Установка для выращивания растений

 

Изобретение м.б. использовано при выращивании растений в условиях микрогравитации на искусственном заменителе почвы. Устройство содержит вегетационные сосуды 1, разделенные перегородками 2 на жидкостные 3 и корневые камеры 4, сообщающиеся между собой посредством фитилей 5. Жидкостные камеры 3 вегетационных сосудов 1 частично заполнены водопоглощающими элементами. 6 и последовательно соединены между собой патрубками 8. Циркуляционный контур включает в себя сильфонную емкость 9, нагнетательный 12 и откачивающий 14 насосы, а также газожидкостный разделитель 15. При работе устройства вода или питательный раствор подаются насосом 12 в жидкостные камеры 3 вегетационных сосудов 1. Из-за большей производительности насоса 14 в жидкостных камерах 3 создается разрежение, обеспечивающее аэрацию корней растений. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 А 01 G 31/00,31/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 1 (л

4ь

О

М

С>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4774663/15: (22) 28 12.89 (46) 15.08.92. Бюл. Я 30 (71) Научно-производственное объединение

"Биотехника" (72) Ю.А.Байдукин, Ю.И.Гришин, Н.И.Лысов, А,А.Пилихин, В.В.Черноглазов, Ю.Ф.Завьялов, А.А.Лепский и В.А.Корсаков (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1005733, кл. А 01 G 31/00, 1978. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ

РАСТЕНИЙ (57) Изобретение м.б. использовано при выращивании растений в условиях микрогравитации на искусственном заменителе почвы. Устройство содержит вегетационны е сосуды 1, разделенные перегородками 2 на,, Ц,„, 1754020 А1

2 жидкостные 3 и корневые камеры 4, сообщающиеся между собой посредством фитилей

5. Жидкостные камеры 3 вегетационных сосудов 1 частично заполнены водопоглощающими элементами.6 и последовательно соединены между собой патрубками S. Циркуляционный контур включает в себя сильфонную емкость 9, нагнетательный 12 и откачивающий 14 насосы, а также газожидкостный разделитель 15. При работе устройства вода или питательный раствор подаются насосом 12 в жидкостные камеры

3 вегетационных сосудов 1. Из-эа большей производительности насоса 14 в жидкостных камерах 3 создается разрежение, обеспечивающее аэрацию корней растений. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1754020

10

25

35

Изобретение относится к устройствам для выращивания растений на искусственном заменителе почвы, в частности к космическим оранжереям.

Цель изобретения — обеспечение надежности и регулируемого водовоздушного режима для растений, На чертеже представлена схема установки для выращивания растений.

Устройство содержит вегетационные сосуды 1, разделенные перегородками 2 на жидкостные камеры 3 и корневые камеры 4. . Перегородка 2 снабжена отверстиями или пазами с плотно вставленными в них фитилями 5, верхние концы которых размещены в корневой камере 4 с заменителем почвы, а нижние концы — в жидкостной камере 3.

Внутри жидкостной камеры размещены водопоглощающие элементы 6, выполненные из гидрофильного материала, например из поливинилформаля, и контактирующие с фитилями. Жидкостная камера 3 имеет натрубок входной 7 и выходной патрубок 8.

Жидкостные камеры вегетационных сосудов последовательно соединены между собой: выход первой камеры — с входом второй и т.д.

Установка содержит сильфонную емкость 9 для воды (раствора), смонтированную в защитном корпусе 10, который соединен с атмосферой посредством патрубка 11. Установка содержит также нагнетательный насос 12, вход которого соединен с емкостью 9, а выход — с входным патрубком 7 жидкостной камеры 3 первого вегетационного сосуда.

Кроме того, установка снабжена откачи вающим насосом 14 и газожидкостным разделителем (ГЖР) 15 мембранного или центробежного типа, который имеет входной патрубок 16 для смеси жидкости и газа и два выходных патрубка 17 и 18, соответственно для газа и жидкости. На вх .;„э откачивающий насос 14 соединен с выходным патрубком 8 жидкостной камеры 3 последнего из последовательно соединенных вегетационных сосудов, а на выходе — с входом

16 газожидкостного разделителя 15. В свою очередь, на жидкостном выходе ГЖР соединен с сильфонной емкостью 9, а на газовом — с атмосферой.

На трубопроводе, соединяющем сильфонную емкость 9 с входом нагнетательного насоса И, установлен патрубок с вентилем . 19, через который осуществляется слив воды (питательного раствора) из установки и ее заправка перед началом работы.

Установка снабжена блоком 20 управления с программным устройством. Обьем жидкостной камеры 3 вегетационного сосуда выбран из такого расчета, чтобы количество находящейся в ней воды (растворэ) было достаточно для обеспечения взрослых растений между циклами подачи воды в вегетационные сосуды, Установка работает следующим образом, По сигналу программного устройства блока 20 управления включаются откачивающий 14 и нагнетательный 12 насосы, а также газожидкостной разделитель 15. При этом вода из рабочей камеры емкости 9 подается насосом 12 в жидкостную камеру 3 вегетационного сосуда 1, где частично впитывается водопоглощающими элементами 6 и фитилями 5. При работе насосов в жидкостных камерах 3 вегетационных сосудов 1 создается разрежение не менее 100 мм вод.ст., благодаря которому из корневых камер 4 через капилляры фитилей 5 отсасывается находящийся в заменителе почвы воздух с высокой концентрацией углекислого газа, образующегося в процессе дыхания корней растений. На его место поступает свежий воздух из оранжереи, заполняя частично капилляры заменителя почвы. Таким образом осуществляется аэрация заменителя почвы, Благодаря создаваемому в жидкостных камерах разрежению не происходит перетекания воды через фитили 5 в корневые камеры 4 вегетационных сосудов, что неизбежно при наличии в установке только нагнетательного насоса 12.

В первый период работы насосов происходит в основном откачка воздуха из жидкостных камер 3, По мере поступления в них воды часть ее откэчивэется вместе с воздухом насосом 14 в газожидкостный разделитель 15, который разделяет поступающую суспензию на воду и воздух. Воздух через газовый выход 17 газожидкостного разделителя 15 поступает в пространство над вегетационными сосудами, а вода через выход

18 вновь направляется в емкость 9.

Предложенная система водоподачи обладаетсвойством саморегулирования, В начале работы почти вся вода расходуется на заполнение жидкостных камер. При этом откачивающий насос 14 забирает из жидкостных камер 3 вегетационных сосудов 1 почти один воздух. После заполнения жидкостных камер 3 водой работа насосов

12 и 14 может продолжаться сколь угодно долго, так как расходы подаваемой и откачиваемой воды сравниваются. Благодаря разрежению, создаваемому в жидкостных камерах откачивающим насосом, происходит постоянное подсэсывэние воздуха из корневых камер, его замена свежим воздухом из оранжереи и улучшение условий кор1754020

Составитель Ю. Байдукин

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши

Заказ 2832 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета rio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

П роиз водстве н но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 необитания растений. В то же время исключается перелив воды из жидкостных камер в заменитель почвы и его затопление.

Установка позволяет выращивать растения в наземных условиях в перевернутом положении "кроной вниз", что позволит применить ее на специальных объектах, ограниченных в объеме. При этом с целью создания компактной установки и рационального использования источника облучения половина вегетационных сосудов размещается под источником облучения(в нормальном положении), а вторая половина — над источником облучения (в перевернутом положении). Величина разрежения, создаваемого при работе насосов в жидкостных камерах вегетационных сОСудов, при перевернутом положении этих сосудов в условиях нормальной гравитации, как показали опыты, не должна быть меньше 100 мм вод.ст, во избежание вытекания воды через капилляры фитилей в корневые камеры и переувлажнения заменителя почвы. При отсутствии гравитации разрежение может быть меньше 100 мм вод.ст., но при этом снижается аэрация заменителя почвы, Влажность заменителя почвы в предлагаемой установке зависит только от свойств и количества фитилей и свойств заменителя . почвы. Путем подбора числа фитилей устанавливается необходимая влажность заменителя почвы.

Материал водопоглощающих элементов жидкостных камерах должен хорошо впитывать воду и легко отдавать ее фитилям. Такими свойствами обладает поливинилформаль. Водопоглощающие элементы в жидкостных камерах будут исключать в . условиях отсутствия гравитации образование крупных воздушных пузырей и водяных

5 шариков и, следовательно, обеспечат нормальный контакт фитилей с водой, Таким образом, предложенная установка обеспечивает заданный водовоздушный режим в вегетационных сосудах, не требуя

10 сложной системы регулирования влажности заменителя почвы с датчиками влажности в каждом вегетационном сосуде.

Формула изобретения

1. Установка для выращивания расте15 ний, содержащая вегетационные сосуды, емкость для питательного раствора, насос, сообщающийся на входе с емкостью, а на выходе- с жидкостной камерой вегетационного сосуда, связанной посредством капил20 лярных фитилей с корневой камерой, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения, надежного и регулируемого водовоздушного режима для растений, она снабжена дополнительным насосом с большей

25 производительностью, чем первый, и газожидкостным разделителем, при этом всасывающий патрубок дополнительного насоса подсоединен к жидкостной камере вегетационного сосуда, à его напорный патрубок

30 связан с входом газожидкостного разделителя, который имеет выходные патрубки для жидкости и газа.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности во35 дообеспечения растений в условиях. микрогравитации, жидкостные камеры частично заполнены гидрофильным материалом.