RU2676316C1 - Устройство для культивирования растений - Google Patents
Устройство для культивирования растений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2676316C1 RU2676316C1 RU2018114287A RU2018114287A RU2676316C1 RU 2676316 C1 RU2676316 C1 RU 2676316C1 RU 2018114287 A RU2018114287 A RU 2018114287A RU 2018114287 A RU2018114287 A RU 2018114287A RU 2676316 C1 RU2676316 C1 RU 2676316C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plants
- microorganisms
- module
- plant
- air
- Prior art date
Links
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 31
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 abstract description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 114
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 28
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 20
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 241000223259 Trichoderma Species 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 2
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 2
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000015816 nutrient absorption Nutrition 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
- A01G31/02—Special apparatus therefor
- A01G31/06—Hydroponic culture on racks or in stacked containers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Hydroponics (AREA)
- Greenhouses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гидропонного и аэропонного автоматизированного культивирования растений различного морфологического строения и может быть применено в быту, а также на предприятиях пищевой и сельскохозяйственной промышленности. Устройство содержит камеру выращивания растений, управляемые контроллером модуль освещения, модуль вентиляции, модуль выращивания растений, средство отслеживания стадии роста растений, средство увлажнения потоков воздуха, средство дифференцирования потоков воздуха и средство введения микроорганизмов. Такое выполнение обеспечивает сбалансированный рост и развитие растений. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области гидропонного и аэропонного автоматизированного культивирования растений различного морфологического строения и может быть применено в быту, а также на предприятиях пищевой и сельскохозяйственной промышленности.
Известно устройство для культивирования растений, содержащее корпус, внутри которого расположен модуль освещения, модуль фильтрации и модуль выращивания растений, снабженный средством гидропонной подачи веществ в корневую зону [US2014259920, дата публикации: 18.09.2014 г., МПК: A01G 1/00].
Известно устройство для культивирования растений, содержащее корпус, внутри которого расположен контроллер, модуль освещения, модуль вентиляции и модуль выращивания растений, снабженный средством аэропонной подачи веществ в корневую зону [WO2017 207508, дата публикации: 07.12. 2017 г., МПК: A01G 31/06].
В качестве прототипа выбрано устройство для культивирования растений, содержащее корпус, в верхней части которого расположена камера выращивания растений с затемняющимся стеклом, при этом внутри камеры расположен модуль освещения и ультразвуковой датчик высоты растения, а в корпусе расположен контроллер, модуль вентиляции и модуль выращивания растений, включающий средство аэропонной подачи веществ в корневую зону [US2018007845, дата публикации: 11.01.2018 г., МПК: A01G 31/00].
Недостатком прототипа и известных технических решений является несбалансированный рост и развитие растений из-за недостаточного ухода за растениями на каждой стадии их роста, что может проявляться в отсутствии качественных изменений в строении клеток растений, либо в медленном формировании соцветий и плодов, вследствие чего в значительной степени снижается эффективность культивирования растений.
Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности культивирования растений.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является обеспечение сбалансированного роста и развития растений.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Устройство для культивирования растений содержит камеру выращивания растений, управляемые контроллером модуль освещения, модуль вентиляции, модуль выращивания растений и средство отслеживания стадии роста растений. В отличие от прототипа устройство содержит управляемые контроллером средство увлажнения потоков воздуха, средство дифференцирования потоков воздуха и средство введения микроорганизмов.
Камера выращивания растений представляет собой полость внутри устройства, в которой расположена система побегов растений и созданы благоприятные условия для их роста и развития. Камера выращивания может иметь любую форму и размер, обеспечивающие возможность размещения растений, а также их дальнейшего роста и развития.
Средство увлажнения потоков воздуха обеспечивает возможность изменения влажности и температуры воздуха внутри камеры выращивания растений путем добавления в нее мелкодисперсных частиц жидкости. Средство увлажнения потоков воздуха может содержать узел подачи и узел распыления жидкости. Узел подачи жидкости может представлять собой погружной насос, находящийся в емкости с жидкостью, либо трубопровод, который подключен к коммунальному водопроводу. Узел распыления жидкости может представлять собой форсунки или распылители, которые могут быть расположены внутри камеры выращивания растений.
Средство увлажнения может быть снабжено узлом теплообмена, который обеспечивает возможность организации испарительного охлаждения и повышения эффективности изменения влажности и температуры воздуха внутри камеры выращивания, например узел теплообмена может представлять собой перфорированную пластину или теплообменник, которые снабжены вентиляторами, сдувающими жидкость с их поверхности. Средство увлажнения потоков воздуха может быть интегрировано в модуль вентиляции.
Модуль вентиляции обеспечивает возможность организации приточно-вытяжного вентилирования камеры выращивания растений. Модуль вентиляции может содержать элементы климат-контроля, обеспечивающие возможность контроля параметров воздуха внутри камеры выращивания растений и снаружи устройства. Элементы климат-контроля могут представлять собой датчики температуры, влажности или скорости воздуха, а также датчики содержания веществ в воздухе, датчики освещенности и др. Элементы климат-контроля могут быть установлены внутри модуля вентиляции и/или внутри камеры выращивания растений и/или снаружи устройства.
Модуль вентиляции может содержать контур циркуляции воздуха внутри камеры выращивания растений и контур воздухообмена с внешней средой. Контур циркуляции воздуха внутри камеры выращивания и контур воздухообмена с внешней средой могут быть соединены посредством воздуховодов, при этом для изменения количества воздуха, поступающего в камеру выращивания, может быть применена система управляемых клапанов, задвижек или заслонок. Контур циркуляции воздуха внутри камеры выращивания растений может содержать вентилятор контура циркуляции, узел подкормки растений углекислым газом и систему воздуховодов, соединенных с камерой выращивания. Контур воздухообмена с внешней средой может содержать вентилятор контура воздухообмена, а также узел очистки воздуха, который может содержать элементы ионизации и фильтрации воздуха, обеспечивающие возможность очистки воздуха, выходящего наружу.
Средство дифференцирования потоков воздуха обеспечивает возможность имитации естественных потоков ветра внутри камеры выращивания путем изменения скорости и направления потоков воздуха. Средство дифференцирования потоков воздуха может получать данные от элементов климат-контроля. Средство дифференцирования потоков воздуха может содержать нагнетающий и направляющий узлы. Нагнетающий узел может представлять собой компрессор и ресивер, либо вентилятор, либо в качестве нагнетающего узла могут быть использованы вентиляторы модуля вентиляции. Направляющий узел может представлять собой воздуховод любой формы и размера, соединенный с камерой выращивания растений и снабженный на конце дефлектором с управляемой заслонкой. При этом управляемый дефлектор может иметь телескопическую гибкую конструкцию для обеспечения возможности подведения потоков воздуха к определенным частям растений. Также в качестве направляющего узла может быть использован контур циркуляции воздуха внутри камеры выращивания модуля вентиляции.
Модуль выращивания растений обеспечивает возможность размещения корневой системы растений и подведения к корневой системе питательных веществ. Модуль выращивания растений может содержать узел размещения корневой системы растений, узел подготовки питательного раствора и узел подведения питательного раствора к корневой системе растений. Узел размещения корневой системы растений может представлять собой перфорированные чашеобразные лунки любой формы и размера, подобранные в соответствии с размерами корней растений. Узел подготовки питательного раствора может представлять собой одну или несколько соединенных между собой емкостей, которые в месте соединения могут содержать систему клапанов, задвижек, заслонок или насосов. Также узел подготовки питательного раствора может содержать элементы контроля состояния питательного раствора, которые могут представлять собой датчики солей, минералов, кислотности, температуры, плотности, уровня, и др. Узел подведения питательного раствора может содержать элементы аэропонной и/или гидропонной подачи питательного раствора, снабженные насосом подачи питательного раствора.
Средство введения микроорганизмов обеспечивает возможность содержания и дальнейшего роста и развития микроорганизмов, необходимых на каждой стадии роста и развития растения и их подведения к растениям. Средство введения микроорганизмов может быть интегрировано в модуль выращивания растений. Средство введения микроорганизмов может содержать узел дозирования, обеспечивающий возможность введения определенного объема и/или вида микроорганизмов. При этом узел дозирования может представлять собой заслонку, задвижку, клапан или насос.
Средство введения микроорганизмов может содержать узел разведения микроорганизмов и узел подведения микроорганизмов к растению. Узел разведения микроорганизмов может представлять собой одну или несколько открытых или закрытых емкостей любых форм и размеров, внутри которых созданы благоприятные условия для активной жизнедеятельности микроорганизмов. Узел подведения микроорганизмов к растению может представлять собой трубопровод любой формы и размеров в поперечном сечении, обеспечивающий соединение узла разведения микроорганизмов с полостью, в которой находится питательный раствор, корневая система или другие части растения, например, с полостью камеры выращивания растений или с узлом размещения корневой системы растений модуля выращивания растений. В качестве микроорганизмов может быть выбрана микориза, триходерма, и др.
Средство отслеживания стадии роста растений обеспечивает возможность контроля динамики роста и развития растений в камере выращивания растений путем оценки их физического состояния. Средство отслеживания стадии роста растений может содержать элементы оптического и звукового контроля. Элементы оптического контроля могут представлять собой видеокамеру, фотодатчик, ультрафиолетовый либо инфракрасный датчики и др. Элементы звукового контроля могут представлять собой ультразвуковые датчики расстояния различного диапазона. Средство отслеживания стадии роста растений может быть установлено в любом месте камеры выращивания растений при условии того, что растения будут находиться в радиусе его действия.
Модуль освещения обеспечивает возможность создания внутри камеры выращивания необходимых световых условий для роста и развития растений. Модуль освещения может представлять собой панель, снабженную светодиодными лампами различного спектра, например светодиодами ультрафиолетового, синего, зеленого, желтого, оранжевого, красного, инфракрасного и белого цветов, обеспечивающими возможность дифференцирования спектра и интенсивности света для внесения изменений в морфологическое строение растений. Модуль освещения может иметь любую форму и размер и может быть установлен в любом месте устройства при условии обеспечения попадания световых лучей на растения в количестве достаточном для прохождения процесса фотосинтеза. Модуль освещения может быть подвижно закреплен любыми известными способами, например, при помощи шарниров, приводов или систем пазов.
Контроллер обеспечивает возможность обработки информации, поступающей от электронных компонентов устройства, и взаимодействия электронных компонентов между собой для обеспечения роста и развития растений в камере выращивания. Контроллер может быть представлен совокупностью интегральных микросхем, чипов и микропроцессоров.
Корпус может иметь любую форму и размер, обеспечивающие возможность размещения внутри него камеры выращивания и остальных конструктивных элементов устройства. Корпус может содержать верхний и нижний технологический отсеки, расположенные вокруг камеры выращивания растений. При этом в верхнем технологическом отсеке может быть расположен модуль вентиляции, а в нижнем-модуль для выращивания растений. Корпус снаружи может содержать отверстия, обеспечивающие возможность забора и вывода воздуха модулем вентиляции, а также обеспечивающие возможность выхода воздуха, нагреваемого модулем освещения. Корпус может содержать дверь, снабженную стеклом с функцией автозатемнения, обеспечивающей возможность защиты растения от воздействия прямых солнечных лучей.
Корпус может содержать устройства ввода, обеспечивающие возможность изменения и выбора программ выращивания растений. При этом устройства ввода могут быть представлены клавишами, реостатами, потенциометрами или сенсорной панелью.
Устройство может быть снабжено элементами питания, обеспечивающими возможность его автономной работы. Элементы питания могут представлять собой аккумуляторную и/или солнечную батареи.
Конструктивные элементы устройства могут быть изготовлены из любых конструкционных материалов, например из металла, пластика или композиционных материалов.
Изобретение обладает неизвестной ранее совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что устройство содержит:
— средство дифференцирования потоков воздуха, обеспечивающее возможность изменения скорости и направления потоков воздуха и воздействия на растения с различной интенсивностью, благодаря чему укрепляется стебель повышается эффективность поступления питательных веществ к листьям, цветам и плодам растений.
— средство увлажнения потоков воздуха, обеспечивающее возможность изменения влажности и температуры воздуха внутри устройства, благодаря чему создаются благоприятные климатические условия для активного роста и развития растений.
— средство введения микроорганизмов, обеспечивающее возможность развития и переноса полезных микроорганизмов в корневую зону растений, благодаря чему обеспечивается возможность повышения эффективности потребления растением питательных веществ и воды, а также снижения риска возникновения патогенов на начальной стадии развития растения.
Совокупность существенных признаков обеспечивает возможность подбора наиболее эффективных режимов работы устройства в зависимости от физического состояния растений на каждом этапе развития растений благодаря чему обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в обеспечении сбалансированного роста и развития растений, тем самым повышается эффективность их культивирования.
Наличие новых отличительных существенных признаков свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности «новизна».
Совокупность существенных признаков устройства ведет к достижению неочевидного технического эффекта, заключающегося в обеспечении сбалансированного роста и развития растения. Это происходит за счет средства введения микроорганизмов, которое постоянно снабжает растения (корневую систему, стебель, листья) полезными микроорганизмами в необходимом объеме и в случае регистрации устройством отставания или наоборот – опережения роста и/или развития растения, устройство регулирует вид и объем микроорганизмов, подаваемых к растению, соответственно ускоряя либо замедляя рост и/или развитие растения. Также это происходит за счет средства дифференцирования потоков воздуха, которое способствует укреплению стебля растения и стимулирует растение на поглощение питательных веществ за счет воздействия на него ветряных потоков разной скорости и направления, которые при этом могут быть сфокусированы на менее развитых или наоборот – на более развитых частях растений. При этом благодаря динамичному изменению температуры и влажности ветряных потоков обеспечивается возможность создания разных климатических зон для разных растений, имеющих отставание или опережение роста и развития, восстанавливая баланс между этими показателями для одновременного плодоношения. Таким образом достигается неожиданный технический эффект, заключающийся в обеспечении сбалансированного роста растений, что свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Изобретение поясняется следующими чертежами.
Фиг.1 – Устройство для культивирования растений, аксонометрический вид.
Фиг.2 – Устройство для культивирования растений, дверь снята для наглядности, аксонометрический вид
Фиг.3– Внутреннее пространство устройства для культивирования растений, вид спереди.
Фиг.4 – Модуль вентиляции с интегрированным средством дифференцирования и средством увлажнения потоков воздуха, аксонометрический вид.
Фиг.5 – Модуль выращивания растений с интегрированным средством введения микроорганизмов, аксонометрический вид.
Устройство для культивирования растений содержит корпус 1, выполненный в виде шкафа с дверцей 2, которая содержит сенсорную панель 3 управления, внутри которой расположен контроллер, и тонированное стекло 4. При этом корпус 1 снаружи имеет вход 5 воздуха, выход 6 отработанного очищенного воздуха и выход 7 теплого воздуха и разделен на три отсека: верхний технологический отсек 8, нижний технологический отсек 9 и камеру 10 для выращивания растений.
Внутри камеры 10 для выращивания растений находится ультразвуковой датчик 11, HD-камера 12, датчики 13 климат-контроля, боковые и потолочные модули 14 освещения, вход 15 и выход 16 воздуха в боковых стенках, а также отверстия для посадки растений в дне.
Верхний технологический отсек 8 содержит модуль 17 вентиляции, а нижний технологический отсек 9 содержит модуль 18 выращивания растений.
Модуль 17 вентиляции содержит интегрированное средство 19 увлажнения потоков воздуха, работающее по принципу испарительного охлаждения и содержащее внутри поддон с жидкостью, насос, форсунки и теплообменник (не показаны на чертеже), средство 20 подмешивания углекислого газа, вентилятор 21 контура циркуляции, вентилятор 22 контура воздухообмена, элемент 23 ионизации, клапан 24 понижения температуры, клапан 25 повышения температуры и угольный фильтр 26. При этом модуль 17 вентиляции содержит интегрированное в него средство дифференцирования потоков воздуха (не показано на чертеже), которое функционирует за счет вентиляторов 21 и 22, а в качестве дефлекторов использует вход 15 и выход 16 воздуха.
Модуль 18 выращивания растений содержит чаши 27 и 28 поддержки корней, оснащенные средством аэропонной и гидропонной подачи питательного раствора, систему 29 клапанов, элементы 30 контроля состояния питательного раствора, включающие датчики солей, нитратов, кислотности и температуры питательного раствора, бак 31 с питательным раствором и емкости 32 с жидкостями. Средство введения микроорганизмов состоит из емкостей 33 и 34, внутри которых размещены бактерии микориза и триходерма, при этом емкости 33 и 34 снабжены заслонками (не показаны на чертежах).
Изобретение работает следующим образом.
Дверцу 2 устройства для культивирования растений открывают, заливают питательный раствор в бак 31 и устанавливают емкости 32 с жидкостями Колонии микроорганизмов помещают в емкости 33. Растения (не показаны на чертежах) помещают внутрь камеры 10 для выращивания растений и размещают корни в чашах 27 и 28. Дверцу 2 закрывают и посредством сенсорной панели 3 управления вносят в контроллер данные о виде посаженных растений. Контроллер подбирает необходимую программу для ухода за растениями на всех стадиях их роста.
Модуль 18 выращивания растений получает команду от контроллера на подготовку питательного раствора путем подмешивания в бак 31 жидкостей из емкостей 32 посредством системы 29 клапанов. Элементы 30 контроля состояния питательного раствора регистрируют изменения содержания минералов, солей, а также кислотности и температуры питательного раствора и передают их контроллеру, который, при достижении необходимых значений, останавливает подмешивание жидкостей в бак 31. Средство аэропонной и гидропонной подачи питательного раствора распыляет питательный раствор на корни растений. При этом контроллер регистрирует физическое состояние растений посредством HD-камеры 12 и вносит корректировки в состав и интенсивность распыления питательного раствора на корни растений относительно физического состояния растений. При этом микориза из емкости 33 попадает в бак 31 и вместе с питательным раствором перемещается к корням растений, повышая количество поглощаемых растениями питательных веществ. Контроллер регистрирует достаточный уровень микоризы в баке за счет элементов 30 контроля состояния питательного раствора и перекрывает емкость 33. Для снижения риска возникновения патогенов у растений контроллер открывает емкость 34 и триходерма попадает в бак 31 и вместе с питательным раствором перемещается к корням растений, защищая растения. При регистрировании достаточного объема триходермы, контроллер перекрывает емкость 34.
Модуль 17 вентиляции получает команду от контроллера на активацию вентилятора 21 контура циркуляции и воздух начинает поступать внутрь корпуса 1 через вход 5 и внутрь камеры 10 выращивания через вход 15, а за счет клапанов 24 и 25 происходит повышение и понижение температуры внутри камеры. При этом контроллер регистрирует изменение температуры и влажности внутри камеры 10 посредством датчиков 13 климат-контроля. В случае понижения влажности контроллер отдает команду на активацию насоса средства 19 увлажнения потоков воздуха, который посредством форсунок разбрызгивает жидкость на поверхность теплообменника, с поверхности которого она попадает в контур циркуляции, понижая температуру и повышая влажность внутри камеры 10 выращивания для создания благоприятных условий роста и развития выращиваемого вида растения. В случае превышения значений температуры и/или влажности, контроллер дает команду на активацию вентилятора 22 контура воздухообмена, в результате чего воздух через выход 16 воздуха из камеры 10 выращивания проходит через элемент 23 ионизации, угольный фильтр 26 и, очищенный от пыльцы и неприятных запахов, попадает наружу через выход 7 в корпусе 1. В результате вентилирования камеры выращивания 10 контроллер посредством датчиков 13 климат-контроля регистрирует падение уровня углекислого газа, необходимого для эффективного прохождения фотосинтеза в клетках растений, и отдает команду на активацию средства 20 подмешивания углекислого газа внутрь камеры 10 и необходимый уровень углекислого газа восстанавливается.
Контроллер регистрирует высоту растений посредством ультразвукового датчика, в результате чего он получает данные о достаточном развитии стебля растений. Контроллер отдает команду вентиляторам 21 и 22, и они начинают прерывисто вращаться с разной частотой, имитируя потоки ветра, в результате чего растения начинают раскачиваться и происходит укрепление их стебля, а эффективность поглощения питательных веществ растениями повышается.
Контроллер получает данные от ультразвукового датчика 11 HD-камеры 12 и датчиков 13 климат-контроля, включающим датчик освещенности, о текущем физическом состоянии растений и отдает команду боковым и потолочным модулям 14 освещения на активацию светодиодов необходимого на данном этапе роста растений светового спектра, формируя необходимый световой поток и состав света для ускорения набора растением вегетативной массы, а также увеличения высоты и толщины стебля. При этом для исключения возможности нагрева воздуха внутри камеры 10 выращивания растений и изменения климатических условий, теплый воздух от потолочных модулей 14 освещения отводится через выход 7 теплого воздуха. Контроллер регистрирует недостаточную освещенность растения 35 и изменяет положение модуля освещения, после чего необходимый уровень освещенности растения 35 восстанавливается.
Контроллер регистрирует изменения физического состояния растений посредством ультразвукового датчика 11 и HD-камеры 12, и постоянно вносит корректировку в работу боковых и потолочных модулей 14 освещения, модуля 17 вентиляции и модуля 18 выращивания растений. При этом контроллер регистрирует отставание или опережение роста и/или развития отдельных частей растений и сравнивает динамику роста и развития самих растений. В случае отклонения значений этих параметров от заданных контроллер, в зависимости от показаний ультразвукового датчика 11, HD-камеры 12, датчиков 13 климат-контроля, а также элементов 30 контроля состояния питательного раствора, вносит корректировки в работу средства 19 увлажнения, средства дифференцирования потоков воздуха и средства введения микроорганизмов. При формировании и созревании плодов у растений контроллер подает сигнал на сенсорную панель 3 о необходимости сбора урожая.
Таким образом достигается технический результат, заключающийся в обеспечении сбалансированного роста и развития растений, тем самым повышается эффективность их культивирования.
Claims (10)
1. Устройство для культивирования растений, содержащее камеру выращивания растений, управляемые контроллером модуль освещения, модуль вентиляции, модуль выращивания растений и средство отслеживания стадии роста растений, отличающееся тем, что дополнительно содержит управляемые контроллером средство увлажнения потоков воздуха, средство дифференцирования потоков воздуха и средство введения микроорганизмов.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство увлажнения содержит узел подачи и узел распыления жидкости.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство увлажнения потоков воздуха снабжено узлом теплообмена для организации испарительного охлаждения.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средство увлажнения интегрировано в модуль вентиляции.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство дифференцирования потоков воздуха содержит нагнетающий и направляющий узлы.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что направляющий узел соединен с камерой выращивания растений и снабжен на конце дефлектором с управляемой заслонкой.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство введения микроорганизмов интегрировано в модуль выращивания растений.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство введения микроорганизмов содержит узел дозирования, обеспечивающий возможность введения определенного объема и/или вида микроорганизмов.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство введения микроорганизмов содержит узел разведения микроорганизмов и узел подведения микроорганизмов.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что узел разведения микроорганизмов представляет собой одну и/или несколько емкостей.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018114287A RU2676316C1 (ru) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Устройство для культивирования растений |
PCT/RU2019/050043 WO2019203695A1 (ru) | 2018-04-18 | 2019-04-15 | Устройство для культивирования растений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018114287A RU2676316C1 (ru) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Устройство для культивирования растений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2676316C1 true RU2676316C1 (ru) | 2018-12-27 |
Family
ID=64753697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018114287A RU2676316C1 (ru) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | Устройство для культивирования растений |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2676316C1 (ru) |
WO (1) | WO2019203695A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781176C1 (ru) * | 2021-06-15 | 2022-10-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха" (ФГБНУ "ФИЦ картофеля имени А.Г. Лорха") | Устройство для стерилизации и подачи воздуха в зону роста in vitro микрорастений |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220408673A1 (en) * | 2019-11-26 | 2022-12-29 | Hortica Ltd | Closed-loop, pressurized and sterile, controlled micro-environment cultivation |
TR202022763A1 (tr) * | 2020-12-31 | 2022-07-21 | Vahaa Dikey Tarim Coezuemleri Ve Teknoloji Anonim Sirketi | Bi̇r tarim üni̇tesi̇ |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2298911C1 (ru) * | 2005-09-29 | 2007-05-20 | Федеральное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский Государственный аграрный университет | Вегетационная камера |
US20140259920A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Aquaharvest Technologies, Inc. | Led light timing in a high growth, high density, closed environment system |
WO2017207508A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | Monteleone Fabio | Completely automatic device for aeroponic cultivation |
US20180007845A1 (en) * | 2015-04-09 | 2018-01-11 | Growx Inc. | Systems, methods, and devices for aeroponic plant growth |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003079254A (ja) * | 2001-07-05 | 2003-03-18 | Ccs Inc | 植物育成装置およびその制御システム |
-
2018
- 2018-04-18 RU RU2018114287A patent/RU2676316C1/ru active
-
2019
- 2019-04-15 WO PCT/RU2019/050043 patent/WO2019203695A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2298911C1 (ru) * | 2005-09-29 | 2007-05-20 | Федеральное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский Государственный аграрный университет | Вегетационная камера |
US20140259920A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Aquaharvest Technologies, Inc. | Led light timing in a high growth, high density, closed environment system |
US20180007845A1 (en) * | 2015-04-09 | 2018-01-11 | Growx Inc. | Systems, methods, and devices for aeroponic plant growth |
WO2017207508A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | Monteleone Fabio | Completely automatic device for aeroponic cultivation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781176C1 (ru) * | 2021-06-15 | 2022-10-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха" (ФГБНУ "ФИЦ картофеля имени А.Г. Лорха") | Устройство для стерилизации и подачи воздуха в зону роста in vitro микрорастений |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019203695A1 (ru) | 2019-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104798627B (zh) | 植物生长环境的自动控制装置 | |
CN105052720B (zh) | 一种芽苗菜培育装置 | |
TW201633900A (zh) | 高密度無土植物生長系統及方法 | |
CN204929893U (zh) | 一种芽苗菜培育装置 | |
US20220192105A1 (en) | Hvac system for hydroponic farm | |
RU2676316C1 (ru) | Устройство для культивирования растений | |
RU188785U1 (ru) | Устройство для культивирования растений | |
CN111296129A (zh) | 一种智能植物加代育种舱 | |
CN209376386U (zh) | 无土栽培柜和无土栽培*** | |
CN105165591A (zh) | 一种柜式芽苗菜培育装置 | |
KR102450980B1 (ko) | 식물재배기 | |
CN212971124U (zh) | 智能化雾耕栽培装置 | |
EA036252B1 (ru) | Устройство для культивирования растений | |
WO2021097073A1 (en) | Hydroponic growth system and assembly | |
WO2020039268A1 (en) | Domestic agricultural machinery with the ability to geoponics, hydroponics, and aeroponics, equipped with ultraviolet ray disinfectant system and recycling water system | |
CN212910967U (zh) | 一种智能植物加代育种舱 | |
RU209770U1 (ru) | Устройство для автоматического культивирования растений | |
CN212116433U (zh) | 一种温室半封闭*** | |
CN210721178U (zh) | 植物生长舱环境控制*** | |
CN204929900U (zh) | 一种柜式芽苗菜培育装置 | |
Kumar et al. | Climate regulation in protected structures: A review | |
US20230017136A1 (en) | Automatic plant cultivation device | |
CN105432455B (zh) | 一种加湿增氧家用气雾种植箱 | |
CN218388940U (zh) | 可控制二氧化碳的环保温室 | |
TWM551815U (zh) | 模擬自然環境之植物植栽裝置 |