СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СЕМЯН В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ Российский патент 2002 года по МПК A01C1/00 B03C9/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для качественного разделения семян различных сельскохозяйственных культур.

Известен способ [1] разделения семян в электрическом поле, основанный на размещении семян на межэлектродной поверхности и воздействии на нее переменного напряжения промышленной частоты.

Известен также способ [2] разделения семян в электрическом поле, включающий их размещение в межэлектродном пространстве, напряженность электрического поля (уровень напряжения) в котором ступенчато изменяют.

Таким способам присущ существенный недостаток, заключающийся в низких качестве и эффективности отбора (разделения) семян с заданными свойствами (размер, плотность, влажность и др. ) для различных сельскохозяйственных культур.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение качества и эффективности разделения семян с заданными свойствами для различных сельскохозяйственных культур. Это достигается оптимизацией выбора формы, частоты импульсов, воздействующих на семена определенной культуры. Известно [1] , что сила F, действующая на семена в процессе их сепарации, существенно зависит от величины диэлектрической проницаемости ε отдельных семян:

где S - площадь поверхности семени, контактирующей с электродами; U - напряжение, подаваемое на электроды; ε_o,ε_u - величины соответственно диэлектрической проницаемости константы и изоляции электродов; f - толщина изоляции электродов; l - средняя длина электрической силовой линии в семени; θ - угол направления действия сил на семена со стороны разноименно заряженных электродов.

Семена сельскохозяйственных культур имеют слоисто-неоднородную структуру, в связи с чем внутри семян создаются сложная конфигурация и уровни электрических полей. Так, у семян различных сельскохозяйственных культур существенно различаются размеры семян и их зародыша, плодовых оболочек, сросшихся с семенной кожурой, а также роговидной и мучнистой частей эндосперма [3] . Такой разброс основных характеристик семян оказывает влияние на величины параметров ε, S, l, θ, что в конечном итоге будет определять величину силы F, действующей на семена в процессе их диэлектрической сепарации, и эффективность сепарации. С другой стороны, значения величин S, l, θ существенно зависят от энергии и формы (переднего и заднего фронтов) импульсов напряжения U, подаваемого на электроды.

Величины приращения (во времени) заряда на электродах, а также производной емкости С (конструктивных параметров электродов) по перемещению h семени существенно влияют на уровень поляризации семян и их взаимодействия с электродами. Известно [3] , что сила F, обусловленная поляризацией семени, равна

Таким образом, на эффективность сепарации семян можно влиять степенью нарастания (убывания) напряжения, подаваемого на электроды, или тока в определенные моменты времени, т.е. изменением формы или частоты импульсов питающего напряжения.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе разделения семян в электрическом поле, основанном на их размещении в межэлектродном пространстве и изменении в нем напряженности электрического поля, дополнительно изменяют форму и частоту воздействующих на семена определенной культуры импульсов электрического поля.

Пример реализация предложенного способа.

1. Требуемые для разделения семена определенной культуры помещают в загрузочный бункер диэлектрического сепаратора, в межэлектродном пространстве которого создают неоднородное электрическое поле.

2. Для семян соответствующей культуры с заданными свойствами задают определенную форму импульсов, например прямоугольную, трапецеидальную, колоколообразную и др., а также их частоту следования, для F -->max.

3. Под воздействием созданного электрического поля и центробежных сил рабочих органов сепаратора происходит разделение на фракции семян. Последние с более развитым зародышем, физиологически зрелые (с большей силой роста), с большей плотностью и массой (значительным запасом питательных веществ) попадают в емкость с фракцией повышенной биологической активности семян. Семена же с меньшими массой, плотностью, развитостью зародыша попадают в емкость с фракцией пониженной биологической активности семян определенной культуры.

На семена в сепараторе действуют электрическая (обусловленная поляризацией семян и стремящаяся притянуть их к поверхности барабана), центробежная (обусловленная вращением барабана) и гравитационная силы. От соотношения этих сил зависят расположение зон (точек) отрыва семян от поверхности барабана и траектории их движения, в направлениях которых установлены соответствующие две разделительные фракционные емкости. Семена с более развитым зародышем, физиологически зрелые (с большей силой роста), с большей плотностью и массой (значительным запасом питательных веществ) содержат высокий процент связанной влаги, при этом семена имеют малые значения диэлектрической проницаемости и, соответственно, электрической составляющей притяжения, а следовательно, легко отрываются от поверхности барабана и попадают при его вращении в первую разделительную фракционную емкость с повышенной биологической активностью семян. Семена же с меньшими массой, плотностью, развитостью зародыша содержат низкий процент связанной влаги и имеют высокие значения диэлектрической проницаемости и электрической составляющей притяжения и, имея более крутую траекторию движения, попадают при вращении барабана во вторую разделительную фракционную емкость с пониженной биологической активности семян.

Реализация предлагаемого способа позволяет интенсифицировать процесс разделения семян, существенно повысить качество и устойчивость отбора семян с заданными свойствами для определенной культуры.

Источники информации:
1. Подобедов А.В., Тарушкин В.И. Техника для отбора биологически ценных семян сои. // Аграрная наука, 5, 1998, с. 12-13.

2. Авт. свид. СССР 325749, кл. А 01 С 1/00, 1972.

3. Тарушкин В.И., Кузьмин И.И., Лубников С.И. Процессы, протекающие при взаимодействии семян с рабочими органами диэлектрических сепараторов. // Вестник семеноводства в СНГ, 1-2, 1999, с.41-52.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для качественного разделения семян различных сельскохозяйственных культур. Способ разделения семян в электрическом поле включает размещение семян в межэлектродном пространстве и изменение в нем напряженности электрического поля. Дополнительно изменяют форму и частоту воздействующих на семена определенной культуры импульсов электрического поля. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс разделения семян, существенно повысить качество и устойчивость отбора семян с заданными свойствами для определенной культуры.

Способ разделения семян в электрическом поле, основанный на их размещении в межэлектродном пространстве и изменении в нем напряженности электрического поля, отличающийся тем, что дополнительно изменяют форму и частоту воздействующих на семена определенной культуры импульсов электрического поля.