Протравливатель семян Российский патент 2024 года по МПК A01C1/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к химическим протравливателям и устройствам предпосевной подготовки семян разных сельскохозяйственных культур.

Известен протравливатель семян /1/, содержащий многогранный барабан с приводом его вращения вокруг своей оси, входной канал для подачи семян в полость барабана, выходной канал для удаления семян из полости барабана, форсунки для мелкодисперсного распыла жидкого препарата в полости барабана, в котором нормально к его граням с равномерным шагом закреплены ориен-таторы под углом от 0 до 45° к радиальным плоскостям, в которых лежат оси ориентаторов.

Недостатки данного устройства заключаются в сложности изготовления многогранного барабана, что удорожает конструкцию протравливателя; малая продолжительность нахождения семян в полости смесительного барабана, что ухудшает качество протравливания; сложность установки ориентаторов под необходимыми углами и их перенастройки внутри барабана, из-за чего возникает неравномерность движения семян на разных участках вдоль барабана, что ухудшает равномерность нанесения химического препарата на отдельные зерновки при перемешивании.

Известно устройство для предпосевной обработки семян 121, включающее барабан с приводом, с приподнятой стороны которого установлен загрузочный бункер семян и распылитель для подачи рабочей жидкости, при этом внутри барабана закреплены кольцевые вставки, образующие сплошную цилиндрическую поверхность, при этом их ширину и значение коэффициента трения внутренней поверхности выбирают с учетом повышения интенсивности перемешивания семян различных культур за счет разницы углов подъема семян на отдельных участках барабана.

Недостатками данного устройства является то, что поверхностно увлажненные протравителем семена начинают интенсивнее и раньше соскальзывать на дно барабана при подъеме по его цилиндрической поверхности (в зоне каждой кольцевой вставки), уменьшая боковое переворачивание масс семян в барабане и его дальность, что происходит из-за резкого снижения сил трения увлажненных семян о внутреннюю поверхность кольцевых вставок (в барабане), а это ухудшает условия перемешивания семенного зерна с протравителем и снижает качество протравливания; не регулируется время пребывания семян в барабане при обработке, которое для разных сельхозкультур при протравливании может значительно отличаться из-за разных размера семян, свойств их поверхностей, физико-механических характеристик, разной удельной плотности и др., что не позволяет обеспечить высокую равномерность покрытия поверхности отдельны зерновок пленками ядохимиката.

Известно устройство для предпосевной обработки семян /3/, включающее вращающийся барабан, выполненный в виде усеченного конуса, с винтовой канавкой на внутренней поверхности, большее основание которого обращено в сторону выхода семян из барабана, с уменьшающимся в ту же сторону шагом винтовой канавки.

Недостатками данного технического средства являются невозможность регулировки и настройки его на оптимальный режим перемешивания и перемещения семенного материала, учитывающий вид сельскохозяйственной культуры и изменение физико-механических свойств семян в процессе обработки и из-за этого невозможность повысить качество протравливания при универсальном (по культурам) использовании устройства.

Известный протравливатель семян /4/, принятый в качестве прототипа, содержит стационарную раму, загрузочное устройство, бункер семян, резервуар ядохимикатов, дозатор ядохимикатов, камеру протравливания и выгрузной шнек.

Недостатками данного протравливателя являются: высокое травмирование семян на всех этапах прохождения через установку, неравномерность покрытия зерновых частиц ядохимикатом в камере протравливания, низкое качество химической обработки для семян сельскохозяйственных культур с разными размерными, физико-механическими и др. характеристиками, невозможность работы установки на малой производительности при обеспечении высокого качества протравливания.

Задачей изобретения является: снижение количества травмированных семян после обработки в установке, повышение равномерности нанесения ядохимиката на поверхность отдельных зерновых частиц при химическом обеззараживании, обеспечение универсальности и высокого качества протравливания семян разных сельскохозяйственных культур в установках широкого диапазона производительностей.

Для достижения поставленной задачи в протравливателе семян, содержащем стационарную раму, загрузочное устройство, бункер семян, резервуар ядохимикатов, дозатор ядохимикатов, камеру протравливания и выгрузной шнек, согласно изобретению, камера протравливания имеет форму усеченного конуса с осью вращения этого конусного барабана, расположенной под углом β к горизонтальной плоскости и с возможностью регулирования угла β в диапазоне 6°-35°, на внутренней поверхности конусного барабана на всю длину вдоль его образующих ради-ально с равномерным шагом расположены пластины противоскольжения семян с плавно уменьшающейся высотой в направлении от большего входного диаметра конусного барабана h_пл.max к малому выходному диаметру конусного барабана h_пл.mшn в соотношении h_пл.max /h_пл.min=1,3-1,6; конусный барабан оснащен входным каналом для подачи семян в полость барабана и выходным каналом для удаления семян из полости барабана, при этом бункер семян, снабженный устройством их дозирования, соединен с входным отверстием входного канала; привод вращения конусного барабана выполнен индивидуальным и тихоходным, включающим редуктор, понижающий частоту вращения от электродвигателя к конусному барабану, с возможностью плавного регулирования его частоты вращения, обеспечиваемой преобразователем частоты тока, установленным на источнике питания электродвигателя;

выгрузной наклонный шнек выполнен с увеличенным зазором h_заз. между верхней кромкой витка шнека и кожухом, величина которого рассчитывается по формуле hзаз.=(2-3)⋅d₃, где d₃ - условный диаметр зерновки или семянки протравливаемой сельскохозяйственной культуры, мм.

Первоначально описанная конструкция протравливателя семян имеет несколько вариантов реализации, отличающихся друг от друга, но в которых достигаются все те же поставленные задачи, что и в первоначальном устройстве.

Вторым вариантом конструкции протравливателя семян является такой, в котором, в отличие от первоначального устройства дозатор ядохимикатов представляет собой насос с регулируемым расходом, который своим всасывающим патрубком через всасывающим трубопровод соединен с резервуаром ядохимикатов, а нагнетательным патрубком через нагнетательным трубопровод соединен с форсунками для мелкодисперсного распыления ядохимиката на семена в полости конусного барабана.

Третьим вариантом конструкции протравливателя семян является такой, в котором, в отличие от первоначального устройства, функции выполняемые дозатором ядохимиката совмещаются в резервуаре ядохимикатов, который размещен на вертикальной стойке, установленной на стационарной раме, выше уровня подачи ядохимиката к семенному материалу в полости конусного барабана, с возможностью непрерывного поступления жидкого ядохимиката из резервуара самотеком по гибким трубопроводам, снабженным запорными вентилями и игольчатыми насадками, соединенными между собой в виде гребенки, которые обеспечивают непрерывную подачу и многоточечное распределение ядохимиката на поверхность массы семян в полости конусного барабана в виде тонких струй или капель; резервуар ядохимикатов снабжен механизмом регулирования высоты его расположения на стойке, чем обеспечивается изменение величины расхода ядохимиката, поступающего в полость конусного барабана; кроме того резервуар ядохимикатов оснащен струйной мешалкой, струя от которой проходит над входами в гибкие трубопроводы вдоль продольного углубления, также резервуар ядохимикатов выполнен с плоским днищем и из прозрачного материала для визуального контроля уровня ядохимиката в нем, входы в гибкие трубопроводы расположены в продольном углублении плоского днища резервуара ядохимикатов, а выходы гибких трубопроводов соединены с игольчатыми насадками.

Четвертым вариантом конструкции протравливателя семян является такой, в котором, в отличие от первоначального, второго и третьего вариантов устройства, пластины противоскольжения семян полностью изготовлены из пластмассы или имеют пластиковое покрытие, нанесенное на металлические пластины противоскольжения семян, и на всю внутреннюю поверхность металлического конусного барабана.

Использование в установке камеры протравливания в виде конусного барабана, имеющего форму усеченного конуса, улучшает процесс смешивания семян и ядохимиката. Это происходит за счет того, что разнесение жидкого протравителя по зерновому потоку в полости конуса происходит после его мелкодисперсного распыления, мелкоструйного или капельного множественного распределенного нанесения раствора ядохимиката на поверхность потока семян. Поскольку взаимодействие двух потоков (семян и протравителя) таково, что мгновенное покрытие всех зерновок жидким ядохимикатом технически невыполнимо, это покрытие достигается посредством взаимного их контакта от поступательного и вращательного перемещения в конусном барабане, происходящего в процессе смешивания. Часть жидкого ядохимиката неизбежно попадает на внутреннюю поверхность вращающегося конусного барабана, которая является посредником контактной передачи протравителя другим зернам.

У вращающегося конусного барабана цикл продвижения частиц (подъем семян по внутренней поверхности конуса, осыпание их и падение), не меняясь во времени, по пройденному расстоянию укорачивается. Это приводит к увеличению толщины продвигающегося пересыпающегося слоя семян вследствие уменьшения текущего диаметра конуса, уменьшения циклического шага (продольного продвижения зерновых частиц за один цикл) и, в конечном итоге, снижения продольной скорости потока семян. При этом, снижение продольной скорости перемещения протравленных семян в конусном барабане, увеличивает время их нахождения в зоне перемешивания с ядохимикатом и тем самым повышает качество протравливания 151.

Расположение оси вращения конусного барабана под углом β к горизонтальной плоскости, обеспечивает то, что малый (усеченный) выходной диаметр конуса находится несколько ниже большего выходного диаметра конуса, в который подаются семенное зерно на обработку и ядохимикат, это задает направленное продольное перемещение потока протравленных семян под действием собственного веса через конус к его выпускному отверстию (малому выходному диаметру) и позволяет подобрать оптимальную наполненность конуса зерновым материалом.

Возможность регулирования угла наклона β конусного барабана к горизонтальной плоскости в широком диапазоне значений 6°-35° позволяет подобрать скорость перемещения и режим перемешивания протравливаемого семенного зерна в конусе с учетом значительно отличающихся друг от друга физико-механических и технологических характеристик семян разных сельскохозяйственных культур по сыпучести (легко-, средне- и трудносыпучие), индивидуальным особенностям поверхности (плотности, опушенности, наличия пленок, воскового налета, морщинистости и др.), удельной плотности, размерам, форме зерновых частиц и др. параметрам, а также выполнить корректировку режима (по углу наклона GGGB) на изменение свойств семян в процессе протравливания: увеличения их влажности, возникновения слипания зерновок или семянок и другим.

Радиальное с равномерным шагом расположение на внутренней поверхности полого конусного барабана, по всей длине вдоль его образующих, пластин противоскольжения семян улучшает процесс их перемешивания с протравителем за счет повторяющегося воздействия этих пластин на обрабатываемую массу семян при перемещении ее через конус.

Семена, попавшие через загрузочное отверстие (большой входной диаметр) на внутреннюю поверхность конусного барабана, его вращением поднимаются до определенной высоты. Скольжение семенного зерна по металлической внутренней поверхности конуса предотвращается за счет наличия пластин противоскольжения материала, при этом происходит скольжение лишь зерна по зерну, которое начинается только при достижении угла естественного откоса и заканчивается обрушением остатка объема семян, придерживаемого пластиной. Таким движением элементарных объемов семян в конусе обеспечивается их поперечное к оси вращения взаимное перемещение относительно друг друга, собственно и представляющее собой перемешивание, которое обеспечивает контактное перераспределение поверхностной влаги (жидкого ядохимиката) по поверхности зерновых частиц.

Еще одним механизмом перемешивания во вращающемся конусном барабане является большее перемещение вдоль его оси зерновых частиц, поднявшихся наиболее высоко на пластине противоскольжения при вращении конуса. Такое взаимное продольное перемещение элементарных объемов семян в конусе обеспечивает эффективное их перемешивание с контактным перераспределением ядохимиката по поверхности тасуемых зерновых частиц.

Изготовление каждой пластины противоскольжения семян с плавно уменьшающейся высотой в направлении от большего входного диаметра конусного барабана h_пл.max к малому выходному диаметру конусного барабана h_пл.min обеспечивает подъем элементарных объемов зернового материала каждый раз на разную высоту и падение их (элементарных объемов) с пластин с разной высоты, как при продольном, так и при поперечном перемещении семян в конусе, что способствует повышению качества их перемешивания с ядохимикатом и равномерному распределению последнего по поверхности зерновых частиц 151.

Уменьшение высоты пластин противоскольжения, расположенных на внутренней поверхности конусного барабана по всей длине вдоль его образующих, в направлении от большего входного диаметра конусного барабана h_пл.msx к малому выходному диаметру конусного барабана h_пл.min в заданном соотношении h_пл.max/h_пл.min=1,3-1,6 обеспечивает эффективное их (пластин) участие в процессе перемешивания семян и ядохимиката по все длине конуса. Особенно в зоне конусного барабана, которая приближена к малому выходному его диаметру, где без уменьшения высоты радиально с равным шагом расположенных пластин противоскольжения их верхние кромки соединились бы вместе на оси вращения конуса и процесс перемешивания семян остановился бы - не было бы свободного пространства для падения элементарных объемов семян, поднятых на определенную высоту пластиной, на массу семян в нижней части конуса, и тем самым зерновые частицы не перемещались бы друг относительно друга в продольном и поперечном направлениях и не перемешивались бы с ядохимикатом равномерно распределяя его по поверхности отдельных зерновок или семянок.

Оснащение конусного барабана входным каналом для подачи семян в полость барабана из бункера семян обеспечивает фиксированную подачу потока семенного зерна под мелкодисперсный распыл ядохимиката форсунками или под тонкоструйный или капельный подвод ядохимиката из игольчатых насадок, в зону в самом начале большего входного диаметра конусного барабана, что позволяет всю остальную длину барабана использовать для смешивания семян и ядохимиката, улучшая качество протравливания.

Бункер семян обеспечивает равномерную их подачу во входной канал, а из него в конусный барабан для протравливания, сглаживая импульсный режим поступления семян из загрузочного устройства на химическую обработку, тем самым улучшая равномерность протравливания. Кроме того, бункер семян снабжен устройством регулирования расхода семян во входной канал, и служит накопителем и компенсатором возможной разницы между производительностями загрузочного устройства и конусного барабана, в котором выполняется протравливание.

Выходной канал для удаления протравленных семян из полости барабана непосредственно в выгрузной шнек не позволяет зерновым частицам, покрытым ядохимикатом, контактировать при высыпании семенного материала из малого выходного диаметра барабана с воздухом рабочей зоны и тем самым испаряться ядохимикату в зоне работы обслуживающего персонала (предотвращая риск отравления людей и загрязнения помещений) или выделяться в нее в виде пылевых органических частиц с нанесенным на них ядохимикатом, отделившихся от оболочек зерновок за счет трения об элементы конструкции протравливателя: при транспортировании загрузочным устройством и при проходе через конусный барабан.

Применение в протравливателе семян индивидуального привода вращения конусного барабана связано с тем, что для него нужны многочисленные настройки на режим протравливания в зависимости от свойств семян разных сельскохозяйственных культур, поступающих на химическую обработку, от подбора рациональных величин производительности (пропускной способности) конуса и от других факторов, для чего эксплуатационно удобнее и проще когда привод связан только с одним сложно настраиваемым рабочим блоком установки (т.е. с конусным барабаном).

Использование регулируемого тихоходного привода для конусного барабана, позволяет приводить в оптимальное соответствие такие показатели как производительность и высокое качество процесса протравливателя, за счет повышения равномерности покрытия оболочек зерновых частиц ядохимикатом.

Стандартные асинхронные электродвигатели, используемые в приводе стационарных и мобильных сельскохозяйственных машин, имеют линейку паспортных синхронных частот вращения на своем выходном валу (750, 1000, 1500 и 3000 об/мин. /6/), но эти частоты вращения очень велики для использования их напрямую в приводе конусного барабана и даже при минимальной частоте вращения на валу электродвигателя (750 об/мин.), для практического применения эту частоту вращения нужно снижать в 5-10 раз. Первичное снижение частоты вращения, подаваемое на привод конусного барабана в предлагаемом изобретении, обеспечивается за счет включения в схему (привода) между электродвигателем и конусом, понижающего редуктора, который может быть разным: червячным, цилиндрическим, коническим или другим с одной-, двух- или трехступенчатыми системами, поэтому в формулу включено общее понятие «редуктор, понижающий частоту вращения…».

Установка на источник питания электродвигателя преобразователя частоты тока, позволит плавно регулировать частоту вращения конусного барабана при настройке его на режим протравливания с учетом начальных свойств обрабатываемых семян разных сельскохозяйственных культур и подбора нужной производительности конуса, и все это при обеспечении высокого качества протравливания семенного зерна.

Применение в протравливателе семян выгрузного наклонного шнека, работающего с коэффициентом заполнения 0,3-0,4 от полного объема и с увеличенным зазором h_заз между верхней кромкой витка шнека и кожухом, величина которого рассчитывается по формуле h_заз=(2-3)⋅d₃, где d₃ - условный диаметр зерновки или семянки, поступившей на протравливание сельскохозяйственной культуры, мм /7/, позволит выполнять дополнительное перемешивание семян и ядохимиката за счет того, что часть транспортируемых протравленных семян поднятых витками в верхнюю зону наклонного шнека возвращается в результате соскальзывания по кожуху, через увеличенный зазор h_заз вниз (в нижнюю зону наклонного шнека), где объединяется с другим (свежепоступившим) протравленным семенным зерном (из конусного барабана) и вновь захватывается витками шнекового рабочего органа, и транспортируется им вверх в зону выгрузки и при этом активно перемешивается. В результате достигается повышение равномерности распределения ядохимиката по поверхности зерновых частиц, что обеспечивает высокое качество протравливания.

Кроме того, увеличенный зазор h_заз позволяет снизить травмирование семян шнеком, а привязка величины его (зазора) расчета к размерам зерновок или семянок каждой конкретной сельскохозяйственной культуры через d₃, обеспечит индивидуальный выбор под культуру зазора h_заз для наклонного транспортирующего шнека и минимизирует травмирование именно при ее (данной культуры) транспортировании и перемешивании.

Оснащение протравливателя семян системой дозирования и подачи ядохимикатов в полость конусного барабана, включающей насос с регулируемым расходом протравливающей жидкости, который своим всасывающим патрубком через всасывающий трубопровод соединен с резервуаром ядохимикатов, а нагнетательным патрубком через нагнетательный трубопровод соединен с форсунками для мелкодисперсного распыления ядохимиката на семена в полости конусного барабана, является признаком большой производительности этой установки по обрабатываемому материалу. Форсунки даже на минимальных (на границе устойчивости распыления) расходах через них ядохимикатов, при стандартной дозе внесения химических препаратов в семена при протравливании 10 л/т, могут эффективно работать только в установках с производительностью от 5-8 т/ч и выше /8-10/, то есть в протравливателях непрерывного действия средней и высокой производительности.

Оснащение протравливателя семян системой дозирования и подачи ядохимикатов в полость конусного барабана, описанной в пункте три формулы изобретения, обеспечивает эффективность процесса химического протравливания в установке непрерывного действия с малой производительностью по обрабатываемому семенному материалу.

Поскольку каждая игольчатая насадка имеет индивидуальный гибкий трубопровод, снабженный запорным клапаном, и соединенный с резервуаром ядохимикатов, то таким образом имеется возможность отключения по ней подачи ядохимиката в конусный барабан. В зависимости от производительности протравливателя семян, в его системе дозирования и подачи ядохимиката параллельно работает несколько игольчатых насадок, соединенных между собой в виде гребенки, поэтому перекрытием по отдельным из них подачи протравливающей жидкости можно дополнительно регулировать ее расход, поступающий на семена, наравне с регулированием расхода за счет изменения высоты подъема резервуара ядохимикатов на стойке, которая в свою очередь изменяет давление столба жидкости в гибких трубопроводах, влияющих на расход протравителя в самотечной системе. Кроме того, запорными клапанами прекращается подача ядохимиката в конусный барабан при завершении процесса протравливания в установке или в случае возникновения аварийных ситуаций при работе протравливателя семян.

Соединение игольчатых насадок, через которые подается ядохимикат в конусный барабан, между собой в виде гребенки, обеспечивает непрерывную подачу и многоточечное (равномерное) распределение ядохимиката на поверхность массы семян в полости конусного барабана в виде тонких струй или капель, что создает благоприятные начальные условия для перемешивания семенного зерна и протравителя в конусном барабане и более полного и быстрого покрытия им поверхности зерновых частиц в процессе перемешивания.

Резервуар (бак, емкость) ядохимикатов оснащен струйной мешалкой, конструкция которой может быть разной (пропеллерной, винтовой, турбинной, лопастной и др.), но главное - она должна создавать струю ядохимиката в заполненном им баке вдоль продольного углубления в плоском днище, чтобы обеспечивать перемешивание химического протравителя в баке и предотвращать выпадение на его дно и в продольное углубление твердого (суспендированного) осадка компонентов смеси ядохимикатов (красителя, пленкообразующих клеящих веществ и др.), который может в условиях самотечного поступления протравителя в гибкие трубопроводы засорить (забить) их и сделать невозможной работу системы дозирования и подачи ядохимиката на семена в конусный барабан.

Изготовление резервуара ядохимикатов с плоским днищем обеспечивает снижение влияния уменьшения уровня жидкого протравителя в нем на величину расхода ядохимиката через гибкие трубопроводы и игольчатые насадки.

Изготовление резервуара ядохимикатов из прозрачного материала для визуального контроля уровня ядохимиката в нем, позволит своевременно наполнять резервуар свежим раствором (суспензией, эмульсией) протравителя для поддержания его уровня в емкости, необходимого для устойчивой самотечной подачи ядохимиката на семена в конусный барабан.

Расположение выходов из резервуара ядохимикатов в гибкие трубопроводы, соединенные с игольчатыми насадками, в продольном углублении плоского днища резервуара ядохимикатов облегчает самотечное истечение протравителя из емкости в трубопроводы за счет эффекта «лейки», что улучшает подачу рабочего раствора (суспензии, эмульсии) химиката в игольчатые насадки и из них на семена в конусном барабане.

Варианты конструкции протравливателей, в которых пластины противоскольжения слоя семян полностью изготовлены из пластмассы и закреплены на металлической внутренней поверхности конусного барабана или имеют пластиковое покрытие, нанесенное на металлические пластины противоскольжения семян и на всю внутреннюю поверхность конусного барабана, обеспечивают снижение травмирования семенного зерна при обработке его в барабане, благодаря химической устойчивости пластмассы при полном покрытии ею рабочих поверхностей конусного барабана предотвращаются процессы коррозии металла из-за химической реакционности и агрессивности ядохимикатов, облегчаются процессы мойки конусного барабана от остатков ядохимикатов после завершения работы протравливателя.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется пятью чертежами (схемами).

На фиг. 1 показан один из вариантов конструктивно-компоновочной схемы протравливателя семян с системой дозирования и подачи ядохимиката для установок средней и большой производительности. На фиг. 2 показан второй вариант конструктивно-компоновочной схемы протравливателя семян с системой дозирования и подачи ядохимиката для установок малой производительности. На фиг. 3 - поперечный разрез А-А конусного барабана с фиг. 1, показывающий расположение в нем пластин противоскольжения семян. На фиг. 4 -продольный разрез Б-Б конусного барабана с фиг. 3, показывающий форму пластины противоскольжения семян. На фиг. 5 - увеличенный повернутый вид В с фиг. 1, показывающий увеличенный зазор между верхней кромкой витка шнека и кожухом.

Протравливатель семян в варианте исполнения, показанном на фиг. 1, включает: стационарную раму (элементы рамы) 1, загрузочный спиральный (безосевой) транспортер 2 с индивидуальным приводом (на фиг. 1 и фиг. 2 не показан), загрузочную горловину 3, спиральный рабочий орган 4, кожух спирального транспортера 5, выгрузная горловина 6, бункер необработанных семян 7, дозатор семян 8, входной канал подачи семян 9, конусный барабан 10, имеющий форму усеченного конуса, ось вращения конусного барабана 11, расположенная по углом β к горизонтальной плоскости, пластина противоскольжения семян 12, большая приводная шестерня конусного барабана 13, малая приводная шестерня 14, редуктор 15, электродвигатель асинхронный 16, преобразователь частоты тока 17, выходной канал для удаления протравленных семян 18, выгрузной наклонный шнек 19, загрузочная горловина протравленных семян 20, транспортирующе-перемешивающий шнековый рабочий орган 21, кожух 22, привод выгрузного наклонного шнека 23, выгрузная горловина 24. Также, протравливатель семян имеет систему дозирования и подачи ядохимикатов для установок средней и большой производительности, включающую: резервуар ядохимикатов 25, всасывающий трубопровод 26, всасывающий патрубок 27, насос с регулируемым расходом 28, нагнетательный патрубок 29, нагнетательный трубопровод 30 и форсунку 31.

Протравливатель семян в варианте исполнения, показанном на фиг. 2, отличается от установки с фиг. 1 только системой дозирования и подачи ядохимикатов, которая разработана для линейки протравливателей малой производительности и включает следующие элементы: резервуар ядохимикатов 25 из прозрачного материала, вертикальную стойку 32, установленную на стационарной раме, гибкий трубопровод 33, запорный вентиль 34, игольчатые насадки 35, соединенные в виде гребенки 36, механизм регулирования 37 высоты расположения резервуара ядохимикатов на вертикальной стойке, струйная мешалка 38, привод 39 мешалки, продольное углубление 40 в плоском днище резервуара ядохимикатов.

Устройство работает следующим образом

Перед включением в работу конусного барабана 10 в зависимости от выбранной сельскохозяйственной культуры, протравливание которой будет проводиться, устанавливается угол наклона β оси вращения 11 конусного барабана 10, выбирается его оптимальная режимная частота вращения на электродвигателе асинхронном 16 с помощью редуктора 15 и преобразователя частоты тока 17, которая через малую приводную шестерню 14 передается на большую приводную шестерню 13 и от нее на конусный барабан. Непротравленные семена засыпаются непрерывным потоком в загрузочную горловину 3 спирального транспортера 2, закрепленного под наклоном на раме 1, откуда захватывается спиральным рабочим органом 4, вращающемся в кожухе 5, и поднимаются по нему вверх, где через выгрузную горловину 6 высыпаются в бункер необработанных семян 7, откуда дозатором 8 по входному каналу подаются во вращающийся конусный барабан 10 на его внутреннюю поверхность, где в зоне подачи на массу семян распыляется или мелкоструйно или капельно наносится ядохимикат из системы его дозирования и подачи. Не перемешанные еще с ядохимикатом семена в процессе вращения конусного барабана начинают двигаться от его большего входного диаметра к малому выходному диаметру, то есть к зоне выгрузки из конусного барабана, при этом семена захватываются пластинами противоскольжения, которые поднимают элементарные объемы смоченных протравителем семян на разную высоту, после чего они осыпаются под действием собственного веса в разных по высоте точках конуса, и совершают дальнейшее поперечное перемещение вдоль поверхности естественного откоса, смешиваясь с массой семян в барабане. При этом семена, поднявшиеся выше других на пластинах противоскольжения в результате свободного падения оказываются на поверхности естественного откоса в точке падения на циклический шаг ниже по ходу движения, то есть продольно переместившись в конусном барабане и включившись в перемешивание с зерновым материалом уже в этой новой зоне. Таким образом, в результате продольного и поперечного перемещения элементарных объемов сменного зерна друг относительно друга происходит их перемешивание и обеспечивается равномерное контактное перераспределение ядохимиката по поверхности зерновых частиц и тем самым выполняется качественное протравливание. Перемешанные с ядохимикатом семена, переместившись к малому выходному диаметру конусного барабана, высыпаются из него в выходной канал 18 откуда подаются в загрузочную горловину 20 выгрузного наклонного шнека 19 с приводом 23, из которой транспортирующее-перемешивающим шнековым рабочим органом 21 захватываются и поднимаются в верхнюю зону выгрузного наклонного шнека, при этом часть из этих транспортируемых протравленных семян в результате соскальзывания по нижней части кожуха 22 через увеличенный зазор между верхней кромкой витка шнека и кожухом h_заз. возвращается к ниже расположены виткам (в нижнюю зону) наклонного шнека 19, где объединяется с вновь подошедшими (поступившими) протравленными семенами из конусного барабана 10 и снова захватываются транспортирующее-перемешивающим шнековым рабочим органом 21 и перемещаются им в верхнюю зону наклонного транспортера и при этом перемешиваются, обеспечивая высокое качество протравливания и минимальное травмирование семян, и через выгрузную горловину 24 высыпаются в транспортное средство для доставки протравленных семян в поле для посева или выгружаются по месту обработки и остаются в складе до очередной транспортировки и использования.

Система дозирования и подачи ядохимикатов в семенное зерно для установок средней и большой производительности по обрабатываемому материалу, схема одной из которых показана на фигуре 1, работает следующим образом: ядохимикат, выбранный для протравливания семян конкретной сельскохозяйственной культуры, из резервуара (бака) ядохимикатов 25 отбирается в непрерывном режиме по всасывающему трубопроводу 26 через всасывающий патрубок 27 насосом с регулируемым расходом 28, настроенным на подачу протравителя для заданной пропускной способности конусного барабана, и направляется через нагнетательный патрубок 29 в нагнетательный трубопровод 30, а из него в форсунки 31, через которые происходит мелкодисперсное распыление ядохимиката на поверхность массы семян в полости конусного барабана.

Система дозирования и подачи ядохимикатов в семенное зерно в установке малой производительности, схема которой показана на фигуре 2, работает следующим образом: резервуар ядохимикатов 25, изготовленный из прозрачного материала, заполняется протравителем, который рекомендуется для обработки семян данной сельскохозяйственной культуры. После этого включается привод 39 вращения струйной пропеллерной мешалки 38, которая перемешивает раствор, суспензию или эмульсию ядохимиката не позволяя выпадать осадку на плоское дно резервуара и поддерживает тем самым свободную проходимость протравителя во входы в гибкие трубопроводы 33, расположенных в продольном углублении 40. Механизмом регулирования 37 устанавливается высота расположения резервуара ядохимикатов 25 на вертикальной стойке 32, чем задается величина давления столба жидкости в гибких трубопроводах 33 и необходимый расход ядохимиката по ним, согласованный с производительностью конусного барабана, затем открываются запорные клапаны 34 и ядохимикат самотеком по гибким трубопроводам 33 поступает из резервуара ядохимикатов в игольчатые насадки 35, соединенные в виде гребенки 36, через которые протравитель (ядохимикат) тонкими струями или каплями непрерывно подается на массу семян, поступающих в конусный барабан 10.

Предлагаемое изобретение обеспечивает снижение количества травмированных семян после обработки в установке, повышение равномерности нанесения ядохимиката на поверхность отдельных зерновых частиц при химическом обеззараживании, обеспечение универсальности и высокого качества протравливания семян разных сельскохозяйственных культур в установках широкого диапазона производительностей.

Источники информации

1. Патент на полезную модель №131274 РФ, МПК А01С 1/08. Протравливатель семян/ Л.В. Фадеев; заявитель и патентообладатель: Л.В. Фадеев. - №2012123360/13: заявл. 05.06.2012: опубл. 20.08.2013, Бюл. №23. - 7 с.

2. Патент №2668842 РФ, МПК А01С 1/06. Устройство для предпосевной обработки семян /P.P. Камалетдинов, С.Г. Мударисов, Э.Р. Хасанов, Ф.Н. Галлямов, В.А. Ступин; заявитель и патентообладатель: ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ. - №2018100973; заявл. 10.01.2018; опубл. 03.10.2018, Бюл. №28. - 5 с.

3. А.с. №528899 СССР, МКИ А01С 1/08. Устройство для предпосевной обработки семян / X.А. Рахматулин, С.П. Кагаловский, Л.И., М.З. Юсупов, X. Нарматов, Г.С. Ланцман, B.C. Лемберг, Г.П. Журавлева, Н.У. Айтмурзаев, Ю.П. Майоров, М.И. Баравик (Государственное проектное конструкторско технологические бюро Республиканского объединения «Узглавмеханиза-ция»). - №2102465/15, заявл. 03.02.1975, опубл. 25.09.1976, Бюл. №35. - 2 с.

4. Патент №2692642 С1 РФ, МПК А01С 1/08. Протравливатель семян/ Э.Г. Нуруллин, И.Р. Зайнутдинов, Р.А. Файзуллин; заявитель и патентообладатель: ФГБОУ ВО Казанский ГАУ. - №2018124119, заявл. 02.07.2018, опубл. 25.06.2019, Бюл. №18. - 6 с.

5. Максименко, В.А. Анализ рабочего процесса протравливателя семенного зерна и поиск направлений и способов повышения его эффективности/В.А. Максименко//Хранение и переработка зерна. - 2018. - №5-6. - С. 44-47.

6. Ванурин, В.Н. Статорные обмотки асинхронных электродвигателей. - Зерно-град: ВНИПТИМЭСХ, 2001. - С. 5-19.

7. Гячев, Л.В. Основы теории бункеров. - Новосибирск: Изд-во Новосибирского университета, 1992. - С. 261, формула (243).

8. Пажи Д.Г. Основы техники распиливания жидкостей/ Д.Г. Пажи, B.C. Галустов. - М.: Химия, 1984. - 256 с.

9. Голоцуцких В.И. Обоснование параметров инжекторного распылителя: Автореф. дис.... канд. техн. наук. - М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2008. - 19 с.

10. Получение новых знаний по агротехнической и энергетической оценке технологии эффективной обработки сельскохозяйственных материалов с использованием обеззараживающих препаратов и комбинированных электрофизических воздействий: отчет о НИР (промежуточный): 0708-2014-0010/ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии; Рук. Пахомов А.И. - Зерно-град, 2016. - 62 с. - Исполн.: Пахомов А.И., Ванурин В.Н., Максименко В.А., Андреев А.И., Буханцов К.Н., Брагинец А.В., Громакова Л.В., Ватутина Н.П. - №ГР 114100140065. - Инв. №АААА-Б17-217011270178-7.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к химическим протравливателям и устройствам предпосевной подготовки семян разных сельскохозяйственных культур. Протравливатель семян содержит стационарную раму, загрузочное устройство, бункер семян, резервуар ядохимикатов, дозатор ядохимикатов, камеру протравливания и выгрузной шнек. При этом камера протравливания выполнена в виде барабана, имеющего форму усеченного конуса, с осью вращения, расположенной под углом β к горизонтальной плоскости. На внутренней поверхности конусного барабана на всю его длину размещены радиально с равномерным шагом пластины противоскольжения. Привод конусного барабана выполнен индивидуальным и включает понижающий редуктор и преобразователь частоты тока. Конусный барабан имеет входной канал, соединенный с бункером через дозатор для подачи в него семян, и выходной канал для удаления семян из барабана, после которого расположен выгрузной наклонный шнек с увеличенным вычисляемым зазором между верхней кромкой витка шнека и кожухом. В частном случае протравливатель семян включает два варианта выполнения дозаторов ядохимикатов. В первом случае дозатор состоит из насоса с регулируемым расходом, подающим протравитель по трубопроводу из резервуара ядохимикатов к распылительным форсунками в полости барабана. Во-втором случае дозатор включает резервуар ядохимикатов, размещенный на стойке с механизмом регулирования высоты его расположения, обеспечивающим самотечную с регулируемым расходом подачу ядохимиката по гибким трубопроводам с запорными вентилями через игольчатые насадки в полость конусного барабана. Изобретение снижает количество травмированных семян после обработки в установке, повышает равномерность нанесения ядохимиката на поверхность отдельных зерновых частиц при химическом обеззараживании, обеспечивает универсальность обработки разных сельскохозяйственных культур и высокое качество протравливания их семян в установках широкого диапазона производительностей. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Протравливатель семян, содержащий стационарную раму, загрузочное устройство, бункер семян, резервуар ядохимикатов, дозатор ядохимикатов, камеру протравливания и выгрузной шнек, отличающийся тем, что камера протравливания выполнена в виде барабана, имеющего форму усеченного конуса, с осью вращения, расположенной под углом β к горизонтальной плоскости, и с возможностью регулирования угла β в диапазоне 6-35°, при этом на внутренней поверхности конусного барабана на всю длину вдоль его образующих радиально с равномерным шагом расположены пластины противоскольжения семян с плавно уменьшающейся высотой в направлении от большего входного диаметра конусного барабана h_пл.max к малому выходному диаметру конусного барабана h_пл.min в соотношении h_пл.max./h_пл.min.=1,3-1,6, причем конусный барабан оснащен входным каналом для подачи семян в полость барабана и выходным каналом для удаления семян из полости барабана, при этом бункер семян, снабженный устройством регулирования их расхода, соединен с входным отверстием входного канала, кроме того, конусный барабан имеет индивидуальный привод вращения, включающий редуктор, понижающий частоту вращения от электродвигателя к конусному барабану с возможностью плавного регулирования его частоты вращения, обеспечиваемой преобразователем частоты тока, установленным на источнике питания электродвигателя, а выгрузной наклонный шнек выполнен с увеличенным зазором h_заз между верхней кромкой витка шнека и кожухом, величина которого рассчитывается по формуле h_заз=(2-3)⋅d₃, где d₃ - условный диаметр зерновки или семянки протравливаемой сельскохозяйственной культуры, мм.

2. Протравливатель семян по п.1, отличающийся тем, что дозатор ядохимикатов выполнен в виде насоса с регулируемым расходом, который своим всасывающим патрубком через всасывающий трубопровод соединен с резервуаром ядохимикатов, а нагнетательным патрубком через нагнетательный трубопровод соединен с форсунками для мелкодисперсного распыления ядохимиката на семена в полости конусного барабана.

3. Протравливатель семян по п.1, отличающийся тем, что функции, выполняемые дозатором ядохимиката, совмещаются в резервуаре ядохимикатов, который размещен на вертикальной стойке, установленной на стационарной раме выше уровня подачи ядохимиката к семенному материалу в полости конусного барабана, с возможностью непрерывного поступления жидкого ядохимиката из резервуара самотеком по гибким трубопроводам, снабженным запорными вентилями и игольчатыми насадками, соединенными между собой в виде гребенки, которые обеспечивают непрерывную подачу и многоточечное распределение ядохимиката на поверхность массы семян в полости конусного барабана в виде тонких струй или капель, при этом резервуар ядохимикатов снабжен механизмом регулирования высоты его расположения на стойке для обеспечения изменения величины расхода ядохимиката, поступающего в полость конусного барабана, и, кроме того, резервуар ядохимикатов имеет плоское днище, оснащен струйной мешалкой, струя от которой проходит над входами в гибкие трубопроводы вдоль продольного углубления, и выполнен из прозрачного материала для визуального контроля уровня ядохимиката в нем, при этом входы в гибкие трубопроводы расположены в продольном углублении плоского днища резервуара ядохимикатов, а выходы гибких трубопроводов соединены с игольчатыми насадками.

4. Протравливатель семян по п.1, отличающийся тем, что пластины противоскольжения семян полностью изготовлены из пластмассы или имеют пластиковое покрытие, нанесенное на металлические пластины противоскольжения семян и на всю внутреннюю поверхность металлического конусного барабана.