CN105493685B - 一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪及其处理方法。首先向储料仓内加入待处理的种子，关好各阀门，启动真空泵，对外筒的内部抽真空，当达到额定值时，打开工作气体阀向外筒内充入工作气体，调节气体进出量，待外筒内达到工作压力并稳定后，先后开启射频电源和射频匹配器，并调整到待处理种子所需要的功率，待辉光现象稳定后，打开驱动电机驱动旋转仓转动，通过变频器调节转速，然后打开排料阀使种子落入旋转仓内，旋转仓转动时，筒内的种子在抄板的搅动下，向接料斗方向运动，同时在筒内翻转并与等离子体接触发生反应，种子接受等离子体处理概率相等，处理更加均匀；待种子处理完毕后，从旋转仓内排出，经接料斗进入出料仓内。

Description

一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪及其处理方法

技术领域

本发明属于等离子体种子处理仪技术领域，特别涉及一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪及其处理方法。

背景技术

冷等离子体是物质存在的第四种状态，即物质第四态，是一种能量更高的物质聚集态，冷等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的分子原子、自由基及紫外光等活性粒子，比通常的化学反应所产生的活性粒子种类更多、活性更强，更易于和所接触的材料表面发生反应。冷等离子体处理可以改变种子表面的性质，尤其是润湿性，处理后的种子吸水性增加，可以节约灌溉用水。同时冷等离子处理可以改变种子对氧气和二氧化碳的渗透率，直接影响发芽情况，对提高产量和控制发芽速度具有潜在的作用。

发明专利CN101669416A公开了一种等离子体处理装置，采用常压条件、空气为介质进行处理，这种条件下的冷等离子体产生比较困难，且产生的辉光放电现象不稳定，放电区存在微放电现象，导致能量释放不稳定，种子受处理不均匀，会导致种子日后出苗不匀，长势不均，不利于机械化作业。

发明专利CN103039151A中为传送带式的传送方式，这要求传送带上的种层厚度不宜较厚，间接导致处理时间增长，限制处理效率，不利于大范围市场化推广。传送带上种子位置相对固定，传送带上底层的种子无法与等离子体充分反应。此外，种子的胚根对等离子体较为敏感，落在传送带上的种子朝向各异，胚根朝向无法统一，这加剧了种子受处理的不均匀情况。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪及其处理方法。

一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪，其包括外筒5和旋转仓4，所述旋转仓4横卧在外筒5内，其外壁圆周上设有左右两个滚圈8，左右滚圈支撑16固定在外筒5的内壁上，左右滚圈8与相应侧的滚圈支撑16相配合，使旋转仓4能够在滚圈支撑16上旋转；旋转仓4的外壁圆周上还设有齿带9，齿带9通过传动齿轮22与驱动电机21相连，驱动电机21与变频器相连；旋转仓4的内壁上设有抄板23，所述抄板23为圆弧状条板，采用绝缘塑料制成，按螺旋线规则排布在旋转仓4内壁；绝缘柱体7位于旋转仓4内，通过两端的支撑架6固定在外筒5上，射频电极板24为侧面开口的圆筒状，贴合固定在绝缘柱体7的外表面，射频电极板24距离抄板23为10-30mm；所述射频电极板24与射频匹配器18相连，射频电源17通过射频输出线与射频匹配器18相连，旋转仓4作为地电极板接地；所述射频电极板24与旋转仓4均为铝合金材质；

旋转仓4的进料端连接排料管15，所述排料管15伸出外筒5外，并通过排料阀14与储料仓13相连，旋转仓4的出料端连接接料斗3，所述接料斗3伸出外筒5外与出料仓2相连，出料仓2下部设有出料阀1；气阀11为三通气阀，其中一路连通外筒5与真空泵10，另外一路连通外筒5和外界空气；外筒5通过工作气体阀20与工作气体瓶19连通；外筒5上连接真空计12，用以读取外筒5内的气压。

所述抄板23与旋转仓4内壁存在倾斜角度，为30°～60°。

所述射频电极板24、绝缘柱体7与旋转仓4同轴。

上述一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪处理种子的方法，首先向储料仓13内加入待处理的种子，打开气阀11上外筒5与真空泵10的通路，关好其余各阀门，启动真空泵10，对外筒5的内部抽真空，通过真空计12读数，当达到额定值时，打开工作气体阀20向外筒5内充入工作气体，调节气体进出量，稳定外筒5内的工作压力，待真空计12读数稳定后，先后开启射频电源17和射频匹配器18，并调整到待处理种子所需要的功率，待辉光现象稳定后，打开驱动电机21，驱动旋转仓4转动，并通过变频器调节转速，然后打开排料阀14，使种子落入旋转仓4内，旋转仓4转动时，筒内的种子在抄板23的搅动下，向接料斗3方向运动，同时在筒内翻转并与等离子体接触发生反应；待种子处理完毕后，从旋转仓4内排出，经接料斗3进入出料仓2内；

其中，外筒5抽真空的额定值为100Pa以下；工作气体为惰性气体；外筒5内的工作压力为140-160Pa；旋转仓4的转速为2-12RPM。

本发明的有益效果为：

真空情况下，气体稀薄，分子间距及分子或离子的自由运动距离也越来越长，受电场的作用，它们发生碰撞而容易形成离子，从而容易产生冷等离子体。因此本发明采用真空条件下在两极板间通入工作气体，这样容易生成稳定的辉光放电现象，和产生均匀的冷等离子体，同时采用旋转仓的传送方式，种子在仓内充分翻滚，保证种子充分与冷等离子体接触并发生反应。尤其是对等离子体敏感的种胚，种子在旋转仓内充分翻滚，种胚接受等离子体处理概率相等，较位置相对静止的种子，处理更加均匀，日后发芽涨势等更统一，利于机械化作业，避免出现参差不齐的状况。

附图说明

图1为一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪的示意图；

图2为外筒和旋转仓的轴向剖视图；

图3为绝缘柱体、射频电机板、外筒的位置关系示意图；

图4为旋转仓的剖视图及抄板安装示意图；

图5为抄板示意图。

标号说明：1-出料阀，2-出料仓，3-接料斗，4-旋转仓，5-外筒，6-支撑架，7-绝缘柱体，8-滚圈，9-齿带，10-真空泵，11-气阀，12-真空计，13-储料仓，14-排料阀，15-排料管，16-滚圈支撑，17-射频电源，18-射频匹配器，19-工作气体瓶，20-工作气体阀，21-驱动电机，22-传动齿轮，23-抄板，24-射频电极板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

如图1-2所示一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪包括旋转仓装置、外筒装置、射频装置以及调压装置。

旋转仓装置包括旋转仓4、齿带9、传动齿轮22、驱动电机21、滚圈8、滚圈支撑16，旋转仓4是一端进料一端出料的铝合金材质圆筒，如图4-5所示，绝缘塑料制成的抄板23为圆弧状条板，镶嵌于旋转仓4的内表面，按螺旋线规则排布，抄板23与旋转仓4内壁存在倾斜角度，为30°～60°，工作时抄板23驱使种子轴向流动与翻滚；齿带9固定于旋转仓4的外壁圆周上，通过传动齿轮22与驱动电机21连接；滚圈8固定于旋转仓4的外壁圆周上，滚圈支撑16固定于外筒5的内壁上，左右滚圈8分别与相应侧的滚圈支撑16配合保证旋转仓4的滚动并限制其轴向运动，滚圈支撑16同时保证旋转仓4在外筒5内的相对 位置。外筒装置包括外筒5、储料装置、出料装置，外筒5是一个起支撑作用的密闭罐，能够保证工作时的真空条件；储料装置包括储料仓13、排料管15、排料阀14，储料仓13通过排料管15与旋转仓4的进料口连通，排料阀14设置在储料仓13与排料管15之间；出料装置包括接料斗3、出料仓2、出料阀1，接料斗3位于外筒5的内部，承接旋转仓4的出料口排出的种子，并与出料仓2相连接，出料仓2固定在外筒5上，且其底部设有出料阀1。射频装置包括射频电极板24，射频电源17和与其适配的射频匹配器18，如图2-3所示，射频电极板24为侧面开口的铝合金圆筒，固定在绝缘柱体7的外表面上，并与绝缘柱体7的表面贴合，避免其内部产生辉光放电现象；如图3所示，绝缘柱体7通过左右两端的支撑架6固定于外筒5上，射频电极板24、绝缘柱体7与旋转仓4保持同轴心；射频电极板24与射频匹配器18连接，射频电源17通过射频输出线与射频匹配器18连接；旋转仓4作为地电极板接地；工作时，两电极板间会形成辉光放电区，旋转仓4转动过程中通过抄板23驱使种子轴向流动从而使种子经过辉光放电区。调压装置包括真空泵10、气阀11、真空计12和工作气体阀20，真空泵10置于外筒5外，用于调节筒内的负压情况；气阀11为三通气阀，其一路连通外筒5与真空泵9，另一路连通外筒5与外界空气；工作气体阀20位于工作气体瓶19与外筒5连通的气路管道上，用于调节工作气体流量；真空计12设于外筒5上，用于检测外筒5的内压，便于调节压力。

工作时，首先向储料仓13倒入待处理的种子，关好各阀门，检查无问题后，打开气阀11上外筒5与真空泵10的通路，启动真空泵10，对外筒5的内部空间抽真空，通过真空计12读数，当达到额定值100Pa时，打开工作气体阀20向外筒5内充入工作气体氦气，调节气体进出量，使外筒5内的压力稳定在150 Pa，待真空计12读数稳定后，先后开启射频电源17和射频匹配器18，并调整到待处理种子所需要的功率，待辉光现象稳定后，打开驱动电机21，驱动旋转仓4转动，并通过变频器调节转速，然后打开排料阀14，使种子落入旋转仓4内，旋转仓4转动时，筒内的种子在抄板23的搅动下，一边向接料斗3方向运动，一边在筒内翻转，保证每粒种子都能充分与等离子体接触发生反应，种子处理完毕后从旋转仓4内排出，经接料斗3进入出料仓2内。待所有种子处理完毕后，停止充入工作气体，关闭工作气体阀20、射频匹配器18、射频电源17、真空泵10、驱动电机21，关闭气阀11上外筒5与真空泵10连接的通路，打开气阀11上外筒5与外界空气连接的通路，释放空气进入，待外筒5内的气压恢复至常压时打开出料阀1，排出已处理好的种子。工作过程中，旋转仓4的转速直接影响了种子在旋转仓4中的处理时间，转速快种子经过辉光放电区的时间短。驱动电机21连接至变频器，使旋转仓4的转速可调节，根据不同种类的种子调节不同的转速，进而控制不同的处理时间，满足不同种类的种子对处理时间的要求。

Claims (3)

1.一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪，其特征在于，其包括外筒(5)和旋转仓(4)，所述旋转仓(4)横卧在外筒(5)内，其外壁圆周上设有左右两个滚圈(8)，左右滚圈支撑(16)固定在外筒(5)的内壁上，左右滚圈(8)与相应侧的滚圈支撑(16)相配合，使旋转仓(4)能够在滚圈支撑(16)上旋转；旋转仓(4)的外壁圆周上还设有齿带(9)，齿带(9)通过传动齿轮(22)与驱动电机(21)相连，驱动电机(21)与变频器相连；旋转仓(4)的内壁上设有抄板(23)，所述抄板(23)为圆弧状条板，采用绝缘塑料制成，按螺旋线规则排布在旋转仓(4)内壁，抄板(23)与旋转仓(4)内壁存在倾斜角度，为30°～60°；绝缘柱体(7)位于旋转仓(4)内，通过两端的支撑架(6)固定在外筒(5)上，射频电极板(24)为侧面开口的圆筒状，贴合固定在绝缘柱体(7)的外表面，射频电极板(24)距离抄板(23)为10-30mm；所述射频电极板(24)与射频匹配器(18)相连，射频电源(17)通过射频输出线与射频匹配器(18)相连，旋转仓(4)作为地电极板接地；所述射频电极板(24)与旋转仓(4)均为铝合金材质；

旋转仓(4)的进料端连接排料管(15)，所述排料管(15)伸出外筒(5)外，并通过排料阀(14)与储料仓(13)相连，旋转仓(4)的出料端连接接料斗(3)，所述接料斗(3)伸出外筒(5)外与出料仓(2)相连，出料仓(2)下部设有出料阀(1)；气阀(11)为三通气阀，其中一路连通外筒(5)与真空泵(10)，另外一路连通外筒(5)和外界空气；外筒(5)通过工作气体阀(20)与工作气体瓶(19)连通；外筒(5)上连接真空计(12)，用以读取外筒(5)内的气压。

2.根据权利要求1所述一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪，其特征在于，所述射频电极板(24)、绝缘柱体(7)与旋转仓(4)同轴。

3.权利要求1或2任一权利要求所述一种旋转仓式冷等离子体种子处理仪处理种子的方法，其特征在于，首先向储料仓(13)内加入待处理的种子，打开气阀(11)上外筒(5)与真空泵(10)的通路，关好其余各阀门，启动真空泵(10)，对外筒(5)的内部抽真空，通过真空计(12)读数，当达到额定值时，打开工作气体阀(20)向外筒(5)内充入工作气体，调节气体进出量，稳定外筒(5)内的工作压力，待真空计(12)读数稳定后，先后开启射频电源(17)和射频匹配器(18)，并调整到待处理种子所需要的功率，待辉光现象稳定后，打开驱动电机(21)，驱动旋转仓(4)转动，并通过变频器调节转速，然后打开排料阀(14)，使种子落入旋转仓(4)内，旋转仓(4)转动时，筒内的种子在抄板(23)的搅动下，向接料斗(3)方向运动，同时在筒内翻转并与等离子体接触发生反应；待种子处理完毕后，从旋转仓(4)内排出，经接料斗(3)进入出料仓(2)内；

其中，外筒(5)抽真空的额定值为100Pa以下；工作气体为惰性气体；外筒(5)内的工作压力为140-160Pa；旋转仓(4)的转速为2-12RPM。