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.
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 к заявляемому объекту и принятому за прототип является устройство, описанное в способе предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур и включающий 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 результата относится невозможность смягчения ударного давления (Баум Ф.А. Физика взрыва / Ф.А.Баум, Л.П.Орленке, К.П.Станюкович, В.П.Челышев, Б.И.Шехтер / Под ред. К.П.Станюковича. - М.: Наука, 1975) и распределения его во времени, что повышает возможность разрушения семян.
Задачей предлагаемого технического решения является уменьшение повреждающего действия давления ударной волны на семена и стимуляция урожайности.
Техническим результатом предлагаемого устройства для предпосевной обработки семян является снижение максимальной величины ударного давления и распределение его во времени, чтобы предотвратить разрушение семян, и за счет увеличения продолжительности действия давления обеспечить дозу воздействия, необходимую для стимуляции урожайности.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для предпосевной обработки семян, включающем защитный кожух, внутри которого расположен контейнер с семенами и вода, в которую погружен заряд взрывчатого вещества, соединенный детонирующим шнуром с электродетонатором, причем контейнер имеет крышку, выполненную из поролона или губчатой резины толщиной 50÷80 мм.
Контейнер с семенами снабжен крышкой из поролона или губчатой резины позволяет снижать максимальную величину ударного давления взрыва за счет объемного сжатия материала поролона или губчатой резины.
При взаимодействии ударной волны, распространяющейся в воде, с твердой преградой (в частности, с материалом крышки - поролоном или губчатой резиной) происходит ее затухание, выражающееся в уменьшении амплитуды и растяжении фронта (Баум Ф.А. Физика взрыва / Ф.А.Баум, Л.П.Орленке, К.П.Станюкович, В.П.Челышев, Б.И.Шехтер / Под ред. К.П.Станюковича. - М.: Наука, 1975). При прохождении ударной волны через крышку, закрывающую контейнер с семенами, происходит снижение максимальной величины ударного давления и увеличение продолжительности его действия. Следовательно, на семена действует ударное давление меньшей величины, но воздействие продолжается в течение большего времени.
Толщина крышки δ составляет 50÷80 мм. Снижение толщины крышки менее заявленной величины (50 мм) не позволяет в достаточной мере демпфировать ударную волну, что не предотвращает разрушение семян. Увеличение толщины крышки сверх заявленной величины (80 мм) приводит к сильному снижению пиковых ударных давлений, что не позволяет получить эффект стимуляции урожайности.
После прохождения фронта ударной волны материал поролона или губчатой резины принимает первоначальную форму. Таким образом, на семена действует, во-первых, меньшее по абсолютному значению максимальное давление и, во-вторых, сама зависимость давления от времени увеличивается по времени, что предотвращает разрушение семян. Крышка из поролона или губчатой резины, которой закрыт контейнер с семенами, уменьшает величину максимального давления на обрабатываемые семена и увеличивает продолжительность его действия.
Высокая величина ударного давления приводит как к стимуляции, так и к физическому разрушению семян; но существующий эффект стимуляции достигается только при действии давлений не менее 5 МПа, когда возможно снижение всхожести (гибель) семян. Поскольку ударная волна распространяется со сверхзвуковой скоростью, время действия давления на семена составляет несколько микросекунд. Если снизить величину ударного давления, гибель семян не произойдет, но также не будет эффекта стимуляции - увеличения продуктивности. При затухании ударной волны при прохождении через крышку из поролона или губчатой резины максимальная величина ударного давления снижается, что уменьшает степень повреждения семян, но из-за растяжения фронта ударной волны увеличивается продолжительность действия давления, и это позволяет создать необходимую дозу (произведение интенсивности воздействия на его продолжительность) для обеспечения эффекта стимуляции урожайности.
На чертеже в разрезе изображено устройство для предпосевной обработки семян. Оно включает в себя защитный кожух 1, внутри которого расположен контейнер 2 с обрабатываемыми семенами 3. Сверху контейнер 2 закрыт крышкой 4 из поролона или губчатой резины. В защитный кожух 1 залит слой воды 5, в который погружен заряд взрывчатого вещества 6, соединенный с помощью детонирующего шнура 7 с электродетонатором 8.
Устройство работает следующим образом. Электрический сигнал подают на электродетонатор 8, который инициирует детонирующий шнур 7, а тот, в свою очередь, заряд взрывчатого вещества 6. Возникающая ударная волна высокого давления передается через слой воды 5 на крышку 4 из поролона или губчатой резины, которая сжимается, смягчая пик давления, и увеличивает время его воздействия на семена 3. Затем крышка 4 из поролона или губчатой резины восстанавливает свою первоначальную форму, ее вместе с контейнером 2 и обрабатываемыми семенами 3 вынимают из защитного кожуха 1.
При обработке различных семян растений (зерновых, бобовых, овощных, фруктовых) требуется разное максимальное давление и разное распределение самого давления по времени. Вышеназванные величины несложно регулировать изменением толщины δ крышки 4 из поролона или губчатой резины.
Таким образом, покрытие контейнера с семенами крышкой из поролона или губчатой резины упрощает возможность регулирования максимального давления и его изменения во времени, предотвращает разрушение семян за счет смягчения воздействующего на них ударного давления. Предлагаемое устройство несложно использовать в известных конструкциях, устройствах и способах обработки семян давлением.