Панель с канавками для выращивания на плаву растений, выполненная с возможностью укладывания в стопу - RU2758116C2
Код документа: RU2758116C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к панели для выращивания на плаву на воде растений, выполненной с возможностью укладывания в стопу, причем указанная панель содержит множество параллельных канавок на верхней стороне указанной панели, которые проходят в продольном направлении панели и выполнены с возможностью принятия в себя субстрата и некоторого количества растений или их предшественников в субстрате, причем на указанной верхней стороне длина каждой канавки по меньшей мере в 10 раз больше, чем ширина канавки, причем каждая канавка проходит через панель от первой плоскости на указанной верхней стороне до второй плоскости, параллельной указанной первой плоскости и расположенной на расстоянии от указанной первой плоскости. Изобретение также относится к системе и к способу заполнения такой панели субстратом и растениями или их предшественниками.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Такая панель известна из японской патентной публикации JPH10155378A, в которой описана панель для выращивания, выполняемая, например, из пенополистирола, с боковыми частями, между которыми предусмотрена опорная сетка, расположенная в части панели, имеющей выемку. Когда полоса ленты с саженцами расположена в выемке и опирается на сетку, корни саженцев могут прорастать через сетку, через слой воздуха к поверхности воды, на которой плавает панель. Некоторое количество таких панелей для выращивания могут быть введены параллельно в соответствующие части для приема разделительной панели. Во время роста растений из саженцев пространство между панелями для выращивания может быть увеличено посредством перемещения панелей в другую разделительную панель, в которой части для приема находятся дальше друг от друга.
Недостаток этой обычной панели заключается в том, что корни растений запутываются в сетке, требуя дополнительной работы во время сбора выросших растений и во время очистки панели для повторного использования. Более того, корни могут цепляться за боковые части панели для выращивания под опорной сеткой, эффективно действуя в качестве впитывающего элемента, который переносит воду от поверхности воды вдоль боковых частей к полоске в выемке. Это препятствует образованию воздушных корней и может вызывать гниение в растениях.
Целью настоящего изобретения является предоставление панели, системы и способа, в которых эти недостатки по меньшей мере частично преодолены.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С этой целью в соответствии с первым аспектом изобретения предоставляется панель для выращивания на плаву на воде растений, выполненная с возможностью укладывания в стопу, причем указанная панель содержит множество параллельных канавок на верхней стороне указанной панели, которые проходят в продольном направлении панели и выполнены с возможностью принятия в них субстрата и некоторого количества растений или их предшественников в субстрате, причем на указанной верхней стороне длина каждой из канавок по меньшей мере в 10 раз больше, чем ширина канавки, причем каждая канавка проходит через панель от первой плоскости на указанной верхней стороне до второй плоскости, параллельной указанной первой плоскости и расположенной на расстоянии от указанной первой плоскости, причем панель содержит множество воздушных камер у своей нижней стороны, которые проходят по существу под второй плоскостью, причем каждая из указанных воздушных камер выполнена с возможностью образования в ней воздушных корней растений или их предшественников, которые поддерживаются в субстрате одной или более канавок, причем каждая из камер содержит потолок, в который выходит одна или более из указанных канавок и который переходит в периферическую боковую стенку, отделяющую указанную камеру от других воздушных камер и имеющую периферический нижний край, выполненный с возможностью прохождения в воду, когда панель плавает на воде, причем, у указанной второй плоскости каждая канавка расположена на расстоянии от периферической боковой стенки воздушной камеры, в которую она выходит, если смотреть в проекции на плоскость, перпендикулярную к продольному направлению, причем каждая из указанных канавок содержит по меньшей мере две боковые опорные поверхности, которые проходят параллельно канавке и под верхней стороной, причем указанные боковые опорные поверхности выполнены с возможностью по существу полной поддержки субстрата в канавке. Боковые опорные поверхности являются предпочтительно закрытыми поверхностями и, как правило, являются единым целым с панелью.
Корни растений или их предшественников не могут зацепляться с боковыми опорными поверхностями и могут свешиваться прямо из субстрата вниз в воду. Так как каждая канавка расположена на расстоянии от периферической боковой стенки воздушной камеры, в которую она выходит, корни растений или их предшественников не растут на периферической боковой стенке, а располагаются на расстоянии от нее. Исключается загнивание корней из-за их постоянного контакта с водой, которая прилипает к стенке из-за капиллярного эффекта, и сильные воздушные корни могут расти от второй плоскости вниз к поверхности воды.
Периферический нижний край предпочтительно выполнен с возможностью прохождения, например, слегка в воду, когда панель плавает на воде для того, чтобы по существу не задерживать поток воды в камеры и из камер. Таким образом, может быть предотвращен застой воды в каждой камере. В то же время предотвращается поток воздуха через периферические боковые стенки камер или под периферическими боковыми стенками камер.
В одном варианте осуществления указанные боковые опорные поверхности являются обращенными друг к другу боковыми опорными поверхностям, которые сходятся на конус друг к другу в направлении от первой плоскости ко второй плоскости. Хотя боковые опорные поверхности могут переходить в верхние стороны, предпочтительно, если между верхней стороной и двумя боковыми опорными поверхностями предусмотрены соответствующие две стенки, которые параллельны продольному направлению и по существу перпендикулярны к первой плоскости.
В одном варианте осуществления каждая из указанных воздушных камер выполнена с возможностью принятия в себя воздушных корней от растений или их предшественников, которые поддерживаются в субстрате двух или более из указанных канавок. Растения или их предшественники поддерживаются в различных канавках, которые выходят в одну и ту же воздушную камеру.
В одном варианте осуществления внутри каждой воздушной камеры расположена внутренняя периферическая стенка, которая проходит от потолка и на расстоянии от указанной периферической боковой стенки воздушной камеры.
В одном варианте осуществления каждая из указанных канавок имеет ширину, находящуюся в диапазоне от 0,3 до 3 см. Предпочтительно, если на верхней стороне канавки имеют ширину, находящуюся в диапазоне от 1,5 до 3 см, и в местоположении, где они выходят в свои воздушные камеры, имеют ширину, находящуюся в диапазоне от 0,25 до 0,5 см.
В одном варианте осуществления указанные боковые опорные поверхности обращены друг к другу и каждая из них проходит непосредственно под первой плоскостью по существу ко второй плоскости.
В одном варианте осуществления указанные канавки выполнены с возможностью непосредственного приема в себя субстрата и растений или их предшественников.
В одном варианте осуществления канавки выполнены с возможностью по существу быть полностью заполненными субстратом и некоторым количеством растений или их предшественников в субстрате.
В одном варианте осуществления указанная периферическая боковая стенка является по существу воздухонепроницаемой стенкой и переходит в указанный потолок, причем потолок содержит отверстие, расположенное на расстоянии от указанной канавки и выполненное с возможностью обеспечения прохождения воздуха между верхней стороной и камерой. На верхней стороне панели отверстие предпочтительно выходит между двумя канавками. Когда две или более канавок выходят в одну и ту же воздушную камеру, например, как описано здесь выше, отверстие может проходить по существу перпендикулярно к первой плоскости от верхней стороны панели и в камеру.
В одном варианте осуществления на нижней стороне панели предусмотрены ножки, каждая из которых имеет дистальный конец, выполненный с возможностью быть частично погруженным в воду на первое расстояние от указанной второй плоскости в направлении, перпендикулярном к указанной второй плоскости.
В одном варианте осуществления указанная периферическая боковая стенка имеет периферический дистальный край, расположенный на втором расстоянии от указанной второй плоскости в направлении, перпендикулярном к указанной второй плоскости, причем указанное второе расстояние меньше, чем указанное первое расстояние.
В одном варианте осуществления указанная панель, на указанной верхней стороне и под указанной первой плоскостью, содержит поверхности для укладывания в стопу, выполненные с возможностью поддерживания на них ножек дополнительной панели идентичной конструкции, причем указанные поверхности для укладывания в стопу переходят в наклонные элементы, которые выступают к указанной первой плоскости дальше, чем опорные поверхности. Предпочтительно, поверхности для укладывания в стопу являются по существу плоскими и проходят параллельно первой плоскости, причем указанные наклонные элементы, по меньшей мере в местах, где они переходят в поверхности для укладывания в стопу, проходят под углом к поверхности для укладывания в стопу. Как правило, панель будет содержать первую поверхность для укладывания в стопу и вторую поверхность для укладывания в стопу, обе проходящие по существу параллельно указанным канавкам, причем, если смотреть в проекции на указанную первую плоскость, все канавки расположены между первой и второй поверхностями для укладывания в стопу.
В одном варианте осуществления указанные канавки, по меньшей мере на верхней стороне панели, проходят по всей длине панели.
В одном варианте осуществления ножки содержат отверстия и/или части с выемкой для того чтобы, после укладывания панели в стопу на другую панель идентичной конструкции, обеспечивать прохождение воздуха через указанные отверстия и/или через указанные части с выемками в воздушные камеры панели и из воздушных камер панели, которая уложена в стопу на указанную другую панель.
В одном варианте осуществления указанное множество канавок выполнено с возможностью обеспечения уплотнения в них субстрата посредством перемещения одного цилиндрического валка через указанную верхнюю сторону вдоль продольного направления.
В одном варианте осуществления панель содержит верхнюю часть, которая содержит верхнюю сторону и боковые опорные поверхности канавок, причем верхняя сторона и боковые опорные поверхности, и какие-либо части верхней части между верхней стороной и боковыми опорными поверхностями являются по существу непроницаемыми для воздуха и воды; панель также содержит нижнюю часть, соединенную с указанной верхней частью и содержащую периферические боковые стенки воздушных камер, причем плотность нижней части по меньшей мере в 1,5 раза меньше, чем плотность верхней части. Например, верхняя часть может быть по существу выполнена или может содержать материал с относительно высокой плотностью, такой как полиэтилен или пропилен, и нижняя часть может быть выполнена или может содержать материал с более низкой плотностью, такой как, например, пенопласт, такой как пенополистирол, пенополипропилен, пенополиолефин, пенополиэтилен или полиуретан. Воздухонепроницаемость и водонепроницаемость верхней части обеспечивает невозможность прохождения влажности через верхнюю часть к верхней стороне, где она может входить в контакт с растением. Так как нижняя часть не входит в контакт с растениями или их предшественниками, эта часть не обязательно должна быть водонепроницаемой. Более низкая плотность нижней части обеспечивает дополнительную плавучесть панели. Предпочтительно, верхняя часть дополнительно содержит потолки воздушных камер, чтобы по существу обеспечивать водонепроницаемость потолков.
Хотя верхняя часть и нижняя часть могут быть соединены друг с другом без возможности съема, например, посредством приклеивания или сварки, это не является требованием. В одном варианте осуществления верхняя часть и нижняя часть соединены друг с другом с возможностью съема предпочтительно так, чтобы при установке верхней части на нижнюю часть ее можно было отсоединить от нижней части посредством перемещения верхней части от нижней части в направлении, перпендикулярном к первой плоскости, и так, чтобы перемещение верхней части относительно нижней части в направлении, параллельном первой плоскости, по существу предотвращалось. Например, нижняя часть может содержать один или более штырей, которые выступают от верхней стороны нижней части в направлении, перпендикулярном ко второй плоскости, и верхняя часть может содержать одно или более соответствующих гнезд в нижней стороне верхней части для приема штыря или штырей, или наоборот. После использования панели для выращивания растений, верхняя часть может быть, таким образом, отсоединена от нижней части для очистки.
В одном варианте осуществления на верхнюю сторону, на боковые опорные поверхности канавок и на какие-либо части панели между верхней стороной и боковыми опорными поверхностями полностью нанесено покрытие, которое является непроницаемым для воздуха и воды. Таким образом, предотвращается прохождение влажности через покрытие снизу верхней стороны к частям растений, таким как листья, которые опираются на верхнюю сторону, где влажность может вызывать гниение этих частей растения.
В одном варианте осуществления на панель по существу полностью нанесено покрытие, которое является непроницаемым для воздуха и воды. Вся панель, таким образом, может быть легко очищена. Покрытие может быть нанесено на панель, например, посредством распыления покрытия на панель, или посредством погружения покрываемых поверхностей панели в емкость, содержащую жидкое покрытие.
В одном варианте осуществления плоскость, перпендикулярная к первой плоскости, проходит между двумя боковыми опорными поверхностями каждой из канавок и параллельна канавке, причем внутренний угол между каждой из указанных боковых опорных поверхностей и указанной плоскостью находится в диапазоне от 60 до 80 градусов, предпочтительно в диапазоне от 70 до 75 градусов. Получающиеся в результате относительно узкие канавки помогают обеспечивать образование большей части корней растения в воздушной камере, а не в субстрате в канавке.
В одном варианте осуществления потолок каждой из воздушных камер, по меньшей мере вблизи того места, где канавка выходит в воздушную камеру, проходит по существу внутри плоскости под углом, находящимся в диапазоне от 0 до 20 градусов ко второй плоскости. Предпочтительно, чтобы потолки проходили по существу параллельно первой и второй плоскости, так как это существенно упрощает изготовление панели.
В соответствии со вторым аспектом настоящее изобретение предоставляет систему для размещения растений или их предшественников в панели по любому из предшествующих пунктов, содержащую:
раму;
конвейер, прикрепленный к указанной раме и выполненный с возможностью перемещения панели в ее продольном направлении относительно рамы;
дозирующее устройство (103) для растений или их предшественников, установленное на раму и расположенное над конвейером, причем дозирующее устройство выполнено с возможностью выдачи указанных растений или их предшественников в канавки указанной панели во время перемещения панели относительно рамы. Когда во время дозирования панель перемещается вдоль своего продольного направления, расстояние, при котором растения или их предшественники выдаются в канавки, может изменяться непрерывным образом.
В одном варианте осуществления система дополнительно содержит выдачное устройство для субстрата, выполненное с возможностью заполнения указанных канавок панели почвой с верхней стороны панели. Субстрат может содержать почву и/или среду для роста растений.
В одном варианте осуществления система дополнительно содержит шаблон, на который устанавливают панель во время заполнения канавок, причем шаблон содержит выступы по существу для закрывания нижней стороны указанных канавок для предотвращения падения субстрата через канавки во время указанного заполнения.
В одном варианте осуществления система дополнительно содержит уплотняющее устройство для вдавливания субстрата в канавки после заполнения канавок субстратом. Предпочтительно, указанные уплотняющие устройства давят на субстрат в то время, когда панель все еще располагается на указанном шаблоне, когда выступы по существу закрывают нижние стороны указанных канавок.
В одном варианте осуществления система дополнительно содержит покрывной шаблон, выполненный с возможностью по существу покрывания верхней стороны панели, за исключением ее канавок, во время заполнения канавок субстратом, причем по меньшей мере во время указанного заполнения покрывной шаблон расположен под выдачным устройством для субстрата. Покрывной шаблон может содержать по существу плоскую поверхность, в которой предусмотрены щели в местоположениях, соответствующих канавкам панели, которые покрывной шаблон должен покрывать, причем щели проходят по всей длине канавок и имеют ширину, по существу равную ширине канавок на верхней стороне панели. Покрывной шаблон предпочтительно расположен на расстоянии от верхней стороны панели, например, на расстоянии, находящемся в диапазоне от 1 до 8 см, для того чтобы панель можно было легко перемещать из-под покрывного шаблона после заполнения канавок субстратом. Предпочтительно, покрывной шаблон располагают или неподвижно закрепляют в положении под выдачным устройством для субстрата, и под покрывным шаблоном предусматривают ползун или транспортер для обеспечения перемещения панели под покрывным шаблоном таким образом, чтобы субстрат из выдачного устройства мог падать в канавки панели по существу без падения на верхнюю сторону панели. Предпочтительно, щели закрывающего шаблона имеют длину, равную длине канавок, для того чтобы канавки могли быть заполнены без необходимости перемещения панели относительно закрывающего шаблона во время заполнения. Если длина щелей меньше, например, составляет половину длины канавок или меньше, канавки могут быть заполнены субстратом вдоль всей их длины посредством перемещения панели вдоль ее продольного направления относительно закрывающего шаблона и выдачного устройства для субстрата во время заполнения.
В одном варианте осуществления дозирующее устройство выполнено с возможностью распределения растений или их предшественников с регулируемой скоростью для того, чтобы распределять растения или их предшественников на соответствующем регулируемом расстоянии друг от друга в канавках панели. Система обеспечивает регулирование количества растений или их предшественников, которые размещают в канавке панели. Одна и та же панель, таким образом, может быть использована для выращивания растений на различных расстояниях друг от друга. Например, количество растений или их предшественников может изменяться от 4 до 24 растений на канавку. Время и скорость выдачи может регулироваться для каждой отдельной канавки. Например, внутри каждой канавки растения или их предшественники могут выдаваться с такой скоростью, чтобы внутри канавки они располагались на первом расстоянии друг от друга параллельно продольному направлению. Время выдачи растений или их предшественников между двумя смежными канавками может иметь задержку также для того, чтобы регулировать самое близкое расстояние между растениями или их предшественниками в смежных канавках.
В одном варианте осуществления канавки панели распределены на два или более наборов канавок, и скорость выдачи дозирующего устройства выбирают отдельно для каждого набора канавок. Каждый набор канавок может состоять из одной или более канавок, предпочтительно, по меньшей мере из двух канавок, распределенных в один набор. Скорость, с которой растения или их предшественники выдаются в канавки одного набора канавок, в то время когда панель перемещают под дозирующим устройством вдоль продольного направления канавок, может, таким образом, отличаться от скорости, с которой выдаются растения или их предшественники в канавки из одного или более других наборов канавок. Внутри набора канавок скорость выдачи остается одной и той же.
В одном варианте осуществления дозирующее устройство содержит многочисленные выдачные блоки, причем каждый блок выполнен с возможностью выдачи растений или их предшественников в канавки одного из наборов, причем скорость выдачи для каждого из блоков может быть установлена независимо от скоростей выдачи других блоков, причем система дополнительно содержит блок управления, выполненный с возможностью отдельного управления скоростью выдачи каждого из выдачных блоков. Дозирующее устройство, таким образом, выполнено с возможностью изменения расстояний между растениями или их предшественниками внутри канавки, а также изменения расстояния между растениями или их предшественниками в соседних канавках. В одном варианте осуществления скорость выдачи дозирующего устройства выбирают отдельно для каждой канавки.
В одном варианте осуществления время задержки, с которым дозирующее устройство выдает растения или их предшественников выбирается отдельно для каждой канавки. Например, если скорость выдачи для всех канавок одинакова, тогда, посредством регулирования времени задержки, с которым растения или их предшественники выдаются в каждую канавку, можно регулировать самое близкое расстояние между растениями или их предшественниками, выдаваемыми в соседние канавки. Например, если в каждую канавку растение или его предшественник выдается каждую секунду, когда панель перемещается со скоростью 12 см/сек, тогда в первую канавку растение или его предшественник может быть выдан через 0, 1, 2,... и 11 секунд, в то время как в соседнюю канавку растение или его предшественник может быть выдан через 0,5, 1,5, 2,5,... и 11,5 секунд.
В одном варианте осуществления блок управления дополнительно выполнен с возможностью установки, для каждого из выдачных блоков, первоначального положения вдоль длины панели, в которое выдается растение или его предшественник. Таким образом, растения или их предшественники в канавках набора могут быть выданы со сдвигом по фазе вдоль длины панели относительно канавок одного или более других наборов. Это позволяет устанавливать различные расстояния между растениями или их предшественниками в соседних канавках.
В одном варианте осуществления дозирующее устройство содержит выдачный блок, который прикреплен к указанной раме с возможностью вращения вокруг оси вращения, которая перпендикулярна к продольному направлению и параллельна указанной первой плоскости, причем указанная скорость регулируется посредством регулирования скорости вращения указанного выдачного блока. Дозирующее устройство может дополнительно содержать двигатель для приведения во вращение выдачного блока с регулируемой скоростью для выдачи указанных семян с соответствующей регулируемой скоростью. Предпочтительно, выдачный блок содержит полый цилиндр, выполненный с возможностью удерживания семян указанного растения, причем в цилиндре предусмотрено сквозное отверстие, проходящее из внутренней части к наружной части указанного цилиндра для выдачи из него одного или более семян.
В одном варианте осуществления система дополнительно содержит выдачное устройство для почвы, расположенное по ходу перед указанным дозирующем устройством в направлении перемещения панели, и выполненное с возможностью непрерывного заполнения указанных канавок почвой, когда указанную панель перемещают под выдачным устройством для почвы. Эта почва или субстрат может, таким образом, эффективно выдаваться в канавки панели при перемещении панели под выдачным устройством.
В одном варианте осуществления система дополнительно содержит удаляемые покрывные пластины, выполненные с возможностью покрывания поверхностей для укладывания в стопу и наклонных элементов панели во время заполнения их почвой, причем указанные покрывные пластины имеют плоскую верхнюю поверхность, чтобы в то время, когда покрывные пластины покрывают поверхности для укладывания в стопу и наклонные элементы панели, плоские верхние поверхности были расположены по существу заподлицо с верхней поверхностью панели. Покрывные пластины по существу предотвращают прилипание почвы к поверхности для укладывания в стопу и к наклонным элементам во время заполнения канавок почвой. Покрывные пластины удаляют перед размещением панели на воде. Таким образом, после того, как панель была заполнена почвой и растениями или их предшественниками и плавает на воде, маловероятно просыпание почвы в воду.
В одном варианте осуществления система дополнительно содержит валок, имеющий ширину, равную максимальному расстоянию между канавками панели, и выполненный с возможностью выполнения катящегося контакта с почвой, выдаваемой выдачным устройством в канавку для уплотнения почвы. Как правило, используют по существу цилиндрический валок.
В соответствии с третьим аспектом настоящее изобретение предоставляет способ выращивания растений, использующий две или более панели, как описано в данном документе, причем указанный способ содержит этапы:
- заполнение пустых канавок каждой панели почвой и растениями или их предшественниками;
- вслед за этим размещение указанных панелей на теле воды для того, чтобы обеспечивать образование воздушных корней от растений или их предшественников в воздушных камерах панелей; и
- после достижения указанными воздушными корнями тела воды, удаление панелей от тела воды и укладывания их в стопу друг на друга таким образом, чтобы растения или их предшественники, расположенные в канавках одной из указанных двух или более панелей, могли расти и частично проходить в воздушную камеру другой панели из указанных двух или более панелей. Этап заполнения канавок каждой панели растениями или их предшественниками предпочтительно выполняется с использованием одного из дозирующих устройств, как было описано в настоящем документе.
В одном варианте осуществления канавки панели распределены на два или более отдельных набора канавок, и скорость выдачи дозирующего устройства настраивается отдельно для каждого набора канавок, причем указанный этап заполнения пустых канавок каждой панели субстратом и растениями или их предшественниками содержит:
заполнение канавок панели субстратом; и
во время перемещения панели под дозирующим устройством вдоль продольного направления панели указанное дозирующее устройство содержит отдельный выдачный блок для каждого набора из двух или более наборов канавок, выдающий растения или их предшественников в канавки, причем скорость выдачи, при которой первый из указанных выдачных блоков выдает растения или их предшественников в свои соответствующие канавки, отличается от скорости выдачи, при которой другой, второй из указанных выдачных блоков выдает растения или их предшественников в свои соответствующие канавки. Таким образом, расстояния между растениями или их предшественниками в канавках могут быть изменены по желанию.
В одном варианте осуществления панели расположены так, что они примыкают друг к другу вдоль своих продольных направлений во время указанного заполнения канавок растениями и их предшественниками.
Предпочтительно, скоростью каждого из выдачных блок управляют отдельно, например, на основе скорости, с которой панель перемещают под дозирующим устройством. Таким образом, даже в случае удерживания панелей по ходу после дозирующего устройства, которое предотвращает перемещение панели в ее продольном направлении, расстояние между растениями или их предшественниками в каждой канавке может оставаться по существу постоянным.
В соответствии с четвертым аспектом изобретение предоставляет панель для выращивания на плаву на воде растений, содержащую множество параллельных канавок на верхней стороне, которые проходят в продольном направлении панели и выполнены с возможностью принятия в себя субстрата и некоторого количества растений или их предшественников в субстрате, причем каждая из канавок проходит через панель от первой плоскости на указанной верхней стороне до второй плоскости, параллельной указанной первой плоскости и расположенной на расстоянии от указанной первой плоскости,
причем панель содержит множество воздушных камер на нижней стороне, которые проходят по существу под второй плоскостью, причем каждая из указанных воздушных камер выполнена с возможностью обеспечения образования в ней воздушных корней растений или их предшественников, которые поддерживаются в субстрате одной или более указанных канавок, причем у указанной второй плоскости каждая канавка находится на расстоянии от периферической боковой стенки воздушной камеры, в которую она выходит, если смотреть в проекции на плоскость, перпендикулярную к продольному направлению, причем каждая из указанных канавок содержит по меньшей мере две боковые опорные поверхности, которые проходят параллельно канавке и под верхней стороной, причем указанные боковые опорные поверхности выполнены с возможностью по существу полной поддержки субстрата в канавке.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее настоящее изобретение описано более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг.1A показаны две панели в соответствии с настоящим изобретением, укладываемые в стопу друг на друга;
на фиг.1B показан частичный вид снизу панели на фиг.1A;
на фиг.2A и 2B соответственно показан вид сбоку в разрезе панели 1, взятый через плоскость IIA на фиг.1A, и его детальное изображение;
на фиг.3 показан частичный вид продольного поперечного сечения, взятый через плоскость P2;
на фиг.4 схематически показана система в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.5 показан шаблон, который может быть использован в системе настоящего изобретения;
на фиг.6 схематически показано выдачное устройство для субстрата, которое может быть использовано в системе настоящего изобретения и/или может быть частью использовано в системе настоящего изобретения; и
на фиг.7A-7C каждое схематическое изображение показывает вид сверху соответствующего дозирующего устройства так, как оно может быть использовано в системе настоящего изобретения и/или может быть частью использовано в системе настоящего изобретения.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕТВЛЕНИЯ
На фиг.1A показаны две панели 1 и 1' идентичной конструкции, уложенные в стопу, причем панель 1 расположена сверху панели 1'. Вдоль своего продольного направления X панели имеют длину L, составляющую примерно 1200 мм, и каждая из панелей имеет ширину W, составляющую примерно 400 мм. Каждая панель выполнена по существу из материала, представляющего собой вспененный полистирол, хотя любые другие материалы, которые легче, чем вода и которые позволяют панели держаться на плаву, также могут быть использованы или могут быть использованы вместо вспененного полистирола. На верхней стороне 2 панели 1 предусмотрены канавки 10-16, которые проходят по всей длине панели. Все канавки по существу полностью заполнены субстратом S для обеспечения роста растений или их предшественников в субстрате. Для обеспечения обмена воздуха, поступающего к корням растений, удерживаемых в канавках во время плавания панелей на воде, предусмотрены сквозные отверстия 43, которые проходят от верхней стороны к нижней стороне панели, как будет более подробно описано со ссылкой на фиг.1B.
У продольных периферических краев верхней стороны 2 панель содержит плоские поверхности 30, 31, 32 для укладывания в стопу. Поверхности 30 и 31 для укладывания в стопу и поверхности 31 и 32 для укладывания в стопу переходят в соответствующие наклонные элементы 33, которые имеют по существу плоскую верхнюю поверхность, которая проходит под верхними краями канавок 10-16. На нижней стороне панель 1 содержит ножки 4 со своими дистальными концами 5, которые в показанной конфигурации, при которой панели уложены в стопу, лежат на соответствующих поверхностях для укладывания в стопу нижней панели 1'. Когда панель 1 перемещают вдоль направления X относительно панели 1', скользящий контакт ножек 4 панели 1 с наклонными элементами 33 панели 1' заставляет панель 1 подниматься по направлению вверх и от растений, которые могут быть пророщены в канавках панели 1'. Таким образом, по существу исключается повреждение таких растений из-за перемещения при сдвигании панели 1 относительно панели 1'. В ножках 4 предусмотрены части 6 с выемкой, которые обеспечивают проход воздуха с наружной стороны стопы вовнутрь и наружу из пространства между нижней стороной панели 1 и верхней стороной панели 1'. Когда некоторое количество таких панелей уложено таким образом в помещении для проращивания, воздух может свободно проходить через растения или через их предшественников во время проращивания.
На фиг.1B показан частичный вид снизу панели 1. Панель содержит некоторое количество воздушных камер, в которые выходят канавки 10-16. Например, с правой стороны канавки 10 и 11 выходят в воздушную камеру 40a, канавки 12, 13 и 14 выходят в воздушную камеру 40b, и канавки 15 и 16 выходят в воздушную камеру 40c. Воздушные отверстия 43 проходят от верхней стороны 2 ко внутренней части каждой воздушной камеры в местоположениях, расположенных на расстоянии от канавок, в данном случае в местоположениях между двумя смежными канавками. Таким образом, даже когда канавки заполнены субстратом, может быть обеспечен воздухообмен между верхней стороной панели и воздушными камерами.
В показанном варианте осуществления каждая канавка выходит в многочисленные воздушные камеры, которые отделены друг от друга усилительными ребрами 60, которые проходят перпендикулярно к канавкам и увеличивают конструктивную прочность панели. Однако, в зависимости от длины панели и от используемых материалов, такие усилительные ребра 60 могут быть не использованы, и в таком случае каждая канавка может выходить только в одну воздушную камеру.
На фиг.2А показан вид сбоку в разрезе панели 1, взятом через плоскость II-A на фиг.1A. Верхняя сторона 2 панели лежит по существу в первой плоскости P1, и никакая часть не проходит от указанной верхней стороны выше первой плоскости P1. Как наклонные элементы 33, так и поверхности 31 для укладывания в стопу расположены ниже плоскости P1. Канавки 10-16 проходят от первой плоскости P1 через часть панели 1 ко второй плоскости P2, где они выходят в воздушные камеры 40a, 40b, 40c.
На фиг.2B показано детальное изображение части панели, расположенной около воздушной камеры 40c на фиг.2A, но без субстрата, предусматриваемого в канавках 15, 16. Канавка 16 имеет обращенные друг к другу боковые опорные поверхности 20, 21, которые проходят параллельно канавке 16 и которые сходятся на конус по отношению друг к другу в направлении от первой плоскости P1 ко второй плоскости P2. У своих краев, расположенных ближе всего к первой плоскости P1, боковые опорные поверхности 20, 21 соответственно переходят в стенки 22, 23, которые проходят параллельно продольному направлению канавок и перпендикулярно к первой плоскости P1. У своих нижних краев, расположенных дальше всего от первой плоскости P1, канавки 15, 16 выходят в потолок воздушной камеры 40c. Расположенная на расстоянии от того места, где канавки выходят в потолок, например, по меньшей мере на расстоянии, составляющем 0,3 см или более вдоль второй плоскости P2, камера 40a содержит периферическую боковую стенку 42, в которую переходит потолок 41. Периферическая боковая стенка 42 имеет дистальный край 44 на расстоянии, равном или большем, чем расстояние d2 от второй плоскости P2, для того чтобы во время плавания панели на воде периферический край по меньшей мере достигал водную поверхность W. Таким образом, исключается то, что корни растений или их предшественников, образующиеся в воздушных камерах, могут подвергаться воздействию сквозняка или других по существу горизонтально направленных потоков воздуха внутри воздушных камер, которые, как правило, губительны для воздушных корней. Следует понимать, что глубина, на которую периферический край проходит в воду, изменяется в зависимости от веса растений и субстрата, поддерживаемых панелью. Однако этот вес, как правило, может быть заранее определен для рабочих диапазонов. Например, канавки плиты, имеющей размеры 1200 мм x 400 мм, могут быть заполнены субстратом и растениями или их предшественниками, имеющими суммарный вес, составляющий примерно 2,5 кг. Во время роста растений они будут поглощать некоторое количество субстрата, поэтому потеря в весе субстрата будет компенсироваться увеличением веса растений. Хотя растения так же могут поглощать воду и питательные вещества из воздуха, это не приводит к увеличению веса растений, что вызывает контакт субстрата с водной поверхностью W. Как правило, во время роста растений, когда панель плавает на воде, потолок будет оставаться на расстоянии, составляющем по меньшей мере 2,5 см от водной поверхности W. Дистальные концы 5 ножек 4 проходят глубже в воду, чем край 44.
Внутри воздушной камеры 40c предусмотрена внутренняя периферическая стенка 50c, которая проходит от потолка 41 и периферически на расстоянии от периферической стенки 42. Внутренняя периферическая стенка 50c дополнительно ограничивает сквозняк внутри воздушной камеры, обеспечивая в тоже время воздухообмен из положения под канавкой 15 к положению под канавкой 16 и наоборот. Кроме того, внутренняя периферическая стенка, которая образована наружной поверхностью вспененного блока 51, улучшает плавучесть панели.
На фиг.2C схематически показан вид поперечного сечения панели 91, в котором одинаковые номера позиций относятся к одинаковым элементам, как описано относительно фиг.2A и 2B. По существу на всей верхней стороне 2 панели 91, а также на боковых опорных поверхностях 20, 21 и на боковых стенках 22, 23 каждой из канавок предусмотрено водонепроницаемое покрытие 81. Это покрытие обеспечивает простую очистку верхней стороны 2 и обращенных вверх частей канавок панели. Кроме того, покрытие 81 образует барьер, который препятствует прохождению влаги, которая впитывается с водной стороны панели, через панель 91 и из верхней стороны 2, когда влага может входить в контакт с листьями растений и вызывать их гниение. Таким образом, вспененный блок 51 панели может быть выполнен из водопроницаемого материала, например, из материала с относительно низкой плотностью, такого как пенополиуретан, в то время как покрытие 81 может быть выполнено из материала, непроницаемого для жидкости и/или газа, такого как полиэтилен или полипропилен, для предотвращения по существу вхождения в контакт влаги с листьями растений на верхней стороне 2. Покрытие 81 не обязательно должно продолжаться ниже плоскости P2, где корни растений или их предшественников могут быть подвергнуты воздействию влажного воздуха. Благодаря форме канавок 15, 16, потолка 41 и воздушных камер 40c контакт между корнями и какой-либо частью панели между плоскостью P2 и уровнем W воды по существу предотвращается.
Каждая из боковых опорных поверхностей 20, 21 канавки 15 проходит под внутренним углом α1, α2, составляющим примерно 70 градусов, к плоскости N, которая проходит между боковыми опорными поверхностями 20, 21 в направлении, параллельном канавке 15 и перпендикулярно к плоскости P1. Хотя на фиг.2C потолок 41 показан параллельным плоскости P2, он может альтернативно проходить под углом ß к указанной плоскости, имеющим величину до 20 градусов, с любой стороны плоскости P2 вблизи того места, где канавка выходит в воздушную камеру 40c.
На фиг.2D схематически показан вид поперечного сечения панели 92, в котором снова одинаковые номера позиций относятся к одинаковым элементам, как описано относительно фиг.2A и 2B. В данном случае по существу на всю наружную поверхность панели 92 нанесено водонепроницаемое покрытие 82.
На фиг.2E схематически показан вид поперечного сечения панели 93 в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения. Панель содержит верхнюю часть 70, опирающуюся на нижнюю часть 71 с возможностью съема. Верхняя часть выполнена из относительно плотного материала, в показанном примере являющимся совместимым с пищевыми продуктами полиэтиленом высокой плотности, имеющим плотность, составляющую примерно 0,95 грамм/см3, то есть непроницаемым для воды, обеспечивающим простую очистку и/или стерилизацию верхней части. Нижняя часть 71 выполнена из другого материала с относительно меньшей плотностью по сравнению с материалом верхней части 70, например, из пенополиэтилена. Относительно меньшая плотность улучшает плавучесть панели 93, но нижняя часть не обязательно должна быть непроницаемой для воды, как верхняя часть. Как правило, плотность верхней части по меньшей мере в 1,3 раза больше, чем плотность нижней части, и верхняя часть может даже иметь плотность больше, чем 1 грамм/см3, в то время как нижняя часть обычно имеет плотность, составляющую меньше, чем 0,7 грамм/см3.
Верхняя часть соединена с нижней частью посредством соединения в виде штыря с гнездом, содержащего штыри 76 нижней части, которые вводят в соответствующие гнезда 74 верхней части 70. Соединение в виде штыря с гнездом обеспечивает поднятие верхней части от нижней части 71 в направлении, перпендикулярном плоскости P1, предотвращая при этом относительное перемещение между двумя частями в направлении, параллельном плоскости P1. Верхняя часть, таким образом, может быть легко очищена отдельно от нижней части.
На фиг.3 схематически показано поперечное сечение панели, взятое через плоскость, параллельную второй плоскости P2 и расположенную непосредственно под второй плоскостью P2. Воздушная камера 40c ограничена с наружной стороны периферической боковой стенкой 42c, и с внутренней стороны внутренней периферической стенкой 50c блока 51. Хотя это не показано на фиг.3, канавки 16 и 15 выходят в воздушную камеру 40c. Воздушная камера 40b, в которую выходят канавки 12, 13 и 14, содержит периферическую боковую стенку 42b, а также две внутренние периферические боковые стенки 50b1, 50b2, обе расположенные периферически на расстоянии от боковой стенки 42b и друг от друга. Воздушная камера 40 содержит периферическую боковую стенку 42a, внутри которой на расстоянии от нее расположена одна внутренняя периферическая стенка 50a.
На фиг.4 схематически показана система 100 в соответствии с изобретением, содержащая конвейер 104, на который устанавливают описанную в данном документе панель 101 с канавками, уже заполненными субстратом. Конвейер, который прикреплен к раме 102, выполнен с возможностью перемещения панели 101 вдоль продольного направления L панели под дозирующим устройством 103, которое прикреплено с возможностью вращения к раме 102 и выполнено с возможностью размещения растений или их предшественников в субстрате каждой канавки. После размещения растений или их предшественников, панель перемещают дальше до тех пор, пока она не будет контактировать с валком 105 или с уплотняющим устройством, которое вдавливает субстрат в канавки.
На фиг.5 показан шаблон, который может быть использован во время заполнения канавок субстратом и/или в то время, когда растения или их предшественников размещают в канавки. Шаблон 200 содержит выступы 201, которые обеспечивают по существу полное блокирование канавки в местах, где канавки выходят в свои соответствующие воздушные камеры, оставляя при этом канавки открытыми на верхней стороне панели.
На фиг.6 схематически показано выдачное устройство 300 для субстрата, которое может быть использовано в системе в соответствии с изобретением, например, в системе на фиг.4. Выдачное устройство 300 для субстрата выполнено с возможностью заполнения канавок 310 панели 301 в соответствии с изобретением. Панель 301 опирается на конвейер 304, который выполнен с возможностью перемещения панели под бункером 309, который заполнен субстратом S. Бункер выполнен с возможностью выдачи субстрата на покрывной шаблон 306, для того чтобы заполнять канавки панели 1 субстратом. Покрывной шаблон расположен между панелью и бункером по существу для предотвращения выдачи субстрата на плоскую верхнюю сторону панели, обеспечивая при этом прохождение субстрата через продольные отверстия 307 в канавки 310 панели. Таким образом, когда субстрат выдается из бункера на покрывной шаблон, субстрат может проходить в канавки, при этом оставшаяся часть верхней стороны панели 301 остается по существу свободной от субстрата и обеспечивает наличие чистой поверхности, на которой могут располагаться листья растений, растущих в панели.
Продольные отверстия имеют по существу такую же ширину, что и соответствующие канавки и выровнены с канавками. Шаблон 306, показанный здесь с частичным вырезом, расположен над панелью на расстоянии от нее, составляющем не более чем 2 см, и может даже опираться на панель 301. В показанном предпочтительном варианте осуществления продольные отверстия в закрывающем шаблоне имеют длину, по существу равную длине панели, так что субстрат могут распределять вдоль канавки в то время, когда панель и бункер являются неподвижными относительно друг друга. Однако в альтернативном варианте осуществления длина продольных отверстий может быть существенно меньше, чем длина панели, в этом случае канавки могут быть заполнены субстратом вдоль всей своей длины, если панель перемещается относительно бункера вдоль своего продольного направления.
На фиг.7A-7B схематически показаны виды сверху дозирующих устройств, которые могут быть использованы в системе в соответствии с изобретением.
На фиг.7A показано дозирующее устройство 600, содержащее одну барабанную сеялку 403, которая проходит вдоль ширины панели 401, содержащей канавки 410-415. Панель 401, которая является панелью в соответствии с изобретением, например, как показано на фиг.1A, показана здесь схематически только вдоль части ее длины. Следует понимать, что эта панель 4011 имеет длину, величина которой по меньшей мере в 10 раз больше ширины канавки. Барабанная сеялка 403 вращается по существу с постоянной угловой скоростью w1 и имеет некоторое количество отверстий 419, которые соответствуют количеству канавок в панели, для выдачи семян 425, 426, 427 в канавки. Блок 408 управления управляет угловой скоростью, с которой вращается барабанная сеялка, а также линейной передаточной скоростью V конвейера 404, который перемещает панель 401 под барабанной сеялкой 403. Комбинация угловой скорости и линейной скорости определяет расстояния a1, a2, через которые следующие друг за другом семена 425, 426, 427 выдаются в одинаковые канавки 410-412. Например, если угловая скорость составляет 50 об/мин и скорость V составляет 10 метров в минуту, тогда следующие друг за другом растения или их предшественники выдаются на расстоянии 0,2 метра друг от друга внутри одной и той же канавки. Расстояние a0 между двумя растениями или их предшественниками 426, 427 в смежных канавках 410 и 411, 411 и 412 и так далее зависит от расстояния между смежными канавками.
На фиг.7B схематически показан вид сверху другого варианта осуществления дозирующего устройства, которое может быть использовано в системе в соответствии с изобретением, в котором панель 401 показана только вдоль части своей длины. Дозирующее устройство 700 содержит две параллельные барабанные сеялки 503a, 503b, которые расположены на расстоянии друг от друга вдоль продольного направления панели 401. Блок 508 управления управляет барабанными сеялками 503a, 503b для вращения с соответствующими по существу постоянными, но различными угловыми скоростями w1, w2. Каждая барабанная сеялка 503a, 503 содержит одно отверстие 519a, 519b для каждой канавки, из которого семена 525, 526, 527 выдаются в соответствующие канавки 510-515. Блок 508 управления дополнительно управляет линейной скоростью V перемещения, с которой конвейер 504 перемещает панель 401 под барабанными сеялками. Так как барабанные сеялки 503a, 503b расположены на расстоянии друг от друга и вращаются с различными скоростями, семена в наборе из нечетных канавок 411, 413, 413 располагаются на расстоянии друг от друга, внутри одной и той же канавки, отличающемся от расстояния в наборе из четных канавок 410, 412, 414. Кроме изменения расстояний между семенами в двух наборах канавок, этот вариант осуществления также обеспечивает изменение в расстоянии a0 между семенами в смежных канавках.
На фиг.7C схематически показан вид сверху другого варианта осуществления дозирующего устройства, которое может быть использовано в системе в соответствии с изобретением, в котором панель 401 показана только вдоль части своей длины. Дозирующее устройство 600 содержит множество дисковых сеялок 603a, 603b, 603c, 603d, 603e, 603f, в каждой из которых предусмотрено некоторое количество отверстий 619a, 619b, 619c, из которых семена 625, 626, 627 выдаются в одну из канавок 410-415. Панель 401 перемещается посредством конвейера 604 под дозирующим устройством с линейной скоростью V перемещения. Дисковые сеялки 603a, 603b, 603c и так далее вращаются с соответствующими угловыми скоростями w1, w2, w3, при этом блок 608 управления отдельно управляет угловой скорость каждой дисковой сеялки. Посредством изменения угловых скоростей w1, w2, w3 можно изменять расстояния a1, a2, a3 между смежными семенами 625, 626, 627 внутри соответствующей канавки 410, 411, 412. Это обеспечивает выдачу семян растений или их предшественников, таких как рукола (Eruca sativa) и салат-латук (Lactuca sativa), на одну и ту же панель на расстоянии, которое зависит от типа растений и от разновидности семян.
Так как блок управления отдельно управляет скоростью выдачи каждой из дисковых сеялок, семена могут быть выданы в канавки любым требуемым образом. Так как канавки панели 401 проходят по всей длине панели, некоторое количество примыкающих панелей может быть расположено последовательно, при этом субстрат в канавках смежных панелей будет образовывать по существу непрерывное тело субстрата, в которое могут выдаваться семена. Настоящее изобретение было описано выше со ссылкой на некоторое количество иллюстративных вариантов осуществления, показанных на чертежах. Возможны модификации и альтернативные осуществления некоторых частей или элементов, которые включены в объем защиты, определяемый прилагаемой формулой изобретения.
Реферат
Группа изобретений относится к области растениеводства и гидропоники. Панель выполнена с возможностью укладывания в стопу, содержит множество параллельных канавок на верхней стороне панели, которые проходят в продольном направлении панели и выполнены с возможностью приема в них субстрата и множества растений или семян растений в субстрате. На указанной верхней стороне длина каждой канавки по меньшей мере в 10 раз больше, чем ширина канавки, причем каждая канавка проходит через панель от первой плоскости на верхней стороне до второй плоскости, параллельной первой плоскости и расположенной на расстоянии от первой плоскости. Панель содержит множество воздушных камер у своей нижней стороны, которые проходят по существу под второй плоскостью, причем каждая из воздушных камер выполнена с возможностью обеспечения образования в ней воздушных корней растений или семян растений, которые поддерживаются в субстрате одной или более канавок. Каждая из камер содержит потолок, в который выходит одна или более из канавок и переходит в периферическую боковую стенку, которая ограничивает каждую из воздушных камер от других из воздушных камер, и имеет периферический нижний край, выполненный с возможностью прохождения в воду, когда панель плавает на воде. У второй плоскости каждая канавка расположена на расстоянии от периферийной боковой стенки воздушной камеры, в которую она выходит, если смотреть в проекции на плоскость, перпендикулярную к продольному направлению. Каждая из канавок содержит по меньшей мере две боковые опорные поверхности, которые представляют собой закрытые поверхности и проходят параллельно канавке и под верхней стороной, причем боковые опорные поверхности выполнены с возможностью по существу полной поддержки субстрата в канавке. Система содержит: раму; конвейер, прикрепленный к раме и выполненный с возможностью перемещения панели в ее продольном направлении относительно рамы; дозирующее устройство для растений или семян растений, установленное на раме и расположенное над конвейером. Дозирующее устройство выполнено с возможностью выдачи растений или семян растений в канавки панели во время перемещения панели относительно рамы. Канавки панели распределены на два или более наборов канавок. Дозирующее устройство выполнено с возможностью отдельного выбора скорости выдачи для каждого набора канавок. Способ, использующий две или более панели, содержит этапы: заполнения пустых канавок каждой панели субстратом и растениями или семенами растений; последующего расположения панелей на теле воды для обеспечения образования воздушных корней от растений или семян растений в воздушных камерах панелей; и после достижения воздушными корнями тела воды, удаления панелей из тела воды и укладывания их в стопу друг на друга таким образом, чтобы растения или семена растений, расположенные в канавках одной из двух или более панелей, могли прорастать и проходить в воздушную камеру второй панели из двух или более панелей, которые уложены в стопу непосредственно на одну из панелей. Изобретения обеспечивают образование воздушных корней и исключение гниения растений. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 14 ил.
