УСТАНОВКА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ СВЧ-ОБРАБОТКИ СЕМЕННОГО ЗЕРНА Российский патент 2021 года по МПК A01C1/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может быть использовано при предпосевной обработке семенного материала возделываемых культур.

Эффективность предпосевной обработки семенного материала электромагнитным изучением сверх высокой частоты (СВЧ) доказана в работах [1-4]. Однако результаты большинства исследований эффективности обработки семенного материала СВЧ были получены при обработке зерна в стационарном (или статическом) положении, путем облучения порций зерна в плотном слое.

Известно «Устройство для СВЧ предпосевной и послеуборочной обработки семян» [5] - ближайший аналог, которое имеет загрузочный бункер-дозатор для подачи семян, СВЧ-камеру, ленточный транспортер для перемещения семян в рабочую зону СВЧ-камеры. Устройство конструктивно сложное, многоступенчатый процесс обработки трудоемкий, а время СВЧ-обработки не контролируется и отсутствует возможность перемешивания семян при СВЧ-обработке, для обеспечения однородности обработки.

Из уровня развития техники известно, что обработка зерна наиболее эффективна в псевдоожиженном слое, отличающимся случайно ориентацией частиц и низкой плотностью, что способствует повышению КПД поглощения СВЧ энергии до 95% [6, 7].

Известно устройство [8], принятое за прототип которое содержит загрузочный дозатор, сообщенный с СВЧ-камерой, внутри которой расположено устройство для перемещения зерна, снабженное вертикальным шнеком. На внутренней поверхности СВЧ-камеры по высоте установлены большие направляющие усеченные конусы, предназначены для формирования псевдоожиженного, рыхлого слоя.

Недостатком данного устройства является сложность обеспечения псевдоожиженного слоя для различных сельскохозяйственных культур, отличающихся по форме и размеру зерен, и имеющих различные углы трения, поскольку расчеты в данном устройстве произведены для сухого ячменя. Также недостатком данного устройства является то, что предлагаемая конструкция не позволяет устранить неравномерность воздействия СВЧ на семенной материал, заключающееся в воздействии ЭМП СВЧ различной интенсивности на семена, расположенные в различных зонах ЭМП СВЧ.

Задачей изобретения является повышение равномерности и эффективности обработки семенного зерна перед посевом в результате разработки установки для предпосевной СВЧ-обработки семенного зерна.

Технический результат достигается за счет того, что зерно из бункера питателя, состоявшего из непосредственно бункера (1) и дозирующего устройства (2) поступает в желоб вибрационного транспортера (3), установленный на пружинной подвеске поворотной рамы (4), где под воздействием движущей силы, формируемой колебательными движениями эксцентриков (5) с массой m и эксцентриситетом е, вращающимися с частотой n, расположенными на концах вала электродвигателя (6), и изменяемым углом наклона желоба транспортера α движется по транспортеру. Зерно, движущееся по желобу транспортера (3), являющейся одновременно камерой СВЧ, подвергается воздействию электромагнитного поля (ЭМП) сверх высокой частоты (СВЧ), создаваемого магнетронами (7) (фиг. 1). В результате чего происходит нагрев эндосперма и ускоряются химико-биологические процессы внутри зерна повышающие его ростовые качества и урожайность культуры.

Скорость движения зерна по транспортеру, а соответственно и время обработки СВЧ, регулируется путем изменения угла наклона α желоба транспортера за счет механизма изменения угла наклона (8), частотой вращения n диаметрально противоположно расположенных эксцентриков (5), и изменения угла положения двигателя (6) относительно нормали к днищу транспортера, именуемом углом направления колебаний β, путем изменения угла положения двигателя (6) относительно лотка транспортера механизмом (9), остов (10) крепится неподвижно, обеспечивая при первоначальной установке горизонтальное положение днища желоба вибротранспортера.

Псевдоожиженный слой движущегося семенного зерна, повышающий эффективность СВЧ-обработки, формируется в зависимости от вида зерна при угле наклона желоба транспортера в интервале 0°-10° , частоте вращения двигателя в интервале 300-4000 мин^-1, угле направления колебаний в интервале 0°-45°, суммарной массе эксцентриков в интервале 20-160 грамм и их эксцентриситете в интервале 5-25 мм, и амплитуде колебаний желоба в интервале 0,05-0,5 мм.

В предлагаемой конструкции проблема повышения равномерности и эффективности обработки семенного зерна воздействием ЭМП СВЧ решается следующим образом: эксцентрики (1, фиг. 2), помимо продольных и вертикальных колебаний желоба за счет диаметрально противоположного положения на оси двигателя, вызывают колебания пружинной подвески (2, фиг. 2) в поперечном сечении, а пружинная подвеска придает поперечным колебаниям дугообразные движения желобу транспортера (3, фиг. 2), формируя при этом поворотно-колебательные движения в плоскости поперечного сечения желоба транспортера (фиг. 2).

Тем самым днище и стенки транспортера формируют динамическую СВЧ-камеру, изменяющую свое положение относительно неподвижного СВЧ-излучателя. Колебания днища и стенок желоба транспортера постоянно изменяя условия отражения и рассеивания волн, выравнивают напряженность магнитного поля, повышая равномерность и эффективность обработки семян.

Таким образом, использование предложенной установки для СВЧ-обработки семенного зерна обеспечивает повышение равномерности и эффективности обработки семенного зерна.

Литература

1. Вербицкая Н.В., Соболева О.М., Кондратенко Е.П. Особенности воздействия электромагнитного поля на посевные качества семян пшеницы // Сборник научных трудов ВНИИОК. 2014. № 7;

2. Червяков А.В. Изучения влияния СВЧ-обработки на посевные качества семян зерновых культур / А.В. Червяков, С.В. Курзенков, А.С. Циркунов//Вестник Барановичского государственного университета. Серия: Технические науки. -2013. Т. 1. - № 1. - С. 194-200;

3. Хасанов Э.Р. Предпосевная обработка семян токами СВЧ с последующей инкрустацией//Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2013. - т. 45. -№ 5. - С. 83-86;

4. Исаев Алексей Васильевич. Эффективные режимы предпосевной обработки семян рапса в электромагнитном поле сверхвысокой частоты: диссертация ... кандидата Технических наук: 05.20.02 / Исаев Алексей Васильевич;[Место защиты: Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова].- Барнаул, 2016.- 149 с.;

5. RU 2498551 C1, A01C 1/00, 20.11.2013 г.;

6. Диденко А.Н. «СВЧ-энергетика - теория и практика». - М.: Наука, 2003;

7 Белов Александр Анатольевич Совершенствование технологии и сверхвысокочастотных установок для повышения кормовой ценности фуражного зерна: диссертация на соискание ученой степени доктора Технических наук: 05.20.02 / Белов Александр Анатольевич; [Место защиты: ФГБОУ ВО Мичуринский государственный аграрный университет], 2017. - 416 с.;

8. RU 2559635, С1, A23L 3/01 (2006.01) 10.08.2015.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а именно к предпосевной СВЧ-обработке семенного материала возделываемых сельскохозяйственных культур. Установка содержит остов, бункер с дозирующим устройством, СВЧ-камеру с магнетотронами. Для создания псевдоожиженного слоя семенного зерна СВЧ-камера выполнена в виде вибротранспортера с пружинными подвесками, желоб которого закреплен на поворотной раме с возможностью изменения угла наклона и снабжен электродвигателем с изменяемой частотой вращения вала. На концах вала диаметрально противоположно расположены эксцентрики с изменяемыми массой и эксцентриситетом. При этом электродвигатель имеет возможность изменения своего положения относительно желоба транспортера. Использование изобретения позволит обеспечить повышение равномерности и эффективности обработки семенного зерна. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для СВЧ-обработки семенного зерна, содержащая остов, бункер с дозирующим устройством, СВЧ-камеру с магнетотронами, отличающаяся тем, что для создания псевдоожиженного слоя семенного зерна СВЧ-камера выполнена в виде вибротранспортера с пружинными подвесками, желоб которого закреплен на поворотной раме с возможностью изменения угла наклона и снабжен электродвигателем с изменяемой частотой вращения вала, на концах которого диаметрально противоположно расположены эксцентрики с изменяемыми массой и эксцентриситетом, при этом электродвигатель имеет возможность изменения своего положения относительно желоба транспортера.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что псевдоожиженный слой движущегося семенного зерна, повышающий эффективность СВЧ-обработки, формируется при угле наклона желоба транспортера в интервале 0-10°, частоте вращения двигателя в интервале 300-4000 мин^-1, угле направления колебаний в интервале 0-45°, суммарной массе эксцентриков в интервале 20-160 грамм и их эксцентриситете в интервале 5-25 мм.