УСТАНОВКА ДЛЯ УНИЧТОЖЕНИЯ НАСЕКОМЫХ В ЗЕРНЕ И ПРОДУКТАХ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ

Техническое решение предназначено для предприятий агропромышленного комплекса - производителей зерна, а также предприятий хранения и переработки зерна, и может быть использовано для очистки зерна, круп и муки от насекомых всех видов на любой стадии их развития, т.е. для экспрессной ликвидации зараженности в партиях зерна и продуктах его переработки.
Известно устройство для уничтожения летающих и ползущих насекомых (SU, авторское свидетельство 1662462 А 01 М 1/22, 1991), содержащее два плоских электрода, установленных с зазором и подключенных к формирователю высоковольтных высокочастотных импульсов.
При реализации устройства его размещают в местах обитания насекомых. При перемещении насекомых в пространстве они периодически попадают в зазор между электродами, причем подобное попадание вызывает пробой межэлектродного пространства и гибель насекомого.
Недостатком известного устройства следует признать его пассивность, обусловленную вероятностным фактором хаотического перемещения насекомого в пространстве.
Известно также устройство для истребления насекомых-вредителей (RU, патент 2053668 А 01 М 1/04, 1996). Известное устройство содержит n-рамок, каждая из которых содержит две отдельных секции электродов, подключенных посредством шин к источнику питания. Соединительные шины соединены между собой с использованием двух боковых изолирующих планок. При этом разнополярные электроды могут располагаться в одной или в двух параллельных плоскостях. К одной из соединительных
шин дополнительно подсоединен острогребенчатый истекатель зарядов, а к другой соединительной шине подключена металлическая пластина, расположенная на порожке в гнездах боковых вертикальных планок.
При использовании предложенной конструкции ее размещают в местах скопления насекомых. При попадании насекомого в зазор между электродами возникает электрический разряд, убивающий насекомое.
Недостатком известного устройства следует признать его пассивность, обусловленную вероятностным фактором хаотического перемещения насекомого в пространстве.
Наиболее близким аналогом предложенного технического решения можно признать устройство отделения муки от вредителей (RU, патент 2000698 А 01 М 1/00, 1993). Известное устройство содержит приемное отделение, предназначенное для засыпания загрязненной насекомыми муки, соединенное с цилиндрическим бункером, средство разбрасывания поступающей муки по периметру указанного бункера и средство вывода очищенной муки из бункера.
Поскольку удельная плотность муки превышает удельную плотность тела насекомого на любой стадии его развития, то при разбрасывании чистая мука отлетает к стенкам бункера, а насекомые концентрируются в центральной части бункера. Муку из центрального столба выделяют на дальнейшую очистку, а муку, прилегающую к стенкам бункера, считают очищенной от насекомых и пускают в дальнейшую переработку.
Недостатком известного устройства следует признать его невысокую эффективность, поскольку выделения насекомых из муки на основе разности удельных плотностей тел насекомых и муки весьма проблематично.
Техническая задача, решаемая посредством предложенной конструкции устройства, состоит в расширении области его применения при одновременном повышении эффективности.
Технический результат, получаемый при реализации предложенной конструкции, состоит в обеспечении полной очистки от насекомых зерна и продуктов его переработки.
Для достижения указанной цели предложено использовать установку для уничтожения насекомых в зерне и продуктах его переработки (далее веществе), содержащую приемное устройство, через которое происходит загрузка очищаемого вещества. Ниже приемного устройства расположена камера в электропомехозащитном экране с пакетом вертикально ориентированных щелевых каналов, причем каждый из указанных щелевых каналов образован парой плоских электродов, при этом один из указанных электродов выполнен в виде плоского сплошного металлического листа, подключенного к нулевой фазе высокочастотного источника стабилизированного напряжения. Вторая сторона каждого щелевого канала выполнена в виде полиэлектрода, подключенного к указанному электронному стабилизированному преобразователю с возможностью подстройки рабочего напряжения при изменении параметров окружающей среды. Ниже указанной камеры с пакетом щелевых каналов под углом (предпочтительно 45° к вертикали) установлена металлическая сетка, отделяющая канал отсоса воздуха от потока прошедшего обработку очищенного вещества. Отсос воздуха из щелевых каналов может быть осуществлен любым доступным средством, способным создавать регулируемый пневмоэффект, влияющий на скорость прохождения очищаемого вещества, и, следовательно, на производительность установки.
Полиэлектрод может быть выполнен по любой известной технологии и представлять собой металлический лист с набором контактных электропроводных площадок, разделенных диэлектрическими областями. Слой диэлектрика (в частности, полимеризующийся на воздухе водный раствор акриловой кислоты) может быть нанесен предварительно
на всю поверхность металлического листа с одной его стороны с последующим удалением образующегося полимера с контактных площадок. Однако возможен вариант, при котором поверхности контактных площадок перед нанесением слоя диэлектрика защищают любым известным образом (в частности, наклеиванием защитных материалов водорастворимым клеем) с последующим удалением их после застывания слоя диэлектрика. Возможны также и другие варианты изготовления полиэлектрода. В предпочтительном варианте реализации электропроводные площадки расположены на поверхности листа рядами, причем площадки каждого последующего ряда смещены относительно площадок предыдущего ряда. Расстояние межу электродами в щелевом канале зависит от величины частицы очищаемого продукта (зерна, крупы, муки и т.д.) и обусловлено требованием свободного падения указанной частицы очищаемого продукта, но обычно оно не превышает 5 мм. Количество и геометрические размеры щелевых каналов зависят от расчетной производительностью установки.
При реализации предложенной конструкции установки поток очищаемого продукта движется вертикально сверху вниз и в свободном падении проходит через рабочую зону щелевых каналов. Рабочая зона одного щелевого канала образована двумя электродами - на одной стенке плоский сплошной металлический лист, соединенный с точкой нулевого потенциала системы электропитания установки, на другой стенке - полиэлектрод, контактные площадки которого разделены изоляционными промежутками и расположены в несколько рядов. Напряжение, подаваемое на рабочие электроды, составляет 95-98% от пробивного напряжения рабочего зазора (5 мм) электродной системы и задано электронным стабилизированным преобразователем, предпочтительно реагирующим на медленные изменения параметров, влияющих на диэлектрическую прочность воздуха (изменение влажности и давления
в рабочей зоне). При попадании в рабочий зазор биологического объекта, имеющего кровеносную систему (кровь и внутриклеточные жидкости насекомых на всех стадиях развития - электролиты), происходит быстрое локальное увеличение напряженности электрического поля, не компенсируемое стабилизатором ввиду его инерционности. Происходит пробой рабочего зазора. Разряд проходит через тело биологического объекта, разрушая его жизненно важные структуры - электролиты.
Используемый электронный стабилизированный преобразователь может быть выполнен на базе многофазного источника высоковольтного напряжения (типа блока высоковольтного напряжения для строчной развертки в бытовых телевизорах) ультразвуковой частоты с регуляцией и стабилизацией амплитуды напряжения.
На чертеже приведена конструкция предлагаемого устройства. Оно содержит приемное устройство 1, через которое происходит загрузка вещества. Ниже приемного устройства располагается камера с пакетом щелевых каналов 2, в каждом из которых на противоположных сторонах располагаются рабочие электроды. На одной стороне -плоский сплошной металлический лист 7, находящийся под нулевым потенциалом. На другой - полиэлектрод 8 с контактными площадками, подключенными к электронному стабилизированному преобразователю 3 с возможностью подстройки рабочего напряжения при изменении параметров окружающей среды. Расстояние между электродами не более 5 мм для обеспечения свободного прохождения вещества со скоростью, регулируемой отсосом определенного количества воздуха. Устанавливается минимально свободным падением зерна. Ниже камеры с пакетом щелевых каналов под углом 45° установлена металлическая сетка 5, отделяющая канал отсоса воздуха 6 от канала 4, по которому проходит поток прошедшего обработку зерна. Отсос воздуха
из щелевых каналов осуществляется микро воздуходувкой, создающей регулируемый пневмоэффект, влияющий на скорость прохождения вещества, т.е. на производительность установки.
В процессе очистки на контактные площадки многоточечного электрода подают напряжение с амплитудой 5-8 кВ и частотой 20-50 кГц. На каждый электрод (контактную площадку) подают отдельную фазу, вследствие чего, при срабатывании (пробое) на одной из них, сохраняется полная работоспособность всех остальных контактных площадок. В пределе возможно одновременное срабатывание (пробой) со всех контактных площадок. При вертикальном прохождении в потоке вещества биологического объекта при семи рядном расположении площадок указанный биообъект получает удар от трех до семи электрических разрядов - что, как показали эксперименты, неизбежно приводит к его гибели.
Все составные части устройства соединены между собой с возможностью разборки и настройки. Пакет щелевых каналов допускает быструю разборку и замену полиэлектрода в случае износа контактных площадок под действием электроэрозии.
Устройство в базовом варианте работает следующим образом: после запуска электронного стабилизированного преобразователя (до загрузки очищаемого вещества) на электроды поступает плавно нарастающее напряжение и в момент первого пробоя фиксируют величину напряжения, после чего напряжение снижают на 4-6% от зафиксированного значения. Устройство готово к приему очищаемого вещества. При завершении начала загрузки и установлении стационарного режима (ввиду того, что очищаемое вещество увеличивает диэлектрическую проницаемость рабочего зазора) производят еще одна корректировку рабочего напряжения. После окончания обработки партии очищаемого вещества(т.е. заполнения щелевых каналов только воздухом) происходят
многочисленные пробои рабочих зазоров, т.к. величина подстроенного рабочего напряжения при заполнении каналов зерновоздушной смесью всегда выше, чем пробивного напряжения для чистого воздуха. При фиксировании данного факта устройство автоматически отключается с выдачей сигнала о прекращении подачи очищаемого вещества.
Предложенное устройство может быть использовано для очистки от насекомых на любой стадии их развития любого сыпучего пищевого продукта.