RU2646091C1 - Device for processing of a hydroponic nutrition solution - Google Patents
Device for processing of a hydroponic nutrition solution Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646091C1 RU2646091C1 RU2017101049A RU2017101049A RU2646091C1 RU 2646091 C1 RU2646091 C1 RU 2646091C1 RU 2017101049 A RU2017101049 A RU 2017101049A RU 2017101049 A RU2017101049 A RU 2017101049A RU 2646091 C1 RU2646091 C1 RU 2646091C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nutrient solution
- solution
- hydroponic
- rings
- windings
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
Landscapes
- Hydroponics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а именно гидропонному растениеводству, и может использоваться при подготовке гидропонных растворов.The invention relates to agricultural production, namely hydroponic crop production, and can be used in the preparation of hydroponic solutions.
Известно изобретение (см. патент РФ №2193856, кл. C02F 1/48, 2002 г.), предназначенное для обработки электромагнитными полями проточных жидкостей, в частности питательных сред для биологических объектов, с помощью устройства, содержащего генератор высоковольтных импульсов с коммутатором, систему полеобразования, включающую рабочую камеру, систему контроля и регулирования параметров обработки, систему подачи и отвода обрабатываемой жидкости, излучатель, в зоне действия которого установлена проточная кювета.The invention is known (see RF patent No. 2193856, class C02F 1/48, 2002), intended for the treatment of electromagnetic fluids of flowing liquids, in particular nutrient media for biological objects, using a device containing a high-voltage pulse generator with a switch, a system field formation, including a working chamber, a system for monitoring and regulating processing parameters, a system for supplying and discharging the processed fluid, an emitter in the area of which a flow cell is installed.
Однако данное устройство недостаточно эффективно по причине неоднородности получаемого раствора.However, this device is not effective enough due to the heterogeneity of the resulting solution.
Известно устройство для магнитной обработки воды, включающее корпус с входными и выходными патрубками, расположенные на его поверхности друг против друга плоские парные магниты с противоположными полюсами и чередующимся направлением магнитного поля, вдоль корпуса установлены несколько секций постоянных магнитов, обращенных одна к другой разноименными полюсами, причем секции отделены одна от другой немагнитным материалом (Устройство для магнитной обработки жидкости магнитными или электрическими полями, патент РФ №2092446, класс МПК: C02F 1/48, от 10.10.1997 г.).A device is known for magnetic water treatment, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, flat pair magnets with opposite poles and alternating directions of the magnetic field located on its surface opposite each other, several sections of permanent magnets facing each other with opposite poles are installed along the housing, moreover sections are separated from one another by non-magnetic material (Device for magnetic processing of liquids by magnetic or electric fields, RF patent No. 2092446, IPC class:
Недостатком известного устройства является низкий уровень градиента магнитной индукции в рабочих зонах обработки жидкости вследствие применения постоянных магнитов.A disadvantage of the known device is the low level of the magnetic induction gradient in the working areas of the liquid processing due to the use of permanent magnets.
Известно также устройство для подготовки гидропонных растворов с использованием ультразвука (патент РФ на полезную модель №44453, кл. A01G 7/04, 2005 г., прототип), состоящее из емкости для размещения питательного раствора для гидропонного выращивания, которая снабжена входными трубопроводами и выходным трубопроводом, подающим раствор растениям, на котором установлен узел обработки питающего раствора, включающий магнитострикционный излучатель.There is also known a device for preparing hydroponic solutions using ultrasound (RF patent for utility model No. 44453, class A01G 7/04, 2005, prototype), consisting of a container for placing a nutrient solution for hydroponic cultivation, which is equipped with input pipelines and output a pipeline supplying the solution to plants, on which a processing unit for the feed solution, including a magnetostrictive emitter, is installed.
Однако известное техническое решение недостаточно эффективно из-за своих функциональных ограничений, так как не может обеспечить стабилизацию оптимального значения рН полученных питательных растворов в определенном диапазоне, что отрицательно влияет на качественный рост растений, выращиваемых гидропонным способом.However, the known technical solution is not effective enough due to its functional limitations, since it cannot provide stabilization of the optimal pH of the obtained nutrient solutions in a certain range, which negatively affects the quality growth of plants grown hydroponically.
Техническим результатом является повышение эффективности работы устройства и получение питательного раствора со стабильным оптимальным значением рН.The technical result is to increase the efficiency of the device and obtain a nutrient solution with a stable optimal pH value.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для обработки гидропонного питательного раствора, состоящем из емкости для размещения питательного раствора с входными трубопроводами и выходным трубопроводом с узлом обработки питательного раствора, согласно изобретению узел обработки питательного раствора выполнен в виде двух корпусов из диамагнитного материала с соосным сквозным отверстием, каждый из которых имеет электромагнитную систему, состоящую из магнитопровода, выполненного в виде ферритовых колец, установленных друг от друга на расстоянии, обеспечивающем исключение перекрытия вращающихся магнитных полей, причем на каждом из ферритовых колец расположены три обмотки с выводами, соединенными по схеме «звезда», обмотки всех колец соединены между собой параллельно и подключены к источнику питания, в качестве которого использован источник переменного трехфазного напряжения в резонансном ультразвуковом диапазоне частот 32÷35 кГц, при этом корпуса с электромагнитными системами заполнены компаундом - эпоксидной смолой. Каждый корпус имеет проточку, в которой размещается электромагнитная система, и разъем для подключения выводов обмотки к источнику питания, а в качестве излучателей использованы ферритовые кольца для создания в магнитопроводе и рабочей зоне устройства вращающегося переменного электромагнитного поля, вызывающего вследствие магнитострикции ультразвуковые волны, воздействующие на раствор.The technical result is achieved in that in a device for processing a hydroponic nutrient solution, consisting of a container for accommodating a nutrient solution with inlet pipelines and an outlet pipe with a nutrient solution processing unit, according to the invention, the nutrient solution processing unit is made in the form of two cases made of diamagnetic material with a coaxial through a hole, each of which has an electromagnetic system consisting of a magnetic circuit made in the form of ferrite rings installed by others ug from each other at a distance ensuring the exclusion of overlapping rotating magnetic fields, moreover, on each of the ferrite rings there are three windings with leads connected in a star pattern, the windings of all rings are connected in parallel and connected to a power source, which is used as a source alternating three-phase voltage in the resonant ultrasonic frequency range 32 ÷ 35 kHz, while the cases with electromagnetic systems are filled with a compound - epoxy resin. Each case has a groove in which the electromagnetic system is placed, and a connector for connecting the winding leads to a power source, and ferrite rings are used as emitters to create a rotating alternating electromagnetic field in the magnetic circuit and in the working area, which causes ultrasonic waves acting on the solution due to magnetostriction .
Обоснование критериев охраноспособности изобретенияJustification of the eligibility criteria of the invention
Совокупность признаков, содержащихся в независимом пункте формулы изобретения, не известна из уровня техники, что свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию охраноспособности «новизна». Поскольку применяется электромагнитной системы, электропитание которой осуществляется от источника переменного трехфазного напряжения, создающего переменное напряжение в резонансном ультразвуковом диапазоне частот ферритового кольца 32÷35 кГц, то обеспечивается возможность одновременного комбинированного воздействия ультразвукового и вращающихся магнитных полей на питательный раствор для гидропонного выращивания растений, что позволяет значительно улучшить его характеристики.The set of features contained in the independent claim is not known from the prior art, which indicates the conformity of the claimed technical solution to the eligibility criterion of "novelty." Since an electromagnetic system is used, the power of which is supplied from a source of alternating three-phase voltage, which creates an alternating voltage in the resonant ultrasonic frequency range of the ferrite ring 32–35 kHz, it is possible to simultaneously combine the effects of ultrasonic and rotating magnetic fields on a nutrient solution for hydroponic plant growth, which allows significantly improve its performance.
По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена совокупность признаков, позволяющая решать задачу, которая ранее не могла быть решена известными техническими решениями. В уровне техники отсутствуют решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого технического решения, что свидетельствует о соответствии технического решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».According to the scientific, technical and patent literature, no combination of features has been found that allows us to solve a problem that could not be previously solved by known technical solutions. In the prior art there are no solutions having features that match the distinguishing features of the proposed technical solution, which indicates that the technical solution meets the patentability criterion of "inventive step".
Соответствие заявляемого решения критерию патентоспособности «промышленная применимость» обусловлено тем, что предлагаемое техническое решение работоспособно и возможно его использование при гидропонном выращивании растений в агропромышленном комплексе.The compliance of the proposed solution to the patentability criterion of "industrial applicability" is due to the fact that the proposed technical solution is efficient and it can be used for hydroponic plant cultivation in the agricultural sector.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства для подготовки питательного раствора для гидропонного выращивания растений; на фиг. 2 - сечение А-А узла для обработки питательного раствора на фиг. 3; на фиг. 3 - узел для обработки питательного раствора; на фиг. 4 - электрическая схема соединения обмоток электромагнитной системы.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a device for preparing a nutrient solution for hydroponic plant growth; in FIG. 2 is a section AA of the nutrient solution processing unit of FIG. 3; in FIG. 3 - node for processing the nutrient solution; in FIG. 4 is an electrical diagram of the connection of the windings of an electromagnetic system.
На чертежах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности изобретения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.In the drawings, for clarity, only those details are presented that are necessary for understanding the essence of the invention, and the accompanying elements, well known to specialists in this field, are not presented.
Устройство для подготовки гидропонного питательного раствора состоит из смесительной емкости 1 для размещения питательного раствора с входными трубопроводами 2, 3 и выходным трубопроводом 4 с узлом обработки питательного раствора 5 (фиг. 1), который может быть выполнен в виде двух цилиндрических корпусов 6 с проточками 7, расположенными на трубопроводе 4, металлических гаек 8 с резьбой, фиксирующих цилиндрические корпусы на трубопроводе и крепящихся к трубопроводу винтами 9, прижимных диэлектрических шайб 10 и 11, размещенных внутри корпусов четырех ферритовых колец 12, установленных друг от друга на расстоянии, обеспечивающем исключение перекрытия вращающихся магнитных полей. На каждом из ферритовых колец расположены три обмотки 13 с выводами 14, соединенными по схеме «звезда», обмотки соединены между собой параллельно и подключены к источнику переменного трехфазного напряжения, создающего переменное напряжение в резонансном ультразвуковом диапазоне частот 32÷35 кГц.A device for preparing a hydroponic nutrient solution consists of a
Устройство для подготовки питательного раствора для гидропонного выращивания растений работает следующим образом.A device for preparing a nutrient solution for hydroponic cultivation of plants works as follows.
В смесительную емкость 1 насыпают сухое вещество или смесь веществ, входящих в состав питательного раствора, и по входным трубопроводам 2, 3 подают воду, размешивают, получившийся раствор по трубопроводу 4 поступает через узел обработки 5, где подвергается комбинированному воздействию ультразвукового и вращающихся магнитных полей, к растениям.A dry substance or a mixture of the substances that make up the nutrient solution is poured into the
При подаче от внешнего генератора трехфазного импульсного напряжения на трехфазную обмотку ферритового преобразователя под воздействием возникающего переменного электрического тока создается вращающееся электромагнитное поле в ферромагнитном кольце, представляющем собой тороидальный сердечник. Переменное магнитное поле в ферритовом кольце вызывает его радиальные механические колебания вследствие магнитострикционного эффекта. Частота колебаний кольца должна быть резонансной для применяемого ферритового кольца. Ультразвуковые механические колебания излучающей поверхности феррита вызывают ультразвуковую волну, проходящую через эпоксидную смолу и материал жидкостного трубопровода в рабочую зону аппарата, и совместно с переменным электромагнитным полем физически воздействует на протекающий раствор.When a three-phase pulse voltage is applied from an external generator to a three-phase winding of a ferrite converter under the influence of the arising alternating electric current, a rotating electromagnetic field is created in the ferromagnetic ring, which is a toroidal core. An alternating magnetic field in a ferrite ring causes its radial mechanical vibrations due to the magnetostrictive effect. The oscillation frequency of the ring must be resonant for the ferrite ring used. Ultrasonic mechanical vibrations of the radiating surface of the ferrite cause an ultrasonic wave passing through the epoxy resin and the liquid pipe material into the working area of the apparatus, and together with the alternating electromagnetic field physically acts on the flowing solution.
Усиление эффективности безреагентной обработки питательного раствора происходит за счет одновременного воздействия на питательный раствор высокоградиентного переменного электромагнитного и ультразвукового полей, создаваемых ферритовыми кольцами - излучателями при малом потреблении электроэнергии их электрическими обмотками (несколько ватт).The efficiency of non-reagent processing of the nutrient solution is enhanced due to the simultaneous exposure to the nutrient solution of a high-gradient alternating electromagnetic and ultrasonic fields created by ferrite rings - emitters at low power consumption by their electric windings (several watts).
В результате одновременно с переменным вращающимся магнитным полем на поток питательного раствора воздействуют ультразвуковые колебания, излучаемые внутренней и внешней поверхностями ферритовых колец, что способствует стабилизации оптимального значения рН раствора.As a result, simultaneously with an alternating rotating magnetic field, the flow of the nutrient solution is influenced by ultrasonic vibrations emitted by the inner and outer surfaces of the ferrite rings, which helps to stabilize the optimal pH value of the solution.
Для подтверждения эффективности заявляемого технического решения были проведены опыты. Питание устройства осуществлялось от источника переменного тока напряжением 14 В, подаваемым на ферритовое кольцо с обмоткой. Сила потребляемого тока составляла 200 мА. Раствор подавался через трубку, проходящую через сквозное отверстие устройства, где подвергался комбинированному воздействию ультразвукового и электромагнитного полей.To confirm the effectiveness of the proposed technical solution, experiments were conducted. The device was powered from an alternating current source with a voltage of 14 V supplied to a ferrite ring with a winding. The current consumption was 200 mA. The solution was supplied through a tube passing through the through hole of the device, where it was subjected to the combined effects of ultrasonic and electromagnetic fields.
В качестве объекта исследования использовался питательный раствор, представляющий смесь веществ (NH4)2SO4; (NH4)2HPO4; K2SO4; Са(NO3)2; MgSO4 с заданной концентрацией и значением рН. Раствор брали из бака лабораторной установки посредством насоса, пропускали через рабочую область устройства и снова сливали в бак, из которого бралась проба для измерения значения рН. Значение рН измерялось при t=18°C с помощью электронного KL 009(1)А рН-метра. Для контроля показаний прибора значение рН проверялось универсальной индикаторной бумагой. Полученные результаты влияния ультразвуковой и электромагнитной обработки на значение рН гидропонного раствора приведены в таблице 1. Как видно из таблицы 1, значение рН гидропонного раствора возрастает от 6 до 6,9 (ΔрН=0,9).As an object of study, a nutrient solution was used, which was a mixture of substances (NH 4 ) 2 SO 4 ; (NH 4 ) 2 HPO 4 ; K 2 SO 4 ; Ca (NO 3 ) 2 ; MgSO 4 with a given concentration and pH value. The solution was taken from the tank of the laboratory setup by means of a pump, passed through the working area of the device and again poured into the tank, from which a sample was taken to measure the pH value. The pH value was measured at t = 18 ° C using an electronic KL 009 (1) A pH meter. To control the readings of the device, the pH value was checked with universal indicator paper. The results of the influence of ultrasonic and electromagnetic treatment on the pH of a hydroponic solution are shown in table 1. As can be seen from table 1, the pH of a hydroponic solution increases from 6 to 6.9 (ΔрН = 0.9).
Таким образом, безреагентный способ обработки питательных растворов гидропонных установок с помощью заявляемого устройства позволяет малыми энергетическими затратами добиться оптимального роста растений посредством регулирования значения рН питательного раствора.Thus, the reagentless method of processing nutrient solutions of hydroponic plants using the inventive device allows low energy costs to achieve optimal plant growth by adjusting the pH of the nutrient solution.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017101049A RU2646091C1 (en) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | Device for processing of a hydroponic nutrition solution |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017101049A RU2646091C1 (en) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | Device for processing of a hydroponic nutrition solution |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2646091C1 true RU2646091C1 (en) | 2018-03-01 |
Family
ID=61568531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017101049A RU2646091C1 (en) | 2017-01-11 | 2017-01-11 | Device for processing of a hydroponic nutrition solution |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2646091C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU44453U1 (en) * | 2004-07-12 | 2005-03-27 | Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образавания "Челябинский государственный агроинженерный университет"(ФГОУ ВПО ЧГАУ) | DEVICE FOR PREPARING HYDROPONIC SOLUTIONS USING ULTRASOUND |
CN201274697Y (en) * | 2008-10-20 | 2009-07-22 | 叶军 | Ecological environment-friendly aquaculture plant |
KR20100129974A (en) * | 2009-06-02 | 2010-12-10 | (주)에코피플 | Flowerpot unit for water culture and moudle type flowerpot using the same |
KR20120085399A (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-01 | 배장환 | The Methode of Manufacturing the Hydroponic System by Acoustic Vibration |
-
2017
- 2017-01-11 RU RU2017101049A patent/RU2646091C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU44453U1 (en) * | 2004-07-12 | 2005-03-27 | Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образавания "Челябинский государственный агроинженерный университет"(ФГОУ ВПО ЧГАУ) | DEVICE FOR PREPARING HYDROPONIC SOLUTIONS USING ULTRASOUND |
CN201274697Y (en) * | 2008-10-20 | 2009-07-22 | 叶军 | Ecological environment-friendly aquaculture plant |
KR20100129974A (en) * | 2009-06-02 | 2010-12-10 | (주)에코피플 | Flowerpot unit for water culture and moudle type flowerpot using the same |
KR20120085399A (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-01 | 배장환 | The Methode of Manufacturing the Hydroponic System by Acoustic Vibration |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20190118153A1 (en) | Array Induced Electric Field Fluid Reaction System and Applications Thereof | |
FI116618B (en) | Method and apparatus for treating liquid with radio frequency waves | |
US8778177B2 (en) | Apparatus for preventing scale deposits and removing contaminants from fluid columns | |
US10322396B2 (en) | Circulating magnetoelectric-induction reaction system and application thereof | |
US20050121396A1 (en) | Apparatus and method for treating substances with electromagnetic wave energy | |
RU2646091C1 (en) | Device for processing of a hydroponic nutrition solution | |
CN105304298A (en) | Multi-stage induction type continuous flow magnetoelectric processing apparatus and application of same | |
RU2008102118A (en) | UNIT FOR APPLICATION OF VARIABLE ELECTROMAGNETIC FIELDS, IN PARTICULAR, FOR THE PROCESSING OF LIQUID, PASTE, SEMI-SOLID OR GRANULATED PRODUCTS, AND THE METHOD OF USING SUCH UNIT, TOGETHER | |
WO2015121895A1 (en) | Potential variation-type substance modification device | |
JP3640357B2 (en) | Method and apparatus for delivering electromagnetic energy to a solution | |
CA3085113C (en) | Method of changing a property of a polar liquid | |
US11242267B1 (en) | Fluid treatment apparatus | |
RU2317699C1 (en) | Plant treatment activator | |
RU171986U1 (en) | DEVICE FOR WATER TREATMENT BY ELECTRIC AND MAGNETIC FIELDS | |
AU2014396421B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing magnetized water | |
CA2800921A1 (en) | Water-distribution system comprising a device for measuring the value of at least one parameter representing the water quality | |
RU98996U1 (en) | DEVICE FOR ELECTROMAGNETIC INFLUENCE ON LIQUID AND WATER-CONTAINING MEDIA | |
RU2694034C1 (en) | Method and device for liquid disinfection and heating | |
RU2267895C2 (en) | Apparatus for processing of manure sewage | |
RU124260U1 (en) | LIQUID TREATMENT DEVICE | |
RU2282341C1 (en) | Disinfection apparatus for manure sewage | |
JP6386033B2 (en) | Device for electrically disrupting cell assembly | |
RU2654334C1 (en) | Method for processing hydroponic nutrient solution | |
RU2288562C1 (en) | Apparatus for disinfecting of manure sewage slurry | |
RU2199848C1 (en) | Liquid manure disinfection apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190112 |