Теплица-опреснитель

 

Использование: изобретение относится к устройству для утилизации энергии, выделяемой в процессе выращивания растений в районах, где ощущается дефицит пресной воды. Сущность изобретения заключается в использовании свойства морских организмов отнимать на свету соль из морской воды и регенерации ее в виде питательного раствора для растений, установленных в держателях, связанных в конвейеры, помещенные в вегетационные трубы, спиралевидно установленные на поверхности полусфер. Они размещены друг над другом, образуя башни, установленные на единой круговой платформе с возможностью вращения платформы вокруг лестнично-лифтовой шахты, установленной в центре окружности. Платформа, оборудованная круговым ротором, вращаясь вокруг шахты, снабженной статором, обеспечивает генерирование электроэнергии для самого устройства и других нужд. Это обеспечивает использование тепличного комплекса для опреснения воды, которую можно использовать для выращивания растений. 3 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к устройствам для выращивания растений и опреснения воды и предназначено для использования в аридных и других зонах, где ощущается дефицит пресной воды.

Цель изобретения - использование тепличного комплекса для опреснения воды, которую можно использовать для выращивания растений, а также для получения электроэнергии.

Известны опреснительные установки, использующие энергию солнца [1]. Но далеко не везде количества ясных дней достаточно для стабильной работы такого опреснителя.

Использование других источников энергии и, в частности атомной энергии, дорого, сложно и небезопасно в экологическом отношении.

Известны тепличные комплексы энергоавтономного типа, которые способны вырабатывать энергию за счет утилизации роста растений [2]. Однако эти комплексы нуждаются в пресной воде для своего функционирования.

Известно также, что некоторые водоросли и другие морские организмы способны на свету поглощать соли, а в темноте их отдавать [3].

Совмещение тепличного комплекса энергоавтономного типа и биологического метода опреснения воды поэтому представляется целесообразным.

С этой целью известные полусферы с уложенными на них вегетационными трубами и размещенными в этих трубах растениями [2] устанавливают в многоярусные башни с размещением полусфер друг над другом, а вегетационные трубы помещают в кольцевые трубы, где кроме вегетационных труб располагают выростные цепи, включающие камеры с морскими организмами. Многоярусные башни, установленные на круговой платформе, оборудованной поворотным механизмом, выполнены с возможностью вращения вокруг центральной вертикальной оси устройства и выработки электрической энергии, причем платформа служит ротором электрогенератора, а в качестве статора используют лестнично-лифтовую шахту, установленную в центре устройства.

На фиг. 1 представлен план устройства, на фиг.2 - разрез устройства по А-А на фиг.1; на фиг.3 - план полусферы; на фиг.4 - разрез полусферы по Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - фрагмент кольцевой трубы с вегетационной трубой и выростной цепью (аксонометрия); на фиг.6 - продольный разрез вегетационной трубы, вид сбоку (фрагмент); на фиг.7 - то же, вид сверху; на фиг.8 - схема связей между камерами выростной цепи; на фиг.9 - продольный разрез развертки выростной цепи по В-В на фиг.5; на фиг.10 - поперечный разрез кольцевой трубы по Г-Г; на фиг.11 - то же, по Д-Д; на фиг.12 - то же, по Е-Е; на фиг.13 - то же, по Ж-Ж; на фиг.14 - то же, по 3-3; на фиг.15 - тоже, по И-И; на фиг. 16 - то же, по К-К, на фиг.17 - поперечный разрез кольцевой трубы на VII уровне вегетационно-выростной башни; на фиг.18 - то же на VI уровне; на фиг. 19 - то же на V уровне; на фиг.20 - то же на IV уровне; на фиг.21 - то же, на III уровне; на фиг.22 - то же, на II уровне; на фиг.23 - то же, на I уровне.

На фиг. 1 и 2 приведена лестнично-лифтовая шахта 1 и соосная с ней платформа 2, установленная с возможностью поворота вокруг центральной вертикальной оси 3 с закрепленными на платформе 2 вегетационно-выростными башнями 4, включающими расположенные друг над другом полусферы 5 (фиг.3 и 4), на поверхности которых спиралевидно уложены светопрозрачные кольцевые трубы 6 переменного сечения, внутри которых размещены вегетационные трубы 7 переменного сечения и выростные цепи 8 (фиг.5, 6 и 7). Внутри вегетационных труб 7 установлены контейнеры с растениями 9, уложенными в эластичные сетки 10, установленными в держатели 11, объединенные телескопическими связями 12. Вегетационные трубы оборудованы осветительными приборами 13, пленками сбора конденсата питательного раствора 14, направляющими 15, по которым перемещаются контейнеры с растениями и соплами подачи газовой смеси 16, благодаря залпам которых наряду с залпами питательной аэрозоли происходит перемещение конвейеров растений [2].

Выростные цепи 8 (фиг.8) представляют из себя объединенные между собой соединительными трубами 17 камеры нормального давления 18 со светопрозрачной оболочкой камеры высокого давления 19 со светонепрозрачной оболочкой и размещенными в них морскими организмами 20, находящимися в соленой (морской) воде и обладающими свойствами при определенных условиях (изменение освещенности, давления, газового состава и температуры) отнимать соль из морской воды и, наоборот, отдавать соль при изменении указанных условий. Между камерами нормального 18 и высокого давления 19 установлены рекомпрессионные камеры 21, а также камеры регенерации питательного раствора 22 и камеры сбора рассола 23. На верхней поверхности полусфер 5 (фиг.2 и 4) установлены помещения высадки рассады и запуска мальков 24, а в нижней части полусфер 5 - помещения сбора урожая и вылова морепродуктов 25. Эти помещения имеют окна 26, через которые осуществляется связь с вегетационными трубами 7 и выростными цепями 8, при этом через окна 26 проходят окончания обратных труб 27, по которым перемещаются конвейеры с порожними держателями 11 растений, выращенных в вегетационных трубах. В тех местах, где помещения высадки рассады и запуска мальков 24 расположены смежно с помещениями сбора урожая и вылова морепродуктов 25, они объединяются.

По мере опреснения воды число вегетационных труб 7 в кольцевых трубах 6 увеличивается, начиная с верхнего яруса вегетационно-выростной башни 4, но при этом одна вегетационная труба в любом случае в кольцевой трубе 6 остается и располагается она вдоль кольцевой трубы в ее центре, а остальные вегетационные трубы 7 и выростные цепи 8 оплетают эту вегетационную трубу (фиг. 5 и 9-23). Растения, перемещаясь вдоль вегетационных труб, и благодаря залповым выбросам аэрозоли и газовой смеси [2] перемещают не только вегетационные трубы, в которых они находятся, но и полусферы 5, на которых они установлены, а вместе с ними и вегетационно-выростные башни 4, установленные на общей платформе 2, оборудованной поворотным устройством, приводят в движение платформу 2. Вместе с тем отдельные вегетационно-выростные башни могут быть эпизодически отключены для зарядки или ремонта, не мешая при этом вращению платформы. Каждая из полусфер 5 снабжена горизонтальным транспортным переходом 28, связывающим ее с шахтой 1, где размещены вертикальные лифты 29, снабженные системой передвижения, фиксации у проемов переходных кабин 30, расположенных как в шахте 1, так и в переходной кольцевой камере 31, при этом камера 31 установлена с зазором 32 относительно шахты 1, а кабины 30 выполнены с возможностью перемещаться в радиальном и кольцевом направлениях и соединяться попеременно как с выходами вертикальных лифтов, так и с входами горизонтальных транспортных переходов 28.

На фиг.2 приведен разрез устройства, где виден козырек 33 шахты 1, служащий защитой башен 2 от атмосферных осадков и пыли, на покрытии 34 козырька оборудована вертолетная площадка для доставки грузов, а под покрытием установлены резервуары с пресной 35 и морской 36 водой.

Морские организмы 20, попадая в камеру нормального давления 18, отнимают соль у морской воды и затем, минуя камеру регенерации питательного раствора 22, попадают в верхнюю рекомпрессионную камеру 21, причем часть обессоленной воды, попадая в камеру регенерации питательного раствора 22, обогащается дополнительными компонентами и освобождается от излишних компонентов, после чего питательный раствор попадает по растворопроводу 37 в находящуюся рядом вегетационную трубу 7 для питания растений (фиг.8). При этом дополнительные компоненты поступают с пресной водой в камеру регенерации питательного раствора 22 из помещения высадки рассады при помощи подвижных емкостей 38, а излишние компоненты смываются в нижележащие камеры выростной цепи. Затем морские организмы попадают в камеру высокого давления 19, расположенную к поверхности полусферы в затемненной части трубы 6, где они отдают соль, после чего их сливают в камеру сбора рассола 23, откуда они попадают в нижележащую рекомпрессионную камеру 21. Из камеры сбора рассола 23 рассол откачивают в подвижные емкости сбора рассола 40 для последующей утилизации. Морские организмы из рекомпрессионной камеры 21 сливают в подвижные камеры-контейнеры 41, которые доставляют морские организмы в помещение сбора урожая и вылова морепродуктов 25, где после сортировки, регенерации и обогащения подвижные камеры-контейнеры 41 доставляют обогащенные морские организмы в нижележащие смежно расположенные полусферы 5 в пределах общей вегетативно-выростной башки 4, где подвижные камеры-контейнеры 41, присоединившись к камерам нормального давления 18, расположенные с наружной стороны светопрозрачной трубы 6, заполняют цепь 8 морскими организмами, после чего цикл опреснения внутри этой цепи повторяется. Подвижные камеры-контейнеры 41 и подвижные емкости 38 и 40 снабжены системой перемещения, герметичной фиксации и расфиксации, позволяющей осуществлять процесс опреснения. Вегетационные трубы 7 связаны с камерой 23 растворопроводом 39.

С каждым циклом засоленность воды снижается, а на каждом нижележащем ярусе остается все меньше цепей 8 в пределах кольцевых труб 6 и все больше вегетационных труб 7 (фиг.17-23), при этом освободившиеся камеры-контейнеры 41 с обработанными морепродуктами перемещаются для утилизации вверх при помощи лифтов, а опорожненные камеры-контейнеры заполняют свежими морепродуктами и отправляют в верхние полусферы, после чего процесс опреснения повторяется. Платформа имеет круговой ротор, с зазором от которого расположен круговой статор, установленный в нижнем поясе шахты с возможностью генерировать и аккумулировать электроэнергию.

Источники информации 1. Апельцин И. Э., Клячко В. А. Опреснение воды. Москва, 1968 г.

2. Саркисов С. К., Саркисов А. С. Способ выращивания растений и устройство для осуществления. Патент РФ 2128905, опубл. 20. 04. 99, БИ 11 за 1999 г.

3. Большая Советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1974, т. 18,с. 1304.

Формула изобретения

1. Теплица-опреснитель, включающая вегетационные трубы переменного сечения, уложенные спиралевидно на поверхности полусфер, в которых установлены конвейеры держателей с растениями, помещенными в эластичные сетки, соединенных между собой, с возможностью перемещения вдоль труб и способствующих повороту полусфер вокруг вертикальной центральной оси полусфер, отличающаяся тем, что вегетационные трубы заключены в кольцевые трубы переменного сечения, куда установлены также выростные цепи, включающие сферические камеры с нормальным давлением, высоким давлением, рекомпрессионные камеры, камеры регенерации питательного раствора и камеры сбора рассола, объединенные между собой соединительными трубами с размещенными в камерах морскими организмами, способными в определенных условиях, в частности, при нормальном давлении и на свету поглощать соль, а при высоком давлении и в темноте отдавать соль в морскую воду, при этом между камерами с нормальным давлением и высоким давлением размещены рекомпрессионные камеры, камеры регенерации питательного раствора и камеры сбора рассола, при этом перелив содержимого камер осуществляется сверху вниз, камеры с нормальным давлением и кольцевые трубы выполнены светопрозрачными, а над полусферами установлены помещения высадки рассады и запуска мальков, под полусферами - помещения сбора урожая и вылова морепродуктов.

2. Теплица-опреснитель по п. 1, отличающаяся тем, что полусферы расположены друг над другом в несколько ярусов, образуя вегетационно-выростные башни, при этом помещения высадки рассады и запуска мальков в тех местах, где они расположены смежно с помещениями сбора урожая и вылова морепродуктов, объединены, при этом по мере перехода от верхних полусфер к нижним соотношение вегетационных труб и выростных цепей меняется за счет увеличения вегетационных труб внутри кольцевых труб, при этом одна из вегетационных труб размещена вдоль оси кольцевой трубы, в то время как остальные вегетационные трубы и выростные цепи оплетают эту центрально установленную вегетационную трубу таким образом, что светопрозрачные камеры с нормальным давлением располагаются с наружной стороны светопрозрачной кольцевой трубы, а камеры с высоким давлением примыкают к поверхности полусферы и находятся в затемненной части кольцевой трубы.

3. Теплица-опреснитель по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что вертикальные вегетационно-выростные башни установлены на единой круговой платформе вокруг расположенной в центре устройства лестнично-лифтовой шахты, служащей для подачи контейнеров с растениями и морскими организмами и связанной поярусно с каждой из полусфер вегетационно-выростных башен горизонтальными транспортными переходами, при этом платформа снабжена круговым ротором, с зазором от которого расположен круговой статор, установленный в нижнем поясе шахты с возможностью генерировать и аккумулировать электроэнергию, а для доставки контейнеров между шахтой и горизонтальными переходами установлены кольцевые переходные камеры, снабженные переходными лифтовыми кабинами с возможностью кабин попеременно соединяться с выходами вертикальных лифтов и со входами горизонтальных переходов.

4. Теплица-опреснитель по пп. 1-3, отличающаяся тем, что лестнично-лифтовая шахта сверху покрыта козырьком, служащим защитой вегетационных выростных башен от атмосферных осадков и пыли, при этом под покрытием козырька установлены резервуары с пресной и соленой водой, а на покрытии оборудована вертолетная площадка для снабжения устройства рассадой и мальками и вывоза плодов и морепродуктов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23