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Dispositif d'injection des solutions nutritives pour cultures aéro-hydroponiques.
La présente invention concerne une installation aéra-hydroponique pour la culture de plantes dans laquelle les racines sont partiellement immergées dans une solution nutritive aqueuse et plus particulièrement le dispositif d'injection par pulvérisation de cette solution nutritive.
La capacité d'une plante d'absorber de l'eau dépend du degré de saturation de celle-ci en oxygène dissout et pas seulement en air dissout, aux alentours de ses racines. Sans absorption d'eau la plante n'absorbe aucune substance nutritive.
Dans une installation aéro-hydroponique pour la culture de plantes, le volume d'eau est fractionné en petites gouttelettes, chacune étant entourée d'un volume d'air énorme par rapport à celui de la gouttelette. L'oxygène, abondant dans l'air, diffusera aisément au travers de la surface des gouttelettes d'eau qui renferment peu ou pas d'oxygène.
D'autres particularités de la culture hydroponique sont décrites dans le brevet belge No 8700550. L'objet de ce brevet est d'augmenter l'échange gazeux par la création de gouttelettes aussi petites que possible.
D'autres brevets ont déjà été publiés dans le domaine de la culture hydroponique par injection sous pression de la solution nutritive dont le brevet européen No 0 010 737 ou la
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demande No 88 905 168. 6 qui concernent tous deux une installation hydroponique comportant une cuve avec un couvercle amovible contenant une solution nutritive aqueuse et un volume d'air entre la surface de celle-ci et le couvercle.
L'expérience a montré que les dispositifs d'injection par pulvérisation des solutions nutritives des installations hydroponiques se bouchent fréquemment par les sels minéraux des solutions ou par d'autres impuretés.
Le cultivateur doit donc régulièrement contrôler et nettoyer les dispositifs d'injection en ouvrant la cuve de culture.
Dans la plupart des installations connues, l'ouverture de la cuve de culture consiste à soulever le couvercle de la cuve. Or le couvercle contient les porte-plantes ainsi que les plantes à cultiver.
Ces manipulations fréquentes demandent énormément de travail et de temps et sont possibles à réaliser pour des cultures à faible développement foliaire et racinaire telles que des laitues mais sont un inconvénient majeur pour les cultures à large et abondant développement telles que les tomates, concombres, melons, poivrons, aubergines, etc... compte tenu de l'encombrement et du poids de ces plantes.
Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient pratique en proposant une solution simple et efficace permettant en outre un meilleur rendement par une possibilité d'adaptation du dispositif d'injection au fur et à mesure de la croissance des racines des plantes.
L'objet de l'invention permet dès lors de faciliter le contrôle et les manipulations des dispositifs d'injection.
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Un autre objet de l'invention consiste à adapter de façon aisée la position en hauteur des dispositifs d'injection à l'intérieur de la cuve de culture.
Ces objectifs sont atteints par le dispositif d'injection des solutions nutritives tel que défini par la revendication 1.
D'autres caractéristiques de l'invention seront décrites ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation pratique d'un dispositif d'injection en se référant aux dessins dans lesquels : la figure 1 : est une vue d'ensemble en perspective d'une installation munie d'un dispositif d'injection selon l'invention ; la figure 2 : est une vue en coupe transversale d'une installation similaire ; la figure 3 : est une vue en coupe d'un détail du dispositif d'injection selon l'invention.
Comme montré aux figures 1 et 2, l'ensemble de l'installation comporte une cuve 1 contenant la solution nutritive 2 et un volume d'air 3 entre la surface de celle-ci et le couvercle amovible 4 qui est pourvu d'ouvertures 5 contenant chacune un porte-plante 6 qui maintient en place la plante 7 dont les racines sont partiellement immergées dans la solution nutritive 2. Un trop-plein réglable 8 (Figure 2) permet d'ajuster le niveau de la solution 2 dans la cuve 1.
Conformément à l'invention, des canalisations tubulaires d'alimentation 9 en solution nutritive 2, disposées de préférence sensiblement horizontalement et entièrement localisées à l'extérieur de la cuve 1 sont posées librement sur le sol ou logées dans les parois latérales 16 de la cuve 1 où elles sont maintenues par des moyens élastiques de fixation 17.
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Les canalisations tubulaires 9 d'alimentation en solution nutritive sont pourvues d'une série de raccordements 15, régulièrement espacés les uns des autres, vers des tuyaux souples
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ou capillaires 18 dont l'extrémité"aval"est munie de moyens de pulvérisation 10, 11 situés dans le volume d'air 3.
A cet effet les extrémités"aval"des tuyaux souples 18 sont pourvues d'éléments ou capillaires rigides 10 qui sont insérés verticalement dans le couvercle 4 de la cuve 1.
Comme montré plus clairement à la figure 3, chaque tuyau souple 18 est pourvu à son extrémité d'un élément rigide 10 monté dans une pièce de soutien 13 permettant le maintien vertical de l'élément 10 dans le couvercle 4.
Le capillaire ou élément rigide 10 est pourvu en son extrémité d'un organe de pulvérisation 11 de la solution nutritive et est conçu de telle sorte qu'il puisse être positionné à profondeur variable, opportunément choisie, dans la pièce de soutien 13, ce qui permet d'ajuster le niveau de l'injection de la solution nutritive. A cette fin, le capillaire rigide 10 est muni extérieurement d'un anneau élastique coulissant 12 qui repose sur le bord d'entrée de la pièce de soutien 13 ; d'autres formes de fixation peuvent être utilisées, par exemple des rainures radiales 14 avec anneaux élastiques.
Les organes d'injection 11 de la solution nutritive sont entièrement localisés dans le volume d'air 3 compris entre la surface de la solution 2 et le couvercle 4 et sont disposés de telle sorte qu'ils injectent sous pression, par l'intermédiaire d'un système extérieur bien connu (comportant entre autres une pompe de circulation), auquel les canalisations tubulaires 9 sont raccordées.
La solution nutritive est pulvérisée sous forme de gouttelettes fines par 1'organe d'injection 11 selon des tra-
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jectoires radiales sensiblement horizontales.
On comprend aisément que grâce au dispositif d'injection selon l'invention, il est possible de contrôler et nettoyer chacun des organes d'injection 11 sans devoir enlever le couvercle 4 de la cuve 1. En plus, chaque organe d'injection 11 est réglable en hauteur de façon à pouvoir adapter le niveau d'injection radial d'après la forme ou le volume des racines des plantes adjacentes.
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Device for injecting nutrient solutions for aero-hydroponic cultures.
The present invention relates to an aera-hydroponic installation for the cultivation of plants in which the roots are partially immersed in an aqueous nutritive solution and more particularly to the device for spraying injection of this nutritive solution.
The capacity of a plant to absorb water depends on the degree of saturation of the latter with dissolved oxygen and not only with dissolved air, around its roots. Without water absorption the plant does not absorb any nutrients.
In an aero-hydroponic installation for growing plants, the volume of water is divided into small droplets, each of which is surrounded by an enormous volume of air compared to that of the droplet. Oxygen, abundant in the air, will easily diffuse through the surface of water droplets that contain little or no oxygen.
Other peculiarities of hydroponics are described in Belgian patent No 8700550. The object of this patent is to increase the gas exchange by creating droplets as small as possible.
Other patents have already been published in the field of hydroponics by pressure injection of the nutrient solution, including European patent No 0 010 737 or the
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Application No. 88 905 168. 6 which both relate to a hydroponic installation comprising a tank with a removable cover containing an aqueous nutrient solution and a volume of air between the surface thereof and the cover.
Experience has shown that the spray injection devices for nutrient solutions in hydroponic systems frequently become clogged with mineral salts in the solutions or other impurities.
The cultivator must therefore regularly check and clean the injection devices by opening the culture tank.
In most known installations, opening the culture vessel consists in lifting the lid of the vessel. The cover contains the plant carriers as well as the plants to be cultivated.
These frequent manipulations require a lot of work and time and are possible to carry out for crops with weak leaf and root development such as lettuces but are a major drawback for crops with large and abundant development such as tomatoes, cucumbers, melons, peppers, eggplants, etc ... given the size and weight of these plants.
The object of the present invention is to remedy this practical drawback by proposing a simple and effective solution which also allows better performance by a possibility of adaptation of the injection device as the roots of the plants grow.
The object of the invention therefore makes it possible to facilitate the control and handling of the injection devices.
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Another object of the invention consists in easily adapting the height position of the injection devices inside the culture vessel.
These objectives are achieved by the device for injecting nutrient solutions as defined by claim 1.
Other characteristics of the invention will be described below with the aid of a practical embodiment of an injection device with reference to the drawings in which: FIG. 1: is an overall view in perspective of an installation provided with an injection device according to the invention; Figure 2: is a cross-sectional view of a similar installation; Figure 3: is a sectional view of a detail of the injection device according to the invention.
As shown in Figures 1 and 2, the entire installation includes a tank 1 containing the nutrient solution 2 and an air volume 3 between the surface thereof and the removable cover 4 which is provided with openings 5 each containing a plant holder 6 which holds the plant 7 in place, the roots of which are partially immersed in the nutrient solution 2. An adjustable overflow 8 (Figure 2) makes it possible to adjust the level of the solution 2 in the tank 1 .
According to the invention, tubular supply lines 9 for nutrient solution 2, preferably arranged substantially horizontally and entirely located outside of the tank 1 are placed freely on the ground or housed in the side walls 16 of the tank 1 where they are held by elastic fixing means 17.
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The tubular pipes 9 for feeding in nutrient solution are provided with a series of connections 15, regularly spaced from one another, to flexible pipes.
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or capillaries 18, the "downstream" end of which is provided with spraying means 10, 11 located in the air volume 3.
To this end, the "downstream" ends of the flexible pipes 18 are provided with rigid elements or capillaries 10 which are inserted vertically in the cover 4 of the tank 1.
As shown more clearly in FIG. 3, each flexible pipe 18 is provided at its end with a rigid element 10 mounted in a support piece 13 allowing the element 10 to be held vertically in the cover 4.
The capillary or rigid element 10 is provided at its end with a member 11 for spraying the nutritive solution and is designed so that it can be positioned at a variable depth, conveniently chosen, in the support piece 13, which allows you to adjust the level of injection of the nutrient solution. To this end, the rigid capillary 10 is provided externally with a sliding elastic ring 12 which rests on the entry edge of the support piece 13; other forms of attachment can be used, for example radial grooves 14 with elastic rings.
The organs 11 for injecting the nutrient solution are entirely located in the volume of air 3 comprised between the surface of the solution 2 and the cover 4 and are arranged so that they inject under pressure, via 'a well-known external system (comprising inter alia a circulation pump), to which the tubular pipes 9 are connected.
The nutritive solution is sprayed in the form of fine droplets by the injection member 11 according to
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substantially horizontal radial jets.
It is easily understood that thanks to the injection device according to the invention, it is possible to control and clean each of the injection members 11 without having to remove the cover 4 of the tank 1. In addition, each injection member 11 is adjustable in height so that the level of radial injection can be adjusted according to the shape or volume of the roots of adjacent plants.