УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для воздействия на семена ударным давлением и может найти применение в сельском хозяйстве, растениеводстве, лесном хозяйстве, на дачах, в личных подсобных хозяйствах, на селекционных станциях и в тепличных хозяйствах.
Известен способ обработки семян сельскохозяйственных культур, заключающийся в воздействии на семена энергией взрыва путем детонации взрывчатого вещества около перегородки, за которой размещены семена (Авт. св. СССР №329909, A01C 7/04, 1969 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится трудность создания высокого ударного давления в большом объеме семян из-за поглощения энергии ударной волны в пористой массе зерна, так как путем разгона перегородки с помощью детонации взрывчатого вещества невозможно создать высокие давления, как из-за инерции перегородки, так и из-за того, что семена находятся в воздушной сжимаемой среде, где давление быстро затухает.
Известно устройство для предпосевной обработки семян, описанное в способе обработки семян энергией взрыва, включающее герметичный контейнер с обрабатываемыми взрывной волной семенами, над которыми находится газообразная смесь водорода и кислорода и искровой разрядник для поджога этой газовой смеси (Авт. св. СССР №925268, A01G 7/04, 1982 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится невозможность регулирования давления ударной волны во времени, что повышает вероятность разрушения семян. В воздушной среде невозможно создать высокие давления, необходимые для стимуляции семян. Кроме того, высокие температуры на фронте пламени могут привести к термическому поражению семян.
Наиболее близким техническим решением по совокупности заявленных признаков и выбранным за прототип является устройство для предпосевной обработки семян, включающее защитный кожух, цилиндрическую емкость, контейнер с обрабатываемыми семенами, закрытыми тканью, воду, съемный цилиндр с гильзой. В цилиндре с гильзой помещен поршень. На верхней части поршня жестко закреплен оголовок для удара, а между оголовком и цилиндром установлена цилиндрическая пружина (описание полезной модели к патенту РФ №98858, A01C 1/00, 2010 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность создания высокого ударного давления одновременно в большом объеме семян, что приводит к необходимости использовать в качестве рабочей машины ударного действия кузнечно-штамповочный автомат, листоштамповочный автомат, паровоздушный или пневматический молот, газогидравлический молот, сваебойную машину и тому подобные машины ударного действия. Это также увеличивает эксплуатационные затраты, связанные с покупкой дорогостоящих машин.
Техническим результатом предлагаемого устройства является увеличение ударного давления при обработке большого объема семян.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для предпосевной обработки семян, включающем защитный кожух с цилиндрической емкостью, заполненной водой, контейнер с семенами, закрытыми тканью, герметично прикрепленный над защитным кожухом съемный цилиндр с поршнем, оголовок, жестко прикрепленный к верхней части поршня, и цилиндрическую пружину, установленную между оголовком и цилиндром, при этом на съемном цилиндре дополнительно установлено рычажное приспособление, состоящее из опорной стойки и рычага, соединенных шарниром, а отношение диаметров цилиндрической емкости и съемного цилиндра определяется соотношением:
где D и d - соответственно диаметры цилиндрической емкости и съемного цилиндра.
Рычаг позволяет передавать ударное давление от ручного молота на оголовок, а от него на поршень, воду и обрабатываемые семена без разрушения поршня, его перекоса и заклинивания в цилиндре. Длина рычага выбирается в зависимости от величины требуемого ударного давления.
Так как общая длина L рычага от места приложения механического удара ручным молотом до шарнира в несколько раз больше длины l от оси поршня до рычага, то во столько же раз возрастает сила удара на поршень.
Так как диаметр цилиндрической емкости D и диаметр съемного цилиндра d подчиняются соотношению (1), а давление по закону Паскаля передается от съемного цилиндра к цилиндрической емкости с семенами без изменения, то увеличение диаметра цилиндрической емкости D по сравнению с диаметром съемного цилиндра d практически не влияет на ударное давление, развиваемое в съемном цилиндре. Уменьшение нижнего предела соотношения (1), так что D/d становится меньше 3 нецелесообразно из-за снижения объема цилиндрической емкости и соответственно объема обрабатываемых за один цикл семян. Увеличение верхнего предела соотношения (1), так что D/d становится больше 5 приводит к неравномерности ударного давления на большой объем обрабатываемых семян из-за инерции большой массы воды, находящейся над семенами.
На рисунке представлен общий вид устройства для предпосевной обработки семян. Оно состоит из защитного кожуха 1, представляющего собой массивную круглую наковальню с цилиндрической емкостью 2. На дне емкости 2 расположен контейнер 3 с обрабатываемыми семенами 4, закрытыми тканью 5. В емкость 2 залита вода 6, над защитным кожухом 1 герметично прикреплен съемный цилиндр 7 с гильзой 8. Герметичность обеспечивает прокладка 9 и болтовое соединение 10. В цилиндре 7 с гильзой 8 помещен поршень 11. На верхней части поршня 11 жестко закреплен оголовок 12, а между оголовком 12 и цилиндром 7 установлена цилиндрическая пружина 13. Для измерения давления установлен манометр 14. На съемном цилиндре 7 закреплена опорная стойка 15 при помощи шарнира 16, соединенная с рычагом 17.
Диаметры цилиндрической емкости 2 и съемного цилиндра 7 подчиняются соотношению (1).
Устройство для предпосевной обработки семян работает следующим образом: цилиндрическую емкость 2 устанавливают на станину (на рис. не показана). В цилиндрическую емкость 2 устанавливают контейнер 3 с семенами 4, закрытыми тканью 5, и заливают воду 6. Над защитным кожухом 1 герметично устанавливают цилиндр 7 с помощью прокладки 9 и болтового соединения 10. Внутрь гильзы 8 цилиндра 7 и пружины 13 устанавливают поршень с оголовком 12, на который опирается рычаг 17.
Молотом наносят удар по незакрепленной стороне рычага, который передает усилие удара на оголовок 12, и соответственно на поршень 11. Поршень, скользя вниз в гильзе 8 цилиндра 7, передает импульсное давление на воду 6, а через нее на обрабатываемые семена 4.
Давление регистрируют манометром 14.
Так, например, при силе удара F=20 кг на рычаг длиной L в 5 раз большей длины l сила удара на оголовок 12 поршня 11 возрастет в 5 раз и составит F=100 кг. При диаметре съемного цилиндра 7 d=1 см давление в нем, а также в воде 6 и передаваемое на семена 4 в цилиндрической емкости 2 составит , то есть 127 атмосфер. Без рычажного приспособления это ударное давление было бы в 5 раз меньше и равнялось 25,4 атм., что недостаточно для предпосевной обработки семян давлением.
2
Кроме того, увеличение в 3÷5 раз диаметра D цилиндрической емкости 2 по сравнению с диаметром d съемного цилиндра 7 согласно соотношению (1) позволяет в 9÷25 раз увеличить объем обрабатываемых семян 4. Так с ростом диаметра D цилиндрической емкости 2 ее объем возрастает пропорционально квадрату диаметра V=πDH.
После обработки пружина 13 возвращает поршень 11, оголовок 12 и рычаг 17 в верхнее положение. Затем рычаг 17 поднимается, поршень 11 вынимают из гильзы 8 цилиндра 7, сливают воду 6 и достают контейнер 3 с обработанными ударным давлением семенами 4.
Цикл повторяют, закладывают новую порцию семян 4 в контейнере 3, закрытом тканью 5, в емкость 2, заливают воду 6 и вставляют поршень в гильзу 8 цилиндра 7, предварительно, надев на поршень 11 пружину 13.
Таким образом, предлагаемая конструкция устройства для предпосевной обработки семян позволяет без применения специальных ударных машин создавать и варьировать, в зависимости от длины рычага, необходимое ударное давление, которое передается на обрабатываемые семена, а также увеличить объем обрабатываемых семян.
Устройство несложно в изготовлении и эксплуатации. Изменяя его размеры, можно создавать устройства для обработки больших объемов семян, не используя при этом кузнечно-штамповочного оборудования и сваебойных машины. Кроме того, уменьшив размеры устройства, его можно использовать на дачах, в личных подсобных хозяйствах, на селекционных станциях и в тепличных хозяйствах для предпосевной обработки семян, способствующей увеличению продуктивности растений.