Устройство для дражирования семян Советский патент 1992 года по МПК A01C1/06 

ного фиксирования изменения диаметров образующихся драже на 30-35 и 65-70% соответственно и автоматического трехступенчатого управления частотой вращения дражировочного сосуда

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для дражирования семян, содержащее основание с поворотной рамой, на которой размещен электродвигатель, связанный посредством вала с дражировочным сосудом, выполненным в виде эллиптического параболлоида вращения, установленного наклонно с возможностью вращения и имеющего неподвижный пластинчатый электрод, расположенный внутри дражировочного сосуда с зазором относительно его внутренней поверхности, механизмы подачи семян, наполнителя и смачивающей жидкости, источник электропитания, первую катушку индуктивности, усилитель, первое реле и схему управления частотой вращения электродвигателя, снабжено контактной токосъемной щеткой, второй катушкой индуктивности, вторым, третьим и четвертым реле, при этом дражировочный сосуд выполнен из диэлектрического материала, а в его корпусе закреплены сквозные изолированные друг от друга токопроводящие электроды, кон- центрично расположенные на дражировочном сосуде, причем длина токопроводящих электродов равна расстоянию между ними Неподвижный пластинчатый электрод выполнен в форме прямоугольника, длина большей стороны которого равна длине токопроводящих электродов, и расположен параллельно над ними, а контактная токо- съемная щетка установлена снаружи дражировочного сосуда неподвижно с возможностью поочередного взаимодействия с токопроводящими электродами, при этом третье и четвертое реле выполнены в виде реле времени, третье реле включено в цепь электропитания через последовательно соединенные первый замыкающий контакт первого реле и четвертый размыкающий контакт четвертого реле, кроме того параллельно первому замыкающему контакту первого реле подключен первый замыкающий контакт третьего реле, четвертое реле включено в цепь электропитания через параллельно соединенные замыкающий контакт второго реле и первый замыкающий контакт четвертого реле, первое реле соединено с выходом усилителя через четвертый размыкающий контакт третьего реле, а второе реле связано с выходом усилителя через последовательно соединенные второй замыкающий контакт третьего реле и третий размыкающий контакт четвертого реле.

причем неподвижный пластинчатый электрод, источник электропитания, вход усилителя и контактная токосьемная щетка соединены последовательно друг с другом; 5 кроме того, первая катушка индуктивности подключена параллельно входу усилитёля через пятый размыкающий контакт третьего реле, а вторая катушка индуктивности включена параллельно входу усилителя через

0 второй замыкающий контакт первого реле; второй замыкающий контакт четвертого реле и третий замыкающий контакт третьего реле установлены в схеме управления частотой вращения электродвигателя.

5

Отличительными признаками предлагаемого устройства для дражирования семян являются следующие:

оно дополнительно снабжено контакт0 ной токосъемной щеткой, второй катушкой индуктивности, вторым, третьим и четвертым реле;

при этом дражировочный сосуд выполнен из диэлектрического материала, а в его

5 корпусе закреплены сквозные изолированные друг от друга токопроводящие электроды, имеющие форму лемнискаты Бернулли, усеченной в местах ее наибольшого удаления от оси расположения фокусов лемниска0 ты и концентрично расположенные на дражировочном сосуде вдоль этой оси, причем длина токопроводящих электродов равна расстоянию между ними;

неподвижный пластинчатый электрод

5 выполнен в форме прямоугольника, длина большей стороны которого равна длине токопроводящих электродов, и расположен параллельно над ними, а контактная токосьемная щетка установлена снаружи дра0 жировочного сосуда неподвижно с возможностью поочередного взаимодействия с токопроводящими электродами;

третье и четвертое реле выполнены в виде реле времени; третье реле включено

5 в цель электропитания через последовательно соединенные первый замыкающий контакт первого реле и четвертый размыкающий контакт четвертого реле, кроме то- . го параллельно первому замыкающему

0 контакту первого реле подключен первый замыкающий контакт третьего реле;

четвертое реле включено в цепь электропитания через параллельно соединенные замыкающий контакт второго реле и первый

5 замыкающий контакт четвертого реле, первое реле соединено с выходом усилителя через четвертый размыкающий контакт третьего реле, а второе реле связано с выходом усилителя через последовательно соединенные второй замыкающий контакт

третьего реле и третий размыкающий контакт четвертого реле;

неподвижный пластинчатый электрод, источник электропитания, вход усилителя и контактная токосъемная щетка соединены последовательно/фуг с другом;

первая катушка индуктивности подключена параллельно входу усилителя через пятый размыкающий контакт третьего реле, а в торая катушка индуктивности включена параллельно входу усилителя через второй замыкающий контакт первого реле:

второй замыкающий контакт четвертого реле и третий замыкающий контакт третьего реле установлены в схеме управления частотой вращения электродвигателя.

На фиг. 2 представлена блок-схема устройства для дражирования семян; на фиг, 3 - принципиальная электрическая схема управления частотой вращения электродвигателя; на фиг. 4 - форма и расположение токопроводящих электродов в корпусе дражировочного сосуда; на фиг, 5 - временная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства для дражирования семян.

Устройство для дражирования семян состоит из основания 1 с поворотной рамой 2. на которой размещен электродвигатель 3, способный работать на трех различных частотах вращения при подключении различного количества пар полюсов (например, АОЛ2-31-6/4/2) и связанный посредством вала 4 с дражировочным сосудом 5, выполненным из диэлектрического материала в виде эллиптического параболлоида вращениям установленным наклонно относительно основания 1 с возможностью вращения, механизмов подачи семян 6, наполнителя 7 и смачивающей жидкости 8, неподвижного пластинчатого электрода 9, расположенного внутри дражировочного сосуда 5 с зазором относительно его внутренней поверхности, контактной токосъемной щетки 10, источника 11 электропитания, первой катушки 12 индуктивности L1, второй катушки 13 индуктивности L2, усилителя 14, первого реле 15 К4 с первым замыкающим контактом 16 К4.1 и вторым замыкающим контактом 17 К4.2, второго реле 18 К1 с замыкающим контактом 19 К1.1, третьего реле 20 К2 с первым замыкающим контактом 21 К2.1, вторым замыкающим контактом 22 К2.2, третьим замыкающим контактом 23 К2.3, четвертым размыкающим контактом 24 К2.4 и пятым размыкающим контактом 25 К2.5, четвертого реле 26 КЗ с первым замыкающим контактом 27 КЗ. 1, вторым замыка- ющим контактом 28 КЗ.2, третьим размыкающим контактом 29 КЗ.З и четвертым размыкающим контактом 30- КЗ.4, схемы 31 управления частотой вращения электродвигателя 3, сквозных изолированных друг от друга токопроводящих электродов 32, впрессованных в корпус дражировочного сосуда 5. При этом токопроводящие электроды 32 имеют форму лемнискаты Бернулли, усеченной в местах ее наибольшого удаления от оси расположения фокусов лемнискаты, и размещены концентрично на дражировочном сосуде 5 вдоль этой оси (см. фиг. 3), Длина токопроводящих электродов 32 равна расстоянию между ними, а неподвижный пластинчатый электрод 9 выполнен в форме прямоугольника, длина

большей стороны которого равна длине токопроводящих электродов 32, и расположен параллельно над ними. Контактная токосъемная щетка 10 установлена снаружи дра- жировочного сосуда 5 неподвижно с

возможностью поочередного взаимодействия с токопроводящими электродами 32. Третье реле 20 К2 и четвертое реле 26 КЗ являются реле времени, обеспечивающими срабатывание с выдержкой времени. Третье

реле 20 К2 подключено в цепь питания через последовательно соединенные первый замыкающий контакт 16 К4.1 первого реле 15 К4 и четвертый размыкающий контакт 30 КЗ.4 четвертого реле 26 КЗ. Параллельно

первому замыкающему контакту 16 К4.1 первого реле 15 подключен первый замыкающий контакт 21 К2.1 третьего реле 20 К2.

Четвертое реле 26 КЗ включено в цепь

питания через параллельно соединенные замыкающий контакт 19 К1.1 второго реле 18 К1 и первый замыкающий контакт27 К3.1 четвертого реле 28 КЗ. Реле 15 К4 соединено с выходом усилителя 14 через четвертый

размыкающий контакт 24 К2.4, а второе реле 18 К1 связано с выходом усилителя 14 через последовательно соединенные второй замыкающий контакт 22 К2.2 третьего реле 20 К2 и третий размыкающий контакт

29 К3,3 четвертого реле 26 КЗ. Неподвижный пластинчатый электрод 9, источник 11 переменного напряжения, вход усилителя 14 и контактная токосъемная щетка 10 соединены последовательно друг с другом. Первая

катушка 12 индуктивности L1 подключена параллельно входу усилителя 14 через пятый размыкающий контакт 25 К2.5 реле 20 К2. Вторая катушка 13 индуктивности L2 включена параллельно входу усилителя 14

через второй замыкающий контакт 17 К4.2 реле 15 К4. Второй замыкающий контакт 28 КЗ.2 четвертого реле 26 КЗ и третий замыкающий контакт 23 К2.3 третьего реле 20 К2 установлены в схеме управления частотой вращения электродвигателя 3.

Устройство для дражирования семян работает следующим образом.

При нажатии на кнопку SB2 в схеме 31 управления частотой вращения электродвигателя 3 срабатывает магнитный пускатель КМ1, который ставится на самоподпитку контактом КМ1.2 и включает с помощью контактов КМ1.2 электродвигатель 3 через клеммы 6С1, 6С2 и 6СЗ для работы при шести парах полюсов на низшей частоте вращения. Посредством вала 4 вращающий момент передается дражировочному сосуду 5 Дражируемые семена, наполнитель и смачивающая жидкость подаются в дражировочный сосуд 5 через механизмы подачи семян 6, наполнителя 7 и смачивающей жидкости 8. В дражировочном сосуде 5 семена приобретают вращательные движения вокруг своих осей и перекатываются друг по другу и по внутренней поверхности дражировочного сосуда 5. Частицы наполнителя налипают на поверхность семян, образуя оболочку.

Под действием разности потенциалов, создаваемой источником 11 электропитания переменного напряжения, через неподвижный пластинчатый электрод 9, электрическую емкость, образуемую между неподвижным пластинчатым электродом 8 и токопроводящим электродом 32, токопро- водящий электрод 32, контактнуютокосьем- ную щетку 10, пятый размыкающий контакт 25 К2.5 реле 20 К2 и катушку 12 индуктивности протекает ток, величина которого определяется как

U

O)Li М С (u)l;t )

где U - разность потенциалов, создаваемая источником 11 переменного напряжения, В;

Li - индуктивность катушки 12 индуктивности L1, Гн;

со - циклическая частота переменного напряжения1 со 2 xf,

С( o;it) - переменная емкость, образуемая между неподвижным пластинчатым электродом 9 и токопроводящим электродом 32, Ф;

- циклическая частота изменения емкости между неподвижным пластинчатым электродом 9 и токопроводящим электродом 32: ал 4 0)2 п; п - количество токопроводящих электродов 32, впрессованных в корпус дражировочного сосуда 5, ад - циклическая частота вращения дражировочного сосуда 5,

t - значение времени с

В процессе дражирования диаметр семян постепенно увеличивается. При этом диэлектрическая проницаемость среды е между неподвижным пластинчатым элект- родом 9 и токопроводящим электродом 32 (см фиг. 4) уменьшается, определяя уменьшение электрической емкости C(ft)i: t) в соответствии с выражением:

C(m.t)- CЈoS().

(3)

55

где С0 - электрическая постоянная, Ј0 8.85-10 12 Ф/м;

S( t)- переменная площадь токопро- водящего электрода 32, находящегося в

45 данный момент под неподвижным пластинчатым электродом 9, м .

d - расстояние между токопроводящим электродом 32 и неподвижным пластинчатым электродом 9, м

20 Токопроводяицие элементы в корпусе дражировочного сосуда 5 (токопроводящие электроды 32), не находящиеся непосредственно под неподвижным пластинчатым электродом 9, не образуют с ними электри25 ческой емкости Это достигается благодаря тому, что в электрическую цепь с помощью контактной токосъемной щетки 10 подключается только тот токопроводягций электрод 32, который в данный момент находится под

30 неподвижным пластинчатым электродом 9 Вследствие этого, величина электрической емкости C(ft)i; t) зависит только от диэлектрической проницаемости среды Б (а значит, и от диаметра семян) между неподвижным

35 пластинчатым электродом 9 и токопроводящим электродом 32 и от положения токопро- водящего электрода 9

Поскольку токопроводящие электроды 32, размещенные концентрично нз дражи40 ровочном сосуде 5, находятся в равномерном движении относительно неподвижного пластинчатого электрода 9, активная площадь обкладок образуемого ими конденсатора является переменной периодической

45 величиной. Эта величина определяется в соответствии с выражением:

21 S(o;i; t) /f(«M)dom,(4)

о

5Q где f( O)it) - функция кривой, являющейся образующей плоской фигуры в направлении перемещения относительно неподвижного пластинчатого электрода 9;

длина токопроводящего электрода

32, м.

Благодаря выполнению токопроводящих электродов 32 в форме лемнискаты Бер- нулли, усеченной в местах ее наибольшего удаления от оси расположения фокусов лемнискаты, длине гоколроводящих электродов 32, равной расстоянию между ними, и неподвижного пластинчатого электрода 9 в форме прямоугольника с длиной большей стороны, равной длине токопроводящих электродов 32, активная площадь обкладок конденсатора С(ом: t) при вращении дражировочного сосуда 5 изменяется по синусоидальному закону.

Соответственно и величина емкости С( wi; t) также изменяется с частотой ш по выражению:

С( wr, t) Cmsin( ant + (pi).(5)

,. ЈС

где Cm - -§емкость между неподвижd

ным электродом 9 и находящимся под ним по всей длине токопроводящего электрода 32, Ф;

tpi - начальное смещение токопроводящего электрода 32. град.

Сила тока I, определяемая выражением (2), составит величину, равную

I -тпг Р32гп1 ь (q22 - qiqs)m2 + 2 b

+ (qi2-2q0q2)m,(6)

где qi cmUm cos «pbCOS pi u)(Hi;

q2 CmUrr (sin (f)0 cos q an + + cos (f) a)). q3 CmUmSin (pi;

mi -dodi + did2: ma -dods + did4;

тз -r (d2rri2 - ); do

ГП4 -7- (d2im - d4m2); do

b do(dim4 - (d гпз + dsm2);

do an2 (

di CmrftM p

d2 W12 + CmLl OMCOS p- ft/2

+ Cmrsin pi ftj2:

da Cmru)icos pi + CmUsin pi (i

d4 CmLl W1COS p -t Cmrsin 951+1,

ds CmLisin 1

Dm - максимальное значение напряжения на источнике 11 электропитания переменного напряжен 1я;

г - величина активной составляющей сопротивления цепи:источник 11 переменного напряжения, неподвижный пластинчатый электрод 9, электрическая емкость, образуемая между неподвижным пластинчатым электродом 9 и токопроводящим электродом 32, токопроводящий электрод 32, контактная токосъемная щетка 10, пятый размыкающий контакт 25 К2.5 реле 20 К2 и

катушка 12 индуктивности И;

(р0 начальная фаза напряжения. При увеличении диаметра дражируемых семян на 30-35% величина электрической емкости С( oh; t) между токопроводящим

электродом 32 и неподвижным электродом 9 уменьшается до достижения равенства

ш Li -згтгсо С (ал ; t)

Это сопровождается явлением резонанса напряжений в цепи катушки 12 индуктивности L1, пятого размыкающего контакта 25 К2.5 реле 20 К2, контактной токосъемной щетки 10, токопроводящего электрода 32, электрической емкости, образуемой между

неподвижным пластинчатым электродом 9 и токопроводящим электродом 32, неподвижного пластинчатого электрода 9 и источника 11 переменного напряжения. При этом происходит резкое увеличение напряжения на

катушке 12 индуктивности L1 и соответственно - напряжения на входе и на выходе усилителя 14, Реле 15 К4 срабатывает и первый замыкающий контакт 16 К4.1 реле 15 замыкается (см. фиг. 5), обеспечивая подачу

питания на реле 20 К2. Одновременно с этим замыкается второй замыкающий контакт 17 К4.2 реле 15 подключая к входу усилителя 14 вторую катушку 13 индуктивности L2, Спустя выдержку времени длительностью 0,5-1,0 с, необходимую для надежного срабатывания реле 20 К2, замыкается первый замыкающий контакт 21 К2.1 реле 20 К2, ставя его на самоподпитку. Второй замыкающий контакт 22 К2.2 реле 20 К2

замыкается и подклюиает к выходу усилителя 14 реле 18 К1. Одновременно замыкается третий замыкающий контакт 23 К2.3 реле 20 К2, установленный в схеме 31 управления частотой в ращения электродвигателя 3 При

этогй срабатывает магнитный пускатель КМ2. Контакты КМ2.1 замыкаются и электродвигатель 3 включается через клеммы 4С1, 4С2 и 4СЗ для работы при четырех парах полюсов на средней частоте вращения.

Частоты вращения дражировочного сосуда 5 увеличивается и режим дражирова- ния семян приходит в норму Контакт КМ2 2 замыкается и ставит магнитный пускатель

КМ2 на самоподпитку; контакт КМ2 3 размыкается и отключает магнитный пускатель КМ1: контакт КМ2 4 размыкается и предотвращает случайное включение магнитных пускателей ШЗ и КМ4 Четвертый размыкающий контакт 24 К2.4 реле 20 К2 размыкается и реле 15 К4 обесточивается. Пятый размыкающий контакт 25 К2.5 реле 20 К2 размыкается и отключается катушку 12 индуктивности L1 от входа усилителя 14.

При дальнейшем увеличении диаметра дражируемых семян 65-70% величина электрической емкости С( йл; т) между токопро- водящим электродом 32 и неподвижным электродом 9 продолжает уменьшаться до достижении равенства

ш L2 шссадлУ

Это сопровождается явлением резонанса напряжений в цепи катушки 13 индуктивности L2, второго замыкающего контакта 17 К 4.2 реле 15, контактной токосъемной щетки 10, токопроводящего электрода 32, электрической емкости, образуемой между неподвижным пластинчатым электродом 9 и токопроводящим электродом 32, неподвижного пластинчатого электрода 9 и источника 11 электропитания переменного напряжения.

Напряжение на катушке 13 индуктивности L2 резко возрастает. Соответственно возрастает напряжение на входе и выходе усилителя 14. Реле 18 К1 срабатывает и замыкающий контакт 19 К1.1 реле 18 К1 замыкается. При этом получает питание и срабатывает реле 26 КЗ. Спустя выдержку времени длительностью 0,5-1,0 с, необходимую для надежного срабатывания реле 26 КЗ, первый замыкающий контакт 27 К3.1 реле 26 КЗ замыкается и ставит его на самоподпитку. Одновременно замыкается второй замыкающий контакт 28 КЗ.2 реле 26 КЗ, установленный в схеме 31 управления частотой вращения электродвигателя 3. Получают питание и срабатывают магнитные пускатели КМЗ и КМ4. Контакт КМ3.2 замыкается и ставит эти магнитные пускатели на самоподпитку. Контакты КМ3.1 и КМ4.1 замыкаются и электродвигатель 3 включается через клеммы 2С1.2С2 и2СЗдля работы при двух парах полюсов на высшей частоте вращения. Частота вращения дражировочного сосуда 5 снова увеличивается и процесс дражирования семян завершается при благоприятных условиях.

Одновременно с переключением электродвигателя 3 на высшую частоту вращения происходит размыкание контактов КМЗ.З и КМЗ.4, обесточивающих магнитные пускатели КМ1 и КМ2. При нажатии на кнопку SB1 все магнитные пускатели отключаются, контакты КМ1.1. КМ2.1, КМ3.1 и КМ4.1 размыкаются и электродвигатель 3 останав- 5 ливается.

Формула изобретения Устройство для дражирования семян, содержащее основание с поворотной ра0 мой, на которой размещен электродвигатель, связанный посредством вала с дражировочным сосудом, выполненным в виде эллиптического параболлоида вращения, установленного наклонно относитель5 но основания с возможностью вращения, имеющего неподвижный пластинчатый электрод, расположенный внутри дражировочного сосуда с зазором относительно его внутренней поверхности, механизмы под0 ачи семян, наполнителя и смачивающей жидкости, источник электропитания, первую катушку индуктивности, усилитель, первое реле и схему управления частотой вращения электродвигателя, отличаю5 щ е е с я тем, что, с целью повышения качества дражирования, оно снабжено контактной токосъемной щеткой, второй катушкой индуктивности, вторым, третьим и четвертым реле, при этом дражировочный

0 сосуд выполнен из диэлектрического материала, а в его корпусе закреплены сквозные, изолированные друг от друга токопроводя- щие электроды, концентрично расположенные на дражировочном сосуде, причем

5 длина токопроводящих электродов равна расстоянию между ними, причем неподвижный пластинчатый электрод выполнен в форме прямоугольника, длина большей стороны которого равна длине токопроводя0 щих электродов, и расположен параллельно над ними, а контактная токосъемная щетка установлена снаружи дражировочного сосуда неподвижно с возможностью поочередного взаимодействия с токопроводящими

5 электродами, при этом третье и четвертое реле выполнены в виде реле времени, третье реле включено в цепь электропитания через последовательно соединенные первый замыкающий контакт первого реле

0 и четвертый размыкающий контакт четвертого реле, кроме того, параллельно первому замыкающему контакту первого реле подключен первый замыкающий контакт третьего реле, чертвертое реле включено в цепь

5 электропитания через параллельно соединенные замыкающий контакт второго реле и первый замыкающий контакт четвертого реле, первое реле соединено с выходом усилителя через четвертый размыкающий контакт третьего реле, а второе реле связано с

выходом усилителя через последовательно соединенные второй замыкающий контакт третьего реле и третий размыкающий контакт четвертою реле, причем неподвижный пластинчатый электрод, источник электропитания, вход усилителя и контактная токо- съемная щетка соединены последовательно друг с другом, кроме того, первая катушка индуктивности подключена параллельно

входу усилителя через пятый размыкающий контакт третьего реле, а вторая катушка индуктивности включена параллельно входу усилителя через второй замыкающий контакт первого реле, второй замыкающий контакт четвертого реле и третий замыкающий контакт третьего реле установлены в схеме управления частотой вращения электродвигателя.

Фиг. /

А 6С

км И

ВС-16СЪ

КМ2

КМ24

kCi ЧСЪ (( 2С/

КМ4.

К2.3KM f KM 3.4

КМ2.2

К 3.3KMY KM2 4

ИМ5

i-i

i оэ ю со со

GO

4СЗ 2С2

4С2

Фиг.Ъ

вод А

V

НйпраВлечьЕ Звг/хсёния

ФагЛ

Фиг. 5