СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СЕМЯН ЭСПАРЦЕТА И ЧЕРНОКОРНЯ Российский патент 2008 года по МПК A01F12/44 

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, к способам отделения семян культурных растений от семян сорных растений, в частности к способам отделения семян эспарцета от трудноотделимых от них семян карантинного растения из семейства Бурачниковые - чернокорня (CYNOGLJSSUV).

Известен способ разделения семян культурных растений и сорных по размерам, при котором по толщине семена разделяют на решетах с продолговатыми отверстиями, по ширине - на решетах с круглыми отверстиями, а по длине - в триерах (Кн. Кулагин М.С. и др. Механизация послеуборочной отработки и хранение зерна и семян. - М.: Колос, 1979. - С.7-8).

Недостатком способа разделения семян культурных растений и сорных растений по размерам является его неработоспособность при отделении семян эспарцета от семян чернокорня.

Указанный недостаток обусловлен тем, что по размерам: длине, ширине и толщине плоды эспарцета не отличаются от чернокорня.

Семена эспарцета находятся в плодах после обмолота листостебельной массы в процессе уборки урожая семян и в последующем при посеве. В каждом плоде эспарцета находится одно семя. Посев эспарцета проводят не семенами, выделенными из плодов, а плодами. Семена эспарцета, находящиеся в плодах, от плодов чернокорня известным способом отделить нельзя, поскольку они по длине, ширине и толщине не отличаются.

Известен способ разделения семян культурных растений и сорных растений по аэродинамическим свойствам, при котором семена подаются в канал, где подвергаются воздействию воздушного потока с положительным или отрицательным статистическим давлением. (Кн. Кулагин М.С. и др. Механизация послеуборочной обработки и хранения зерна и семян. М.: Колос, 1979 - с.7-9; Корн А.М., Космовский Ю.А, Матвеев А.С. Сравнительная оценка качества сортирования семян пневмосепаратарами. Труды ВИМ, т.74. М.: 1978 - С.114-121; патент РФ №2215399, кл. A01F 12/44, 2003; свидетельство РФ на полезную модель №25674, кл. А 0112/44, 2002).

Недостатком способа разделения семян культурных и сорных растений по аэродинамическим свойствам является его неработоспособность при отделении семян эспарцета от семян чернокорня.

Известен способ очистки семян кормовых трав, имеющих гладкую поверхность, от трудноотделимых семян сорных растений, имеющих шероховатую поверхность, включающий смешивание семян сорных и культурных растений с магнитным порошком (смесь 80% окиси-закиси железа и 20% мела), последующую ее подачу на поверхность вращающегося электромагнитного барабана. Семенам, имеющим гладкую поверхность, сообщается на сходе с барабана своя траектория движения, и они собираются в емкость. Семена с шероховатой поверхностью покрываются магнитным порошком и липнут к поверхности барабана, с которого удаляются в другую емкость (см. Электромагнитная семяочистительная машина ЭМС-1А. В кн. Кулагин М.С. и др. Механизация послеуборочной обработки и хранения зерна и семян. - М.: Колос, 1979. - С.65-67).

Недостатком этого способа разделения семян культурных и сорных растений является его неработоспособность при отделении семян эспарцета от семян чернокорня.

Указанный недостаток обусловлен тем, что по степени шероховатости поверхностей плоды эспарцета не отличаются от чернокорня. Семена эспарцета после обмолота листостебельной массы в процессе уборки и урожая семян и в последующем при посеве находятся в плодах. Каждый плод содержит одно семя.

Известен способ разделения семян культурных и сорных растений, в котором первичное разделение проводят в воздушно-решетных и триерных машинах, а выделение трудноотделимых семян сорняков выполняют в процессе дополнительной доочистки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ разделения вороха семян трав, включающий предварительное механическое воздействие на ворох путем пропускания его через питающее устройство, состоящее из двух замкнутых взаимодействующих лент, и систему направляющих барабанов, нажимных и опорных роликов. Причем верхняя лента питающего устройства имеет рифленую рабочую поверхность, а нижняя лента имеет ячеистую рабочую поверхность. Под действием разности скоростей лент и давления между лентами происходит «вытирание» семян из недомолоченных частей растений. Затем семена от примесей отделяются в вертикальном пневмопотоке, скорость которого равна 4,5 м/с и на решетах. (Патент РФ №2169455, Кл. А01F 12/44, 2001) - прототип.

Недостатком способа, принятого за прототип, является неработоспособность при разделении семян эспарцета и чернокорня. Указанный недостаток обусловлен тем, что взаимодействующие ленты питающего устройства обеспечивают «вытирающее» воздействие, т.е. интенсивность воздействия определяется величиной сил трения. Разрушение створок плода эспарцета только за счет трения требует значительной величины прилагаемых сил трения. Это приводит к интенсивному износу рабочих поверхностей взаимодействующих лент и увеличивает вероятность травмирования семян за счет деформации сжатия взаимодействующими лентами.

Ячеистая рабочая поверхность нижней ленты делает неработоспособным питающее устройство при работе с семенным материалом, представляющим собой массу дискретных частиц. Семена или плоды заполняют ячейки и проходят через питающее устройство без какого-либо механического воздействия на них.

Кроме этого, скорость пневмопотока, равная 4,5 м/с, не позволяет разделить легкую фракцию примесей от семян эспарцета, что установлено нами экспериментально. Часть семян уносится пневмопотоком вместе с легкими примесями. Это требует дополнительной операции разделения семян эспарцета от легких примесей.

Техническим решением задачи является разделение семян эспарцета от семян чернокорня.

Задача достигается тем, что в способе разделения семян эспарцета и чернокорня, включающем предварительное механическое воздействие на семенной материал путем создания деформации сжатия и последующее разделение вороха на семенную и не семенную фракцию в восходящем потоке, а затем на плоском решете, согласно изобретению семенной материал дополнительно подвергают деформации изгиба путем перемещения его по криволинейной траектории между поверхностями, имеющими выступы и впадины поперек движения семенного материала, при этом восходящему воздушному потоку задают скорость до 3,5 м/с, а семена эспарцета выделяют на плоском решете со сквозными отверстиями круглой формы.

Благодаря отличительным признакам заявленного способа, то есть предварительному дополнительному механическому воздействию на семенной материал путем создания деформации изгиба, обеспечивается выделение семян эспарцета и плодов.

Использование восходящего воздушного потока со скоростью, равной до 3,5 м/с, обеспечивает выделение из вороха створок плодов эспарцета и чернокорня.

Использование плоского решета со сквозными отверстиями круглой формы диаметром, равным 4 мм, обеспечивает выделение семян эспарцета из вороха, включающего семядоли семян чернокорня, плоды эспарцета и чернокорня, незначительная часть которых может оставаться целыми после предварительного механического воздействия.

Обеспечение деформации изгиба семенного материала перемещением его между поверхностями, образованными выступами и впадинами с высотой, равной 2 мм, и шириной 2 мм, располагающимися поперек движения семенного материала, учитывает форму плода эспарцета и его размерные характеристики при приложении сил, создающих деформацию изгиба и обеспечивает деформацию изгиба, плодов эспарцета. Это обеспечивает раскрытие створок плодов при минимальных значениях прикладываемых сил.

Перемещение семенного материала по криволинейной траектории усиливает деформации изгиба, прикладываемые к плодам эспарцета, а также усиливает вращение плодов эспарцета вокруг своей оси в процессе движения, увеличивая число попаданий их периферийных участков во впадины поверхностей, что интенсифицирует процесс выделения семян из плодов.

Регулировка расстояния между выступами противоположных поверхностей, в диапазоне не превышающих 2,5 мм, обеспечивает движение семенного материала в один слой и гарантированный одновременный контакт плода с выступами обеих поверхностей, что интенсифицирует процесс разделения створок плодов и выделение из них семян.

Анализ свойств совокупности признаков заявленного способа и свойств совокупности признаков обнаруженного прототипа и аналогов показал, что совокупность признаков заявленного способа проявляет два новых свойства прототипа: очистку семян эспарцета от семян карантинного сорного растения чернокорня и посев эспарцета семенами, а не плодами, как выполняется в настоящее время.

На Фиг.1 схематично изображено устройство для выделения семян эспарцета из плодов, вид сбоку; на Фиг.2 изображен плод эспарцета, вид снизу; на Фиг.3 - то же, вид спереди; на Фиг.4 изображено семя эспарцета, вид спереди; на Фиг.3 - то же, вид сбоку; на Фиг.6 изображен плод чернокорня, вид спереди; на Фиг.7 - то же, вид сверху; на Фиг.8 изображена семядоля семени чернокорня, вид спереди; на Фиг.9 - то же, вид сбоку.

Пример конкретного выполнения предложенного способа разделения семян эспарцета и чернокорня.

Устройство для выделения семян эспарцета из плодов включает (Фиг.1) барабан 1, установленный с возможностью вращения и снабженный приводом.

Рабочие поверхности 2 барабана 1 и 6 деки 5 выполнены из упругого материала, например резины, имеют выступы 3 и 7 соответственно, чередующиеся со впадинами 4 и 8, которые располагаются по всей длине барабана 1 и деки 5 поперек траектории движения семенного материала в рабочей щели, образованной барабаном 1 и декой 5 от зазора на входе Z_вх к зазору на выходе Z_вых. Зазоры на входе Z_вх и выходе Z_вых рабочей щели между барабаном 1 и декой 5 устанавливаются одинаковыми по величине и не более 2,5 мм, что обеспечивает движение семенного материала в один слой и гарантированный одновременный контакт плода эспарцета с выступами 3 барабана 1 и выступами 7 деки 5.

Исходя из размерной характеристики семян эспарцета и условия обеспечения надежного размещения периферийных участков плодов эспарцета во впадинах 4 и 8, их глубина должна равняться 2 мм и ширина 2 мм, что установлено экспериментально. Высота и ширина выступов 3 и 7 из технологических соображений равна 2 мм.

Разделение семенного материала и примесей в воздушном потоке выполняют в пневмосепараторах с вертикальным рабочим каналом, например АК-1.

Разделение семенного материала на решете с круглыми отверстиями диаметром 4 мм выполняют в ветрорешетных семяочистительных машинах, например К-523; К-546А; «Петкус Гигант» и др.

В зазор на входе Z_вх в рабочую щель между барабаном 1 и декой 5 подают семенной материал, который перемещается под действием вращения барабана 1 по рабочей щели к зазору на выходе Z_вых. В процессе перемещения в рабочей щели семенной материал, состоящий из плодов эспарцета и чернокорня, подвергается воздействию рабочих поверхностей 2 и 6. Плоды эспарцета (Фиг.2 и Фиг.3) своими периферийными частями, попадая во впадины 4 и 8 поверхностей 2 и 6 от воздействия выступов 3 и 7, подвергаются деформациям изгиба и действию сил трения. В результате створки плодов раскрываются и семена выделяются из плодов (Фиг.4 и Фиг 5). Под воздействием рабочих поверхностей 2 и 6 оболочки части плодов чернокорня (Фиг.6 и 7) разрушаются, выделяя семена, которые в свою очередь разделяются на семядоли (Фиг.8 и 9). Ворох, получаемый после прохода семенного материала через устройства для выделения семян, включающий семена эспарцета и чернокорня, створки плодов и возможно какое-то количество целых плодов, подается в восходящий пневмопоток, максимальная скорость которого не превышает 3,5 м/с. В легкую фракцию пневмопотоком выносятся легкие примеси, основную массу которых составляют створки плодов. Оставшийся ворох подают на плоское решето с круглыми отверстиями диаметром 4 мм. В проход собирают семена эспарцет, а в сход - семена чернокорня и, если в ворохе присутствовали плоды эспарцета и чернокорня, то и их. Плоды эспарцета и чернокорня отделяют от семян чернокорня в пневмопотоке или на решетах. После этого их подают на повторную обработку в устройство для выделения семян эспарцета из плодов.

Использование предлагаемого способа разделения семян эспарцета и чернокорня в сравнении с известными способами разделения семян позволит

полностью отделить семена карантинного сорного растения от семян эспарцета, что в свою очередь позволит использовать семена для посева или продажи и последующего высева;

высевать эспарцет семенами, а не плодами, что позволит повысить всхожесть семян за счет устранения твердокаменности семян путем проведения скарификации;

обеспечить более быстрое и дружное появление всходов, поскольку для набухания семян требуется меньше воды, чем для набухания плодов из-за наличия створок;

снизить заболеваемость растений, поскольку оболочка плодов эспарцета - место сосредоточения грибковой и бактериальной инфекции - удалена.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для отделения семян культурных растений от семян сорных растений. Способ включает механическое воздействие на семенной материал путем создания деформаций сжатия и изгиба при перемещении материала по криволинейной траектории между поверхностями, имеющими выступы и впадины поперек движения семенного материала. В результате деформаций и сил трения створки плодов раскрываются и семена выделяются из плодов. Семенной ворох подают в восходящий воздушный поток, который выносит створки плодов. Оставшийся ворох разделяют на плоском решете с круглыми отверстиями, в которые проходят семена эспарцета. Семена чернокорня сходят с плоского решета и удаляются. Использование способа разделения семян позволяет полностью отделить семена эспарцета от семян чернокорня и обеспечить посадку эспарцета семенами, а не плодами. 9 ил.

Способ разделения семян эспарцета и чернокорня, включающий предварительное механическое воздействие на семенной материал путем создания деформации сжатия и последующее разделение вороха на семенную и несеменную фракции в восходящем воздушном потоке, а затем на плоском решете, отличающийся тем, что семенной материал дополнительно подвергают деформации изгиба путем перемещения его по криволинейной траектории между поверхностями, имеющими выступы и впадины поперек движения семенного материала, при этом восходящему воздушному потоку задают скорость до 3,5 м/с, а семена эспарцета выделяют на плоском решете со сквозными отверстиями круглой формы.