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, А01С 7/04, 1969 г.).
Однако из-за поглощения энергии ударной волны в пористой массе зерна этим способом не могут быть обработаны большие его объемы. Путем разгона перегородки с помощью детонации взрывчатого вещества невозможно создать высокие давления как из-за инерционности движения 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, А01G 7/04, 1982 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного 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 заявляемых признаков и выбранным за прототип является устройство для предпосевной обработки семян, включающее заряд взрывчатого вещества, детонирующий шнур, детонатор, защитный кожух, воду, ткань, семена и контейнер герметично прикрепленный под защитным кожухом, съемный цилиндр с пустотелым поршнем. При этом внутри поршня установлены перфорированные диски, между которыми размещен слой сорбента, а над поршнем установлена цилиндрическая пружина (описание полезной модели к патенту Р.Ф. №85291, А01С 1/00, А01G 7/04, 2009 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность самого устройства и его эксплуатация, связанная с созданием ударного давления, с помощью энергии взрыва, необходимость нейтрализации вредных газов образующихся при взрыве, слоем сорбента, установке после каждого цикла работы нового детонирующего шнура и герметизация защитного кожуха со съемным цилиндром. Это увеличивает монтажные и эксплуатационные затраты, время подготовки и самого рабочего цикла, связанных с регенерацией адсорбента и загрузкой его новых порций в пустотелый цилиндр. Кроме того, высокие температуры, возникающие при взрыве, могут повредить обрабатываемые семена.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка конструкции устройства, позволяющего за счет механического ударного давления повышать безопасность и технологичность обработки семян.
Техническим результатом предлагаемого устройства является упрощение предпосевной обработки семян за счет действия на обрабатываемые семена ударного давления, создаваемого механическим ударом без применения взрывчатых веществ и смесей.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для предпосевной обработки семян, включающем защитный кожух, воду, ткань, семена и контейнер, герметично прикрепленный над защитным кожухом, объемный цилиндр с поршнем и цилиндрическую пружину. При этом к верхней части поршня жестко прикреплен оголовок для удара, а между ним и цилиндром установлена пружина.
Жесткое прикрепление оголовка к верхней части поршня позволяет передавать ударное воздействие от рабочего органа - кузнечного или штамповочного автомата сваебойной машины или ручного молота на оголовок, а от него на поршень, воду и обрабатываемые семена без разрушения поршня, его перекоса и заклинивания в цилиндре, что увеличивает срок службы устройства и упрощает его эксплуатацию, уменьшает затраты времени на ремонт и обслуживание.
Установка пружины между оголовком и цилиндром предотвращает удар оголовка о верхнюю часть цилиндра, автоматически возвращает его в исходное положение для последующей работы, что также упрощает конструкцию и эксплуатацию устройства, уменьшает затраты времени на подготовку к новому циклу работы.
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.
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 11 с оголовком 12.
Рабочим органом кузнечного или штамповочного автомата, сваебойной машины или ручным молотом бьют по оголовку 12, который передает основное усилие удара 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.
После обработки пружина 13 возвращает поршень с оголовком 12 в верхнее положение. Затем 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 11 в гильзу 8 цилиндра 7, предварительно, надев на поршень пружину 13.
Пример 1. Для предпосевной обработки большого количества семян для удара можно применить рабочий орган кузнечно-штамповочного автомата для холодной объемной штамповки усилием от 32 до 150 т (Кузнечно-штамповочное оборудование, изд. 2-е, переработанное и дополненное / под редакцией А.Н.Банкерова и Е.Н.Ланского. - М.: Машиностроение, 1982, с.186).
2
2
Например, при усилии 100 т и необходимом импульсном давлении 150 кг/см, то есть 150 атмосфер, площадь сечения цилиндрической емкости 2 должна быть 667 см, а диаметр D=290 мм.
Общий объем емкости 2 при ее высоте равной диаметру составляет 19 л. При объеме семян, составляющем 1/3 общего объема, за один цикл можно обрабатывать 6 л семян или 8-10 кг/цикл.
В качестве рабочей машины ударного действия, можно кроме кузнечно-штамповочного автомата применить листоштамповочный автомат, паровоздушный или пневматический молот, газогидравлический молот, сваебойную машину и тому подобные машины ударного действия без использования взрыва.
2
3
3
Пример 2. Для обработки малого количества мелких семян овощных и садовых культур или на дачах, огородах можно применить для удара ручной кузнечный молот. Сила удара молота массой 4 кг и условной скорости 1 об/с при длине руки и рукоятки 1 м составляет 160 кг, то есть для создания давления в 150 атмосфер площадь сечения емкости 2 должна быть 1 см а диаметр D=1,1 см. Общий объем емкости 2 будет составлять 2 см. тогда при загрузке семенами 1/3 общего объема емкости 2 можно будет загрузить на один цикл 2/3 см или 1 г мелких семян.
Таким образом, предлагаемая конструкция устройства для предпосевной обработки семян позволяет без применения взрыва создавать ударное давление, которое передается на обрабатываемые семена без высоких температур на фронте пламени и возможном термическом поражении семян.
Устройство несложно в изготовлении и эксплуатации. Изменяя его размеры, можно создавать устройства для обработки большого количества семян при использовании кузнечно-штамповочного оборудования, применяемого в машиностроении, или сваебойной машины, применяемой в строительстве. Кроме того, уменьшив размеры устройства, его можно приводить в действие обычным ручным кузнечным молотом и использовать на дачах, в личных подсобных хозяйствах, на селекционных станциях и в тепличных хозяйствах для предпосевной обработки семян, способствующей увеличению продуктивности растений.