Многоярусное устройство для выращивания растений

Полезная модель относится к области растениеводства, в частности, к устройствам для выращивания растений на искусственном субстрате с использованием системы освещения, преимущественно овощных и ягодных культур, рассады плодовых овощных культур (томат, перец, огурец и др.), а также лекарственных и декоративных растений.
Известно сборно-разборное многоярусное устройство стеллажного типа для выращивания растений (см. патент на ПМ 18610, МПК A01G 31/02, A01G 9/02). Известное устройство содержит секции из полок, ярусно смонтированных на четырех стойках. Стойки выполнены разъемными по высоте и соединены перемычками и стяжками, установленными с возможностью перемещения вдоль стоек и закрепления в любом месте. На каждой паре стяжек одного уровня установлены полка или по крайней мере два стержня с возможностью снятия. На каждой дополнительной перемычке или на одной из стяжек каждой пары стяжек одного уровня установлен с возможностью закрепления и снятия источник света. Верхние концы стоек соединены друг с другом с возможностью закрепления и открепления.
Недостатком этого устройства является то, что сборно-разборная конструкция, не обеспечивает равномерности освещения растений и характеризуется значительными светопотерями.
Известна группа изобретений, включающая устройство и сборно-разборный многоярусный стеллаж для выращивания растений в условиях защищенного грунта, (см. патент на изобретение 2391812, МПК A01G 9/00, A01G 9/24). Известное устройство для выращивания растений содержит систему культивации растений, включающую вертикальную многоярусную стеллажную установку для вегетационных лотков с растениями, системы создания требуемых климатического и светового режимов, последний создают, но меньшей мере, одним источником освещения, выполненным с возможностью перемещения вверх-вниз между ярусами стеллажной установки, и средством, обеспечивающим непрерывное реверсивное движение источника освещения между ярусами в период облучения растений. В этом устройстве используется одностороннее боковое освещение растений, которое практически не пригодно для плотных ценозов низкорослых растений. В этом случае значительно эффективнее выращивать растения при верхнем освещении. Кроме того, отсутствуют какие-либо сведения об уровне достигнутой равномерности и облученности, что не позволяет оценить возможную эффективность устройства.
Известна группа изобретений, включающая каркас в виде треугольных рам из попарно соединенных ригелей с закрепленными на них лотками для выращивания растений (см. патент СССР N 1785415, кл. A01G 31/02, 1990).
2
Недостаток известной гидропонной установки состоит в ее ограниченных функциональных возможностях, низкая отдача с одного м производственной площади.
Известно наиболее близкое к заявляемому техническому решению, но совокупности существенных признаков и принятое в качестве ПРОТОТИПА устройство для выращивания растений в условиях защищенного грунта (см. Патент на изобретение 1664197 А1, МПК A01G 31/02). Устройство включает наклонные питающие трубопроводы и расположенные над ними в несколько ярусов дополнительные наклонные трубопроводы. Бак для питательного раствора соединен с питающими трубопроводами и снабженный насосом. Между ярусами размещены соединенные с трубопроводами смежных ярусов дополнительные емкости для раствора, снабженные поплавковыми клапанами. Насос из бака нагнетает раствор в дополнительную емкость верхнего яруса, после чего открывается поплавковый клапан, обеспечивая протекание порции раствора по трубопроводу верхнего яруса и отключения насоса. После опорожнения верхней емкости насос включается вновь.
Недостатками известного устройства являются нерациональное использование света и неравномерность освещения растений, что приводит к снижению урожайности и высоким энергозатратам, кроме этого расположение дополнительных емкостей с клапанной системой на каждом уровне усложняет конструкцию.
Технический результат - повышение производительности гидропонной установки и простоты конструкторского решения.
Технический результат достигается за счет выращивания растений двух и более культур одновременно в многоярусной стеллажной установке с замкнутыми блок-секциями оснащенными питающими трубопроводами. Каждая блок-секция содержит два яруса наклонных питательных трубопроводов, по которым самотеком бежит питательный раствор с автоматической системой подачи питания в верхний ярус каждой блок-секции. Источники освещения расположены в верхней части каждой секции с возможностью оперативного изменения их количества и типа в зависимости от выращиваемой культуры.
На фиг. 1 представлено устройство для гидропонного выращивания растений; на фиг. 2 блок-секция; на фиг. 3 - питающий трубопровод с гнездом, продольный разрез.
Многоярусное секционное устройство для выращивания растений содержит каркас 1, являющийся основой для ярусно смонтированных блок-секций 2. Каждая блок-секция 2 содержит источники света 3 и два яруса наклонных питательных трубопроводов 4 с гнездами 5 для растений имеющих свою автоматизированную систему подачи питательного раствора. Источники света 3 (от 4 до 12 штук, но чаще всего от 4 до 8) установлены в верхней части каждой секции и имеют автоматическое управление. Из бака 6 насосами по трубам 7 питательный раствор подается в коллекторы 8 в верхний ярус каждой блок-секции, закрепленные на направляющих 9. Из коллекторов 8 питательный раствор по питающему трубопроводу 4 поступает к корням растений, установленных в гнездах, при этом внутри питающего трубопровода уложен слой влагоудерживающего материала. Питающий раствор по верхнему ярусу блок-секции поступает в нижний ярус блок-секции самотеком и затем возвращается в бак 6 насыщаясь питательными веществами и воздухом от установленного аэратора 10. Вертикальные стойки каркаса 1 снабжены регулировочными опорами 11 для обеспечения вертикального положения устройства на неровном полу. Пульт управления 12 может быть размещен на каркасе 1, но пускорегулирующая аппаратура для источников света и управлением насосами вынесена за пределы устройства.
Устройство для выращивания растений работает следующим образом. Согласно выращиваемой культуре устанавливают источники освещения 3 и заливают в бак 6 питательный раствор, при этом конфигурацию источников освещения 3 (тип, электрическая мощность, количество в секции), обеспечивающую соответствующие параметры световой среды (средняя облученность, коэффициент равномерности освещения, спектральная плотность облученности), выбирают с учетом физиологических особенностей высаживаемой культуры.
Рассада или семена высаживаются в гнезда питающего трубопровода. Из бака 6 с помощью насосов в автоматическом режиме подают питательный раствор в коллекторы 8 и затем в отходящие от них шланги, соединенные с питающими трубопроводами верхнего яруса блок-секции.
Предлагаемая конструкция обеспечивает оптимальное пространство для размещения целого ряда овощных, цветочных и плодово-ягодных культур. При этом подача питательного раствора, а также его объемы находится под полным контролем, что также делает ее универсальной по отношению в ряду аналогичных установок. За счет замкнутой системы в корневую зону попадают только те элементы, которые были внесены в воду, к тому же в заданных ранее пропорциях. Кроме того, замкнутая система подачи питательного раствора препятствует его цветению, а принудительное насыщение воздухом разложению и тщательному перемешиванию. Кроме того, установка отличается от большинства аналогичных способом размещения растений в гнездах, где основная корневая система в первые периоды роста и развития размещена не в трубе, а в специальном технологическом горшке, что очень полезно при постоянном контроле состояния корней, а также возможном решении проблемы с патогенами. За счет оптимальной конструкции крепления на один ярус можно устанавливать от 4 до 12 штук источников освещения, что в отличии от аналогичных установок делает ее универсальной по отношению к месту размещения и степени естественного освещения. Две отдельные изолированные секции данной установки позволяют одновременно возделывать две полностью противоположные культуры, что является оптимальным в условиях малообъемного производства.
После высадки рассады растений или прорастания семян включают группу источников света 3 соответствующей блок-секции 2. При достижении растениями высоты 20÷25 см, их, при необходимости, подвязывают.