устройство для предпосевной обработки семян

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН, содержащее смесительную камеру, снабженную гидродинамическим излучателем, работающим в режиме развитой кавитации, загрузочное устройство, приемную емкость и трубопровод, соединяющий через всасывающий патрубок приемную емкость с гидродинамическим излучателем, отличающееся тем, что смесительная камера выполнена в виде разъемной сферы и снабжена по крайней мере двумя дополнительными гидродинамическими излучателями, расположенными на ней в одной плоскости, перпендикулярной оси загрузочного устройства посредством опорного кольца, делящего камеру на верхнюю и нижнюю полусферы, при этом загрузочное устройство снабжено установленным внутри смесительной камеры отражателем потока в виде полутороида.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя полусфера камеры выполнена сетчатой, а нижняя снабжена выгрузным затвором.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для комплексной обработки семян перед их высевом.

Известна установка для обработки семян различных сельскохозяйственных культур, в которой семенной материал обрабатывается раствором микроэлементов и гидравлическими ударами. Всхожесть семян при такой обработке достигает 96% (приоритет от 14.01.80). Установка содержит ванну для раствора микроэлементов, ко дну которой через стенку-мембрану подведен излучатель гидравлических ударов с двумя параллельно установленными вольфрамовыми электродами. Семена, подлежащие обработке, погружают в ванну с раствором микроэлементов. От источника высокого напряжения подают напряжение на два вольфрамовых электрода, параллельно расположенные в центре излучателя. Между ними происходит электрический разряд и, как следствие, гидравлический удар. Обработку ведут в течение 1 мин с импульсами каждые 10 с. Всхожесть семян при такой обработке достигает 96%, однако установка не технологична из-за необходимости использования источника высокого напряжения в водной ванне и не позволяет обрабатывать большое количество семенного материала.

Известна также установка для комплексной обработки семян перед посевом, включающая: рабочую емкость с окнами для вывода легкой фракции в верхней части, шнек, заключенный в кожух с раструбом, в верхней части рабочей камеры расположено устройство для смыва семян в раструб, выполненное в виде трубы с соплами. В нижней части шнека на валу и кожухе установлены пальцы шлифовального устройства для выравнивания размеров семян. Семена в указанном устройстве сортируются, шлифуются, выравниваются по размеру.

Недостатком данного устройства является то, что оно предназначено только для определенной семенной культуры, более того, не предназначено для стимулирования энергии прорастания. Подобная обработка не позволяет преодолеть твердокаменность семян отдельных культур.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является установка для предпосевной обработки семян, использующая принцип обработки семян гидравлическими ударами в водной среде. Установка содержит: гидродинамический смеситель, представляющий собой смесительную камеру, снабженную гидродинамическим излучателем с направляющими решетками для обеспечения кавитационного эффекта, загрузочный бункер со шнековым устройством, который подает семена в зону сопла, и приемную емкость.

Давление в гидродинамическом смесителе создается с помощью насоса. Семена подают со скоростью 0,1-0,4 кг/с при давлении воды 3-10 атм. Обработку проводят один или более раз для преодоления твердокаменности оболочек семян. Производительность установки порядка 0,3 т/ч.

Однако конструкция шнековой групп установки дает сбои и остановки в работе и приводит к дроблению семян и их механическим повреждениям, требует дополнительных затрат электроэнергии, при этом часть семян, находившихся в пристеночной части камеры, не подвергается обработке, что приводит к снижению качества обработки посевного материала.

Задачей настоящего изобретения является создание установки для предпосевной обработки семян, предназначенной для малых и фермерских хозяйств, арендных звеньев, обеспечивающих выравнивание любого посевного материала по зрелости, крупности, энергии прорастания.

Согласно изобретению разработанная установка содержит смесительную камеру, снабженную загрузным устройством, и, по крайней мере, 3-мя гидродинамическими излучателями, работающими в режиме развитой кавитации, расположенными на опорном кольце в одной плоскости, перпенди- кулярной оси загрузочного устройства. Камера выполнена в виде разъемной сферы, размещена вместе с излучателями на опорном кольце в приемной емкости. Загрузочное устройство снабжено отражателем потока, выполненного в виде полутороида для обеспечения плавного обтекания потоком выхода загрузной воронки, и установленного внутри смесительной камера. Приемная емкость и гидродинамические излучатели соединены между собой через всасывающий патрубок с фильтром трубопроводом. Верхняя полусфера смесительной камеры выполнена сетчатой, а нижняя снабжена выгруз- ным затвором.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - варианты установки гидродинамических излучателей.

Устройство содержит загрузочную воронку 1, отражатель потока 2, смесительную камеру 3, состоящую из 2-х полусфер, гидродинамические излучатели 4, опорное кольцо 5 с крепежным устройством 6, выгрузной затвор 7, приемную емкость 8, фильтр 9, насос 10, нагнетательный трубопровод 11.

Гидродинамические излучатели 4 устанавливаются на опорном кольце 3 в количестве 3-6 шт в одной плоскости. На фиг. 2 показаны возможные варианты установки. Гидродинамические излучатели могут устанавливаться как снаружи так и внутри кольца. Отражатель потока служит для возвращения потока воды, направленного против тока семян.

Установка работает следующим образом. В емкость 8 заливают необходимое количество воды, которое определяется количеством обрабатываемого материала и зависит обычно от расхода насосного агрегата в течение пяти и более секунд (например 25-50 л) и включают насос 10. Установка перекачивает воду 1-3 мин для активации и насыщения воды кислородом при давлении подаваемой воды 3-10 атм. При этом изменяется рН в сторону увеличения. После этого подготовленные семена засыпаются в загрузочную воронку 1, откуда под действием собственного веса попадают в смесительную камеру, образованную двумя полусферами 3, где подвергаются обработке массовыми гидравлическими ударами, возникающими при кавитации, созданной гидродинамическими излучателями 4. Жидкость в процессе обработки вытекает через сетчатую полусферу в приемную емкость 8 и перекачивается насосом 10 через входной фильтр 9. По окончании работы насос 10 отключают, смесительную камеру вынимают из бака 8, семена вытряхивают. Размер ячейки сетки, из которой выполнена полусфера смесительной камеры зависит от размеров обрабатываемых семян и при необходимости может быть заменена.

При обработке семян с малой твердокаменностью и больших количеств семян (более 3-5 кг) работа проводится со слабой заглушкой 7, при этом часть потока с семенами проходит через отверстие и собирается вне смесительной камеры в приемной емкости, например, в сетчатый мешок.

Замкнутый контур движения жидкости позволяет уменьшить смыв химикатов-протравливателей с протравленных семян, четко дозировать воду в процессе обработки семян.

Гидродинамические излучатели, обеспечивая течение с развитой кавитацией, поддерживают кавитационные явления в полости полусфер. Явление кавитации - процесс массового роста и последующего схлопывания пузырьков воздуха с возникновением и распространением ударных волн в жидкости, сопровождающимися повышением рН и температуры в месте схлопывания. При этом вскрываются поры кожуры семян, пробиваются микроканалы, куда за счет капиллярного эффекта начинает интенсивно поступать вода, насыщенная кислородом. Жидкость, вышедшая из гидродинамического излучателя, из-за соударения струй разлетается в разные стороны.

Чтобы предотвратить проникновение жидкости в загрузочную воронку 1 с сухими семенами установлен отражатель 2, выполненный в виде полутороида, примыкающего к корпусу. Радиус загрузной воронки 1 может быть больше или меньше, в зависимости от сыпучести семян, что также является элементом регулирования скорости подачи семян.

Время обработки семян может меняться в пределах от 1-3 с до 3-х и более мин. В приемной емкости семена остаются в воде на 4-6 ч для большего напитывания водой. К концу этого времени росток пошел в рост. Время обработки семян зависит от качества семян и их размеров. Для твердокаменных семян (люцерна, хлопчатник, глядичия, сумах) время обработки может быть увеличено. Для семян с более мягкой кожурой (соя, гречиха, амарант, томаты) время нахождения семян в смесительной камере приемной емкости может быть уменьшено, для чего в нижней полусфере 3 вынимается заглушка, часть потока с семенами проходит в приемную емкость 8. Это позволяет обрабатывать семена непрерывно, добавляя семена в загрузную воронку. Для твердокаменных семян заглушка ставится на место и время обработки задается после опытных проработок. В виду того, что камера может вместить до 3-5 кг семян, а время обработки максимально 5 мин, включая их выгрузку, то производительность может варьироваться в широких пределах от 0,1 кг/мин до 50 кг/мин. При непрерывной работе и использовании приемной емкости большего объема производительность может быть существенно увеличена.

В табл. 1, 2 представлены результаты лабораторных исследований и мелкоделяночных опытов по определению всхожести семян. Как видно из представленных результатов, интенсивность прорастания семян увеличивается в зависимости от культуры в 2-10 раз, более того, растения дают хорошо развитую корневую систему.