Протравитель семян Советский патент 1990 года по МПК A01C1/08 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к сельскохозяйственному машиностроению, и может быть использовано в системах подготовки семян сельскохозяйственных культур к посеву и длительному хранению.

Цель изобретения - повышение качества протравливания, экономия жидких ядохимикатов и снижение загрязнения ок- ружающей среды.

На чертеже представлена схема про- травителя семян.

1 Протравитель семян состоит из рамы 1 со смонтированными на ней загрузочным |ранспортером 2 и подборщиком 3. Загрузочный транспортер включает в себя шнек 4, жестко закрепленный на валу 5, на котором закреплены также лопатки 6 для подачи Семян в бункер 7. Внутри бункера 7 установ- лен емкостный компенсационный датчик 8. Обрабатывающая камера 9 расположена Ьядом с бункером и отделена от него перегородкой с шиберной заслонкой 10. Внутри Обрабатывающей камеры 9 находится рас- пылитель 11 ядохимикатов с датчиком 12 наличия ядохимикатов. На продолжении вала 5 установлен шнековый смеситель 13, являющийся одновременно разгрузочным механизмом, оканчивающимся выгрузной Горловиной 14. На выгрузной горловине 1-4 закреплен корпус 15с емкостными датчиками 16 и 17 расхода и степени протравливания соответственно. На раме 1 установлена емкость 18 для ядохимикатов с дозатором 19. Генератор 20 электрических.колебаний Соединен с входами датчиков 8, 16, 17 и входами образцовых конденсаторов 21 и 22, Входы блоков 23 и 24 вычитания соединены С входами датчиков 16, 17 и входами образ- цовых конденсаторов 21,22. Выходы блоков 23 и 24 вычитания соединены с входами блока 25 отношений, выход которого соединен с индикатором 26 интенсивности потока семян и счетчиком 27 суммарного количества протравленных семян. Входы блока 28 вычитания соединены с выходами датчиков 8 и 17, а его выход соединен с индикатором 29 степени протравливания.

Датчик 16 расхода выполнен в виде на- бора плоскопараллельных металлических .электродов (гребенка электродов). При такой конструкции датчика 16 его емкость С16 Зависит от количества (толщины потока) семян h, находящихся в его межэлектродном пространстве (измеряемого параметра, определяющего расход), и от его свойств (в частности, от исходной влажности семян, степени обработки ядохимикатами, от сорта и культуры семян, их засоренности и т.д.),

которые определяются относительной диэлектрической проницаемостью e3w

(D

С16 - E3W

где Н - длина электродов датчика;

b - ширина электродов;

d - расстояние между электродами;

Ci6 - емкость датчика 16 расхода;

h - толщина потока семян;

Јaw - относительная диэлектрическая проницаемость протравленных семян;

ЕЬ - относительная диэлектрическая проницаемость воздуха.

После преобразования получим

Нь

Cie -Јb

h

(Eaw-Eb )p

(2)

Количество семян h, находящихся в межэлектродном пространстве датчика 16 расхода в момент просыпания из выгрузной горловины 14, является мерой текущего расхода протравленных семян. Однако величина h, найденная только по величине емкости Cie датчика 16 расхода, будет заключать в себя большую погрешность, достигающую сотен процентов, так как входящая в формулу (2) диэлектрическая проницаемость Eaw изменяется в больших пределах в зависимости от естественной влажности семян, степени протравливания жидкими ядохимикатами, культуры и сорта семян, их засоренности и т.д.

Используя датчик 17 степени протравливания, емкость которого определяется диэлектрической проницаемостью Ј3w,

(3)

в качестве уменьшаемого в знаменателе выражения (2), а также образцовые конденсаторы 21 и 22, величины емкости С21, С22 которых равны соответственно начальным емкостям датчиков 16 и 17 (пустым, без зерна), т.е. равны

С21 Cie (о) ЕЬ ;С22 Ci7 (о) ЕЬ .

получим на выходе блока 27 отношений сиг нал I, пропорциональный h,

l(h) Ci6 ZC21(4)

v Cl7 - C22

не зависящий от физических свойств протравленного зерна, определяющих диэлектрическую проницаемость Ј3W Подключенный к выходу блока 25 отношений измеритель тока или напряжения, про- градуированный в единицах мгновенного расхода (кг/с), является индикатором 26 интенсивности потока семян Счетчик 27 выполненный, например, в виде интегратора

тока или напряжения, производит суммирование количества протравленных семян за время работы протравителя семян.

Диэлектрическая проницаемость Ј3w датчика 17 степени протравливания в формуле (3) определяется не только степенью увлажнения при обработке семян ядохимикатами, но и их естественной влажностью (до протравливания), культурой, сортом, засоренностью и т.д., поэтому диэлектрическую проницаемость семян, проходящих через датчик 17 степени протравливания, в линейном приближении можно представить зависимостью

E3w-Јc+(Ew-Ec) К,(5)

где ЕС - диэлектрическая проницаемость непротравленных семян (находящихся в бункере 7), обычно Јс 2-4,5;

ew диэлектрическая проницаемость протравливающей жидкости, Јw 80 (примерно равна диэлектрической проницаемости воды);

К - степень протравливания. .

Поскольку Јw Јс и EW -const, то в формуле (5) разность ( ew - ес ) меняется незначительно, а значит, ее можно принять примерно постоянной и равной ( Јw - ес ) А. Учитывая (3), найдем выражение для степени протравливания

Гс. НЬ

к Ти„„к а

После вычитания в блоке 28 вычитания из выходного сигнала датчика 17 интенсивности протравливания выходного сигнала емкостного компенсационного датчика 8 на выходе блока 28 вычитания получим сигнал, пропорциональный интенсивности протравливания, не зависящий от первоначальных свойств семян, который подается на индикатор 29 степени протравливания, выполненный аналогично индикатору 26.

Протравитель семян работает следующим образом.

Семена из бурта при помощи подборщика 3, а затем подающего шнека 4 и лопаток б поступают в бункер 7, где они заполняют межэлектродное пространство емкостного компенсационного датчика 8. Далее семена через открытую заслонку 10 подаются в обрабатывающую камеру 9, где они опрыскиваются суспензией ядохимикатов из распылителя 12, перемешиваясть в шнеко- вом смесителе 13, выгружаются через вы- грузную горловину 14 и проходят через корпус 15 измерительных датчиков 16 и 17. В корпусе 15 семена полностью заполняют межэлектродное пространство датчика 17 степени протравливания, ссыпаясь с него,

сплошным потоком проходят между электродами датчика 16 расхода семян и поступают в тару (мешки или кузов автомобиля). С датчиков 8, 16 и 17 электрические сигналы 5 поступают в измерительную схему.

Компенсационный датчикЗ контролирует свойства исходных семян (до обработки ядохимикатами). Его емкость можно представить в следующем виде:

10Cs Ceo + Csc, (7)

где Ceo - начальная емкость датчика 8;

Свс - прирост емкости датчика 8, обусловленный наличием в нем необработанных семян с диэлектрической проницаемо15 стью ЕС

Так как начальная емкость датчика 8 в выражении (7) является постоянной величиной, а сам датчик 8 всегда в процессе работы постоянно заполнен, то выходной сигнал

20 датчика 8 пропорционален приросту емкости Сес. то есть пропорционален диэлектрической проницаемости ес необработанных семян.

Электрический сигнал отдатчика 17сте25 пени протравливания в соответствии с формулой (3) поступает в блок 23 вычитания, где из него вычитается сигнал, поступающий с образцового конденсатора 21. Электрический сигнал с датчика 16 расхода семян по30 ступает в блок 24 вычитания, где из него вычитается электрический сигнал, поступающий с образцового конденсатора 22. С выходов блоков 23 и 24 вычитания сигналы подаются на блок 25 отношения, где проис35 ходит их деление Таким образом, в блоках 23 и 24 вычитания и в блоке 25 отношения происходит реализация выражения (4) Следовательно, на выходе блока 25 отношения действует электрический сигнал, пропорци40 опальный мгновенному значению расхода обработанного зерна, который поступает на индикатор 26 интенсивности потока семян, показывающий интенсивность обработанного потока семян (количество расхода се45 мян в единицу времени), и на счетчик 27 суммарного количества протравленных семян, показывающий суммарное количество обработанного зерна.

50 Для контроля степени протравливания сигнал с датчика 17 степени протравливания в соответствии с выражением (6) поступает на блок 28 вычитания, где из него вычитается сигнал компенсационного дат55 чика 8. Выходной сигнал с блока 28 вычитания подается на индикатор 29 степени протравливания.

Индикатор 19 степени протравливания контролирует разность сигналов (в виде тока) датчика 17 степени протравливания is компенсационного датчика 8.

Как показа но выше, емкость датчика 17 степени протравливания состоит из начальной емкости, емкости, обусловленной исходными свойствами семян, и емкости, обусловленной внесенными ядохимикатами, а емкость компенсационного датчика 8 состоит из начальной емкости и емкости, обусловленной исходными свойствами зерна. Поэтому на выходе блока 28 вычитания действует сигнал, пропорциональный емкости, обусловленной внесением ядохимикатов, Норма расхода ядохимикатов задается в процентах к расходу семян. Поэтому индикатор 29 степени протравливания прота- рирован в относительных единицах (процентах). При этом под степенью протравливания понимается процентное отношение количества внесенных ядохимикатов на единицу массы семян, В зависимости от типа ядохимиката степень протравливания меняется в диапазоне 0 - 5%.

Перепротравливание или недопротрав- ливание находит отражение в отклонении от нормы показаний индикатора 29, что служит сигналом для приведения технологического процесса в норму. Это осуществляется либо путем регулировки подачи семян или ядохимикатов, либо путем устранения неисправностей (в зависимости от причины, вызвавшей нарушение технологического процесса). Для оперативного распознавания причин нарушения технологического процесса учитываются показания индикато- ра 26 интенсивности потока семян. Так, например, увеличение показаний выше нормы индикатора 29 степени протравливания при одновременном снижении показаний индикатора 26 интенсивности потока семян указывает на недостаточное открытие заслонки 10. а, например, снижение показаний индикатора 29 степени протравливании при номинальных показаниях индикатора 26 интенсивности потока семян свидетельствует о частичном забивании трубопровода или распылителя 12 ядохимикатов или о нарушении работы дозатора 19 ядохимикатов и т.д.

Корпус 15с датчиками 17 и 16 степени протравливания и расхода соответственно выполнен по авт.св. СССР № 1311655, кл. А 01 D41/12.G01 F 1/00.

Компенсационный датчик 8 конструктивно аналогичен датчику 17 интенсивности протравливания, Блоки 23, 24 вычитания представляют собой дифференциальные усилители с двумя входами и сопротивлениями обратной связи. Блок 25 отношений выполнен на операционном усилителе.

Индикатор 29 степени протравливания представляет собой аналоговый вольтметр, проградумросанный в единицах интенсивности протравливания (проценты). Индикатор 26 интенсивности потока семян аналогичен индикатору степени протравливания. Счетчик 27 суммарного количества обработанных семян выполнен в виде цифрового электромеханического счетчика им0 пульсов типа СИ с преобразователем напряжение - частота. Генератор 20 выполнен по стандартной RC-схеме. Он содержит операционный усилитель с цепью положительной обратной связи (мост Вина) и цепью

5 отрицательной обратной связи и эмиттер- ный повторитель.

Протравитель семян позволяет исключить перерасход жидких ядохимикатов, что обеспечит снижение затрат на дорогостоя0 щие ядохимикаты, а также снизить загрязнение окружающей среды. Обеспечен автоматический контроль процесса протравливания - степени протравливания семян и количества выгружаемого обрабо5 тайного зерна.

Формула изобретения Протравитель семян, содержащий за- грузочноеустройство, бункер для семян, емко с т ь для жидких ядохимикатов с

0 дозатором, соединенную с распылителем ядохимикатов, установленным в обрабатывающей камере, разгрузочный механизм с выгрузной горловиной, датчик наличия ядохимикатов, расположенный в рабочей зоне

5 распылителя ядохимикатов, и вычислительный блок, отличающийся тем, что. с целью повышения качества протравливания, экономии жидких ядохимикатов и снижения загрязнения окружающей среды, он

0 снабжен емкостными датчиками расхода семян и степени протравливания,установленными в выгрузной горловине, емкостным компенсационным датчиком, расположенным в бункере для семян, а вычислительный

5 блок включает генератор электрических колебаний, два образцовых конденсатора, три элемента вычитания и элемент определения отношения, индикатор степени протравли- Дйния, индикатор интенсивности потока се0 мян и счетчик суммарного количества протравленных семян, при этом ьыход генератора подключен к входу датчиков и образцовых конденсаторов, а выходы емкостного датчика расхода семян и первого образцо5 вого конденсатора связаны с входами первою элемента вычитания, причем вь.ходы емкостного датчика степени протравливания и второго образцового конденсатора подключены к входам второго элемента вычитания, а выходы обоих элементов вычита9 -1584785 10

ния соединены с входами элемента опреде-при этом выходы датчика степени протравления отношения, выход которого связан сливания и компенсационнрго датчика сое- объединенными входами индикатора ин-динены с входами третьего элемента тенсивности потока семян и счетчика сум-вычитания, выход которого подключен к марного количества протравленных семян,5 входу индикатора степени протравливания.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в системах подготовки семян сельскохозяйственных культур к посеву и длительному хранению. Цель - повышение качества протравливания, экономия жидких ядохимикатов и снижение загрязнения окружающей среды. Протравитель семян включает загрузочное устройство, бункер 7 для семян, емкость 18 для жидких ядохимикатов, обрабатывающую камеру 9, загрузочный механизм (шнековый смеситель) 13 с выгрузной горловиной 14, датчики контроля хода технологического процесса и измерительную схему. В выгрузной горловине 14 установлен емкостный датчик 16 расхода и емкостный датчик 17 степени протравливания семян, а в бункере 7 - емкостный компенсационный датчик 8. Измерительная схема содержит генератор 20 электрических колебаний, образцовые конденсаторы 21 и 22, блоки 23 и 24 вычитания, блок 25 отношения, индикатор 26 интенсивности потока выгружаемых семян, индикатор суммарного количества протравленного зерна, выполненный в виде счетчика 27, и индикатор 29 степени протравливания. В процессе обработки семена подаются из бурта посредством подборщика 3, подающего шнека 4 и лопаток 6 в бункер 7 и заполняют межэлектродное пространство датчика 8. Затем семена через открытую заслонку 10 попадают в обрабатывающую камеру 9, где опрыскиваются суспензией ядохимикатов из распылителя 12 и, перемещаясь в шнековом смесителе 13, выгружаются через выгрузную горловину 14 в тару. В горловине 14 качество обработки семян контролируется датчиками 16 и 17, выходные сигналы которых обрабатывает измерительная схема совместно с сигналом датчика 8. Изобретение обеспечивает автоматический контроль процесса протравливания с учетом степени протравливания семян и количества выгружаемого обрабатываемого материала. 1 ил.