УСТРОЙСТВО ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ПЕРЕД ПОСЕВОМ Российский патент 2008 года по МПК A01C1/00 

Устройство относится к сельскому хозяйству, а именно к растениеводству и семеноводству, и может быть использовано в селекции и генетике.

Известны устройства для светолазерной предпосевной обработки семян [1, рис.6, 7] с движением материала по наклонной плоскости под действием собственного веса. Однако в связи с чрезвычайно малым временем облучения под одним лучом строчной развертки (10^-3...10^-6 с), однократная обработка на этих устройствах не обеспечивает эффективной дозы облучения, поэтому рекомендуется 3...10-кратная обработка семян, то есть эти устройства малопроизводительны и трудоемки.

Известно также устройство для предпосевной лазерной обработки семян, наиболее близкое по цели и техническому решению задачи изобретения [2] - прототип.

С позиций цели предлагаемого изобретения - многократное облучение семян при однократной загрузке для обеспечения эффективной дозы биостимуляции и снижения трудоемкости, прототип имеет следующие недостатки:

1. В устройстве не осуществляется многократное облучение лазерным лучом, так как выполняется только строчная развертка, а кадровая развертка луча отсутствует, то есть не обеспечивается эффективная доза биостимуляции (6...12-кратного облучения).

2. Расположение призмы строчной развертки по середине ширины транспортера не позволяет облучение всей его ширины, и, следовательно, часть семян на транспортере вообще не попадают под облучение.

3. Наличие ворошителя (пружины) в зоне облучения снизит интенсивность излучения за счет рассеяния лучей, а расположение пружины вне зоны облучения (как показано на фиг.1 прототипа) с целью всестороннего облучения семян вообще не имеет смысла).

Целью изобретения является разработка устройства многократного облучения семян с однократной загрузкой и одноцикловой обработкой для эффективной дозы облучения и снижения трудоемкости и травмированности семян.

Указанная цель достигается введением кадровой развертки лазерного луча дополнительно к строчной развертке, имеющейся в известных конструкциях [1, 2], что обеспечивает 3...12-кратное облучение слоя семян на движущемся транспортере за одноцикловую загрузку и обработку.

Устройство многократной (одноцикловой) обработки (фиг.1) включает загрузочный бункер 2 с питающим валиком 1, эксценриковый валик 12 для встряхивания семян, электродвигатели 5, 7, 8, редуктор 4, оптическую систему, состоящую из оптического квантового генератора 3 с высоковольтным блоком питания 6, блок первичной 9 и вторичной 10 разверток луча, неоновую лампу 19 длиной волны 630...650 нм. Также включает каркас 13 с ходовой частью, лотком 17, транспортером 11.

Блок развертки луча состоит из многогранной призмы 9 с вертикальной осью вращения и горизонтального валика 10 со съемными многогранными призмами 14 (до 12 шт.). При этом вертикальная призма 9 сдвинута относительно линии луча лазера в горизонтальной плоскости (фиг.2).

Лазерная облучающая установка работает следующим образом. Через бункер 2 засыпаются семена с помощью высевающего валика 1 на горизонтальный транспортер 11 (фиг.1) и движутся к сканирующему устройству 9-10 (фиг.1 и 2).

Луч лазера из генератора 3 попадает на призму 9 с вертикальной осью вращения и электроприводом 7.

В связи со сдвигом оси призмы 9 относительно линии луча (оси лазера 3) в горизонтальной плоскости происходит отражение луча от граней вращающейся призмы 9 и образование горизонтальной лучевой плоскости, т.е. строчная развертка луча в горизонтальном направлении. Горизонтальная лучевая плоскость попадает на блок вторичной развертки луча - на горизонтальный вращающийся от электропривода 8 валик 10 с закрепленными на нем съемными призмами 14, расположенными с интервалами друг от друга на ширину этих призм. Валик 10 расположен с противоположной стороны транспортера 11 относительно расположения призмы 9 первичной развертки (фиг.2). При этом ось вращения вала 10 расположена с некоторым сдвигом выше горизонтальной лучевой плоскости от развертывающей призмы 9 для отражения горизонтальных лучей от призмы 14 вниз на плоскость транспортера 11. Вращающиеся призмы 14 вторичной развертки луча в результате сдвига оси вала 10 выше горизонтальной лучевой плоскости от первичной развертки луча призмы 9 преобразуют горизонтальную лучевую плоскость в несколько (до 12) вертикальных лучевых плоскостей (по количеству насаженных призм 14), т.е. осуществляется кадровая развертка луча на транспортер 11. Вертикальные лучевые плоскости пересекают движущиеся в один слой на горизонтальном транспортере 11 семена, облучают их последовательно с интервалами времени заданное количество раз в зависимости от дозы (для овощных культур - 3...6 раз, для зерновых - 6...10 раз), по числу закрепленных призм 14. Таким образом, происходит регулируемое многократное (многоимпульсное) облучение семян за одну загрузку в бункер 2, что обеспечивает сокращение трудозатрат в 6...10 раз (соответственно при 2^х...12^и призмах 14).

Многократность (многоимпульсность) облучения соответствует дискретному поглощению энергии квантов света семенами.

Для равномерного облучения семян со всех сторон под транспортером 11 установлен эксцентриковый валик 12 с приводом от электродвигателя 5 с редуктором 4 и шкивом 16, что обеспечивает встряхивание семян без их травмирования.

Лазерное излучение безопасно для обслуживающего персонала, имеет минимальный удельный расход энергии, интенсифицирует процесс предпосевной обработки, сокращает вегетативные периоды роста растений и повышает качество урожая (витаминов на 5...10%, моносахаров на 0,5...15%, клейковины зерновых на 3...5%).

ЛИТЕРАТУРА

1. В.М.Инюшин, Г.У.Ильясов, Н.Н.Федорова. Луч лазера и урожай. - Алма-Ата, "Кайнар", 1981, с.67 (рис.6 - КЛ-13) и с.70 (рис.7 - «Львов-1 - Электроника») - аналоги.

2. Патент RU 2115283 C1, 1998 - прототип.

Устройство включает загрузочный бункер, транспортер для перемещения семян, оптический квантовый генератор и призму строчной развертки луча генератора. Устройство снабжено валиком с отстоящими друг от друга призмами для преобразования луча в несколько вертикальных плоскостей. Валик имеет горизонтальную ось вращения. Призма строчной развертки луча генератора имеет вертикальную ось вращения. Валик с призмами установлен с противоположной стороны транспортера относительно расположения призмы строчной развертки луча генератора. Ось вращения валика расположена выше горизонтальной лучевой плоскости развертки указанной призмы для отражения поступающих от нее лучей на плоскость транспортера. Призмы валика выполнены съемными, в количестве от 2 до 12 призм. Призма строчной развертки луча генератора сдвинута относительно линии луча генератора в горизонтальной плоскости. Использование изобретения позволит повысить посевные и продуктивные качества семян при снижении трудоемкости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для лазерной обработки семян перед посевом, включающее загрузочный бункер, транспортер для перемещения семян, оптический квантовый генератор и призму строчной развертки луча генератора, отличающееся тем, что оно снабжено валиком с отстоящими друг от друга призмами для преобразования луча в несколько вертикальных плоскостей, валик имеет горизонтальную ось вращения, а призма строчной развертки луча генератора имеет вертикальную ось вращения, при этом валик с призмами установлен с противоположной стороны транспортера относительно расположения призмы строчной развертки луча генератора и его ось вращения расположена выше горизонтальной лучевой плоскости развертки указанной призмы для отражения поступающих от нее лучей на плоскость транспортера.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что призмы валика выполнены съемными в количестве от 2 до 12 призм.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что призма строчной развертки луча генератора сдвинута относительно линии луча генератора в горизонтальной плоскости.