Система гидропонного питания растений

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА ГИДРОПОННОГО ПИТАНИЯ РАСТЕНИЙ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Прищепов Михаил Александрович Гаркуша Карина Эдуардовна Вербило Андрей Анатольевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) 1. Система гидропонного питания растений, содержащая оборудованные микротрубками основные поливочные шланги-трубы, расположенные в левой теплице между рядами растений и присоединенные через основные распределительный коллектор питательного раствора, первый электромагнитный клапан, магистральный трубопровод,расходомер, фильтры тонкой и грубой очистки питательного раствора, второй электромагнитный клапан к трубопроводу, соединяющему вход третьего электромагнитного клапана с выходом основного насоса питательного раствора, вход которого присоединен к выходному патрубку смесительной емкости, ко входным патрубкам которой присоединены выход третьего электромагнитного клапана и через насосы-дозаторы емкости для маточных растворови , кислоты и воды датчики электропроводности и кислотности питательного раствора и управляющий компьютер, отличающаяся тем, что она снабжена накопительной емкостью питательного раствора с входным и выходным патрубками и дополнительными насосом питательного раствора, двумя электромагнитными клапанами, фильтром тонкой 54862009.08.30 очистки питательного раствора, поливочными шлангами-трубами с микротрубками, распределительным коллектором питательного раствора и магистральным трубопроводом,при этом дополнительные поливочные шланги-трубы с микротрубками расположены в правой теплице между рядами растений и присоединены через дополнительные распределительный коллектор питательного раствора, магистральный трубопровод, первый дополнительный электромагнитный клапан, фильтр тонкой очистки питательного раствора к выходу дополнительного насоса питательного раствора, присоединенного входом к выходному патрубку накопительной емкости питательного раствора, входной патрубок которой присоединен через второй дополнительный электромагнитный клапан к основному магистральному трубопроводу системы. 2. Система гидропонного питания растений по п. 1, отличающаяся тем, что накопительная емкость питательного раствора выполнена иземкостей, последовательно соединенных трубопроводами и расположенных в левой теплице.(56) 1. Министерство плодоовощного хозяйства СССР. Выращивание томатов в весенних теплицах с калориферным обогревом, оборудованных малообъемной гидропонной установкой, Адлерской овощной опытной станции НИИОХ в условиях субтропической зоны Краснодарского края. Рекомендации.- М. Агропромиздат, 1985. - С. 5-6. 2. Синяков А.Л. и др. Повышение эффективности выращивания овощей в защищенном грунте // Агропанорама БГАТУ.- 1997.-1.- С. 26-28. Предлагаемое техническое решение относится к системам гидропонного питания растений, выращиваемых в теплицах на малых объемах субстрата (керамзит, аглопорит, минераловатные маты и др.). Известна конструкция системы гидропонного питания растений, выращиваемых на малом объеме субстрата из торфокубиков 1. Система содержит растворный узел, накопительную емкость питательного раствора,расположенную на высоте 5 м от уровня пола теплицы оборудованные микротрубками поливочные шланги-трубы, расположенные между рядами растений распределительный коллектор питательного раствора. Работает известная система гидропонного питания растений следующим образом. В растворном узле приготавливают питательный раствор для растений с требуемыми электропроводностью и кислотностью и насосом подают в накопительную емкость, расположенную на высоте 5 м от уровня пола. Из емкости питательный раствор самотеком через распределительный коллектор, шланги-трубы и вмонтированные в них микротрубки подается каждому растению порциями в течение светлого времени суток из расчета 2-3 л на одно растение. К недостаткам известной системы следует отнести пониженную эффективность работы и сложность конструкции и эксплуатации. Пониженная эффективность работы обусловлена малым давлением питательного раствора в шлангах-трубах из-за расположения накопительной емкости на высоте 5 м от уровня пола теплицы, в результате чего питательный раствор подается небольшому числу растений. Сложность конструкции обусловлена наличием в установке накопительной емкости питательного раствора, расположенной на высоте 5 м от уровня пола теплицы, а сложность эксплуатации - сложностью очистки накопительной емкости от грязи. Наиболее близкой к заявляемой конструкции системы гидропонного питания растений является система, содержащая основные поливочные шланги-трубы с микротрубками,2 54862009.08.30 распределительный коллектор питательного раствора, три электромагнитных клапана, магистральный трубопровод, расходомер и фильтры тонкой и грубой очистки питательного раствора, насос питательного раствора, смесительную емкость с входными и выходными патрубками, емкости для маточных растворов , , кислоты и воды, насосы-дозаторы, датчики электропроводности и кислотности питательного раствора, управляющий компьютер 2. Недостатком этой известной системы гидропонного питания растений является низкая эффективность работы в течение времени подачи питательного раствора растениям за сутки. Низкая эффективность работы системы обусловлена малой производительностью приготовления питательного раствора системой и программой подачи его растениям. В результате этого системы гидропонного питания растений, используемые тепличными комбинатами республики, за время с 600 утра до 1800 каждых суток обеспечивают подачу питательного раствора растениям, которые выращиваются только на 2 гектарах теплицы. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности работы системы гидропонного питания растений. Задача решается тем, что известная система гидропонного питания растений, содержащая оборудованные микротрубками основные поливочные шланги-трубы, расположенные в левой теплице между рядами растений и присоединенные через основные распределительный коллектор питательного раствора, первый электромагнитный клапан,магистральный трубопровод, расходомер, фильтры тонкой и грубой очистки питательного раствора, второй электромагнитный клапан к трубопроводу, соединяющему вход третьего электромагнитного клапана с выходом основного насоса питательного раствора, вход которого присоединен к выходному патрубку смесительной емкости, ко входным патрубкам которой присоединены выход третьего электромагнитного клапана и через насосыдозаторы емкости для маточных растворов , , кислоты и воды датчики электропроводности и кислотности питательного раствора и управляющий компьютер, снабжена накопительной емкостью питательного раствора с входным и выходным патрубками и дополнительными насосом питательного раствора, двумя электромагнитнымиклапанами,фильтром тонкой очистки питательного раствора, поливочными шлангами-трубами с микротрубками, распределительным коллектором питательного раствора и магистральным трубопроводом, при этом дополнительные поливочные шланги-трубы с микротрубками расположены в правой теплице между рядами растений и присоединены через дополнительные распределительный коллектор питательного раствора, магистральный трубопровод, первый дополнительный электромагнитный клапан, фильтр тонкой очистки питательного раствора к выходу дополнительного насоса питательного раствора, присоединенного входом к выходному патрубку накопительной емкости питательного раствора,входной патрубок которой присоединен через второй дополнительный клапан к основному магистральному трубопроводу системы. Для упрощения изготовления, эксплуатации и поддержания нормируемой температуры питательного раствора накопительная емкость питательного раствора выполнена иземкостей, последовательно соединенных трубопроводами и расположенных в правой теплице. Сущность предлагаемой полезной модели гидропонного питания растений поясняется следующими графическими изображениями на фиг. 1 изображена схема системы на фиг. 2 представлена электрическая схема управления работой системы гидропонного питания растений. Система гидропонного питания растений содержит оборудованные микротрубками 1 основные поливочные шланги-трубы 2, расположенные в левой теплице 3 между рядами 4 растений и присоединенные через основные распределительный коллектор 5 питательного раствора, первый электромагнитный клапан 6 с катушкой 7, магистральный трубопровод 8, расходомер 9, фильтры 10 и 11 тонкой и грубой очистки питательного раствора,3 54862009.08.30 второй электромагнитный клапан 12 с катушкой 13 к трубопроводу 14, соединяющему вход третьего электромагнитного клапана 15 с катушкой 16 с выходом основного насоса 17 питательного раствора, вход которого присоединен к выходному патрубку 18 смесительной емкости 19, ко входным патрубкам 20, 21, 22, 23, 24 которой присоединены выход третьего электромагнитного клапана 15 и через насосы-дозаторы 25, 26, 27, 28 емкости 29, 30, 31, 32 соответственно для маточных растворови , кислоты и воды датчики электропроводности и кислотности 33, 34 и управляющий компьютер 35 с контактами 36, 37, 38 в цепях катушек 7, 13, 16 электромагнитных клапанов 6, 12, 15. Система гидропонного питания растений снабжена накопительной емкостью 39 с входным и выходным патрубками 40, 41 и дополнительными насосом 42 с электродвигателем 43 питательного раствора двумя электромагнитными клапанами 44, 45 с катушками 46, 47 фильтром 48 тонкой очистки питательного раствора поливочными шлангамитрубками 49 с микротрубками 50 распределительным коллектором 51 питательного раствора и магистральным трубопроводом 52. При этом дополнительные поливочные шланги-трубы 49 с микротрубками 50 расположены в правой теплице 53 между рядами растений 54 и присоединены через дополнительные распределительный коллектор 51 питательного раствора, магистральный трубопровод 52, первый дополнительный электромагнитный клапан 44 с катушкой 46, фильтр 48 тонкой очистки питательного раствора к выходу дополнительного насоса 42 питательного раствора, присоединенного входом к выходному патрубку 41 накопительной емкости 39 питательного раствора, входной патрубок 40 который присоединен через второй дополнительный электромагнитный клапан 45 с катушкой 47 к основному магистральному трубопроводу 8 системы. Для упрощения изготовления, эксплуатации и поддержания нормируемой температуры питательного раствора накопительная емкость 39 питательного раствора выполнена иземкостей, которые соединены последовательно и расположены в правой теплице 53. Для управления работой системы гидропонного питания растений она также дополнительно снабжена (фиг. 2) трехпозиционным переключателем 55 режимов работы системы,магнитным пускателем с катушкой 56 и контактами 57 и 58. Заявляемая система гидропонного питания растений работает следующим образом. Схема управления (фиг. 2) осуществляет работу системы в двух режимах приготовление питательного раствора с требуемыми электропроводностью и кислотностью в смесительной емкости 19 и подачу его в накопительную емкость 39 приготовление питательного раствора с требуемыми электропроводностью и кислотностью в смесительной емкости 19 и одновременную подачу питательного раствора из емкостей 19 и 39 растениям, выращиваемым в теплицах 3 и 53. При среднем положении ручки переключателя 55 режимов работы системы напряжение электросети не подается на элементы схемы управления и она не работает. В 1800 каждого дня ручку переключателя 55 режимов работы системы поворачивают вправо, при этом будет осуществляться процесс приготовления питательного раствора в смесительной емкости 19 и подачи его в накопительную емкость 39. В этом случае начинает работать компьютер 35, и он замыкает контакт 38 и размыкает контакты 36 и 37, при этом к электросети подключается катушка 16 электромагнитного клапана 15, и он открывается, а электромагнитные клапаны 6, 12, 44, 45 закрыты, так как их катушки 7, 13, 46, 47 не подключены к электросети. Кроме того, напряжение трехфазной электросети не подается на электродвигатель 43 насоса 42 и он не работает, так как катушка 56 магнитного пускателя не подключена к электросети. После этого компьютер 35 вводит в работу насосы-дозаторы 25, 26, 27, 28, и они подают определенные количества маточных растворовииз емкостей 29, 30, кислоты из емкости 31 и воды из емкости 28 в смесительную емкость 19. Затем насосом 17, вход которого присоединен к выходному патрубку 18, а выход - к патрубку 20 через электромагнитный клапан 15, осуществляется тщательное перемешивание содержимого в смеси 4 54862009.08.30 тельной емкости 19, при этом при помощи датчиков 33 и 34 компьютер 35 контролирует электропроводность и кислотность приготовляемого питательного раствора для растений. Требуемая электропроводность питательного раствора достигается регулированием компьютером подачи воды насосом-дозатором 28 в смесительную емкость 19, а требуемая кислотность питательного раствора достигается регулированием подачи кислоты насосомдозатором 27. После того как приготовлен питательный раствор с требуемыми электропроводностью и кислотностью в емкости 19, компьютер 35 размыкает контакт 38 (фиг. 2),при этом закрывается электромагнитный клапан 15, замыкает контакт 37, при этом открываются электромагнитные клапаны 12, 45 и питательный раствор из емкости 19 насосом 17 подается в накопительную емкость 39 через фильтры 11, 10, расходомер 9, электромагнитный клапан 45. По окончании перекачки питательного раствора из емкости 19 в емкость 39 компьютер 35 через некоторое время опять замыкает контакт 38 и размыкает контакт 37, при этом открывается электромагнитный клапан 15 и закрываются электромагнитные клапаны 12 и 45. Далее процессы приготовления питательного раствора в смесительной емкости 19 и подачи его в накопительную емкость 39 повторяются до тех пор,пока не накопится требуемое количество раствора в емкости 39. После этого ручку трехпозиционного переключателя 55 режимов работы системы ставят в среднее положение и прекращаются процессы приготовления и перекачки питательного раствора в емкость 39. В 600 утра ручку переключателя 55 (фиг. 2) ставят в левое положение, при этом будут осуществляться процессы приготовления питательного раствора смесительной емкости 19 и одновременной подачи питательных растворов из емкостей 19 и 39 растениям теплиц 3 и 53. В этом случае компьютер 35 подключается к электросети, и он замыкает контакт 38 и размыкает контакты 37 и 36, при этом открыт электромагнитный клапан 15 и закрыты электромагнитные клапаны 12, 45 и 44, а также не работает электродвигатель 43 дополнительного насоса 42 питательного раствора. В этом случае вышеописанным способом идет процесс приготовления питательного раствора в емкости 19. После приготовления в емкости 19 питательного раствора с требуемыми электропроводностью и кислотностью компьютер размыкает контакт 38 и замыкает контакты 37 и 36. При замыкании контакта 36 напряжение подается на катушку 7 электромагнитного клапана 6 и он открывается, а также срабатывает магнитный пускатель с катушкой 56 и он замыкает контакты 57 и 58, при этом начинает работать электродвигатель 43 дополнительного насоса 42 и открывается электромагнитный клапан 44, а с замыканием контакта 37 напряжение подается на катушку 13 электромагнитного клапана 12 и он открывается. С введением в работу насоса 42 компьютер 35 одновременно вводит в работу и насос 17. При этом питательный раствор из смесительной емкости 19 насосом 17 через открытый электромагнитный клапан 12, фильтры 11, 10, расходомер 9, основной магистральный трубопровод 8, открытый электромагнитный клапан 6, основной распределительный коллектор 5 питательного раствора, поливочные шланги-трубы 2 и присоединенные к ним микротрубки 1 подается каждому растению теплицы 3, в то же время насос 42 подает питательный раствор растениям теплицы 53 из накопительной емкости 39 через дополнительный фильтр тонкой очистки питательного раствора 48, открытый электромагнитный клапан 44, дополнительный магистральный трубопровод 52, дополнительный распределительный коллектор 51 питательного раствора, дополнительные шланги-трубы 49 с микротрубками 50. Одновременная работа насосов 17 и 42 будет продолжаться до тех пор, пока насос 17 не подаст весь раствор из емкости 19 растениям. После этого компьютер 35 замкнет контакт 38 и разомкнет контакты 36 и 37, при этом повторится процесс приготовления питательного раствора в смесительной емкости 19 и подачи питательного раствора насосами 17 и 42 растениям, выращиваемым в теплицах 3 и 53. В этом случае растения теплиц 3 и 53 получат дневную норму питательного раствора. После окончания подачи питательного раствора растениям насосами 17 и 42 в 18 ручку трехпозиционного переключателя 55 5 54862009.08.30 ставят в правое положение и начинается процесс приготовления и подачи питательного раствора в накопительную емкость 39. Далее работа системы гидропонного питания растений повторяется. Таким образом, в процессе работы заявленной системы гидропонного питания растений происходит достижение поставленной технической задачи повышение эффективности работы системы за счет приготовления в ночное время питательного раствора,накопления его в накопительной емкости и подачи накопленного питательного раствора растениям, выращиваемым в правой теплице, одновременно с подачей питательного раствора, приготовленного в смесительной емкости системы растениям, выращиваемым в левой теплице. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6