CN105850280A - 植物种子增产处理装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种植物种子增产处理装置，其包括处理管和设置在所述处理管的管壁上的超声波功能单元，所述处理管内设置输料螺杆，所述输料螺杆的一端与驱动电机连接；在所述处理管上设置进料口和出料口。本发明还公开一种植物种子增产处理系统，其至少包括两套植物种子增产处理装置，第一套植物种子增产处理装置的出料口将处理后的种子输入第二套植物种子增产处理装置的进料口。本发明的有益效果是：可以对种子进行充分均匀的超声波处理，有效提高处理效果，经设备处理种子一分钟左右能增产10％；螺杆输送可以灵活控制输送速率，避免堵塞现象，且螺杆上的螺旋桨叶可以对种子在输送过程中起到翻动作用，超声辐照更加均匀；基本实现模块化结构，安装灵活且可以很方便的实现大规模化生产。

Description

植物种子增产处理装置及系统

技术领域

本发明涉及植物种植种子处理设备技术领域，具体为一种植物种子增产处理装置及系统。

背景技术

当前全球人口超过70亿，不久的将来人口将快速增长到90亿。届时，土地和耕地与粮食的需求将会有约10％的差距。解决目前困境的方法之一是使粮食增产。目前增产的途径有育种杂交种植或者施行转基因种子的变异种植，提高抗病等能力；或者大量使用肥料，尤其化学肥料，生长素，防虫害农药等。现时科学界、卫生界都在关注农药残留，化学残存物等因素的负面影响，且关注度越来越高。

水稻是世界上最主要的三大粮食作物之一，播种面积占粮食播种面积的1/5，年产量约4.8亿吨，占世界粮食总产量的1/4，全世界二分之一以上的人口以水稻为主食。水稻也是中国最主要的栽培作物之一，其产量占全国粮食产量的1/2。因此，水稻生产技术的进步对提高我国乃至全世界的粮食安全具有极其重要的意义。超声波作为重要的环境应力，在促进园艺作物增产和提高作物种子繁衍及其生长能力等方面已经得到一定积极促进的应用。任兴安(1993)和杨波(陕西理工学院电气系,陕西汉中723003)于《大众科技》杂志2006年第7期发表的《超声波的应用初探》探索了超声对水稻生长发育及增产效果的影响；也曾先后探讨了超声波对水稻生长发育及产量的影响。以往的研究虽发现超声波对水稻种子处理具有一定程度的增产作用，但效果并不稳定，在某一超声处理条件下增产而在另一处理条件下却减产。这是因为，超声波对种子的处理效果与水稻种子前处理技术和超声波参数的设计均有密切的关系，任何一个环节对种子生化，代谢施用不良能量等作用，将导致完全相反的劣势结果，尤其将技术引向大田大规模处理稳定增产，更是一个突破性的技术革命。

现有超声波处理种植的装置，特别是干法处理装置必须解决好能大规模处理种子，从而系统保证种子能均匀的接受辐照两大稳定效果，控制处理时间一致可重复性，严格达标满足种子增产的激活产生功能条件，可控设造多频段和连续或者脉冲，时效适度等多方向的综合技术方能达到增产效果。种子一般是从高处向下进入超声波处理管道进行超声波辐照处理，植物种子无法全部且均均匀的与超声波处理管道的内壁接触，超声处理效果比较差，增产量也无法达到最高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，超声辐照处理均匀，增产效果明显的植物种子增产处理装置。

本发明的另一目的是提供一种可以组合化，组合简便灵活，且可以实现大规模生产的植物种子增产处理系统。

本发明的技术方案是这样实现的：植物种子增产处理装置，包括处理管和设置在所述处理管的管壁上的超声波功能单元，所述处理管内设置输料螺杆，所述输料螺杆的一端与驱动电机连接；在所述处理管上设置进料口和出料口。

所述处理管为倾斜设置刚性管道，在管道的倾斜下部设置开口向上的进料口，出料口设置在管道倾斜上部，且出料口是向下。

所述处理管优选的由至少两段管段连接组成，所述超声波功能单元安装在所述管段上。这样每一段管段可以具有不同的超声振动频率，且各段之间的振动可以因不是处于一体可以有效减少相互之间的共振等干扰，保证稳定性和适用范围更广。

所述管段之间通过连接件固定，在对接的两个管段的连接口对接处设置缓冲垫，可以有效的克服各管段不同频率之间产生共振等相互干扰，保证波的传质稳定性。

优选的，所述处理管由至少4段管段连接组成，每段管段上分别设置至少一个超声波功能单元。

所述驱动电机固定在固定架上，所述处理管的一端固定在与驱动电机连在一起的外壳上。

所述进料口安装入料漏斗，用于输入待处理植物种子。

在所述处理管的最低端的下端设置余料出口，所述余料出口活动设置挡板，用于清理余料。

所述超声波功能单元包括通过导线连接的超声波发生器的超声波换能器和与处理管连接成一体的超声波辐照固定块件，所述超声波换能器通过变幅杆与所述超声波辐照固定块件连接固定。

所述超声波辐照固定块件可以是具有夹持凹槽的辐照前沿近块和与所述辐照前沿近块相配合且具有相应凹槽的托合箍紧块组成，所述托合箍紧块与所述辐照前沿近块通过螺杆连接固定。夹持凹槽所形成的圆状空间就是容纳夹紧所述处理管。所述处理管置于所述托合箍紧块与所述辐照前沿近块的凹槽内，通过螺杆连接固定。所述变幅杆与所述辐照前沿近块之间通过接驳螺杆连接，这样安装及拆卸都及其简便。

所述超声波辐照固定块件为具有与处理管外侧壁弧度相匹配的弧形槽的固定件，在所述固定件上设置有中心螺孔。

植物种子增产处理系统，至少包括两套植物种子增产处理装置，第一套植物种子增产处理装置的出料口将处理后的种子输入第二套植物种子增产处理装置的进料口。

优选的，第一套植物种子增产处理装置的出料口下对着第二套植物种子增产处理装置的入料漏斗。

超声波将在输送螺杆的推进运流中的种子辐照，激活种子胚内的生长酶及改善种子细胞膜的透性，活跃种子细胞代谢功能，从而激发种子胚芽的萌发生长势头和普遍芽发成株率高，提高抗病毒能力，同时超声波能有效的抑制乃至杀灭种子表面附着感染到的病菌，害虫的虫卵，幼虫和病毒，达到净化种子新陈代谢，从而创造出一个生根发芽良好环境，提高植株群体的种间斗争能力和吸收自然界营养成分及植物繁衍能力，从而达到增产效果。

本发明应用机械波能传质辐照作用于植物种子，在创造的综合结构及处理程序条件下，可以从种子细胞层面的深度激活种子胚的生长酶和产生良性综合效应，从而达到增产的目的。

在处理管内导入超声波高频机械能在处理管的管道腔内产生共振效应，且超声波利用空气传递，在空气中产生强烈的压缩与拉伸会派生一定的高频声压，这两种方式共同对管道经过的种子产生积极影响，打破种子休眠状态。高频共振与高频声压可以刺激植物种子内部蛋白质各种酶的活性提高。还可以杀灭种子表面的微生物与病毒孢子，派生出一个净化环境使发芽率提高，另外可以减少带菌发芽生长。在种子长成秧苗后，可以提高种苗的抗逆能力，种苗生长趋向壮实高大，而且根系较为发达；未来径粗大，运输水份营养成分能力也能提升；叶子也较为宽大，这样有利于植物生长需要吸收的二氧化碳与提升光合作用。基于以上综合因素影响，经设备处理种子一分钟左右能增产10％，试验就大田处理经验获得的证据证明块根类作物增产超过10％，种子结实率与有效籽增产超过10％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以对种子进行连续性的大规模而充分均匀的超声波处理，可操作性高，可广泛适用，有效提高处理效果，在现有设备处理的基础上可以使到植物干物质大约增产10％，块根类作为大约增产10％，种子结实率与有效籽实大约增产10％；螺杆输送可以灵活控制输送速率，避免堵塞现象，且螺杆上的螺旋桨叶可以对种子在输送过程中起到翻动作用，超声辐照更加均匀；处理管为若干管段连接组成，且超声波功能单元分别安装在相应管段上，这样可以在每个管道上实现相互不同的振动频率振动，且可以减少相互之间的干扰，适用范围更广；基本实现模块化结构，安装灵活且可以很方便的实现大规模化生产。

附图说明

图1为本发明植物种子增产处理装置的立体图；

图2为本发明植物种子增产处理装置的局部立体图；

图3为本发明植物种子增产处理装置中A部局部立体结构图；

图4为本发明植物种子增产处理装置实施例1的立体结构图；

图5为本发明植物种子增产处理装置中B部局部立体结构图；

图6为本发明植物种子增产处理装置中固定架的立体结构图；

图7为本发明植物种子增产处理装置中输料螺杆的立体结构图；

图8为本发明植物种子增产处理装置中挡板的立体结构图；

图9为本发明植物种子增产处理装置中出料口管的立体结构图；

图10为本发明植物种子增产处理装置中处理管的立体结构图；

图11-15为处理管的横截面图；

图16为本发明植物种子增产处理装置中超声波功能单元的立体结构图；

图17为超声波功能单元的超声波换能器(安装了变幅杆)的立体结构图；

图18为超声波辐照固定块件的立体结构图1；

图19为超声波辐照固定块件立体结构图2；

图20为超声波功能单元的立体结构图1；

图21为超声波功能单元的立体结构图2；

图22为超声波辐照固定块件的立体结构图2；

图23为本发明植物种子增产处理装置实施例2立体图；

图24为喂料机立体图；

图25为本发明植物种子增产处理系统实施1立体图；

图26为本发明植物种子增产处理系统实施2立体图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明植物种子增产处理装置进行详细的说明。

植物种子增产处理装置，如图1-3所示，其包括固定架6、驱动电机4、处理管2和设置在所述处理管2的管壁上的超声波功能单元9，所述处理管2内设置输料螺杆，所述输料螺杆的一端与驱动电机4连接；所述驱动电机4固定在固定架6上，所述处理管2的一端固定在与驱动电机4连在一起的外壳上。

如图7所示，所述输料螺杆包括驱动轴26和旋绕设置在所述驱动轴上的旋转页27组成。所述驱动轴26与驱动电机4的输出轴连接，驱动轴26在驱动电机4驱动下带动旋转页27旋转，将植物种子从低到高的输送。

如图6所示，所述固定架6内设置有用于固定驱动电机4的安装板61，所述驱动电机4固定在所述安装板61上。在所述固定架6下的四个角安装有轮子1，以便于移动。所述轮子1可以是万向轮。所述固定架6用于安装驱动电机4和支撑处理管2，可以是由若干管材搭接组成。

如图2-5和9-15所示，所述处理管2上设置进料口22和出料口24。所述进料口22上安装入料漏斗8，用于输入待处理植物种子。所述入料漏斗8与所述进料口22通过连接管21连接，所述入料漏斗8通过快装接头5固定在连接管21上，拆卸都比较简易。所述连接管21可以是焊接在所述进料口22处。所述处理管2为倾斜设置刚性管道，在管道的倾斜下部设置开口向上的进料口22，出料口24设置在管道倾斜上部，且出料口是向下。所述处理管2为进料口向下的倾斜设置与水平面夹角范围是5-88°。且所述出料口24为向下设置，在出料口24上连接出料口管3。在所述处理管2的最低端的下端设置余料出口21，所述余料出口21活动设置挡板7，用于清理余料。所述挡板7可以是通过活页与所述余料出口21连接。

所述处理管2为刚性直通管，在所述直通管上装设有一套或者若干套超声波功能单元9，所述超声波功能单元9可以调成不同的多个频率工作，这样就可以产生具有混频功能的处理效果。

然而，当不同频率的超声波在处理管2上和内部传递时，会因为频率的不同产生互相干扰的影响。为了克服此缺陷，所述处理管2由至少两段管段连接组成，所述超声波功能单元分别安装在所述管段上，这样每一段管段可以具有不同的超声振动频率，且各段之间的振动可以因不是处于一体可以有效减少相互之间的共振等干扰，频率稳定，适用范围更广。所述管段之间通过连接件固定，在对接的两个管段的连接口对接处设置缓冲垫，可以有效的隔绝各管段不同频率之间产生共振等相互干扰。所述处理管优选由至少4段管段连接组成，每段管段上分别设置至少一个超声波功能单元，这样可以至少具有四种不同的处理频率，可以有效的提高超声波处理效果。4段管段中的超声波功能单元的频率可以分别为20KHz、30KHz、35KHz和40KHz。所述管段的两ege个端部可以设置飘翼，当两根管段驳接时可以在飘翼上通过法兰5固定管套夹组成直通管道。其中，所述处理管2的横截面可以是圆形、正方形、长方形、椭圆形或者不规则形状，其中优选圆形或者椭圆形。

所述超声波功能单元9可以是通过焊接固定在所述处理管2上或者通过螺杆固定在贴附于处理管2上的超声波辐照固定块件上。

如图16-18所示，所述超声波功能单元9包括通过导线连接高频的超声波发生器的超声波换能器和与处理管2连接成一体的超声波辐照固定块件，所述超声波换能器通过变幅杆与所述超声波辐照固定块件连接。超声波辐照固定块件固定在处理管2上。所述变幅杆一端与所述超声波换能器连接，变幅杆另一端与超声波辐照固定块件连接。所述超声波辐照固定块件可以是具有夹持凹槽的辐照前沿近块和与所述辐照前沿近块相配合且具有相应凹槽的托合箍紧块组成，所述托合箍紧块与所述辐照前沿近块通过螺杆连接固定。夹持凹槽所形成的圆状空间就是用于容纳夹紧所述处理管2。所述处理管2置于所述托合箍紧块与所述辐照前沿近块的凹槽内，通过螺杆连接固定。所述变幅杆与所述辐照前沿近块之间通过接驳螺杆连接，这样安装及拆卸都及其简便。

如图19-20所示，所述超声波辐照固定块件为具有与处理管2外侧壁弧度相匹配的弧形槽的固定件，在所述固定件上设置有中心螺孔。所述固定件弧形槽与处理管2外侧壁紧紧的贴附固定住，可以通过焊接固定。超声波辐照固定块件牢牢的和处理管2外侧壁吻合连接成一体。连接所述超声波换能器的变幅杆端部设置凸出的螺杆旋入中心螺孔内，紧紧的结合为一体。

如图21-22所示，所述超声波辐照固定块件为具有与处理管2管壁弧度相匹配的弧形槽连接面的固定件，在所述固定件上设置有中心螺孔。在所述固定件的边缘设置两个相对于中心螺孔对称的辅助孔。所述固定件弧形槽与处理管2外侧壁紧紧的贴附固定住，通过预设在处理管2上的三个固定螺杆及螺帽固定，使超声波辐照固定块件牢牢的和处理管2外侧壁吻合连接成一体。连接所述超声波换能器的变幅杆的端部设置有与中心螺孔对应螺杆相匹配的螺栓孔，连接稳固，同时安装和拆卸及其方便，且可以有效的传导超声波，提高处理效果。

所述超声波辐照固定块件可是氩弧焊或者钎焊的方式固定在所述处理管2外侧表面，所述超声波辐照固定块件的弧形槽紧紧的贴附在处理管2外侧表面，组合成一体，有利于传导超声波进行辐照。

所述超声波换能器可以与超声波产生器连接，在所述超声波换能器的保护罩内的末端可以设置有散热风扇，用于降温，保证超声波换能器能长时间连续性的正常运行。

如图23和图24所示，其中所述入料漏斗8可以与喂料机连接，通过喂料机进料，可以调高设备入料的自动化。所述喂料机包括负压产生机构101，负压吸管102和吸料管103以及下料头104，所述下料头104安装在入料漏斗8上。所述负压吸管102一端与负压产生机构101连接，另一端与下料头104连接，所述吸料管103与下料头104连接，通过负压将种子抽吸到下料头104内，然后落入所述入料漏斗8内。

如图25和26所示，植物种子增产处理系统，至少包括两套植物种子增产处理装置，第一套植物种子增产处理装置的出料口24将处理后的种子输入第二套植物种子增产处理装置的进料口22，可以通过连接管进行连接。优选的，第一套植物种子增产处理装置的出料口24下对着第二套植物种子增产处理装置的入料漏斗8。组合简单灵活，且可以使每套植物种子增产处理装置设置阶梯式超声波处理频率，提高处理效率和增产效果。其中，所述超声处理单元的处理频率可以为10-120KHz的多个频率混频。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (13)

1.植物种子增产处理装置，其特征在于，包括处理管和设置在所述处理管的管壁上的超声波功能单元，所述处理管内设置输料螺杆，所述输料螺杆的一端与驱动电机连接；在所述处理管上设置进料口和出料口。

2.如权利要求1所述植物种子增产处理装置，其特征在于，所述处理管为倾斜设置刚性管道，在管道的倾斜下部设置开口向上的进料口，出料口设置在管道倾斜上部。

3.如权利要求2所述植物种子增产处理装置，其特征在于，所述处理管由至少两段管段连接组成，所述超声波功能单元安装在所述管段上。

4.如权利要求3所述植物种子增产处理装置，其特征在于，所述管段之间通过连接件固定，在对接的两个管段的连接口对接处设置缓冲垫。

5.如权利要求4所述植物种子增产处理装置，其特征在于，所述处理管由4段管段连接组成，每段管段上分别设置至少一个超声波功能单元。

6.如权利要求2所述植物种子增产处理装置，其特征在于，所述驱动电机固定在固定架上，所述处理管的一端固定在与驱动电机连在一起的外壳上。

7.如权利要求6所述植物种子增产处理装置，其特征在于，所述进料口安装入料漏斗。

8.如权利要求7所述植物种子增产处理装置，其特征在于，在所述处理管的最低端的下端设置余料出口，所述余料出口活动设置挡板。

9.如权利要求1所述植物种子增产处理装置，其特征在于，所述超声波功能单元包括通过导线连接的超声波发生器的超声波换能器和与处理管连接成一体的超声波辐照固定块件，所述超声波换能器通过变幅杆与所述超声波辐照固定块件连接固定。

10.如权利要求9所述植物种子增产处理装置，其特征在于，所述超声波辐照固定块件是具有夹持凹槽的辐照前沿近块和与所述辐照前沿近块相配合且具有相应凹槽的托合箍紧块组成，所述托合箍紧块与所述辐照前沿近块通过螺杆连接固定。

11.如权利要求9所述植物种子增产处理装置，其特征在于，所述超声波辐照固定块件为具有与处理管外侧壁弧度相匹配的弧形槽的固定件，在所述固定件上设置有中心螺孔。

12.植物种子增产处理装置系统，其特征在于，至少包括如权利要求1-11任一所述植物种子增产处理装置，第一套植物种子增产处理装置的出料口将处理后的种子输入第二套植物种子增产处理装置的进料口。

13.如权利要求12所述植物种子增产处理装置系统，其特征在于，第一套植物种子增产处理装置的出料口下对着第二套植物种子增产处理装置的入料漏斗。