RU2801952C1 - Method for controlled cultivation of plants in artificial conditions (variants) and a complex for its implementation - Google Patents
Method for controlled cultivation of plants in artificial conditions (variants) and a complex for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801952C1 RU2801952C1 RU2022128417A RU2022128417A RU2801952C1 RU 2801952 C1 RU2801952 C1 RU 2801952C1 RU 2022128417 A RU2022128417 A RU 2022128417A RU 2022128417 A RU2022128417 A RU 2022128417A RU 2801952 C1 RU2801952 C1 RU 2801952C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plants
- programmable logic
- logic controller
- water
- controlled
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству и биологии и может быть использовано для стимуляции процессов жизнедеятельности растений и обеспечения возможности эффективного использования различных технологий выращивания растений в искусственных условиях, в частности, грунтовой технологии и гидропонической технологии.The invention relates to agriculture and biology and can be used to stimulate the vital processes of plants and ensure the possibility of effective use of various technologies for growing plants in artificial conditions, in particular, soil technology and hydroponic technology.
Изобретение относится к новым техническим средствам и технологиям выращивания растений, преимущественно плодово-овощных, ягодных, злаковых, лекарственных и других культур, и может найти применение в промышленном производстве сельскохозяйственной продукции, в том числе в зонах неблагоприятных для эффективного выращивания растений.The invention relates to new technical means and technologies for growing plants, mainly fruit and vegetable, berry, cereal, medicinal and other crops, and can be used in the industrial production of agricultural products, including in areas unfavorable for efficient plant growing.
Для оценки новизны заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленной технологией признаков.To assess the novelty of the claimed solution, consider a number of well-known technical means of a similar purpose, characterized by a set of features similar to the claimed technology.
Известен способ выращивания сельскохозяйственных культур, например, капусты, включающий посев на открытую предварительно удобренную почву посадочного материала, уход за растениями на всех стадиях их развития путем полива водой и подкормки удобрениями, регулирование физиологических свойств растений путем окучивания корнеплодов, удаления усов у клубники и т.п. и сбор урожая (Г.Е. Исаев и др. Индустриальное овощеводство. М., Россельхозиздат, 1987 г.).There is a known method of growing crops, for example, cabbage, including sowing planting material on open pre-fertilized soil, caring for plants at all stages of their development by watering and fertilizing with fertilizers, regulating the physiological properties of plants by hilling root crops, removing mustaches from strawberries, etc. P. and harvesting (G.E. Isaev et al. Industrial vegetable growing. M., Rosselkhozizdat, 1987).
Известный способ носит сугубо сезонный характер (как правило, в условиях средних широт снимают один урожай в год), осуществляется в естественных климатических условиях соответствующего региона под воздействием факторов внешней среды,The known method is purely seasonal in nature (as a rule, one crop per year is harvested in mid-latitude conditions), it is carried out in the natural climatic conditions of the corresponding region under the influence of environmental factors,
Известны методы воздействия различными факторами на процессы, имеющие место в сельскохозяйственном производстве, а именно, предпосевная обработка семян минеральными удобрениями, электромагнитными полями широкого спектра частот, а также оптическим излучением. Полив проводят с использованием соответствующим образом подготовленной водыThere are known methods of influencing various factors on the processes taking place in agricultural production, namely, pre-sowing treatment of seeds with mineral fertilizers, electromagnetic fields of a wide frequency spectrum, as well as optical radiation. Watering is carried out using appropriately treated water.
Известна система и способ размножения растений для стимулирования роста растительной ткани в маленькие проростки по патенту US5597731. Система размножения растений включает герметичные сосуды с полупроницаемой мембраной для полного помещения в них растительного материала. Герметичные сосуды обычно полупрозрачны и проницаемы для газов и жидкостей, оставаясь непроницаемыми для биологических загрязнений. Растительную ткань, первоначально извлеченную из родительского растения, можно поместить в герметичные сосуды и выращивать гетеротрофно. Как только растительный материал разовьет способность к фотосинтезу, запечатанные сосуды можно перенести в теплицу для фотоавтотрофного роста. Оказавшись в теплице, герметичные сосуды помещают в лотки и подвергают воздействию света, газов, воды и жидкого питательного раствора для оптимизации роста. Центральный контроллер может быть включен для автоматизации системы управления потоком жидкости в поддонах для поддержки сосудов и из них, а также для мониторинга состояния системы. Дезинфицирующее средство также может циркулировать внутри системы для уничтожения биологических загрязнителей в лотке и вне герметичных сосудов для поддержания асептической среды.There is a known system and method of plant propagation for stimulating the growth of plant tissue into small seedlings according to US5597731. The plant propagation system includes sealed vessels with a semi-permeable membrane to completely contain plant material. Sealed vessels are usually translucent and permeable to gases and liquids, while remaining impermeable to biological contaminants. Plant tissue, originally extracted from the parent plant, can be placed in sealed vessels and grown heterotrophically. Once the plant material has developed the ability to photosynthesize, the sealed vessels can be transferred to the greenhouse for photoautotrophic growth. Once in the greenhouse, sealed vessels are placed in trays and exposed to light, gases, water, and liquid nutrient solution to optimize growth. A central controller can be included to automate the system to control the flow of liquid in and out of pans to support vessels, and to monitor the status of the system. Disinfectant can also be circulated within the system to kill biological contaminants in the tray and outside of sealed vessels to maintain an aseptic environment.
Известен способ создания водного режима почвы для выращивания рассады из семян цветочных растений по патенту РФ №2711014 путем поддержания на требуемом уровне влаги в зоне корневых систем растений посредством поливной системы с выпускными отверстиями, отличающийся тем, что для посадки семян в пластмассовых модульных контейнерах поливную систему выполняют в виде перфорированной полиэтиленовой трубки, а в качестве непроницаемого водоупорного материала используют жесткое дно каждого контейнера, сверху над дном закрепляют поливную перфорированную трубку, слабоводопроницаемый фильтр, выполненный из геотекстильного материала по периметру формы контейнера, которым закрывают сверху поливную перфорированную трубку, края геотекстильного материала загибают вверх и по замкнутому контуру внутри к боковым стенкам контейнера концы геотекстильного материала плотно фиксируют тонкими полосками в виде пластмассовой рамки с помощью крепежа, образуя замкнутую полость, сверху над геотекстильным материалом закрепляют пластмассовую решетку с мелкими ячейками, насыпают плодородную почву толщиной не менее 10 см с питательным субстратом соответственно глубине прорастания корневой системы посеянных семян цветочных растений, при этом поливную перфорированную трубку выполняют внутри каждого контейнера из отрезков жестких полиэтиленовых трубок, соединяют между собой с наружной боковой стенки с помощью гофрированных эластичных муфт с интервалами в соответствии с установленным на стеллаже рядом модулей пластмассовых контейнеров, один из которых является параллельно установленным дополнительным контейнером с почвой, причем начальную гибкую поливную трубку в виде шланга гидравлически соединяют с напорным водоисточником - трубопроводом с датчиком давления воды, фильтром и регулировочным шаровым краном, управляемым оператором вручную или персональным компьютером, причем водовыпускные отверстия поливных жестких трубок снаружи боковых стенок каждого контейнера снабжают регулируемыми шаровыми кранами и соединяют конец последней жесткой трубки со сбросным шаровым краном, кроме того, дополнительный контейнер - контролер почвы с той же структурой почвы, которая насыпана в контейнеры для выращивания рассады из семян, но без семян, снабжают датчиком влажности почвы, а передачу показаний через связь передают в персональный компьютер при насыщении влагой почв в дополнительном контейнере, связанном гидравлически с водоисточником и с почвой контейнеров, засеянных семенами, при этом через связь персонального компьютера регулируют температуру теплоизоляционных ковриков, уложенных на стеллаж под дно каждого контейнера.A known method of creating a soil water regime for growing seedlings from seeds of flowering plants according to the patent of the Russian Federation No. 2711014 by maintaining the required level of moisture in the zone of the root systems of plants by means of an irrigation system with outlets, characterized in that for planting seeds in plastic modular containers, the irrigation system is performed in the form of a perforated polyethylene tube, and a hard bottom of each container is used as an impermeable water-resistant material, a perforated irrigation tube is fixed above the bottom, a slightly permeable filter made of geotextile material around the container shape perimeter, which closes the irrigation perforated tube from above, the edges of the geotextile material are bent upwards and along a closed contour inside to the side walls of the container, the ends of the geotextile material are tightly fixed with thin strips in the form of a plastic frame using fasteners, forming a closed cavity, a plastic lattice with small cells is fixed above the geotextile material, fertile soil with a thickness of at least 10 cm is poured with a nutrient substrate according to the depth of germination of the root system of the sown seeds of flower plants, while the irrigation perforated tube is made inside each container from segments of rigid polyethylene tubes, connected to each other from the outer side wall using corrugated elastic couplings at intervals in accordance with the number of modules of plastic containers installed on the rack, one of which is an additional container with soil installed in parallel, and the initial flexible irrigation tube in the form of a hose is hydraulically connected to a pressure water source - a pipeline with a water pressure sensor, a filter and an adjusting ball valve controlled manually by the operator or a personal computer, and the water outlets of the irrigation rigid tubes outside the side walls of each container, adjustable ball valves are provided and the end of the last rigid tube is connected to a discharge ball valve, in addition, an additional soil controller container with the same soil structure that is poured into containers for growing seedlings from seeds, but without seeds, is provided with a sensor soil moisture, and the transmission of readings through the connection is transmitted to a personal computer when the soil is saturated with moisture in an additional container connected hydraulically with the water source and with the soil of the containers sown with seeds, while the temperature of the heat-insulating mats laid on the rack under the bottom of each container is regulated through the connection of the personal computer .
Известно устройство автоматического полива по патенту РФ №180092, подключенное минимум к одному устройству подачи воды посредством минимум одного клапана, управляемого компьютером с процессором, соединенным с памятью хранения программного обеспечения, к входному устройству компьютера через АЦП подключены датчики влажности почвы, датчики давления воды, блок управления клапанами, блок управления насосом, отличающееся тем, что дополнительно содержит минимум один датчик давления воды в подающей магистрали и накопительный бак в качестве устройства подачи воды.A device for automatic irrigation according to the patent of the Russian Federation No. 180092 is known, connected to at least one water supply device by means of at least one valve controlled by a computer with a processor connected to the software storage memory, soil moisture sensors, water pressure sensors, a unit valve control, a pump control unit, characterized in that it additionally contains at least one water pressure sensor in the supply line and a storage tank as a water supply device.
Известен способ выращивания растений в контролируемых условиях по патенту РФ №2025956, включающий посев, уход за растениями на всех стадиях их развития путем полива водой и подкормки удобрениями в условиях управляемого воздействия на их физиологические процессы и сбор урожая, отличающийся тем, что посев производят на расположенную в вертикальной плоскости инертную подложку, выполненную из материала с развитой капиллярной системой, одну сторону которой освещают, а другую постоянно держат затемненной, полив и подкормку осуществляют путем периодической подачи питательного раствора сверху вниз на затемненную сторону подложки в концентрации 0,1-5,0% солей азота, фосфора и калия, при этом на стадии формирования корневой системы соотношение N:Р:K поддерживают в пределах (4-5):(1-4):(1-2) соответственно, на стадии формирования биомассы соотношение N:Р:K - 2:(4-5):(4-3) и на стадии созревания культуры соотношение Р:K поддерживают в пределах 5:(3-5) соответственно при модуле кислотности питательного раствора рН 5-9.A known method of growing plants under controlled conditions according to the patent of the Russian Federation No. 2025956, including sowing, caring for plants at all stages of their development by watering with water and fertilizing with fertilizers under conditions of a controlled effect on their physiological processes and harvesting, characterized in that the sowing is carried out on the located in the vertical plane, an inert substrate made of a material with a developed capillary system, one side of which is illuminated and the other is constantly kept dark, watering and top dressing is carried out by periodically supplying a nutrient solution from top to bottom on the darkened side of the substrate at a concentration of 0.1-5.0% salts of nitrogen, phosphorus and potassium, while at the stage of formation of the root system, the ratio N:P:K is maintained within (4-5):(1-4):(1-2), respectively, at the stage of formation of biomass, the ratio N:P :K - 2:(4-5):(4-3) and at the stage of culture maturation, the ratio P:K is maintained within 5:(3-5), respectively, at the acidity modulus of the nutrient solution pH 5-9.
Данное техническое решение, как наиболее близкое к заявленному по техническому существу и достигаемому результату, принято в качестве его прототипа.This technical solution, as the closest to the declared technical essence and the achieved result, is accepted as its prototype.
Данный способ обеспечивает повышения производительности труда и урожайности выращиваемой продукции с единицы занимаемой производственной площади, а также обеспечение ее высоких потребительских качеств.This method provides an increase in labor productivity and productivity of grown products per unit of occupied production area, as well as ensuring its high consumer qualities.
Недостатками данного, равно как и всех известных технических решений аналогичного назначения является отсутствие возможности выращивания растений в рамках одного комплекса в искусственных условиях с использованием двух известных и широко применяемых технологий выращивания растений, а именно, грунтовой и гидропонической с автоматическим управлением и контролем значений всех требуемых параметров технологии выращивания растений.The disadvantages of this, as well as all known technical solutions for a similar purpose, is the lack of the possibility of growing plants within one complex under artificial conditions using two well-known and widely used technologies for growing plants, namely, soil and hydroponic with automatic control and control of the values of all required parameters. plant growing technologies.
Задачей заявляемого изобретения является создание новой технологии выращиванию растений в искусственных условиях в рамках одного комплекса с использованием двух широко известных и широко применяемых технологий выращивания растений: грунтовой и гидропонической с автоматическим управлением и контролем значений всех требуемых параметров технологии выращивания растений.The objective of the claimed invention is to create a new technology for growing plants in artificial conditions within the framework of one complex using two widely known and widely used technologies for growing plants: soil and hydroponic with automatic control and control of the values of all the required parameters of plant growing technology.
Сущность первого независимого объекта заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной заявителем технической проблемы и получения обеспечиваемого изобретением технического результата.The essence of the first independent object of the claimed technical solution is expressed in the following set of essential features sufficient to solve the technical problem indicated by the applicant and obtain the technical result provided by the invention.
Согласно первому независимому объекту заявленного изобретения комплекс для контролируемого выращивания растений в искусственных условиях, отличается тем, что содержит сборно-разборный каркас, внутри которого установлены средства для грунтового и гидропонного выращивания растений, включающие поддоны для размещения емкостей с растениями, бак для воды и бак для подготовки гидропонического, подключенные к системе общего водоснабжения, а также бак для удобрений, для грунтового выращивания растений предусмотрена система патрубков капельного полива емкостей с растениями водой, поступающей из бака для воды, при этом система патрубков капельного полива установлена с возможностью относительного перемещения по вертикали и снабжена управляемыми кранами, а гидропонное выращивание растений осуществляется путем наполнения подготовленным гидропоническим составом, циркулирующим в замкнутой системе, помимо этого комплекс снабжен программируемым логическим контроллером, синхронизированным с компьютером, который управляет программируемым логическим контроллером в рамках программной среды, которая обеспечивают ввод в компьютер различных значений требуемых параметров технологии выращивания растений, а программируемый логический контроллер обеспечивает выполнение заданных команд и достижения требуемых параметров в автоматическом режиме.According to the first independent object of the claimed invention, the complex for controlled cultivation of plants in artificial conditions is characterized in that it contains a collapsible frame, inside of which means for soil and hydroponic cultivation of plants are installed, including trays for placing containers with plants, a tank for water and a tank for hydroponic preparation, connected to the general water supply system, as well as a tank for fertilizers, for soil cultivation of plants, a system of nozzles for drip irrigation of containers with plants with water coming from the water tank is provided, while the system of drip irrigation nozzles is installed with the possibility of relative movement along the vertical and is equipped with controlled cranes, and hydroponic cultivation of plants is carried out by filling the prepared hydroponic composition circulating in a closed system, in addition, the complex is equipped with a programmable logic controller synchronized with a computer that controls the programmable logic controller within a software environment that provides input into the computer of various values of the required parameters technologies for growing plants, and a programmable logic controller ensures the execution of specified commands and the achievement of the required parameters in automatic mode.
Кроме того, первый независимый объекта заявленного технического решения заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:In addition, the first independent object of the claimed technical solution, the claimed technical solution is characterized by the presence of a number of additional optional features, namely:
- бак системы водоснабжения снабжен поплавочной системой для отключения насоса после набора оптимального объема воды в баке;- the tank of the water supply system is equipped with a float system to turn off the pump after reaching the optimum volume of water in the tank;
- комплекс снабжен системой контроля протечки воды типа Neptun Profi Base, для чего под поддоном с емкостями для выращивания растений установлен второй поддон на котором установлены датчики контроля воды, которые передают сигнал на отключение подачи воды в бак системы водоснабжения;- the complex is equipped with a water leakage control system of the Neptun Profi Base type, for which a second tray is installed under the tray with containers for growing plants, on which water control sensors are installed, which transmit a signal to turn off the water supply to the tank of the water supply system;
- в качестве программируемого логического контроллера использован контроллер ОВЕН;- ARIES controller was used as a programmable logic controller;
- управление программируемым логическим контроллером осуществляют в рамках программной среды OwenLogic.- the programmable logic controller is controlled within the OwenLogic software environment.
Сущность второго независимого объекта заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной заявителем технической проблемы и получения обеспечиваемого изобретением технического результата.The essence of the second independent object of the claimed technical solution is expressed in the following set of essential features sufficient to solve the technical problem indicated by the applicant and obtain the technical result provided by the invention.
Согласно второму независимому объекту заявленного изобретения способ контролируемого выращивания растений в искусственных условиях с использованием комплекса характеризуется тем, что осуществляют посев, уход за растениями на всех стадиях их развития путем полива водой в условиях управляемого воздействия на их физиологические процессы, при этом осуществляют капельный полив емкостей с растениями в грунте с помощью патрубков для капельного полива, в которые подают воду из бака для воды, при этом систему набора воды, систему полива и слива воды снабжают регулируемыми органами, при этом параметрами всех технологических процессов управляют с помощью программируемого логического контроллера, позволяющего управлять и контролировать всеми технологическими параметрами одновременно, причем программируемый логический контроллер синхронизируют с компьютером, выполняющим роль интерфейса, с помощью которого управляют программируемым логическим контроллером в рамках программной среды, на основе которой вводят в компьютер различные значения требуемых параметров грунтовой технологии выращивания растений, а программируемый логический контроллер обеспечивает выполнение заданных команд и достижение требуемых параметров в автоматическом режиме.According to the second independent object of the claimed invention, the method of controlled cultivation of plants in artificial conditions using the complex is characterized by the fact that they sow, care for plants at all stages of their development by watering under conditions of a controlled effect on their physiological processes, while drip irrigation of containers with plants in the ground using nozzles for drip irrigation, into which water is supplied from the water tank, while the water intake system, the irrigation and water drain system are supplied with adjustable bodies, while the parameters of all technological processes are controlled using a programmable logic controller that allows you to control and to control all technological parameters simultaneously, and the programmable logic controller is synchronized with a computer acting as an interface, with the help of which the programmable logic controller is controlled within the software environment, on the basis of which various values of the required parameters of the soil technology of growing plants are entered into the computer, and the programmable logic controller provides execution of specified commands and achievement of the required parameters in automatic mode.
Кроме того, второй независимый объекта заявленного технического решения заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:In addition, the second independent object of the claimed technical solution, the claimed technical solution is characterized by the presence of a number of additional optional features, namely:
- в качестве параметров, необходимых для контролируемого выращивания растений по грунтовой технологии, устанавливают время и объем полива, время набора и отключения набора воды, расширенные графики работы всей системы полива;- as the parameters necessary for the controlled cultivation of plants using soil technology, the time and volume of irrigation, the time of collection and shutdown of water collection, extended schedules for the operation of the entire irrigation system are set;
- в качестве программируемого логического контроллера используют контроллер ОВЕН;- ARIES controller is used as a programmable logic controller;
- управление программируемым логическим контроллером осуществляют в рамках программной среды OwenLogic.- the programmable logic controller is controlled within the OwenLogic software environment.
Сущность третьего независимого объекта заявленного технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной заявителем технической проблемы и получения обеспечиваемого изобретением технического результата.The essence of the third independent object of the claimed technical solution is expressed in the following set of essential features sufficient to solve the technical problem indicated by the applicant and obtain the technical result provided by the invention.
Способ контролируемого выращивания растений в искусственных условиях с использованием комплекса характеризующийся тем, что осуществляют посев, уход за растениями на всех стадиях их развития путем полива водой и подкормки удобрениями в условиях управляемого воздействия на их физиологические процессы, при этом емкости с растениями размещают на поддоне, осуществляют наполнения поддона предварительно приготовленным гидропоническим составом, включающим жидкие высококонцентрированные удобрения, перемешанные с водой из системы водоснабжения, после чего выращивание растений осуществляют в замкнутой системе, в которой готовый гидропонический состав циркулирует к растениям и обратно, при этом параметрами всех технологических процессов управляют с помощью программируемого логического контроллера, причем программируемый логический контроллер синхронизируют с компьютером, выполняющим роль интерфейса, с помощью которого управляют программируемым логическим контроллером в рамках программной среды и обеспечивают ввод в компьютер различные значения требуемых параметров технологии выращивания растений, а программируемый логический контроллер обеспечивает выполнение заданных команд и достижение требуемых параметров в автоматическом режиме.A method for controlled cultivation of plants in artificial conditions using a complex, characterized in that they carry out sowing, caring for plants at all stages of their development by watering with water and fertilizing with fertilizers under conditions of a controlled effect on their physiological processes, while containers with plants are placed on a pallet, carried out filling the tray with a pre-prepared hydroponic composition, including liquid highly concentrated fertilizers mixed with water from the water supply system, after which the plants are grown in a closed system in which the finished hydroponic composition circulates to the plants and back, while the parameters of all technological processes are controlled using a programmable logic controller, wherein the programmable logic controller is synchronized with a computer acting as an interface, with which the programmable logic controller is controlled within the software environment and various values of the required parameters of the plant growing technology are entered into the computer, and the programmable logic controller ensures the execution of the specified commands and the achievement of the required parameters in automatic mode.
Кроме того, третий независимый объекта заявленного технического решения заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных факультативных признаков, а именно:In addition, the third independent object of the claimed technical solution, the claimed technical solution is characterized by the presence of a number of additional optional features, namely:
- в качестве параметров, необходимых для контролируемого выращивания растений, устанавливают время и объем полива, время набора и отключения набора воды, расширенные графики работы всей системы полива;- as the parameters necessary for the controlled cultivation of plants, set the time and volume of irrigation, the time of collection and shutdown of water collection, extended schedules for the operation of the entire irrigation system;
- в качестве программируемого логического контроллера используют контроллер ОВЕН;- ARIES controller is used as a programmable logic controller;
- управление программируемым логическим контроллером осуществляют в рамках программной среды OwenLogic.- the programmable logic controller is controlled within the OwenLogic software environment.
Заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата, который заключается в том, что в рамках одного комплекса по выращиванию растений в искусственных условиях возможно использование двух известных и широко применяемых технологий выращивания растений: грунтовой и гидропонической. Пользователь может не ограничиваться только одной системой в течение эксплуатации и в зависимости от необходимости и поставленной задачи выращивать растения как в грунте, так и способом гидропоники. При этом обеспечивается возможность автоматического управления и контроля значений всех требуемых параметров технологии выращивания растений в автоматическом режиме.The claimed set of essential features ensures the achievement of a technical result, which consists in the fact that within the framework of one complex for growing plants in artificial conditions, it is possible to use two well-known and widely used technologies for growing plants: soil and hydroponic. The user may not be limited to only one system during operation and, depending on the need and the task at hand, grow plants both in soil and in hydroponics. This provides the possibility of automatic control and monitoring of the values of all the required parameters of the technology of growing plants in automatic mode.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором на фиг. 1, 2 представлены общий вид с двух сторон одного из возможных вариантов комплекса, реализующего заявленную технологию, на фиг. 3, 4 представлены виды с двух сторон на поддон для выращивания растений и совокупность средств для обеспечения реализации заявленной комплексной технологии.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing, in which Fig. 1, 2 shows a general view from two sides of one of the possible variants of the complex that implements the claimed technology, in Fig. 3, 4 shows views from two sides of the tray for growing plants and a set of tools to ensure the implementation of the claimed integrated technology.
Заявленные варианты способа с помощью заявленного комплекса реализуют следующим образом.The claimed variants of the method using the claimed complex are implemented as follows.
Для системы грунтового выращивания растений предусмотрен поддон 1, выполненный из стеклопластика/металла/пластика/любого другого подходящего материала. В поддоне 1 сделаны высадки/выемки под установку горшков/стаканов/емкостей 2 либо в поддон вставляется пластина с вырезами под горшки/стаканы/емкости 3 с растением, выполненная из стеклопластика/металла/пластика/любого другого подходящего материала. Для осуществления капельного полива используется вода, поступающая из общего бака 4, выполненного из ПВХ, нержавеющей стали или любого другого подходящего материала. Бак 4 подключен к системе общего водоснабжения 5. Для наполнения бака 4 хватает давления в системе общего водоснабжения 5. Бак снабжен поплавочной системой 6, что позволяет после набора оптимального объема воды в баке 4 перекрывать подачу воды из системы общего водоснабжения 5. К каждой ячейке под емкость 2 для выращивания подведены патрубки для капельного полива 7. Данные патрубки подключены к общей гребенке патрубков 8, которая подключена к общему баку с водой 4. Включение и выключение подачи воды в общую гребенку патрубков 8 регулируются шаровыми кранами с электроприводом/электромагнитными клапанами 9. Поддон 1 снабжен системой подключения в общую канализацию 10. Под поддоном 1 с емкостями для выращивания 2 установлен второй поддон 11, выполненный из стеклопластика/металла/пластика/ любого другого подходящего материала с целью сбора воды при образовании возможной протечки. Второй поддон 11 снабжен системой контроля протечки, например, системой NeptunProfi Base (https://neptunsale.ru/products/neptun-profi-base-1-2), для чего на поддоне 11 установлены датчики контроля воды 12, которые в случае протечки (погружения их в воду) передают сигнал на модуль управления, например, программируемый логический контроллер 1, например, контроллер ОВЕН, и перекрывают шаровой кран 13, отключают подачу воды в бак 4, а также систему полива. Вся система полива, набора воды в бак 4, слива воды в канализацию, модуль управления системы защиты от протечек, время и объем полива регулируется и управляется программируемым логическим контроллером 14 с модулями расширения 15, позволяющими управлять и контролировать все элементы комплекса одновременно. При этом программируемый логический контроллер 14 синхронизирован с компьютером 16, имеющим сенсорный экран/экран с компьютерной мышью. Данный компьютер 16 выполнят роль интерфейса и позволяет управлять программируемым логическим контроллером 14 в рамках программной среды, например, программной среды OwenLogic. Таким образом, пользователь может вводить в компьютер 16 различные значения (объем полива, время полива, набор воды в бак 4 или время отключения набора воды в бак, составлять расширенные графики работы всей системы), а система будет выполнять заданные команды в автоматическом режиме. При этом все устройства установлены и закреплены на специальной созданный металлический сборно-разборный каркас.For the system of ground growing of plants, a pallet 1 is provided, made of fiberglass / metal / plastic / any other suitable material. In the pallet 1, landings / recesses are made for the installation of pots / glasses / containers 2, or a plate with cutouts for pots / glasses / containers 3 with a plant is inserted into the pallet, made of fiberglass / metal / plastic / any other suitable material. Drip irrigation uses water coming from a common tank 4 made of PVC, stainless steel or any other suitable material. Tank 4 is connected to the general water supply system 5. To fill tank 4, there is enough pressure in the general water supply system 5. The tank is equipped with a float system 6, which allows, after the optimum volume of water in tank 4 is reached, to shut off the water supply from the general water supply system 5. To each cell under container 2 for growing, pipes for drip irrigation are connected 7. These pipes are connected to a common manifold of pipes 8, which is connected to a common water tank 4. Turning on and off the water supply to the common manifold of pipes 8 is regulated by ball valves with electric drive / solenoid valves 9. Tray 1 is provided with a connection system to the public sewer 10. Under the tray 1 with the growing tanks 2 is a second tray 11 made of fiberglass/metal/plastic/any other suitable material to collect water in the event of a possible leak. The second pallet 11 is equipped with a leakage control system, for example, the NeptunProfi Base system (https://neptunsale.ru/products/neptun-profi-base-1-2), for which water control sensors 12 are installed on the pallet 11, which, in the event of a leak (immersing them in water) transmit a signal to the control module, for example, a programmable logic controller 1, for example, an ARIES controller, and close the ball valve 13, turn off the water supply to the tank 4, as well as the irrigation system. The entire irrigation system, water supply to the tank 4, water discharge to the sewer, the control module of the leakage protection system, the time and volume of irrigation is regulated and controlled by a programmable logic controller 14 with expansion modules 15, which allow you to manage and control all elements of the complex at the same time. In this case, the programmable logic controller 14 is synchronized with the computer 16 having a touch screen/screen with a computer mouse. This computer 16 will act as an interface and allow the programmable logic controller 14 to be controlled within a software environment such as the OwenLogic software environment. Thus, the user can enter various values into the computer 16 (irrigation volume, irrigation time, water intake into the tank 4 or the time of turning off the water intake into the tank, make extended schedules for the operation of the entire system), and the system will execute the specified commands automatically. At the same time, all devices are installed and fixed on a specially created metal collapsible frame.
Для системы гидропонного выращивания растений предусмотрен поддон 1, в котором сделаны высадки/выемки под установку горшков/стаканов/емкостей 2 либо в поддон вставляется пластина с вырезами под горшки/стаканы/емкости 3 с растением. Для осуществления наполнения поддона 1 гидропоническим составом, используется специальный бак 17, выполненный из ПВХ, нержавеющей стали или любого другого подходящего материала. Бак 17 подключен к системе общего водоснабжения 5. Для наполнения бака 17 хватает давления в системе общего водоснабжения 5. Для создания необходимого гидропонического состава для выращивания тех или иных растений установлен дополнительный бак 18, в который наливаются требуемые специальные жидкие высококонцентрированные удобрения. Бак 18 и общий бак 17 соединены напрямую через систему труб 19. После залива данный концентрат поступает в общий бак 17 с водой и перемешивается в нем. Таким образом, создается необходимый гидропонический состав с соответствующим для разных видов растений концентратом и его концентрацией в гидропоническом составе. После чего готовый концентрат подается в поддон 1. Выращивания растений по технологии гидропоника работает в замкнутой системе, где готовый гидропатический состав циркулирует через бак 17 в поддон 1 и обратно при помощи циркуляционного насоса 21. Для облегчения доступа к растениям в рамках их выращивания по технологии гидропоники система патрубков капельного полива 7 имеет возможность подниматься наверх посредством, установленной системы шарниров или гибких шлангов. Бак 17 снабжен поплавочной системой 22, что позволяет после набора оптимального объема воды в баке 17 из системы общего водоснабжения 5 отключать подачу воды в бак 17. Поддон 1 снабжен системой подключения в общую канализацию для слива гидропонического состава 10. Под поддоном 1 с емкостями для выращивания 2 установлен второй поддон 11 с целью сбора воды при образовании возможной протечки. Второй поддон 11 снабжен системой контроля протечки, например, системой NeptunProfi Base (https://neptunsale.ru/products/neptun-profi-base-1 -2), для чего на поддоне 11 установлены датчики контроля воды 12, которые в случае протечки (погружения их в воду) передают сигнал на модуль управления, например, на программируемый логический контроллер 14 и перекрывают шаровой кран 13, отключают подачу воды в бак 17, а также систему полива. Вся система полива, набора воды в бак 17, слива воды в канализацию, модуль управления системы защиты от протечек, время и объем полива регулируется и управляется программируемым логическим контроллером 14, например, контроллером ОВЕН, с модулями расширения 15, позволяющими управлять и контролировать все устройства комплекса одновременно. При этом программируемый логический контроллер 14 синхронизирован с компьютером 16, имеющим сенсорный экран/экран с компьютерной мышью. Данный компьютер 16 выполнят роль интерфейса и позволяет управлять программируемым логическим контроллером 14 в рамках программной среды, например, программной среды OwenLogic. Таким образом, пользователь может вводить в компьютер различные значения (контролировать время и период циркуляции гидропонического состава, набор воды в бак или время отключения набора воды в бак, составлять расширенные графики работы всей системы), а система будет выполнять заданные команды в автоматическом режиме.For the system of hydroponic growing of plants, a tray 1 is provided, in which landings/recesses are made for the installation of pots/glasses/containers 2, or a plate with cutouts for pots/glasses/containers 3 with a plant is inserted into the tray. To carry out the filling of the tray 1 with hydroponic composition, a special tank 17 is used, made of PVC, stainless steel or any other suitable material. Tank 17 is connected to the general water supply system 5. To fill tank 17, there is enough pressure in the general water supply system 5. To create the necessary hydroponic composition for growing certain plants, an additional tank 18 is installed, into which the required special liquid highly concentrated fertilizers are poured. Tank 18 and common tank 17 are connected directly through a system of pipes 19. After filling, this concentrate enters the common tank 17 with water and is mixed in it. Thus, the necessary hydroponic composition is created with the concentrate and its concentration in the hydroponic composition appropriate for different plant species. After that, the finished concentrate is fed into tray 1. Growing plants using hydroponics technology works in a closed system, where the finished hydropathic composition circulates through tank 17 to tray 1 and back using a circulation pump 21. To facilitate access to plants as part of their cultivation using hydroponics technology the system of drip irrigation pipes 7 has the ability to go up through the installed system of hinges or flexible hoses. Tank 17 is equipped with a float system 22, which makes it possible, after collecting the optimal volume of water in tank 17 from the general water supply system 5, to turn off the water supply to tank 17. Tray 1 is equipped with a system for connecting to a common sewer for draining the hydroponic composition 10. Under tray 1 with containers for growing 2, a second tray 11 is installed in order to collect water in the event of a possible leak. The second pallet 11 is equipped with a leakage control system, for example, the NeptunProfi Base system (https://neptunsale.ru/products/neptun-profi-base-1-2), for which water control sensors 12 are installed on the pallet 11, which, in the event of a leak (immersing them in water) transmit a signal to the control module, for example, to a programmable logic controller 14 and close the ball valve 13, turn off the water supply to the tank 17, as well as the irrigation system. The entire irrigation system, collecting water in the tank 17, draining water into the sewer, the control module of the leakage protection system, the time and volume of irrigation is regulated and controlled by a programmable logic controller 14, for example, an OWEN controller, with expansion modules 15 that allow you to manage and control all devices complex at the same time. In this case, the programmable logic controller 14 is synchronized with the computer 16 having a touch screen/screen with a computer mouse. This computer 16 will act as an interface and allow the programmable logic controller 14 to be controlled within a software environment such as the OwenLogic software environment. Thus, the user can enter various values into the computer (control the time and period of circulation of the hydroponic composition, the water supply to the tank or the shutdown time of the water supply to the tank, create extended schedules for the operation of the entire system), and the system will automatically execute the specified commands.
Заявленная нами совокупность существенных признаков способа обеспечивает достижение вышеописанного технического результата, недостижимого при использовании любого известного аналога и неочевидного для специалиста в этой области техники.The set of essential features of the method claimed by us ensures the achievement of the above-described technical result, which is unattainable using any known analogue and is not obvious to a specialist in this field of technology.
Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами и методами, с помощью которых возможно осуществление заявленной технологии в том виде, как она охарактеризовано в формуле изобретения.The possibility of industrial application of the claimed technical solution is confirmed by the means and methods known and described in the application, with the help of which it is possible to implement the claimed technology in the form as it is described in the claims.
Claims (13)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2801952C1 true RU2801952C1 (en) | 2023-08-21 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5597731A (en) * | 1994-01-31 | 1997-01-28 | Clemson University | Plant propagation system |
| US20150289463A1 (en) * | 2014-04-09 | 2015-10-15 | David Moriarty | Hydroponic grow system |
| RU180092U1 (en) * | 2016-03-29 | 2018-06-04 | Степан Владимирович Каличкин | AUTOMATIC IRRIGATION DEVICE |
| RU192183U1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-09-05 | Валентин Эдуардович Селезнёв | AEROPONIC PLANT FOR INDUSTRIAL GROWING MINI TUBER POTATOES |
| RU2711014C1 (en) * | 2019-04-12 | 2020-01-14 | Михаил Иванович Голубенко | Method of creating a water mode of soil for growing seedlings from seeds of flowering plants |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5597731A (en) * | 1994-01-31 | 1997-01-28 | Clemson University | Plant propagation system |
| US20150289463A1 (en) * | 2014-04-09 | 2015-10-15 | David Moriarty | Hydroponic grow system |
| RU180092U1 (en) * | 2016-03-29 | 2018-06-04 | Степан Владимирович Каличкин | AUTOMATIC IRRIGATION DEVICE |
| RU192183U1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-09-05 | Валентин Эдуардович Селезнёв | AEROPONIC PLANT FOR INDUSTRIAL GROWING MINI TUBER POTATOES |
| RU2711014C1 (en) * | 2019-04-12 | 2020-01-14 | Михаил Иванович Голубенко | Method of creating a water mode of soil for growing seedlings from seeds of flowering plants |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2855725A (en) | Method and means for automatically growing improved quality plants | |
| JP3991163B2 (en) | Cucumber cultivation bed | |
| RU2635396C1 (en) | Method for hydroponic non-substrate plant growing and device for its implementation (versions) | |
| CN103039348A (en) | Automatic plant hydroponic system | |
| KR101224110B1 (en) | Apparauts for growing strawberry seedlings | |
| CN203027859U (en) | Automated plant water planting system | |
| KR102559161B1 (en) | Submerged Hydroponic Nutrient Solution System | |
| CN105993709A (en) | Greenhouse with cultivation of tide-type irrigation | |
| JP2002125495A (en) | Apparatus for solution cultivation | |
| RU2801952C1 (en) | Method for controlled cultivation of plants in artificial conditions (variants) and a complex for its implementation | |
| KR101740571B1 (en) | Circulation type deep flow technique apparatus for producing seed potatoes and cultivation method using the same | |
| JP2500380B2 (en) | Nutrient solution supply method for continuous tomato production equipment | |
| US20160088809A1 (en) | Methods of cannabis cultivation using a capillary mat | |
| CN110771452A (en) | Method for planting high-sugar tomatoes by irrigating root-dividing area in greenhouse | |
| Goswami et al. | Soil-less culture (hydroponics)—A review | |
| Mbiri et al. | An alternative technology for pre-basic seed potato production-sand hydroponics. | |
| KR20180054239A (en) | Smart-farm system for Sprout ginseng | |
| RU2535739C1 (en) | Method of growing green fodder mass on substrate | |
| KR101402744B1 (en) | Apparatus for hydroponics development of grafted cactus using bottom matt without bench and method thereof | |
| RU2693721C1 (en) | Aero-hydroponic plant for growing plants in vitro | |
| JP5981494B2 (en) | Plant cultivation universal pot and storage tray | |
| KR101773848B1 (en) | Hydroponics system to prevent the spread insects | |
| CN213029408U (en) | Slot type soilless culture device | |
| RU2711014C1 (en) | Method of creating a water mode of soil for growing seedlings from seeds of flowering plants | |
| KR102601685B1 (en) | Accelerated cultivation device for edible shoots of a fatsia |