МОДУЛЬ ДЛЯ ГИДРОПОННЫХ АГРОФЕРМ

Полезная модель относится к средствам для выращивания растений, а именно к многофункциональному модулю, предназначенному для использования в многоуровневых гидропонных агрофермах с автополивом.
Из уровня техники известны следующие технические решения.
Известен модуль для выращивания цветочных растений, содержащий контейнер, дренажные отверстия, содержит, по крайней мере, расположенные на стойке четыре контейнера с возможностью полива в двух верхних контейнерах через сплинклеры и через капельницы-спицы в нижних контейнерах, кроме того часть стойки представляет собой заполненный питательным раствором металлический баллон с размещенной в нем резиновой камерой с крышкой с возможностью закачки в нее воздуха, а в нижней части стойки расположен пульт управления и магнитный клапан (РФ №144139, 10.08.2014).
Известен модуль для выращивания растений, включающий контейнер, встроенную систему орошения и систему управления орошением, включающую датчики влажности и температуры. Подача воды осуществляется посредством встроенного водяного насоса (Китай №204722685, 28.10.2015).
Модуль для выращивания растений, содержащий контейнер с дренажным отверстием, при этом в верхней части контейнера имеется полая емкость в виде обода, имеющая отверстия с крышкой для заливания питательного раствора с возможностью подачи его по магистрали к капельницам и отеканию излишек питательного раствора в сливной поддон через дренажное отверстие (РФ №146223, 10.10.2014).
Наиболее близким аналогом патентуемого решения является модуль для выращивания растений, имеющий верхнюю и нижнюю часть. Верхняя часть включает несколько отверстий, в которые вставлены контейнеры для размещения в них земли с растениями. Контейнеры выполнены с перфорациями, к которым протянуты шланги для доставки воды в контейнеры. Система фитингов и шлангов для доставки воды расположена внутри корпуса устройства (Франция №2893817, 01.06.2007).
Техническая проблема, решаемая созданием заявленной полезной модели, заключается в необходимости расширения арсенала технических средств для использования в гидропонных системах выращивания растений с целью повышения эффективности выращивания растений с использованием компактных многофункциональных устройств, обеспечивающих создание оптимальных условий для роста и развития растений на всех этапах их жизни.
Для решения поставленной задачи была разработана новая конструкция модуля, предназначенного для использования в гидропонных агрофермах совмещающего в себе функции автополива и автоматической подачи питания к корням растений, а также светильника для растений, выращиваемых в нижестоящем модуле при размещении его в агроферме с другими такими же модулями для регулирования освещенности растений в системе.
Техническим результатом патентуемого решения является повышение эффективности выращивания растений в гидропонной агроферме за счет расширения функциональных возможностей модуля, корпус которого одновременно является корпусом лампы, корпусом бака, корпусом проточной трубы и корпусом для посадочных мест для выращивания растений со средствами управления подачи воды, питания и уровня освещенности, что создает оптимальные условия, необходимые для роста и развития растений, а именно необходимого и достаточного для определенного вида растений количества света, воздуха, воды и питания, определенные параметры которых каждый в отдельности и в совокупности влияют на нормальный рост и развитие растений при гидропонном способе выращивания.
Заявленный технический результат достигается за счет конструкции модуля для гидропонной агрофермы, включающего полый корпус, состоящий из нижней и верхней частей, герметично соединенных между собой, верхняя часть содержит четыре отверстия для установки в них стаканов, корпус для крепления регулировочного крана и корпус для крепления входного фитинга, нижняя часть с внешней стороны имеет отсек для установки лампы освещения, включающей светодиодный чип с теплоотводом и блоком питания, внешняя боковая поверхность корпуса включает сливной фитинг, внутри корпуса размещена система капельного полива, включающая шланги, соединенные между собой посредством коннектора и подсоединенные к стаканам, при этом каждый стакан имеет перфорацию по всей поверхности и иглы, размещенные на внутренней боковой поверхности стакана и сообщающиеся с отверстиями для подсоединения шлангов, а коннектор включает регулировочный кран и входной фитинг.
Вся совокупность существенных признаков полезной модели направлена на обеспечение оптимальных условий выращивания растений: достаточного количества света, воздуха, воды и питания. При установке модулей друг над другом в вертикальной агроферме естественный свет частично перекрывается для растений, высаженных в нижестоящих модулях. Встроенная в заявленный модуль лампа состоит из трех типов светодиодов (синий с длиной волны 424-443 нанометров, красный с длиной волны 650-670 и дальний красный с длиной волны 710-725 нанометров), обеспечивающих оптимальное освещение для роста и развития растений. Интенсивность работы светодиодов регулируется с помощью микропроцессорного управления и контроллера широтно-импульсной модуляции. Для предотвращения попадания воды в отсек модуля с лампой во избежание замыкания от влажности, нижняя часть и верхняя часть корпуса герметично соединены посредством резиновой прокладки и винтов. Капельная система с коннектором, распределительными шлангами и иглами, установленными в стаканах обеспечивает попадание достаточного количества питательного раствора к корням растений, перфорации в боковой части каждого стакана обеспечивают вентиляцию корней растений, а также отекание воды в нижнюю часть корпуса модуля, выполняющую функцию накопительного бака для жидкости (питательного раствора). Регулировочный кран позволяет установить необходимый уровень подачи воды для определенных видов растений.
Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых приведено следующее.
Фиг. 1 - общий вид модуля сверху.
Фиг. 2 - общий вид модуля снизу.
Фиг. 3 - вид модуля спереди.
Фиг. 4 - вид модуля сбоку.
Фиг. 5 - вид верхней части модуля.
Фиг. 6 - стакан для размещения растения.
Фиг. 7 - капельная система полива.
Фиг. 8 - капельная система полива, размещенная внутри корпуса модуля.
Фиг. 9 - общий вид агрофермы, содержащей заявленный модуль.
Фиг. 10 - расположение модулей в агроферме относительно друг друга.
Модуль 2 - это составная часть агрофермы 1 - установки (системы) для выращивания растений. В верхней 3 части модуля 2 расположены отверстия 6 для стаканов 14, которые удерживают корни растений в вертикальном положении. Внутри модуля 2 встроена система распределительных шлангов 11, коннектора 12, регулировочного крана 13, подводка шлангов к иглам 15 капельного полива. В модуль так же встраивается светодиодная лампа 10, дающая нужное освещение нижестоящему модулю. Таким образом, корпус модуля одновременно является корпусом лампы, корпусом бака, корпусом проточной трубы, корпусом для посадочных мест для выращивания растений.
Корпус модуля 2 состоит из двух составных пластиковых частей - нижняя 4 и верхняя 3 части, герметично соединенные между собой резиновой прокладкой 19 и винтами крепления.
Верхняя часть 3 модуля 2 с внешней стороны имеет четыре посадочных отверстия 6 (расстояние между центрами отверстий по ширине составляет 195 мм, по длине 150 мм, по диагонали 245 мм) для установки в них стаканов 14, в которых выращиваются растения.
Нижняя 4 часть модуля 2 с внешней задней стороны имеет почти на всю глубину отсек 5 - большое отверстие с пазами (ширина отверстия 115 мм, длина 285 мм), для крепления лампы 10, состоящей из светодиодного чипа и его теплоотвода (светодиодной системы).
Нижняя 4 часть модуля (если смотреть спереди) с одной стороны (левой) имеет небольшое отклонение от горизонтального уровня, что бы вода перетекала к сливному фитингу 7, из одной части в другую.
Конструкция модуля является многофункциональной системой, являясь конструкцией из пластика, которая состоит из внешней и внутренней части корпуса, верхней и нижней части корпуса, передней и задней стороны.
Внешняя верхняя часть конструкции модуля имеет следующее назначение и функции:
- корпус, в который вставляются стаканы для выращивания растений;
- корпус 9 для крепления крана, регулирующего подачу раствора;
- корпус для крепления входного фитинга, коннектора, шлангов, стакана, игл, капельного полива.
Нижняя часть модуля и его внутренняя часть выполняет функции:
- накопительного бака (резервуара) для жидкости,
- емкости, где располагается внутренняя часть стаканов и корни растущих растений.
Нижняя часть модуля и его внешняя часть имеет следующее назначение и функции:
- задняя часть - место крепления для лампы 10 (светодиодного чипа и его теплоотвода), электрических проводов и питания устройства лампы со спектром света для роста и развития растений;
- в заднюю часть корпуса встроен сливной фитинг 7.
В модуле с задней стороны имеется отверстие для светодиодного блока, который представляет собой пластиковую площадку, на которой располагается светодиодная лампа 10 (алюминиевый теплоотвод, электрические провода светодиодный чип, состоящий из:
8 светодиодов - синий спектр, с длиной волны 420-450 нанометров
20 светодиодов - красного спектра, с длиной волны 630-650 нанометров
4 светодиода - дальний красный спектр, с длиной волны 710-725 нанометров.
Дальний красный и красный спектр работают в паре, и не зависят от синего спектра).
Детали внутри модуля, через которые движется вода, не имеют выхода на внешнюю сторону, тем самым корпус защищает электрические части лампы, которые крепятся в нижней части модуля, от влажности, которая могла бы привести в замыканию.
В модуле в верхней 3 части расположены отверстия 6, в которые вставляются стаканы для выращивания растений (в одном модуле 4 отверстия).
Конструкция стакана отличается от других стаканов тем, что стакан имеет 2 встроенных отверстия 17 для подачи к растению питательного раствора через специальные иголки капельного полива 15, на внешней поверхности стакана с двух сторон отверстия 17 расположены ребра 18.
Стакан 14 можно вытащить из корпуса модуля, не отсоединяя вручную шланги 11 и иглы 15 капельного полива, и вставить обратно, при этом за счет ребер 18 отверстия шлангов 11 и отверстия 17 легко совместить - это его конструктивное отличие от обычной конструкции применения капельного полива в стандартных гидропонных системах.
Стакан 14 с таким конструктивным решением и крепление иглы 15 для капельного полива позволяют питательному раствору проникать к корням растений.
Подача питательного раствора из бака в гидропонной установке осуществляется с помощью встроенного насоса. Сквозь шланг раствор движется к модулю на определенную высоту, проходит через входной фитинг 8 модуля расположенный с задней стороны модуля и поступает во встроенный кран 13. С помощью встроенного крана 13, обеспечивается возможность регулировать напор подачи воды в иглах 15, встроенных в стаканы 14. Далее раствор через разветвленную систему силиконовых шлангов 11 соединенных между собой в единое целое посредством коннектора 12, попадает в иглы 15 капельного полива 4-х стаканов, такими образом проникает к корням растений. Далее раствор через корни и перфорации 16 поверхности стакана 14, попадает в нижнюю 4 часть модуля 2, что заменяет бак для накопления жидкости (раствора). Накапливаясь и достигнув определенного уровня, раствор начинает стекать через сливной фитинг 7 и шланг и попадает опять в бак. Где насос опять подымает воду, на нужный уровень к модулю, так осуществляется цикл полива (питания) растений.
Модули 2 в одной агроферме 1 могут располагаться рядом друг с другом - горизонтально так и вертикально друг над другом. Это делает модуль универсальным инструментом, для построения агроферм, более масштабных систем. Как в длину, один модуль рядом с другим модулем, так и в глубину, когда один модуль ставиться позади другого, так и нам модулем - когда один модуль ставиться над другим модулем, тем самым, обеспечивается возможность строить любые системы для выращивания растений.
Таким образом, модуль представляет собой новое конструкторское решение, во внутри которого и извне расположены стаканы для роста растений, корпус для лампы, трубы для слива, накопительный бак, система для регулировки потока воды - кран, система фитингов, шлангов для подачи воды к капельной системе, стаканы, в которых растут растения, корпус для крепления лампы (света).