше, чем длина дуги изгиба радиусом R1, в результате чего происходит растяжение гибкого троса 38 и деформация распорных элементов 39, от степени их деформации зависит форма арки 23 и, соответственно, покрытия 1. Наружная пленка 35 также растягивается и создает дополнительные усилия прижима распорных элементов 39 и обеспечивает устойчивость покрытия 1 (показано на фиг. 17). Устойчивости арки 23 способствует наличие четырех гибких тросов 38, которые вместе с наружной пленкой 35 препятствуют изгибу покрытия в вертикальной и горизонтальной плоскости.
Форма покрытия (ее изгиб) может также регулироваться за счет ввинчивания или вывинчивания конусообразных болтов 40, вставленных в раздвижные половинки 41 распорного элемента 39.
Покрытие 1 может быть свернуто в следующем порядке (показанном на фиг. 14). Направляющий ролик 48 поднимается, при этом ослабляется прижим покрытия 1, затем производится обратное вращение, например, рулона 42, который через систему передач (например, цепных) приводит во вращение рулоны 43, 44 и 45. Покрытие 1, пройдя направляющий ролик 48, на раме 46 устанавливается в прямое положение, при этом снимаются напряжения в зацеплениях распорных элементов 39, они легко разъединяются, и все сматывается в рулоны 42, 43, 44, 45.
Под покрытием 1 собираются грядки 3 следующим образом. В подстилающий грунт для теплоизоляции и для исключения проникновения землеройных животных в дно грядки вбивается стеклянная посуда (бутылки) 8. В грунте раскатываются скважины 7, в которые ввинчиваются опоры 6, имеющие пазы 5, в которые вставляют щиты 4. В щиты 4 устанавливают воздухопроводящие трубы 10 отверстиями 11 вниз. На дно грядок 3 засыпается теплоаккумулирующий слой 9 гравия, который также одновременно служит теплоизоляцией между землей и насыпным грунтом грядок 3. на гравий 9 насыпается грунт с переработанным компостом 14, и высаживаются растения. Вдоль боковой стенки покрытия 1, имеющей крышки 12, устанавливают ящик 13 для компоста 14. Ящик 13 может быть разделен на секции 18, в которые поочередно (или сразу в несколько секций, в случае холодной погоды) закладывается свежий компост 14, и поочередно происходит саморазогрев, гумификация, остывание и выгрузка компоста. В каждой секции 18 устанавливают теплопроводные трубы 16 с отверстиями 11 и регуляторами-заглушками 17. Для облегчения процесса загрузки или выгрузки компоста 14 из секций 18 одна из стенок 15 может быть откидной.
К арке 23, опирающейся одним концом на грунт (а может и не опираться), а другим на раму 46, при помощи растяжек 22 подвешивается щит 21 и водоподводящие трубы 25, 26. (Щит 21 может устанавливаться и на опорные столбы, без крепления к арке 23, в этом случае можно будет полностью открывать теплицу, сматывая покрытие 1, при этом растения получают весь полноценный природный спектр солнечного (и лунного) излучения, и, следовательно, качество продукции теплицы значительно улучшается, т.к. любое покрытие не пропускает часть спектра солнечного излучения и уменьшает его интенсивность.) На щит 21 устанавливается емкость 19, представляющая собой полиэтиленовый рукав 20, запаянный с двух концов. В рукав 20 вставляют подающий водопровод 24, распределительный 26 и поливной 25 водопроводы и заливают воду. В продольный разрез 27 распределительного водопровода 26 рядом с растениями вставляют клинообразные водоподающие трубки 28 с отверстиями. В камеры 29, находящиеся на трубках 28, засыпают водорастворимое удобрение 30. Выше или ниже камеры 29 устанавливают регулятор-зажим 34. В трубке 28 закрепляют фитиль 31, который может быть открытым (если повышенная влажность благоприятна для растений) или вставлен в оболочку 33 (если необходима пониженная влажность). Конец фитиля 31 устанавливается в корнеобитаемой зоне растения при помощи анкера 32 или, если он находится в оболочке 33, погружается в грунт грядки 3. Корни растений могут проникать в подстилающий грунт через промежутки между гравием 9 и стеклянной посудой 8.
Применение такого устройства для выращивания растений позволит выращивать в одной теплице растения различных видов и управлять условиями жизни каждого растения без подвода внешней энергии, а также использовать весь спектр солнечного излучения в дневное и ночное время.