СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ЗЕРНОВЫХ СМЕСЕЙ Российский патент 2005 года по МПК B03C1/00 B03C7/00 

Предлагаемый способ относится к сельскому хозяйству, сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способам разделения зерновых смесей с помощью электрических и магнитных полей.

Известны способы разделения и обработки зерновых смесей с использованием электрических, магнитных полей и их различных комбинаций. Например по а.с. SU №990312 В 03 С 7/00, опубликованному 23.01.83, БИ №3. Способ включает одновременное воздействие на разделяемые, предварительно заряжаемые, частицы материала электрическим полем, образованным плоскими наклонными электродами и вибрациями, на нижнем электроде производимыми синхронно с изменениями электрического поля.

Недостатком известного способа является низкая производительность и качество разделения сыпучих материалов, вызванные тем, что наклонные электроды ограничивают разброс семян в пространстве и не позволяют в полной мере использовать силовые характеристики электрического поля.

Известен способ предпосевной обработки семян и устройство для его осуществления по а.с. SU №1802976 А 01 С 1/00, опубликованному 23.03.93, БИ №11 включающее, бункер, транспортер, электромагниты. Недостатком способа является низкая производительность и неудовлетворительное качество разделения семян по фракциям.

Наиболее близким по технической сущности известным способом разделения зерновых смесей является способ, использованный в а.с. SU №784925, В 03 С 7/12, опубликованный 07.12.1980 (принят за прототип).

Способ отличается тем, что область сепарации семян разделена на две зоны: зону зарядки семян и зону разделения семян, расположенных последовательно по ходу свободного падения семян - первая над второй.

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет получить широкий веер разброса семян, а следовательно, и высокое качество их разделения. Это объясняется тем, что веер разброса зависит от напряженности электрического поля, величина которого ограничивается соображениями электробезопасности и технической сложностью устройства для его получения.

Техническим решением задачи является повышение качества разделения и обработки зерновых смесей.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе разделения и обработки зерновых смесей, включающем воздействие на взвешенную в воздушном пространстве зерновую смесь последовательно электрическим полем коронного разряда и электрическим статическим полем, на зерновую смесь после ее предварительного разделения в электрическом поле дополнительного воздействуют магнитным полем, которое секционировано на отдельные участки, независимые оси которых смещены в горизонтальной плоскости относительно друг друга. Направление сил воздействия магнитных полей каждого участка выбирается таким, чтобы силы воздействия на семена магнитного поля совпадали по направлению с силой воздействия на семена электрического поля.

Новым в предлагаемом способе является то, что для увеличения веера разброса и степени разделения находящейся в воздухе зерновой смеси на нее дополнительно воздействуют силой магнитных полей, создаваемых участками секционированного электромагнита таким образом, чтобы направление сил воздействия магнитных полей каждого участка совпадало по направлению с силой воздействия электростатического поля.

Именно при этих условиях можно получить максимальное воздействие электрического и магнитного полей на заряженные семена.

Это подтверждается формулой:

Fmax=Fэ+Fm=qE+q[V·B]=qE+qVB·sinα,

где Fmax - суммарная сила, действующая на семена;

Fэ - электрическая составляющая сила;

Fm - магнитная составляющая сила;

q - электрический заряд семян;

Е - напряженность электрического поля;

В - магнитная индукция магнитного поля;

V - скорость движения семян;

sinα - угол между векторами V и В [Савельев И.В. Курс общей физики. Том 2. Электричество и магнетизм. М., 1978].

Способ разделения и обработки смесей на фракции осуществляется следующим образом. С помощью технических устройств семенам придается состояние свободного падения в воздухе. При этом они пересекают зону электрического поля коронного разряда, где получают электрический заряд от частиц ионизированного воздуха. Величина заряда зависит от физико-биологических свойств каждого зерна.

Заряженные семена, опускаясь в зоне электростатического поля, под действием силы Fэ отклоняются от вертикального движения пропорционально величине полученного заряда и предварительно разделяются на фракции.

Имея электрический заряд и получив определенную скорость падения, семена поочередно пересекают расположенные друг под другом участки магнитных полей, выполненных в виде отдельных секций, независимые оси которых смещены в горизонтальной плоскости. Секционирование магнитного поля на отдельные независимые участки и смещение их осей в горизонтальной плоскости позволяет создать условия когда падающее заряженное зерно пересекает каждую секцию в зоне максимальной концентрации магнитных силовых линий. Смещение каждой последующей секции определяется величиной отклонения зерна, вызванной магнитным полем предыдущей секции.

В зависимости от характеристик зерновых смесей горизонтальное смещение секции может регулироваться, например, с помощью системы рычагов таким образом, чтобы сила воздействия на семена магнитного поля каждой секции была максимальной и совпадала по направлению и силой воздействия электрического поля. Под совместным действием сил Fэ и Fм увеличивается веер разброса смеси и улучшается качество разделения.

Известно, что электрические поля и магнитные поля оказывают стимулирующее действие на семена зерновых культур, однако механизм воздействия на зерно различен. Для одних культур более эффективной является обработка электрическим полем, а для других магнитным полем. Учитывая эти обстоятельства, предлагаемый способ обработки позволяет одновременно с разделением повысить посевные качества любых видов семян, используя для этого преимущества как электрического, так и магнитного полей.

Таким образом способ разделения и обработки зерновых смесей позволяет выделить из смеси наиболее качественное кондиционное зерно и обработать его наиболее эффективным совместным воздействием.

Таким образом способ разделения и обработки зерновых смесей позволяет выделить из смеси наиболее качественное кондиционное зерно и обработать его наиболее эффективным совместным воздействием электрического и магнитного полей, тем самым способствовать повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Позволяет повысить качество разделения и обработки зерновых смесей, повысить производительность установок, предназначенных для этих целей. Способ включает воздействие на взвешенную в воздушном пространстве зерновую смесь последовательно электрическим полем коронного разряда и электрическим статическим полем. На зерновую смесь после ее предварительного разделения в электрическом поле дополнительно воздействуют магнитным полем, которое секционировано на отдельные участки, независимые оси которых смещены в горизонтальной плоскости относительно друг друга. Направление сил воздействия магнитных полей выбирается таким, чтобы силы воздействия на семена магнитного поля совпадали по направлению с силой воздействия на семена электрического поля.1 з.п.ф-лы.

1. Способ разделения и обработки зерновых смесей, включающий воздействие на взвешенную в воздушном пространстве зерновую смесь последовательно электрическим полем коронного разряда и электрическим статическим полем, отличающийся тем, что на зерновую смесь после ее предварительного разделения в электрическом поле дополнительно воздействуют магнитным полем, которое секционировано на отдельные участки, независимые оси которых смещены в горизонтальной плоскости относительно друг друга.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что направление сил воздействия магнитных полей каждого участка выбирается таким, чтобы силы воздействия магнитного поля совпадали по направлению с силой воздействия на семена электрического поля.