RU2312479C2

RU2312479C2 - Electric processing apparatus

Info

Publication number: RU2312479C2
Application number: RU2006102475/13A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Шахматов (RU); Сергей Николаевич Шахматов; Галина Ивановна Цугленок (RU); Галина Ивановна Цугленок; Римма Анатольевна Зубова (RU); Римма Анатольевна Зубова
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2007-12-20
Also published as: RU2006102475A

Abstract

FIELD: agriculture, in particular, pre-sowing seed treatment technique used in feed production.

SUBSTANCE: electric processing apparatus has working supersonic chamber communicating with hopper-dosing unit and filled with liquid solution, conveyor mounted within supersonic chamber and equipped with perforated scrapers, supersonic converters, water feeding pipe connected to supersonic converters for cooling the latter, and liquid solution pouring-draining device. Brush mechanism is positioned near supersonic chamber casing outlet end and adapted for removal of seeds adhered to scrapers. Supersonic chamber casing is fixed on frame, in lower part of which frame is positioned microwave chamber casing. Horns fixed in upper part of microwave chamber casing are connected with each other through rectangular microwave guide with matching device positioned in end part of guide. Wave guide is connected to power unit coupled to control box for microwave generator. Belt conveyor is mounted within microwave chamber. Hopper-accumulator equipped with slide gate is positioned in lower part of microwave chamber casing. Supersonic chamber is connected to microwave chamber through accumulation channel having rectangular section and consisting of two vertical perforated walls. Adjustable gate located in lower part of accumulation channel is designed for feeding of seeds into microwave chamber. Electric air heater is positioned at inner side of perforated wall.

EFFECT: improved quality of seeds.

1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для предпосевной обработки семян, имеющих твердую оболочку, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве.The invention relates to devices for presowing treatment of seeds having a hard shell, and can be used in agricultural production.

Известна установка для предпосевной обработки семян, включающая емкость для семян, ванну с размещенным в ней ленточным транспортером с приводом вращения и ультразвуковой преобразователь, притом она снабжена дополнительными ультразвуковыми преобразователями, которые вместе с основным установлены в нижней части ванны, и транспортеров с перфорированной лентой и скребками, имеющим привод для его вращения в направлении, обратном направлению вращения ленточного транспортера, при этом интервал между скребками равен расстоянию между центрами преобразователей, в нем расположены дополнительные скребки, высота каждого из последующих скребков в направлении движения транспортера больше высоты предыдущего (а.с. СССР №1743408, МПК А01С 1/00, 1990).A known installation for pre-sowing seed treatment, including a seed tank, a bath with a belt conveyor with a rotary drive and an ultrasonic transducer located in it, moreover, it is equipped with additional ultrasonic transducers, which together with the main one are installed in the lower part of the bath, and conveyors with perforated tape and scrapers having a drive for its rotation in the direction opposite to the direction of rotation of the conveyor belt, while the interval between the scrapers is equal to the distance between the center E converters, there are additional scrapers, the height of each of the subsequent pig in the direction of movement of the conveyor greater than the height of the previous (AS USSR №1743408, IPC A01S 1/00, 1990).

Недостатком данного устройства является то, что семена в нем не обеззараживаются от вредной микрофлоры, а обработанные и увлажненные семена требуют дополнительной подсушки.The disadvantage of this device is that the seeds in it are not disinfected from harmful microflora, and processed and moistened seeds require additional drying.

Цель изобретения - повышение всхожести и качества семян за счет их скарификации и обеззараживании в СВЧ-поле.The purpose of the invention is to increase the germination and quality of seeds due to their scarification and disinfection in a microwave field.

Технический результат, в отличие от прототипа, достигается за счет того, что электротехнологическая установка содержит сообщенную с бункером-дозатором семян рабочую ультразвуковую камеру с раствором жидкости и размещенным в ее корпусе транспортером с перфорированными скребками, установленные в нижней части корпуса камеры ультразвуковые преобразователи с подведенной к ним трубкой для подвода воды для их охлаждения и заливное-сливное устройство раствора жидкости, при этом на выходе из корпуса камеры установлен щеточный механизм, предназначенный для очистки скребков от прилипших семян, притом корпус рабочей ультразвуковой камеры закреплен на раме, в нижней части которой установлен корпус СВЧ-камеры, при этом в верхней части корпуса СВЧ-камеры закреплены рупоры, соединенные между собой прямоугольным СВЧ-волноводом, в конце которого установлено согласующее устройство, предназначенное для согласования нагрузки с выходной мощностью СВЧ-генератора, при этом волновод присоединен к силовому блоку, который связан со шкафом управления СВЧ-генератора, кроме того, внутри корпуса СВЧ-камеры установлен ленточный транспортер, в нижней части корпуса СВЧ-камеры размещен бункер-накопитель с шиберной заслонкой, а ультразвуковая камера соединена с СВЧ-камерой накопительным каналом прямоугольного сечения, выполненным в виде двух вертикальных перфорированных стенок, при этом в нижней части размещена регулируемая заслонка, предназначенная для подачи семян в СВЧ-камеру, а с внутренней стороны перфорированной стенки установлен электрокалорифер.The technical result, in contrast to the prototype, is achieved due to the fact that the electrotechnological installation contains a working ultrasonic chamber communicated with a seed metering bin with a liquid solution and a conveyor with perforated scrapers placed in its body, ultrasonic transducers installed in the lower part of the chamber body and connected to a tube for supplying water for cooling them and a filler-drain device of a liquid solution, while a brush mechanism is installed at the outlet of the camera body, before designated for cleaning scrapers from adhering seeds, moreover, the housing of the working ultrasonic chamber is mounted on the frame, in the lower part of which the microwave camera housing is installed, while in the upper part of the microwave chamber housing horns are connected, interconnected by a rectangular microwave waveguide, at the end of which A matching device is installed, designed to coordinate the load with the output power of the microwave generator, while the waveguide is connected to the power unit, which is connected to the control cabinet of the microwave generator, in addition, inside a microwave conveyor belt is installed, a storage hopper with a slide gate is placed in the lower part of the microwave camera housing, and the ultrasound camera is connected to the microwave camera by a rectangular rectangular storage channel made in the form of two vertical perforated walls, while the lower part An adjustable damper designed to feed seeds into the microwave chamber, and an electric air heater is installed on the inside of the perforated wall.

На чертеже представлен общий вид установки.The drawing shows a General view of the installation.

Электротехнологическая установка состоит из рамы 1, где крепится корпус рабочей ультразвуковой (УЗ) камеры 2 с раствором жидкости, которая сообщена с бункером-дозатором 3 с шиберной заслонкой 4, регулирующей подсыпку семян в рабочую ультразвуковую камеру 2. Также на выходе из корпуса рабочей УЗ камеры 2 устанавливается устройство привода щеточного механизма 5 с щеткой 6, предназначенной для очистки прилипших семян. Ультразвуковая камера 2 соединена с СВЧ-камерой накопительным бункером. В нижней части накопительного канала прямоугольного сечения 7 установлена регулируемая заслонка 9 за счет управляемого привода 8, предназначенной для регулирования подачи семян в СВЧ камеру 22. Накопительный канал 7 выполнен двумя перфорированными вертикальными стенками 10, а с внутренней стороны перфорированной стенки 10 установлен электрокалорифер 11, предназначенный для подачи теплого потока воздуха к семенам в накопительный канал 7 для их подсушки и вывода его через наружную перфорированную стенку 10. В нижней части корпуса рабочей ультразвуковой камеры 2 установлены магнитострикционы (или кварцевые преобразователи) 12, с подведенной к ним трубкой 13 для подвода воды для их охлаждения. Для подачи электромагнитной энергии к магнетронам 12 от УЗ генератора 14 установлен питающий кабель 15. В левой нижней части корпуса ультразвуковой рабочей камеры 2 установлено заливное-сливное устройство 16 для подачи воды и слива отработанной жидкости (раствора).The electrotechnological installation consists of a frame 1, where the body of the working ultrasonic (US) chamber 2 is attached with a liquid solution, which is in communication with the metering hopper 3 with a slide gate 4, which regulates the seed bedding in the working ultrasonic chamber 2. Also at the outlet of the body of the working ultrasound chamber 2, a drive mechanism for the brush mechanism 5 with a brush 6 for cleaning adhered seeds is installed. The ultrasonic camera 2 is connected to the microwave camera storage hopper. In the lower part of the storage channel of rectangular cross section 7, an adjustable shutter 9 is installed due to a controlled actuator 8, designed to control the supply of seeds to the microwave chamber 22. The storage channel 7 is made of two perforated vertical walls 10, and an electric air heater 11 is installed on the inside of the perforated wall 10, designed for supplying a warm air stream to the seeds in the collecting channel 7 for drying them and outputting it through the outer perforated wall 10. In the lower part of the housing azvukovoy magnetostrictive chamber 2 installed (or quartz transducers) 12, fully supplied thereto tube 13 for feeding water for cooling. To supply electromagnetic energy to the magnetrons 12 from the ultrasonic generator 14, a power cable 15 is installed. In the lower left part of the housing of the ultrasonic working chamber 2, a filler-drain device 16 is installed for supplying water and draining the spent liquid (solution).

В корпус рабочей ультразвуковой камеры 2 установлены ведущий 17 и ведомый 18 валы, на которых установлена бесконечная лента транспортера 19 с перфорированными скребками 20. Для исключения провеса транспортерной ленты 19 служит опорная направляющая 21.A drive 17 and a driven 18 shafts are installed in the housing of the working ultrasonic chamber 2, on which an endless conveyor belt 19 with perforated scrapers 20 is mounted. To avoid the slack of the conveyor belt 19, a support guide 21 is used.

В нижней части рамы 1 установлен корпус СВЧ-камеры 22, в верхней части которой крепятся рупоры 23, соединенные между собой прямоугольным СВЧ-волноводом 24, в конце которого установлено согласующее устройство 25, предназначенное для согласования нагрузки с выходной мощностью СВЧ генератора. Волновод 24 присоединен к силовому блоку 26, который посредством питающего кабеля 27 связан со шкафом управления СВЧ-генератора 28. Внутри корпуса СВЧ-камеры 22 установлены ведущий 29 и ведомый 30 валы, на которых установлен ленточный транспортер 31, для исключения провеса которого служит опорная направляющая 32. В нижней части корпуса СВЧ-камеры размещен бункер накопитель 33 с шиберной заслонкой 34.In the lower part of the frame 1, the body of the microwave camera 22 is installed, in the upper part of which horns 23 are mounted, connected to each other by a rectangular microwave waveguide 24, at the end of which a matching device 25 is installed, designed to match the load with the output power of the microwave generator. The waveguide 24 is connected to the power unit 26, which is connected to the control cabinet of the microwave generator 28 through the power cable 27. Inside the microwave camera housing 22, a leading 29 and a driven 30 shafts are installed, on which a belt conveyor 31 is installed, to avoid which there is a support guide 32. In the lower part of the body of the microwave camera posted hopper drive 33 with a slide gate 34.

Электротехнологическая установка работает следующим образом. Обрабатываемые семена засыпаются в бункер-дозатор 3, где посредством шиберной заслонки 4 регулируется подача семян, поступающих в рабочую УЗ-камеру 2, где залит раствор жидкости, например воды, на высоту лопаток 20 через заливное-сливное устройство 16. Семена, предназначенные для обработки, захватываются перфорированными скребками 20 и передвигаются вдоль камеры со скоростью ленточного транспортера 19, попадая в зону действия кавитации, которая возникает при работе магнитострикционов 12, происходит процесс скарификации (верхняя оболочка семян будет иметь маленькие трещины). При применении ультразвуковой кавитации для нарушения оболочки семян происходят сложные физические процессы, которые сопровождаются высоким давлением, температурой и скоростью движения стенок каверн. Основным действующим фактором в процессе разрушения является микроударная волна, возникающая в момент захлопывания кавитационных каверн. На выходе из корпуса рабочей УЗ-камеры 2 раствор жидкости сливается через перфорацию в скребках 20, а прилипшие семена щеточным механизмом 5 счищаются и попадают в накопительный канал 7, где теплым потоком воздуха, нагнетаемым электрокалорифером 11, проходящим через внутреннюю перфорированную стенку канала 10, производится срыв поверхностной влаги с поверхности семян, а увлажненный воздушный поток уходит через противоположную перфорированную стенку. Обработанные и подсушенные семена скатываются по заслонке 9, поступают на ленточный транспортер 31 СВЧ-камеры 22, где под действием электромагнитной энергии сверхвысокой частоты семена за счет явления диэлектрической поляризации, обеззараживаются от вредной микрофлоры. Присутствующие внутри семени паразитирующие микроорганизмы при поступлении влаги по капиллярам внутрь семени, обладая большей влагопоглотительной способностью, поглощают ее в десятки раз быстрее, чем внутриклеточные структуры зерна. При этом они набухают, их влажность достигает 80-90% и они погибают, тогда как содержание влаги в зерне незначительно увеличивается. При электромагнитной обработке таких семян происходит избирательный нагрев увлажненных микроорганизмов, так как из-за высокой скорости нагрева температура любого биообъекта, независимо от его величины, растем пропорционально проценту его влажности.Electrotechnological installation works as follows. The seeds to be treated are poured into the metering hopper 3, where, by means of the slide gate 4, the flow of seeds entering the working ultrasonic chamber 2 is regulated, where a solution of liquid, for example water, is poured to the height of the blades 20 through the filling and draining device 16. Seeds intended for processing , are captured by perforated scrapers 20 and move along the chamber with the speed of the conveyor belt 19, getting into the cavitation zone, which occurs during the operation of magnetostrictions 12, the process of scarification occurs (upper seed shell n will have small cracks). When ultrasonic cavitation is used to break the seed coat, complex physical processes occur, which are accompanied by high pressure, temperature and the speed of movement of the walls of the caverns. The main acting factor in the process of destruction is the micro-shock wave that occurs at the time of the collapse of cavitation cavities. At the exit from the body of the working ultrasonic chamber 2, the liquid solution is drained through the perforation in the scrapers 20, and the adhering seeds are brushed off by the brush mechanism 5 and enter the storage channel 7, where a warm air stream pumped by the electric heater 11 passing through the inner perforated wall of the channel 10 is produced disruption of surface moisture from the surface of the seeds, and moistened air flow leaves through the opposite perforated wall. The processed and dried seeds slide down through the shutter 9, enter the belt conveyor 31 of the microwave chamber 22, where, under the influence of electromagnetic energy of ultrahigh frequency, the seeds are disinfected from harmful microflora due to the phenomenon of dielectric polarization. The parasitic microorganisms present inside the seed, when moisture enters the seed by capillaries, possessing greater moisture absorption capacity, absorb it ten times faster than the intracellular grain structure. At the same time, they swell, their humidity reaches 80-90% and they die, while the moisture content in the grain increases slightly. During the electromagnetic treatment of such seeds, the moistened microorganisms are selectively heated, because due to the high heating rate, the temperature of any biological object, regardless of its size, grows in proportion to the percentage of its moisture.

Электромагнитная энергия сверхвысокой частоты от магнетрона, расположенного в силовом блоке 26, подается по волноводам 24 на рупоры 23. Излучаемая рупорами 23 энергия сверхвысокой частоты воздействует на обрабатываемые семена, находящиеся на ленте транспортера 31.The microwave electromagnetic energy from a magnetron located in the power unit 26 is supplied through the waveguides 24 to the horns 23. The microwave energy emitted by the horns 23 affects the seeds being processed on the conveyor belt 31.

После обработки в СВЧ-поле семена ленточным транспортером 31 направляются в бункер накопитель 33. Время обработки семян регулируется частотой вращения ленточного транспортера 31, приводимого в движение ведущим 29 и ведомым 30 валами.After processing in the microwave field, the seeds are conveyed by the belt conveyor 31 to the storage hopper 33. The seed treatment time is controlled by the rotation speed of the belt conveyor 31, driven by the drive 29 and driven 30 shafts.

Таким образом, обработка семян, имеющих твердую оболочку, например, рапса, люцерны и др., с помощью данной установки повышает качество обработки семян, так как помимо скарификации (образования микротрещин на поверхности твердой оболочки), они обеззараживаются от вредной микрофлоры в СВЧ-поле и в то же время происходит повышение их всхожести.Thus, the treatment of seeds with a hard shell, such as rapeseed, alfalfa, etc., with the help of this installation improves the quality of seed treatment, since in addition to scarification (the formation of microcracks on the surface of a hard shell), they are disinfected from harmful microflora in the microwave field and at the same time, their germination is increased.

Claims

An electrotechnological installation for pre-sowing seed treatment, including a working ultrasonic chamber in communication with a seed metering hopper with a liquid solution and a conveyor with perforated scrapers placed in its body, ultrasonic transducers installed in the lower part of the chamber body with a pipe for supplying water for cooling them and a filler-drain device of a liquid solution, while at the outlet of the camera body there is a brush mechanism designed to clean the scrapers from of dried seed, characterized in that the housing of the working ultrasonic camera is mounted on a frame in the lower part of which the microwave camera housing is mounted, while in the upper part of the microwave camera housing horns are connected, interconnected by a rectangular microwave waveguide, at the end of which a matching a device designed to match the load with the output power of the microwave generator, while the waveguide is connected to the power unit, which is connected to the control cabinet of the microwave generator, in addition, inside the body of the microwave camera installed belt conveyor, in the lower part of the microwave camera housing there is a storage hopper with a slide gate, and the ultrasonic camera is connected to the microwave camera by a rectangular rectangular storage channel made in the form of two vertical perforated walls, with an adjustable shutter designed in the lower part of the channel for feeding seeds into the microwave chamber, and an electric air heater is installed on the inside of the perforated wall.