Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для межрядкового досвечивания тепличных растений

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к производству овощей в защищенном грунте, в теплицах с автоматической системой управления факторами среды путем локального досвечивания растений на фоне общего освещения.

Излучение солнца является основным ресурсом, определяющим выбор культивационных сооружений, набор культур и сроки их выращивания в конкретной местности. По количеству падающей суммарной фотосинтетически активной радиации (ФАР) территорию Российской Федерации делят на световые зоны. В современных тепличных хозяйствах используют системы с автоматической регуляцией базовых параметров среды (концентрации СО₂, минерального и водного питания). Вопросы оптимизации светового режима на производстве решаются индивидуально в зависимости от имеющихся типов источников освещения, стоимости энергоресурсов, типа культур. Выбор оптимального сочетания факторов среды для обеспечения высокой рентабельности производства в защищенном грунте является нетривиальной задачей. Требуется не только учесть физиологические особенности культур, но и стоимость ресурсов.

Известно устройство выравнивания степени облученности в производственных помещениях (патент RU 2328652, МПК F21V 21/02, заявл. 01.12.2006, опубл. 10.07.2008, бюл. №19).

Оно содержит светильники и несущий трос со свободными концами, закрепленными на потолочных анкерах, и связанные с несущим тросом вспомогательные отрезки троса. Свободные концы несущего троса закреплены на барабанах с возможностью возвратно-поступательного движения.

Устройство позволяет изменять высоту подвеса светильников и тем самым регулировать степень облученности растений.

Недостаток устройства заключается в том, что при изменении высоты подвеса светильников изменяется степень облученности растений по их высоте. Сложно поддерживать суммарную фотосинтетическую активную радиацию (ФАР).

Известно устройство для облучения растений (патент RU 2318368, МПК A01G 9/24, заявл. 15.02.2006, опубл. 10.03.2008, бюл. №7). Это устройство для облучения растений содержит корпус, состоящий из четырех прямоугольных жалюзийных экранов, выполненных из отражающего материала, например стали, алюминия, и прикрепленных к каркасу, образованному из отдельных сегментов, соединенных с помощью шарнирных соединений. Жалюзийные экраны прикреплены к каркасу посредством системы управления и биметаллических пластин, установленных в двух противоположных по диагонали шарнирных соединениях. К каркасу с внутренней стороны напротив жалюзийных экранов закреплены нагревательные элементы в форме крупной сетки. Внутри корпуса помещен источник света и автоматическое управляющее устройство. К каркасу также прикреплены устройства для изменения высоты подвеса. В теплице устройство располагают между растениями.

Недостаток устройства заключается в том, что при перемещении источника света по высоте изменяется степень облученности растений по их высоте.

Известно техническое решение (патент RU 2490868, МПК A01G 7/04 - прототип), которое имеет основные источники искусственного света, расположенные на уровне верхнего яруса листьев, и дополнительные источники искусственного света, установленные на регулируемых по высоте подвесах на уровне среднего и нижнего ярусов.

Недостатком данного способа является повышенный расход электрической энергии за счет дополнительных боковых источников света и недостаточно равномерное распределение света.

Технический результат изобретения - повышение равномерности и эффективности распределения световой энергии.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для межрядкового досвечивания тепличных растений в защищенном грунте, включающем основные источники искусственного света, расположенные на уровне верхнего яруса листьев, и дополнительные источники искусственного света, установленные на регулируемых по высоте подвесах на уровне среднего и нижнего ярусов, согласно изобретению дополнительные источники искусственного света выполнены в виде отражателей, состоящих из каскадов шарнирно соединенных между собой зеркал с вогнутой поверхностью, расположенных параллельно относительно друг другу в вертикальной плоскости и повернутых друг к другу тыльной стороной зеркал, при этом между каскадами зеркал расположено устройство управления положением зеркал в вертикальной плоскости, которое выполнено в виде подвижных регулируемых по длине штанг, соединенных между собой шарнирами, причем длина предыдущих зеркал относительно длины последующих зеркал взята в соотношении 1:2.

Новизна состоит в том, что предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность использования искусственного досвечивания при культивировании растений на площадях защищенного грунта, способствует ускорению формирования урожая и повышению продуктивности за счет бокового досвечивания среднего и нижнего ярусов, которое обеспечивает двухстороннее зеркало с изменяющейся кривизной отражения падающего света от ламп искусственного досвечивания, причем кривизну зеркал на угол от 10 до 80 градусов относительно вертикали обеспечивает устройство управления зеркалами посредством шарниров, а вертикальное перемещение осуществляется тросом и механизмом поднятия зеркал.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано устройство для межрядкового досвечивания тепличных растений в рабочем состоянии; на фиг. 2 показано устройство для межрядкового досвечивания тепличных растений при сборе урожая.

Устройство для межрядкового досвечивания тепличных растений расположено между рядами растений, листья и плоды которого расположены на его верхнем 1, среднем 2 и нижнем 3 ярусах. Источник искусственного света 4 расположен на уровне листьев верхнего яруса 1 и от него прямые лучи 5 падают на растения. В устройстве установленные на регулируемых по высоте подвесах на уровне среднего и нижнего ярусов 2 и 3 дополнительные источники искусственного света выполнены в виде отражателей, состоящих из каскадов шарнирно соединенных между собой зеркал 6 с вогнутой поверхностью, от которых отраженные лучи досвечивания 7 падают на растения нижних ярусов. Зеркала 6 с соединены между собой шарнирами 8, расположены параллельно относительно друг другу в вертикальной плоскости и повернуты друг к другу тыльной стороной, при этом между каскадами зеркал расположено устройство управления 9 положением зеркал в вертикальной плоскости, которое выполнено в виде подвижных регулируемых по длине штанг 10, соединенных между собой шарнирами 8 и механизма 11 для поднятия зеркал 6. Причем длина предыдущих зеркал относительно длины последующих зеркал взята в соотношении 1:2.

В качестве источника искусственного света 4 применяется одна из разновидностей натриевых ламп высокого давления, зеркальная лампа ДНаЗ или светильники с мощными светодиодами. Устройство 9 управления зеркалами 6 представляет собой подвижные регулируемые штанги 10, закрепленные между шарнирами 8. Механизм 11 поднятия зеркал выполнен в виде реверсивного мотор-редуктора. Два зеркала 6 с изменяющейся кривизной выполнены из материала с высоким коэффициентом отражения световых лучей, и посредством шарниров 8 устройство 9 управления зеркалами может изменять угол от 10 (верх) до 80 градусов (низ) относительно вертикали.

Устройство для межрядкового досвечивания тепличных растений работает следующим образом.

При сборе урожая или техническом обслуживании растений два зеркала 6 в сложенном виде (фиг. 2) механизмом 11 подняты на некоторую высоту h, достаточную для прохождения техники и обслуживающего персонала. Пространство между зеркалами 6 и рядками растений также достаточно для выполнения технических работ.

В режиме досвечивания механизмом 11 с помощью штанги 10 зеркала 6 опускаются вниз. Одновременно, в зависимости от вида растений, устройством 9 управления зеркалами изменяют кривизну зеркал на угол от 10 (верх) до 80 градусов (низ) относительно вертикали.

Известно, что угол падения светового потока на поверхность зеркала равен углу отражения. Поэтому отраженные лучи света от зеркал поддерживают физиологическую активность листьев среднего и нижнего ярусов растений, обеспечивающих формирование плодов, и происходит интенсивный налив плодов.

Достоинство предлагаемого устройства для межрядкового досвечивания тепличных растений заключается в том, что оно без дополнительных источников (дополнительной электрической энергии) позволяет повысить эффективность использования искусственного досвечивания при культивировании растений на площадях защищенного грунта, способствует ускорению формирования урожая и повышению продуктивности на всех ярусах растений.