УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН

Полезная модель относится к устройствам для воздействия на семена растений взрывной волной и может найти применение в сельском хозяйстве, растениеводстве и лесном хозяйстве.
Известно устройство, описанное в способе предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур и включающее электродетонатор, детонирующий шнур, защитный кожух, заряд взрывчатого вещества, воду, ткань и контейнер с семенами (патент РФ №2083073 А01С 01/00; А01G 7/04, 1997 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится необходимость в установке специального заряда взрывчатого вещества, что усложняет процесс предпосевной обработки семян ударной волной.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству и принятому за прототип, является устройство для предпосевной обработки семян, описанное в способе обработки семян энергией взрыва, включающее защищенный объем с обрабатываемыми взрывной волной семенами, над которыми находится газообразная смесь водорода и кислорода и запальная свеча для поджога этой газовой смеси (Авт св. СССР №925268, А01G 7/04, 1982 г.)
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится необходимость специальной подготовки газообразной смеси водорода и кислорода, что связано с хранением, транспортировкой и эксплуатацией газобаллонного оборудования, а это требует соблюдения мер безопасности. Получение стехиометрической смеси водорода и кислорода путем заполнения защищенного объема из баллонов усложняет обработку семян энергией взрыва. Кроме того, высокие температуры на фронте взрывной волны, распространяющейся в воздухе, могут привести к термическому поражению и гибели части семян, что ухудшает качество обработки.
Техническим результатом разработанного устройства является упрощение процесса и обеспечение его безопасности за счет образования газообразной смеси водорода и кислорода непосредственно в этом защищенном объеме. Кроме того, повышение качества обработки семян достигается передачей энергии взрыва через водную среду, а не газообразную, что позволяет снизить температуру и увеличить давление на фронте ударной волны, это обеспечит увеличение продуктивности растений.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для предпосевной обработки семян, включающем защищенный объем с обрабатываемыми семенами, газообразной смесью водорода и кислорода, запальной свечой для поджога этой смеси, причем в нижней части защищенного объема, выполненного в виде металлической емкости с заземлением, расположен контейнер с семенами, осесимметрично с ним над семенами установлен кольцевой электрод, присоединенный к положительному полюсу источника постоянного тока и погруженный в воду для электролиза воды.
Присутствие воды в защищенном объеме преследует две цели: превращение энергии взрыва преимущественно в энергию сжатия, а не тепло, что повышает качество обработки семян и приводит к увеличению урожая растений; и проведение электролиза с получением стехиометрической смеси водорода и кислорода, обладающей наибольшей эффективностью при взрыве. В результате увеличивается эффективность использования энергии взрыва.
Поскольку по мере распространения ударной волны давление на фронте уменьшается (Баум Ф.А. Физика взрыва / Ф.А.Баум, Л.П.Орленко, К.П.Станюкович, В.П.Челышев, Б.И.Шехтер / Под ред. К.П.Станюковича. - М.: Наука, 1975), семена расположены в кассете на определенном расстоянии от поверхности раздела фаз вода - газообразная смесь водорода и кислорода, что необходимо для равномерного воздействия давления определенной величины на семена и обеспечивает качество обработки.
Установка кольцевого электрода осесимметрично с защищенным объемом над семенами, с погружением в воду, и присоединение его к положительному полюсу источника постоянного тока, а также заземление защищенного объема, выполненного в виде металлической емкости, позволяет при подаче положительного потенциала на кольцевой электрод проводить электролиз воды с получением газов электролиза водорода и кислорода по известной формуле:
В предлагаемом устройстве в результате электролиза воды образуется гремучая смесь водорода и кислорода в пропорции 2:1, обладающей наибольшим эффектом при взрыве.
Образующиеся при электролизе водород и кислород вытесняют воздух из верхней части защищенного объема и взрываются при инициировании фронта пламени при помощи запальной свечи. Давление на фронте ударной волны, действующей на семена, регулируется толщиной слоя воды над семенами и объемом полученных водорода и кислорода.
Электролиз воды идет в кольцевом зазоре между кольцевым электродом и заземленным защищенным объемом, выполненным в виде металлической емкости, поэтому для равномерного, по всему кольцевому зазору, электролиза воды, и уменьшению расхода энергии на электролиз толщина этого кольцевого зазора должна быть одинаковой, а значит, кольцевой электрод должен быть установлен осесимметрично с защищенным объемом. Заземление защищенного объема, выполненного в виде металлической емкости, позволяет при подаче положительного потенциала от источника постоянного тока на кольцевой электрод создавать разность потенциалов в воде, находящейся в кольцевом зазоре между кольцевым электродом и корпусом, что вызывает электролиз воды.
Вода должна полностью закрывать боковую поверхность кольцевого электрода, чтобы на всей этой поверхности шел электролиз воды, поэтому кольцевой электрод должен быть полностью погружен в воду.
На чертеже изображено устройство для предпосевной обработки семян в разрезе.
Оно включает в себя защищенный объем 1, выполненный в виде металлической емкости, с обрабатываемыми ударной волной семенами 2, размещенными в контейнере 3, над которым осесимметрично с защищенным объемом 1 установлен кольцевой электрод 4, присоединенный к положительному источнику постоянного тока 5, а защищенный объем 1 присоединен к заземлению 6, в защищенном объеме 1 находится вода 7, при этом кольцевой электрод 4 полностью погружен в воду 7, а над поверхностью воды 7 установлена запальная свеча 8, в верхней части защищенного объема 1 установлена крышка 9 с прокладкой 10 и болтовыми соединениями 11.
Устройство для предпосевной обработки семян работает следующим образом.
Подают положительный потенциал на кольцевой электрод 4 от источника постоянного тока 5. при электролизе воды 7 в кольцевом зазоре между защищенным объемом 1, выполненным в виде металлической емкости, и боковой поверхностью кольцевого электрода 4 идет образование газов водорода и кислорода по формуле (1) с образованием их газообразной смеси над уровнем воды 7. затем герметично с помощью прокладки 10 и болтовых соединений 11 закрывают защищенный объем 1 крышкой 9 и запальной свечой 8 поджигают газообразную смесь водорода и кислорода.
После обработки семян 2 ударной волной крышку 9 снимают и семена 2 забирают из защищенного объема 1.
Предлагаемое устройство для предпосевной обработки семян позволяет упростить и обеспечить безопасность подготовки газообразной смеси водорода и кислорода и заполнение ею защищенного объема, так как эта газообразная смесь образуется непосредственно в этом объеме.
Кроме того, слой воды над обрабатываемыми взрывной волной семенами предотвращает их термическую деструкцию и разрушение, смягчает тепловую нагрузку на них.
Работа устройства не зависит от источников водорода и кислорода, которые надо подводить в баллонах или специальных емкостях и хранить на складе отдельно друг от друга, а потом смешивать в необходимой пропорции для взрыва.
Предлагаемое устройство позволяет упростить процесс обработки семян, обеспечить его безопасность и повысить качество обработки семян для увеличения продуктивности растений.