Устройство для СВЧ-обработки семян Советский патент 1993 года по МПК A01C1/00 

(Л

С

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к процессам электромагнитной обработки семян с целью их дезинфекции, и может быть использовано для предпосевной обработки и дезинфекции семян. Цель изобретения - повышение эффективности работы и повышение качества обработки семян. Устройство для СВЧ- обработки семян включает дозатор, источник электромагнитной СВЧ-энергии объемный резонатор, полую диэлектрическую вставку, имеющую вдоль широких стенок чередующиеся через четверть длины волны скатные лотки, профиль которых повторяет брохистохрону и запредельные волноводы. Семена поступают из дозатора и, переходя по скатным лоткам,обрабатывают- ся. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к процессам электромагнитной обработки семян с целью их дезинфекции и может быть использовано для предпосевной обработки и дезинфекции семян. .

Известны способы и устройства для-об- работки семян СВЧ-энергией, в которых требуемое качество обработки достигается тем, что СВЧ-знергию подают импульсно с регулированием длительности импульса и скважности.

Недостатками аналога являются ограниченность зоны действия СВЧ-излучателя, расположенного над лентой транспортера, а также потери энергии отраженных волн от границы раздела семян-воздух.

Известно устройство для обработки семян, включающее бункер для семян, СВЧ- генератор, вакуумную камеру, емкость для жидкости и транспортер, под лентой которого установлены механизм ориентации семян в виде катушки с бифилярной обмоткой.

К недостаткам данной системы следует отнести низкую производительность (до 0,4 кг/ч), вследствие необходимости ориентации семян на ленте транспортера и ограни- ченности зоны облучения, потери энергии отраженных волн от границы раздела слой семян-воздух, определенные сложностью согласования генератора с нагрузкой, а также недостаточную однородность обработки, обусловленную,во-первых, длительным (несколько часов) временем облучения партии семян и,во-вторых.затухани- ем волны при прохождении через слой семян.

Известна также установка для дезинфекции зерна, содержащая накопительный и приемный бункеры, СВЧ-генератор, СВЧ- тракт, камеру для обработки СВЧ-энергией) выполненную в виде вертикального распоvj

00

ч

СО Јь О

ложенного волновода, согласующие устройства связи и приемник СВЧ-энергии;

Недостатками этого устройства являются неравномерное распределение электрической напряженности поля в камере и, как следствие, низкое качество обработки семян.

Целью изобретения является устранение потерь:Гэ ле ктромагнитной энергии, повышение качества обработки семян.

Указанная iferfti Достигается тем, что в устройстве для СВЧ-обработки семян, представляющее собой новое устройство для электромагнитной обработки семян, содержащее дозатор, источник электромагнитной энергии и рабочую камеру. Камера выполнена в виде объемного резонатора прямоугольного сечения, внутри которого соприкасаясь со стенками установлена ползя диэлектриче ская вставка, имеющая вдоль широких стенок чередующиеся через четверть длины волны скатные лотки, профиль которых повторяет брахистохрону, с подводом энергии в середине боковой стенки резонатора, причем вход и выход резонатора снабжены запредельными волноводами.

Предложенное устройство обладает существенными отличительными признаками, так как других известных технических решений с подобными признаками, сходными с заявленным устройством, заявитель не обнаружил.:

Отличительные признаки обеспечивают получение положительного эффекта. Это достигается:

- изготовлением рабочей камеры в виде объемного резонатора прямоугольного сечения-устраняются потери электромагнитной энергии;

-наличием внутри камеры диэлектрической вставки - повышается равномерность электромагнитного поля внутри резонатора (5,6);

- наличие чередующихся диэлектрических скатных лотков в форме брахистохроны вдоль широких стенок рабочей камеры позволяет при качественном перемешивании семян получать максимальную производительность (свойства брохистохроны) (4);

- установкой запредельных волноводов, радиогерметично сочлененных с резонатором - устраняются потери электромагнитной энергии (5, 6).

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена его технологическая схема.

Устройство для СВЧ-обработки семян содержит дозатор 1, источник 7 электромагнитной энергии , связанный волноводом 6

с объемным резонатором 2, внутри резона-- тора установлена полая диэлектрическая вставка 3, имеющая чередующиеся диэлектрические лотки 4, выполненные в форме

брохистохроны, В резонаторе имеются также радиогерметично сочлененные запредельные волноводы 5 и 8, установленные на входе в резонатор и на выходе из него. Устройство работает следующим образом.

Семена из дозатора 1 через запредельный волновод входа 5 поступают в рабочий объем резонатора 2 и самотеком транспортируются по диэлектрическим лоткам 4, совершая одновременно поступательное движение в вертикальной плоскости и колебательное движение в горизонтальной плоскости, одновременно электромагнитная энергия от источника 7 по волноводу 6 передается в резонатор 2 и возбуждает в нем резонансные электромагнитные колебания, при этом происходит обработка транспортируемых семян. После чего через запредельный волновод выхода 8 семена

попадают в приемный бункер 9. Наличие диэлектрика вдоль стенки камеры улучшает равномерность электромагнитного поля, а в сочетании с поступательно колебательным движением семян повышается качество их

обработки. Частично электромагнитная энергия рассеивается в диэлектрической вставке, а основной поток поглощается в обрабатываемом материале.

Пример конкретного выполнения.

Произведем расчет резонатора;

в качестве источника электромагнитной энергии берем магнетрон непрерывного генерирования, с частотой 915 МГц и длиной волны 32 см. Широкую стенку выбираем из

условия а 0.7Я, что равно 22 см. Из условия возбуждения в резонаторе волны Н юр находим, что длина волны в резонаторе

Аь . А---- 4Й.В2см.

Vl-(№pf

где критическая длина волны Акр находится как

L - Р VmVa2+n2/b2

44 см ,

где m, n - целые положительные числа; a, b - ширина большей и малой стенок резонатора. Длина резонатора определится как

Ль

|рез - Р 2 .

где р 1,2,3,

Добротность резонатора определится

V

д - 66 VgMPnM/g Vf(M Гц)

где V-объем резонатора, См; Д-толщина поверхностного, мкм; S - площадь внутренней поверхности стенок резонатора, м. Выбираем в качестве материала для изготовления резонатора латунь

7 4-10 См/м-удельная проводимость латуни;

0меди 5, 8 10 См/м-удельная проводимость меди.

Размеры узкой стенки волновода должны удовлетворять условиям Я 2Ь, т.е.

Ь эт , отсюда принимаем b 0,45 Л 14

см. Для возбуждения волны в резонаторе получаем Hmnp Нюр, при р 10 расчетная добротность Qp -95% Qmax, при а 0,7Я , Ь 0,45Я . Тогда длина резонатора равна

рез

iCM

Толщину диэлектрической стенки выбираем из условия 25% заполнения диэлектриком резонаторной камеры, что составляет 5 11,5 см.

В результате имеем конструктивные размеры резонатора а 22 см. b 14 см, рез 233 см, д 11,5см. Расчетная добротность резонатора равна

Qp 30000.

Формула изобретения 1. Устройство для СВЧ-обработки семян, содержащее установленный под дозатором объемный резонатор, большая часть

0 которого посредством волновода связана с выходом источника электромагнитной СВЧ- энергии, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы и повышения качества обработки семян, объ5 емный резонатор выполнен прямоугольным и снабжен соприкасающейся с внутренними стенками полой диэлектрической вставкой, на которой выполнены чередующиеся по продольной оси объемного резонатора

0 скатные лотки, направленные навстречу друг другу и имеющие профиль брохистох- роны, при этом линии симметрии данных лотков и линия симметрии волновода расположены в одной плоскости.

5 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что входное и выходное отверстия объемного резонатора снабжены запредельными волноводами.

/