СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН И МАГНИТНЫЙ КЛАССИФИКАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF COMPLEX PRE-PLANT TREATMENT OF SEEDS AND MAGNETIC CLASSIFIER FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, а именно к механическим способам подготовки к посеву труднопрорастаемых семян, и может быть использовано перед высевом в грунт, например, семян хвойных и других пород.
Известен способ предпосевной обработки семян, включающий нанесение механических повреждений на твердую оболочку семян под воздействием электрогидравлического удара (SU 400125 A1, А01С 1/00, 05.08.1977).
Для осуществления известного способа требуются специальные энергоемкие технические средства.
Известен способ предпосевной обработки семян, заключающийся в механическом разрушении оболочек в результате удара падающих семян о скарифицирующий рабочий орган в виде уголков с абразивным покрытием, совершающий вертикальные колебательные движения с частотой 10-50 Гц (SU 1586549 A1, А01С 1/00, 23.08.1990).
В известном способе при ударном взаимодействии семян с абразивной рабочей поверхностью возможно неконтролируемое повреждение их оболочки и дробление, что снижает посевные качества обрабатываемой семенной массы и эффективность обработки.
Кроме того, форма скарифицирующего рабочего органа в известном способе не приспособлена для обработки семян мелкой фракции.
Известны способы обработки семян в постоянном магнитном поле и создаваемом электромагнитном (описание к патентам RU 2175179, 2175180, 2175181, 2175825).
Недостатками известных способов являются высокая энергоемкость процесса, сложность оборудования для создания электромагнитных полей, длительное время обработки, возможность проведения только одного вида обработки семян.
Известен способ предпосевной обработки семян, предусматривающий механическое повреждение оболочек семян путем помещения их в камеру с абразивной поверхностью в виде ручья тора или полутора, сообщая камере колебательные движения в вертикальной и горизонтальной амплитудами на наружном диаметре, равными 0,5-2,0 диаметра фракции семенного материала, и частотой 900-2000 колебаний в минуту (Патент РФ №2399182, А01C 1/00, опубл. 20.09.2010).
Недостатками известного способа являются: одновременно обрабатываются семена только одной конкретной фракции; полное перемешивание обрабатываемого семенного материала только за счет тороидальной формы ручья и движение по спиральной траектории невозможно; способ осуществляется на устройствах, использующих электроприводы, а значит, является энергоемким; рекомендуемая частота колебаний неприемлема для семян хвойных пород - они растрескаются и будет поврежден зародыш, то есть данный способ ограничен в применении.
Известен вибрационный классификатор, состоящий из бункера с решетами, колосников и вибратора (а.с. №971510, В07В 1/40, В07В 1/46, Бюл. №41).
Недостатками этого классификатора является стационарность, сложная форма колосников, требующих точного монтажа; вибратор установлен асимметрично внизу лотка и равномерное распределение исходного материала по полотну лотка очень затруднительно.
Известные классификаторы представляют собой стационарные устройства, работающие от электропривода. Применение в этих конструкциях устройств для создания пульсирующей воздушной среды или специальных гребешков для уменьшения слоя просеиваемого материала сильно усложняет конструкцию классификатора и снижает производительность. К тому же практика использования подобных классификаторов показала эффективность их работы только при наличии больших объемов просеиваемого материала, что практически не приемлемо для лесного хозяйства.
Известен классификатор, включающий герметичную камеру с блоком сит, установленных одно под другим, и привод в виде электромагнита (а.с. СССР №804007, В07B 1/46, В07B 4/08, В07В 7/12, 02.04.79. Бюл. №6).
Недостатками являются использование электроэнергии, стационарность, сложность конструкции в целом, применение крышки и дна камеры из неизвестного гибкого материала, цена которого может значительно повышать стоимость всего классификатора.
В качестве прототипа выбран способ предпосевной обработки семян и магнитное устройство для его осуществления, предусматривающий обработку барбатированием семян с одновременным многократным воздействием магнитных полей противоположной направленности на движущийся по замкнутому контуру поток раствора микроэлементом с семенами. Раствор подогревают до температуры 20-25°С. Раствор содержит следующие соотношения компонентов, мас.: Сернокислый марганец 0,05÷0,1, Медный купорос 0,05÷0,2, Борная кислота 0,003÷0,1, Сернокислый цинк 0,1÷0,2, Вода остальное (Патент РФ №2105449, А01С 1/00, опубл. 27.02.1998).
Недостатками прототипа являются: необходимость приготовления сложного раствора с соблюдением массовых соотношений и его подогрева; продувка обрабатываемого семенного материала воздухом, что требует наличие компрессора и, следовательно, использование электроэнергии; многократность воздействия магнитным полем, т.е. неоднократное повторное помещение семян в устройство для обработки, что увеличивает время всей обработки.
Задача изобретения - разработка ресурсосберегающего механического способа комплексной предпосевной обработки подлежащих посеву труднопрорастаемых семян, повышающего их посевные качества за счет комплекса одновременно проводимых технических операций, и устройства для его осуществления.
Технический результат - повышение качества обработки, повышение всхожести семян за счет фракционирования семян одновременно с импакцией в постоянном магнитном поле, создание неэнергоемкого процесса.
Технический результат достигается тем, что в способе комплексной предпосевной обработки семян, включающем обработку в постоянном магнитном поле, согласно изобретению семенам придают возвратно-колебательное движение и одновременно с обработкой в магнитном поле осуществляют их фракционирование и импакцию.
Возвратно-колебательное движение рабочего органа способствует изменению горизонтальной и вертикальной составляющих скоростей семян, что обуславливает перемещение семенной массы по траектории в виде знака бесконечности и сопровождается их перемешиванием при встряхивании, которое происходит в результате соударения рабочего органа с горизонтальным элементом каркаса. Установленные в определенном порядке магниты, а именно: один - внизу рабочего органа, два - вверху рабочего органа, создают магнитное поле, в котором обрабатываются семена.
Изобретение позволит сократить время физического воздействия на семена и обработки в целом, снизить себестоимость предпосевной обработки лесных семян за счет полного отказа от использования электроэнергии.
В заявленном изобретении процессы фракционирования, импакции и обработка в постоянном магнитном поле происходят одновременно. Способ осуществляется следующим образом. Помещенные на плоское решето семена в результате возвратно-колебательного движения просеиваются, одновременно семена достаточно интенсивно трутся друг об друга, так как каждое ниже установленное решето меньше выше установленного. В результате предпосевная обработка по времени сокращается в 2-4 раза. Обработку ведут в течение времени, обеспечивающего требуемую полноту выделения проходовых фракций.
Изобретение решает задачу упрощения конструкции, создания мобильности, полного отказа от электроэнергии, снижения себестоимости процесса фракционирования, повышения всхожести семян.
Это достигается тем, что в магнитном классификаторе для осуществления способа комплексной предпосевной обработки семян, включающем корпус с магнитами, согласно изобретению корпус выполнен в виде усеченной восьмигранной перевернутой пирамиды с плоскими решетами, установленной в каркасе, внизу корпуса установлен один магнит, а вверху на горизонтальном элементе каркаса - два магнита, причем количество решет выбирают в зависимости от количества фракций семян.
Камера в виде восьмигранной пирамиды имеет возможность совершать колебательные движения из стороны в сторону, амплитуда которых ограничена элементами каркаса. Наличие внизу корпуса и вверху каркаса двух магнитов позволяет осуществлять взаимодействие с магнитными линиями земли. Направленное соударение усеченной восьмигранной перевернутой пирамиды с горизонтальным элементом каркаса создает движение семян по траектории в виде знака бесконечности и способствует лучшему разрыхлению и фракционированию разделяемого материала, использует эффект импакции, снижает забиваемость отверстий решета, повышает всхожесть семян.
Конструктивная схема предлагаемого магнитного классификатора изображена на чертеже: на фиг.1 - вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху.
Магнитный классификатор включает камеру в виде восьмигранной пирамиды 1 с установленными решетами 2 в цилиндрическом каркасе 3, внизу которого установлен магнит 4. На верхнем круге каркаса 3 установлены еще два магнита 5 с возможностью передвижения по окружности.
Работает классификатор следующим образом.
Семена, подлежащие обработке с одновременным разделением на размерные фракции, загружаются на верхнее решето. При колебательном инерционном движении рабочего органа в виде восьмигранной пирамиды 1 по поверхности решет 2 движутся семена с одновременным эффектом импакции и просеиванием сквозь отверстия. Эффективность импакции от решета к решету не снижается благодаря тому, что последующее решето меньше предыдущего, чем также обусловлена конструкция корпуса в виде перевернутой восьмигранной пирамиды. При соударении поверхности рабочего органа с элементом каркаса 3 происходит подбрасывание семян, движущихся по траектории в виде знака бесконечности, и обработка в постоянном магнитном поле, что способствует повышению всхожести и более полному фракционированию вследствие разрыхления материала. Движение продолжается в течение требуемого времени с учетом направлений магнитных линий Земли благодаря одному магниту внизу корпуса и двум вверху на каркасе. Небольшие габариты классификатора позволяют беспрепятственно переносить его с места на место и использовать в любых условиях.
Уменьшается количество механических воздействий на семена, что особенно актуально для семян хвойных пород, учитывая их физико-механические свойства и стоимость. Себестоимость обработанных предлагаемым способом семян снижается на 40-60%.
Предлагаемый способ является ресурсосберегающим и экологически безопасным, применение которого обеспечивает высокий уровень фракционирования, импакции, значительно снижает себестоимость предпосевной обработки семян.