1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6516
(13) U
(46) 2010.08.30
(51) МПК (2009)
A 01B 31/00
(54) ГИДРОПОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ТЕПЛИЦ
(21) Номер заявки: u 20100088
(22) 2010.02.01
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аг-
рарный технический университет"
(BY)
(72) Автор: Синяков Анатолий Леонидович
(BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение обра-
зования "Белорусский государствен-
ный аграрный технический универси-
тет" (BY)
(57)
Гидропонная система для теплиц, содержащая управляющий компьютер и оборудо-
ванные микротрубками поливочные шланги-трубы, расположенные между рядами расте-
ний и присоединенные входами к выходам распределительных коллекторов питательного
раствора, которые подключены входами через подающие трубопроводы и основные элек-
тромагнитные клапаны к расположенному вдоль технологической дорожки теплицы ма-
гистральному трубопроводу, присоединенному входом к выходу растворного узла,
размещенного в коридоре теплицы, отличающаяся тем, что она снабжена установкой по-
дачи воздуха корням растений, содержащей оборудованные гибкими трубками с перфо-
рированными выходами раздаточные трубы, распределительные коллекторы воздуха,
дополнительные электромагнитные клапаны, воздухопровод, оборудованный регулятором
давления ресивер и компрессор, при этом оборудованные гибкими трубками с перфориро-
ванными выходами раздаточные трубы расположены между рядами растений около поли-
вочных шлангов-труб и присоединены входами к выходам расположенных около
Фиг. 1
BY6516U2010.08.30
2. BY 6516 U 2010.08.30
2
технологической дорожки распределительных коллекторов воздуха, входы которых через
дополнительные электромагнитные клапаны присоединены к размещенному вдоль техно-
логической дорожки воздухопроводу, присоединенному входом к выходу оборудованного
регулятором давления ресиверу, ко входу которого подключен выход компрессора, сооб-
щенного входом с воздушной средой теплицы.
(56)
1. Министерство плодоовощного хозяйства СССР. Выращивание томатов в весенних
теплицах с калориферным обогревом, оборудованных малогабаритной гидропонной уста-
новкой Адлерской овощной опытной станции НИЧОХ, в условиях субтропической зоны
Краснодарского края. Рекомендации. - М: Агропромиздат, 1985. - С. 5-6.
2. Синяков А.Л. и др. Повышение эффективности выращивания овощей в защищен-
ном грунте // Агропанорама, БГАТУ. -1997. - № 1. - С. 26-28.
Предлагаемое техническое решение относится к гидропонным системам, которые ис-
пользуются для приготовления и подачи по программе питательного раствора выращива-
емым в теплицах на малых объемах субстрата растениям.
Известна гидропонная система, осуществляющая приготовление и подачу питательно-
го раствора растениям [1].
Гидропонная система содержит растворный узел, накопительную емкость питательно-
го раствора, расположенную на высоте 5 м от уровня пола теплицы, оборудованные мик-
ротрубками поливочные шланги-трубы, расположенные между рядами растений и
подключенные к выходам распределительного коллектора питательного раствора; желоба,
выполненные из труб с продольными щелями, которые оборудованы дренажной системой и
заполнены торфокубиками, которые являются субстратом для корневой системы растений.
Работает известная гидропонная система следующим образом. В растворном узле при-
готавливают питательный раствор для растений с требуемыми электропроводностью и
кислотностью и насосом подают в накопительную емкость, расположенную на высоте 5 м
от уровня пола теплицы. Из емкости питательный раствор самотеком через распредели-
тельный коллектор, шланги-трубы с микротрубками подается каждому растению, корни
которых находятся в торфокубиках, размещенных в трубах-желобах, при этом каждому
растению раствор подается порциями по 0,1 кг в течение всего светлого времени суток, из
расчета 3 литра на одно растение.
К недостаткам известной системы следует отнести сложность конструкции и эксплуа-
тации и пониженную эффективность работы.
Сложность конструкции системы обусловлена наличием в системе емкости питатель-
ного раствора, расположенной на высоте 5 м от уровня пола теплицы, а также труб-
желобов, в которых размещены торфокубики для корней растений.
Сложность эксплуатации обусловлена сложностью очистки накопительной емкости от
грязи, а также сложностью извлечения и загрузки торфокубиков в желоба.
Пониженная эффективность работы обусловлена неравномерностью подачи питатель-
ного раствора растениям, а также применением в качестве субстрата торфокубиков, кото-
рые вступают в химические реакции с химическим составом питательного раствора, что
отрицательно влияет на урожайность растений. Эксплуатация системы показала, что она
обеспечивает повышение урожайности помидоров в 1,5...2 раза по сравнению с выращи-
ванием помидоров в теплицах на почвогрунтах.
Наиболее близкой к заявляемой конструкции гидропонной системы для выращивания
растений является система, содержащая секционированную ирригационную сеть, каждая
секция которой содержит оборудованные микротрубками поливочные шланги-трубы,
3. BY 6516 U 2010.08.30
3
расположенные между рядами растений и присоединенные входами через секционный
распределительный коллектор питательного раствора, секционный электромагнитный
клапан и магистральный трубопровод к выходу расположенного в технологическом кори-
доре узла приготовления питательного раствора [2].
Эта система работает следующим образом. В растворном узле приготавливают пита-
тельный раствор с требуемыми электропроводностью и кислотностью и после тщательной
его очистки в фильтрах грубой и тонкой очистки силовым насосом через магистральный
трубопровод, при открытом электромагнитном клапане первой секции ирригационной се-
ти, секционный распределительный коллектор и микротрубки, которыми оборудованы
поливочные шланги-трубы, подают каждому растению, которые выращиваются на 1/6 га
теплицы. При этом установка обеспечивает подачу питательного раствора каждому расте-
нию в количестве 0,1 кг за время первого полива. После того как растение поглотит из пи-
тательного раствора растворенные в нем соли, микроэлементы и часть воды, обедненный
раствор поступает в дренажные каналы и удаляется в сборник дренажа.
После подачи питательного раствора растениям через первую секцию ирригационной
сети система приготавливает и подает питательный раствор растениям через вторую сек-
цию ирригационной сети и т.д.
К недостатку этой гидропонной системы следует отнести ее пониженную эффектив-
ность работы.
Пониженная эффективность работы обусловлена тем, что за период выращивания рас-
тений постепенно уменьшается поступление воздуха к корням растений из-за отложения
солей питательного раствора в минераловатных матах, увеличения их плотности при
увлажнении и воздействии массы растений, в результате чего растения испытывают кис-
лородное голодание, что сказывается на урожайности растений.
Задачей предлагаемой полезной модели гидропонной системы для теплиц является
повышение эффективности ее работы.
Поставленная задача решается тем, что гидропонная система для теплиц, содержащая
управляющий компьютер и оборудованные микротрубками поливочные шланги-трубы,
расположенные между рядами растений и присоединенные входами к выходам распреде-
лительных коллекторов питательного раствора, которые подключены входами через по-
дающие трубопроводы и основные электромагнитные клапаны к расположенному вдоль
технической дорожки теплицы магистральному трубопроводу, присоединенному входом к
выходу растворного узла, расположенного в коридоре теплицы, снабжена установкой по-
дачи воздуха корням растений, которая содержит оборудованные гибкими трубками с
перфорированными выходами раздаточные трубы, распределительные коллекторы возду-
ха, дополнительные электромагнитные клапаны, воздухопровод, оборудованный регуля-
тором давления ресивер и компрессор, при этом оборудованные гибкими трубками с
перфорированными выходами раздаточные трубы расположены между рядами растений
около поливочных шлангов-труб и присоединены входами к выходам расположенных
около технологической дорожки теплицы распределительных коллекторов воздуха, входы
которых через дополнительные электромагнитные клапаны присоединены к размещенно-
му вдоль технологической дорожки воздухопроводу, присоединенному входом к выходу
оборудованного регулятором давления ресиверу, ко входу которого подключен выход
компрессора, сообщенного входом с воздушной средой теплицы.
Сущность предлагаемой полезной модели гидропонной системы для теплиц поясняет-
ся следующими графическими изображениями: на фиг. 1 изображена схема гидропонной
системы для тепла; на фиг. 2 - схема подачи воздуха корням растений; на фиг. 3 - электри-
ческая схема системы управления работой гидропонной системы.
Гидропонная система для теплиц содержит управляющий компьютер 1, растворный
узел 2, размещенный в коридоре 3 теплицы 4, оборудованные микропатрубками 5 полив-
ные шланги-трубы 6, расположенные между рядами 7 растений, выращиваемых на мине-
4. BY 6516 U 2010.08.30
4
раловатных матах и присоединенных входами к выходам распределительных коллекторов
8, 9, 10, 11 питательного раствора, которые подключены выходами через подающие тру-
бопроводы 12, 13, 14, 15 и основные электромагнитные клапаны 16, 17, 18, 19 соответ-
ственно с катушками 20, 21, 22, 23 к расположенному вдоль технологической дорожки 24
теплицы 4 магистральному трубопроводу 25, присоединенному входом к выходу раствор-
ного узла 2.
Для повышения эффективности работы гидропонная система снабжена установкой
подачи воздуха корням растений, которая содержит оборудованные гибкими трубками 26
с перфорированными выходами 27 раздаточные трубы 28, распределительные коллекторы
29, 30, 31, 32 воздуха, дополнительные электромагнитные клапаны 33, 34, 35, 36 с катуш-
ками соответственно 37, 38, 39, 40, воздухопровод 41, оборудованный регулятором давле-
ния 42 с контактом 43 ресивер 44, компрессор 45 с приводным электродвигателем 46.
При этом оборудованные гибкими трубками 26 с перфорированными выходами 27
раздаточные трубы 28 расположены между рядами 7 растений около поливочных шлан-
гов-труб 6 и присоединены входами к выходам расположенных около технологической
дорожки 24 теплицы 4 распределительных коллекторов 29, 30, 31, 32 воздуха, входы ко-
торых через дополнительные электромагнитные клапаны 33, 34, 35, 36 присоединены к
размещенному вдоль технологической дорожки 24 воздухопроводу 41, присоединенному
входом к выходу оборудованного регулятором давления 42 с контактом 43 ресиверу 44, ко
входу которого подключен выход компрессора 45, сообщенного входом с воздушной сре-
дой теплицы 4, а перфорированные выходы 27 гибких трубок 26 расположены в минера-
ловатных матах под корнями растений.
Работа заявляемой гидропонной системы автоматизирована.
Для этого гидропонная система дополнительно снабжена автоматическим выключате-
лем 47, четырьмя промежуточными реле: с катушкой 48 и контактами 49, 50; с катушкой
51 и контактами 52, 53; с катушкой 54 и контактами 55, 56; с катушкой 57 и контактами
58, 59, а также магнитным пускателем с катушкой 60 и контактами 61. Управление рабо-
той системы осуществляет компьютер 1 с контактами 62, 63, 64 и 65.
Заявляемая гидропонная система работает следующим образом.
При замыкании автоматического выключателя 47 к электросети подключается компь-
ютер, 1 и по его команде растворный узел 2 приготавливает питательный раствор с требу-
емыми электропроводностью и кислотностью. К электросети подключается регулятор
давления 42 в ресивере 44, он срабатывает и замыкает контакт 43, при этом срабатывает
магнитный пускатель с катушкой 60 и замыканием контактов 61 вводит в работу двига-
тель 46 компрессора 45. Компрессор забирает теплый воздух из теплицы 4 и нагнетает его
в ресивер 44. Когда давление воздуха в ресивере 44 достигает требуемого значения, то
срабатывает регулятор 42 и прекращает работу компрессора 45. После того как подготов-
лен питательный раствор и воздух в ресивере находится под требуемым давлением, ком-
пьютер 1 замыкает контакт 62, при этом срабатывает реле с катушкой 48 и подключает к
электросети через контакты 49 и 50 катушки 20 и 40 электромагнитных клапанов 16 и 36.
С открытием клапана 16 питательный раствор из растворного узла 2 подается насосом (на
фиг. 3 не показан) через подающий трубопровод 12, распределительный коллектор 8, по-
ливочные шланги-трубы 6 и микротрубки 5 растениям, выращиваемым на минераловат-
ных матах.
В это же время с открытием электромагнитного клапана 36 воздух из ресивера 44 че-
рез воздухопровод 41, распределительный коллектор 32, раздаточные трубы 28, гибкие
трубки 26 с перфорированными выходами 27 подается корням растений, получающих пи-
тательный раствор через распределительный коллектор 11. Процесс подачи питательного
раствора и воздуха корням растений продолжается до тех пор, пока каждое растение не
получит по 0,1 кг раствора.
5. BY 6516 U 2010.08.30
5
После этого компьютер размыкает контакт 62 и замыкает контакт 63. В этом случае
открываются клапаны 17 и 33 и питательный раствор подается растениям через распреде-
лительный коллектор 9, а воздух подается корням растений через распределительный
коллектор 29. Процесс подачи питательного раствора растениям через коллектор 9 и воз-
духа корням растений через распределительный коллектор 29 будет продолжаться до тех
пор, пока растения не получат по 0,1 кг питательного раствора. Далее процесс подачи пи-
тательного раствора и воздуха растениям повторяется.
В отличие от известной системы заявленная гидропонная система подает по програм-
ме не только питательный раствор растениям, но и воздух корням растений, что способ-
ствует повышению урожайности растений.
Таким образом, в процессе работы заявляемой гидропонной системы для теплиц про-
исходит достижение поставленной задачи: повышение эффективности работы системы за
счет подачи воздуха корням растений при помощи установки подачи воздуха, которой
оборудована система.
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
![BY 6516 U 2010.08.30
2
технологической дорожки распределительных коллекторов воздуха, входы которых через
дополнительные электромагнитные клапаны присоединены к размещенному вдоль техно-
логической дорожки воздухопроводу, присоединенному входом к выходу оборудованного
регулятором давления ресиверу, ко входу которого подключен выход компрессора, сооб-
щенного входом с воздушной средой теплицы.
(56)
1. Министерство плодоовощного хозяйства СССР. Выращивание томатов в весенних
теплицах с калориферным обогревом, оборудованных малогабаритной гидропонной уста-
новкой Адлерской овощной опытной станции НИЧОХ, в условиях субтропической зоны
Краснодарского края. Рекомендации. - М: Агропромиздат, 1985. - С. 5-6.
2. Синяков А.Л. и др. Повышение эффективности выращивания овощей в защищен-
ном грунте // Агропанорама, БГАТУ. -1997. - № 1. - С. 26-28.
Предлагаемое техническое решение относится к гидропонным системам, которые ис-
пользуются для приготовления и подачи по программе питательного раствора выращива-
емым в теплицах на малых объемах субстрата растениям.
Известна гидропонная система, осуществляющая приготовление и подачу питательно-
го раствора растениям [1].
Гидропонная система содержит растворный узел, накопительную емкость питательно-
го раствора, расположенную на высоте 5 м от уровня пола теплицы, оборудованные мик-
ротрубками поливочные шланги-трубы, расположенные между рядами растений и
подключенные к выходам распределительного коллектора питательного раствора; желоба,
выполненные из труб с продольными щелями, которые оборудованы дренажной системой и
заполнены торфокубиками, которые являются субстратом для корневой системы растений.
Работает известная гидропонная система следующим образом. В растворном узле при-
готавливают питательный раствор для растений с требуемыми электропроводностью и
кислотностью и насосом подают в накопительную емкость, расположенную на высоте 5 м
от уровня пола теплицы. Из емкости питательный раствор самотеком через распредели-
тельный коллектор, шланги-трубы с микротрубками подается каждому растению, корни
которых находятся в торфокубиках, размещенных в трубах-желобах, при этом каждому
растению раствор подается порциями по 0,1 кг в течение всего светлого времени суток, из
расчета 3 литра на одно растение.
К недостаткам известной системы следует отнести сложность конструкции и эксплуа-
тации и пониженную эффективность работы.
Сложность конструкции системы обусловлена наличием в системе емкости питатель-
ного раствора, расположенной на высоте 5 м от уровня пола теплицы, а также труб-
желобов, в которых размещены торфокубики для корней растений.
Сложность эксплуатации обусловлена сложностью очистки накопительной емкости от
грязи, а также сложностью извлечения и загрузки торфокубиков в желоба.
Пониженная эффективность работы обусловлена неравномерностью подачи питатель-
ного раствора растениям, а также применением в качестве субстрата торфокубиков, кото-
рые вступают в химические реакции с химическим составом питательного раствора, что
отрицательно влияет на урожайность растений. Эксплуатация системы показала, что она
обеспечивает повышение урожайности помидоров в 1,5...2 раза по сравнению с выращи-
ванием помидоров в теплицах на почвогрунтах.
Наиболее близкой к заявляемой конструкции гидропонной системы для выращивания
растений является система, содержащая секционированную ирригационную сеть, каждая
секция которой содержит оборудованные микротрубками поливочные шланги-трубы,](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)