Система приготовления и подачи питательного раствора в теплицеПатент на изобретение №: 2040889 Автор: Шарупич В.П. Патентообладатель: Малое предприятие "Патент" Государственного научно- исследовательского и проектного института "Гипронисельпром" Дата публикации: 9 Августа, 1995 Адрес для переписки: подача заявки21.10.1992 публикация патента09.08.1995 Изображения  Использование: в сельском хозяйстве, в частности в системах приготовления и подачи питательного раствора в теплице при выращивании растений в условиях гидропоники. Сущность изобретения: система приготовления и подачи питательного раствора в теплице содержит блок терморегуляции, смесительную емкость для питательного раствора, емкости для ингредиентов раствора, насосы, трубопроводы подачи и слива питательного раствора, датчики концентрации и температуры питательного раствора в емкости. Система дополнительно снабжена насосом-дозатором, емкостью предварительного смешивания ингредиентов питательного раствора и блоком очистки. При этом в емкости для питательного раствора размещен датчик уровня, контакт которого включен в цепь управления приводом на сливном трубопроводе, соединенном с дном емкости. Изобретением повышается точность дозирования питательного раствора с обеспечением его экологической чистоты. 2 ил. , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к устройствам для выращивания растений методом гидропоники и может быть использовано в сельском хозяйстве. Известна система приготовления и подачи питательного раствора в теплице, содержащая блок терморегуляции, включающий датчики температуры питательного раствора, основную смесительную емкость для питательного раствора, соединенную с трубопроводом слива питательного раствора от растений и через нагнетательный узел с трубопроводом подачи питательного раствора к растениям и емкости для ингредиентов питательного раствора, сообщенные через соответствующие насосы-дозаторы с подающими трубопроводами этих ингредиентов, при этом первичные преобразователи датчиков концентрации и температуры питательного раствора установлены в основной смесительной емкости для питательного раствора. Однако такая система не обеспечивает достаточно высокой точности дозировки питательного раствора. Экологическая чистота питательного раствора со временем снижается, что приводит к снижению урожайности выращиваемых культур. Задача изобретения повысить точность дозировки питательного раствора и повысить его экологическую чистоту. Для этого система приготовления и подачи питательного раствора в теплице, содержащая блок терморегуляции, включающий датчики температуры питательного раствора, основную смесительную емкость для питательного раствора, соединенную с трубопроводом слива питательного раствора от растений и через нагревательный узел с трубопроводом подачи питательного раствора к растениям и емкости для ингредиентов питательного раствора, сообщенные через соответствующие насосы-дозаторы с подающими трубопроводами этих ингредиентов, при этом первичные преобразователи датчиков концентрации и температуры питательного раствора установлены в основной смесительной емкости для питательного раствора, снабжена дополнительным насосом-дозатором, емкостью предварительного смешивания ингредиентов питательного раствора, сообщенной с подающими трубопроводами ингредиентов питательного раствора и через дополнительный насос-дозатор с основной смесительной емкостью для питательного раствора, и блоком очистки, включающим сливной трубопровод, оснащенный вентилем с приводом и сообщенный с донной частью основной смесительной емкости для питательного раствора, и датчик уровня, первичный преобразователь которого установлен в основной смесительной емкости для питательного раствора ниже зоны сопряжения этой емкости с входным патрубком трубопровода подачи питательного раствора к растениям, при этом контакт датчика уровня включен в цепь управления приводом вентиля на сливном трубопроводе. Дополнительная емкость с насосом-дозатором, сообщенная с подающими трубопроводами ингредиентов питательного раствора и через дополнительный насос-дозатор с основной смесительной емкостью для питательного раствора и блоком очистки, включающим сливной трубопровод, служит для предварительного приготовления питательного раствора и способствует повышению точности концентрации питательных веществ в последнем. Концентрация раствора, приготовленная к этой емкости, корректируется после его поступления в емкость для питательного раствора. Более высокая точность приготовления раствора после корректировки обеспечивается тем, что в емкость для питательного раствора поступает уже не концентрированные, а разбавленные растворы питательных веществ, а ошибка при дозировке объема сказывается в меньшей степени. Находящийся в лотках для растений и емкости питательный раствор постепенно (за 10-15 сут.) изменяет химическую и физико-минералогическую структуру, в нем образуется осадок вредных веществ, который накапливается на дне емкости. Для обеспечения экологической чистоты раствора система содержит блок очистки, включающий сливной трубопровод, оснащенный вентилем с приводом и сообщенный с донной частью основной смесительной емкости для питательного раствора, и датчик уровня, первичный преобразователь которого установлен под дном в основной смесительной емкости для питательного раствора ниже зоны сопряжения (соединения) этой емкости с входным патрубком трубопровода подачи питательного раствора к растениям, при этом контакт датчика уровня включен в цепь управления приводом вентиля на сливном трубопроводе. Блок очистки позволяет обеспечить экологическую чистоту раствора путем его своевременного обновления и сброса остатков в компостную яму, а не в систему канализации. Предложенное техническое решение отличается от известного, принятого за прототип, тем, что система приготовления и подачи питательного раствора в теплице снабжена дополнительным насосом-дозатором, емкостью предварительного смешивания ингредиентов питательного раствора, сообщенной с подающими трубопроводами ингредиентов питательного раствора и через дополнительный насос-дозатор с основной смесительной емкостью для питательного раствора, и блоком очистки, включающим сливной трубопровод, оснащенный вентилем с приводом и сообщенный с донной частью основной смесительной емкости для питательного раствора, и датчик уровня, первичный преобразователь которого установлен в основной смесительной емкости для питательного раствора ниже зоны сопряжения этой емкости с входным патрубком трубопровода подачи питательного раствора к растениям, при этом контакт датчика включен в цепь управления приводом вентиля на сливном трубопроводе. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию изобретения "новизна". В патентной и научно-технической литературе не описано использование двух последовательно связанных емкостей для приготовления раствора в гидропонной установке. Таким образом, предложенное решение удовлетворяет критерию патентоспособности изобретения "изобретательский уровень". Предложенное решение может быть использовано в сельском хозяйстве, позволяет повысить точность дозировки питательного раствора и повысить его экологическую частоту. Таким образом, предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "промышленная применимость". На фиг. 1 показана общая схема предлагаемой системы; на фиг.2 расположение некоторых входящих в схему системы теплообменников по отношению к теплице. Теплица содержит кровлю 1 с водосточными лотками 2, жалюзийный экран 3, гидропонные установки 4 с лотками 5 для выращивания растений, коллекторы 6 для распределения раствора, трубопроводы 7 коллекторов 6, источники 8 света, расположенные между гидропонными установками, подводящий трубопровод 9, емкость 16 для воды. Блок терморегуляции содержит контур из теплообменника 12, расположенного вне емкости. Контур из теплообменников 11 и 12 содержит насос 13 для перекачки жидкости, управляемый выключателем 14, электрически связанным с шкафом 15 управления, в качестве которого может быть выбран любой программируемый контролер. С емкостью 10 посредством трубопровода магистрали 16 соединена емкость 17 для предварительной рецептуры питательного раствора. В емкости 10 размещен также датчик 18 температуры и часть замкнутого контура 19, содержащая теплообменник 20. В блок терморегуляции системы входит теплообменник 21 этого же контура, размещенный в емкости для питательного раствора, связанной посредством трубопровода 16 с емкостью 17. Блок терморегуляции также содержит теплообменник 23 дополнительного замкнутого теплообменного контура и теплообменник 24, расположенный вне емкости. Этот контур содержит насос 25, управляемый выключателем 26 и связанный с шкафом 15 управления. В емкости 22 размещен также датчик 27 температуры, связанный электрически с шкафом 15 управления. Контур 19 содержит вмонтированный в него насос 28, управляемый выключателем 29, электрически связанным с шкафом 15 управления. В емкости 17 размещены датчик 30 концентрации, датчик 31 температуры. Перекачка жидкости из емкости 17 в емкость 10 (или 22) осуществляется с помощью насоса 32. По магистралям 33 в емкость 17 с помощью насоса 34 перекачиваются маточные растворы из емкости 35. В блоке очистки слив раствора из лотков 5 осуществляется по сливным трубопроводам 36 и 37, через магистрали 38, раздаточный трубопровод 39. Раздаточный трубопровод 39 магистрали 38 имеют вентили их перекрывания. Блок очистки, кроме того, включает датчик 53 уровня, установленный над дном в основной смесительной емкости 22 для питательного раствора ниже сопряжения (соединения) этой емкости с входным патрубком трубопровода подачи питательного раствора к растениям, при этом контакт датчика 53 уровня включен в цепь управления приводом вентиля на сливном трубопроводе через шкаф 48 управления. Система приготовления и подачи раствора в теплице может также содержать датчики температуры воздуха 40, влажности воздуха 41, уровня солнечной радиации или искусственных источников излучения 42, концентрации углекислоты 43, связанные с регулятором концентрации минеральных удобрений 44, а также связанный с ним датчик фазы развития растений 45. В емкости 17 размещен датчик концентрации ионов водорода 46, связанный с насосом 47 емкости для кислоты. Через шкаф 48 управления (программируемый контролер) происходит подача сигнала сбора остатков раствора из емкости 22 (или 10) в компостную яму 49 (посредством открывания вентиля 50) или посредством открывания вентиля 51 в дренажные трубы 52. С шкафом 48 управления связан датчик 53 уровня. В емкости 22 (и 10) находится также открытый конец трубопровода 54 для подачи воды. Система работает следующим образом. В пластмассовые сосуды, размещенные в крышках лотков 5, высаживают растения. Включают электрическую цепь, питающую блок 15 регулировки концентрации питательного раствора в насосы-дозаторы 34 и 37. Ингредиенты питательного раствора, включая воду, из емкостей 35 поступают в емкость 17 для предварительной рецептуры питательного раствора. Параметры раствора измеряются расположенным в емкости 17 датчиком 30 концентрации солей, датчиком 31 температуры, а также датчиком 46 концентрации ионов водорода. Сигналы датчиков 30, 31 и 46 подаются на шкаф 15 управления. В случае, если концентрация солей превышает заданную, шкаф 15 управления отключает насосы-дозаторы 34, перекачивающие растворы солей, и составляет работающим только насос, перекачивающий воду. Если концентрация солей меньше заданной, подача воды прекращается и подаются только растворы солей. Аналогично, путем включения и выключения насоса-дозатора 47, регулируется рН. После достижения раствором в емкости 17 определенного уровня включается насос-дозатор 32, перекачивающий указанный раствор по магистрали 16 из емкости 17 в емкость 22 (отвод этой магистрали в емкость 10 закрыт специальным вентилем). В емкость 22 также с помощью специальной магистрали подается вода. Одновременно вода подается в емкость 10. Параметры получаемого в емкости 22 раствора измеряются с помощью датчика 27 температуры, а также концентрации солей и рН. Сигналы этих датчиков подаются на шкаф 15 управления. Если концентрация солей в емкости 22 превышает заданную, шкаф 16 управления производит импульсное отключение насосов-дозаторов 35, перекачивающих растворы солей, и оставляет работающим непрерывно только насос, перекачивающий воду. Таким образом, концентрация солей в емкости 17, а следовательно, и в емкости 22 уменьшается. "Двухступенчатая" регулировка концентрации сглаживает ее пульсации и таким образом повышает точность приготовления питательного раствора. Если концентрация солей в емкости 22 меньше заданной, шкаф 15 управления производит импульсное отключение насоса-дозатора 35, подающего воду, а насосы, перекачивающие растворы солей, оставляет работать в импульсном режиме. Таким образом, концентрация солей в емкости 17, а следовательно, в емкости 22 увеличивается. Приготовленный раствор с помощью насоса по подводящему трубопроводу 9 через коллекторы 6, трубопровода 7 коллекторов подается в лотки 5. Отработанный раствор через сливные магистрали 36-38 подается в емкость 22. Во время этого ("дневного") цикла работы в емкости 10 находится чистая вода. В процессе работы системы раствор в емкости 22 нагревается. При превышении значения температуры выше определенной, что фиксируется датчиком 27, шкаф 15 управления включает через выключатель 29 насос 28, который перекачивает теплоноситель в контуре, содержащем теплообменники 20 и 21. При этом раствор в емкости 22 охлаждается, а вода в емкости 10 нагревается. Если тем не менее не удается привести к норме температуру воды в емкости 22, шкаф 15 управления через выключатель 26 включает насос 25, перекачивающий теплоноситель в контуре, содержащем теплообменники 23 и 24, а также выключатель 14, насос 13, перекачивающий теплоноситель в контуре, содержащем теплообменники 11 и 12, и излишнее тепло отводится за пределы теплицы. По окончании "дневного" цикла перекрывают выход из емкости 22 в трубопровод 9, и в лотки 5 подают нагретую воду из емкости 10 по той же системе, что и питательный раствор ("ночной" цикл). По окончании "ночного" цикла емкость 10 перекрывают, открывают емкость 22 и возобновляет "дневной" цикл. Если вследствие расхода питательного раствора его уровень в емкости 22 понизится ниже определенного, срабатывает датчик 53 уровня, его сигнал подается на шкаф 48 управления, который включает приводы вентилей 50 и 51, и остатки раствора сливаются в компостную яму или же в дренаж. Таким образом, предлагаемая система приготовления и подачи питательного раствора в теплице обеспечивает точность дозировки питательного раствора и повышает его экологическую чистоту.ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСИСТЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ ПИТАТЕЛЬНОГО РАСТВОРА В ТЕПЛИЦЕ, содержащая блок терморегуляции, включающий датчики температуры питательного раствора, основную смесительную емкость для питательного раствора, соединенную с трубопроводом слива питательного раствора от растений и через нагнетательный узел с трубопроводом подачи питательного раствора к растениям, и емкости для ингредиентов питательного раствора, сообщенные через соответствующие насосы-дозаторы с подающими трубопроводами этих ингредиентов, при этом первичные преобразователи датчиков концентрации и температуры питательного раствора установлены в основной смесительной емкости для питательного раствора, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным насосом-дозатором, емкостью предварительного смешивания ингредиентов питательного раствора, сообщенной с подающими трубопроводами ингредиентов питательного раствора и через дополнительный насос-дозатор с основной смесительной емкостью для питательного раствора, и блоком очистки, включающим сливной трубопровод, оснащенный вентилем с приводом и сообщенный с донной частью основной смесительной емкости для питательного раствора, и датчик уровня, первичный преобразователь которого установлен в основной смесительной емкости для питательного раствора ниже зоны сопряжнения этой емкости с входным патрубком трубопровода подачи питательного раствора к растениям, при этом контакт датчика уровня включен в цепь управления приводом вентиля на сливном трубопроводе.Популярные патенты: 2434381 Технологическая линия для приготовления и раздачи влажных кормов ... для приготовления и раздачи влажных кормов, состоящая из дозатора, кормушки, электромагнитного клапана с заслонкой, таймера, отличающаяся тем, что ворошилки установлены внутри дозатора, дозатор выполнен в форме конуса, спиральный трубопровод установлен в нижней части дозатора на его образующей, электромагнитный клапан установлен на образующей дозатора, на электромагнитном клапане установлен таймер, заслонка установлена на образующей дозатора ниже электромагнитного клапана, усеченный конус установлен сверху кольцевого трубопровода, на цилиндре - внутренней стенке кольцевого трубопровода предусмотрены отверстия, кольцевой трубопровод разделен перегородкой, к верхней и нижней ... 2485755 Способ выращивания посадочного материала ... растений, которые относятся к трудно черенкуемым традиционным способом, и выращивания качественного стандартного посадочного материала для создания плантационных насаждений, полезащитных полос, лесных угодий.Для этого регенерация растений осуществляется на основе пролиферации пазушных меристем (прямой выгонки пазушных побегов), их укоренения и мультипликации полученных микрорастений, т.е. с помощью модели размножения, исключающей этап каллусообразования. При этом в качестве эксплантов используются узловые сегменты активно растущих летних неодревесневших (а не зимних одревесневших) побегов, применение гормональных питательных сред ограничивается всего одним сроком культивирования ... 2387127 Способ мелиорации в предгорной зоне и система для его реализации ... с влажностью почвы.Недостатком применяемой автоматизированной системы управления поливом является определение тензиометрами влажности почвы в точке, без учета распределения влажности в активном слое почвы и ее интегральной величины, что снижает точность управления поливом и не позволяет полностью устранить потери поливной воды на глубинную фильтрацию.Кроме того, в такой системе управления поливом необходима периодическая тарировка показаний датчиков из-за изменения водно-физических свойств почвы в процессе поливного периода.Известна система телеметрического дистанционного автоматизированного управления оросительными системами (Применение телеметрического дистанционного ... 2108013 Рабочий орган культиватора ... что в известном рабочем органе культиватора, включающем стойку и плоскорежущую лапу с односторонним лезвием на внешней кромке, он снабжен упругим элементом, сопряженным с носком стойки и крыльями плоскорежущей лапы, при этом носок стойки размещен в створе и за плоскорежущей лапой; стойка, плоскорежущая лапа и упругий элемент выполнены из разнокачественных материалов; носок S-образной подпружиненной стойки снабжен нишей для установки упругого элемента; ниша носка стойки выполнена в виде Л-образного выступа, выполненного парой параллельных прорезей и деформацией основного материала в направлении от нижней грани стойки; фронтальная часть носка S-образной стойки снабжена режущей кромкой ... 2027346 Лесозаготовительная машина ... и работе гидросистемы механизма протаскивания прототипа, поэтому здесь не описывается. При работе с предлагаемой системой отмера длин сортиментов необходимо производить отторцовку каждого дерева. Перед отторцовкой, а также при перехвате необходима фиксация корпуса каретки у упоров захватно-сучкорезной головки, являющихся точкой начала отсчета длины. Фиксацию корпуса каретки попутно с зажимом дерева выполняет механизм управления захватами каретки. Для исключения случайного включения механизма пиления лесозаготовительная машина имеет устройство блокировки. Управление пильным механизмом блокируется при нахождении управляющего элемента 14 в контакте с передающим элементом 13 устройства ... |
Еще из этого раздела: 2192734 Устройство для производства прессованных кип из корней лекарственных растений 2423033 Способ укрепления склонов посевом семян древесных растений 2092004 Композиционный состав для обработки растений и их органов 2423807 Культиватор (варианты) и фреза для него 2091023 Способ защиты растений от заболеваний, вызванных нематодами 2142331 Устройство для гомогенизации и гомогенизирующая головка 2265314 Устройство системы зашторивания теплиц с регулируемым ходом 2059362 Установка для выращивания мидий 2384038 Устройство для посадки сеянцев, выращенных в контейнерах 2165137 Машина для уборки корней лекарственных растений |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||