УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПОДАЧИ РАСТВОРА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЕМЕННОГО МАТЕРИАЛА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Решение предназначено для приготовления рабочих растворов протравителей и баковых смесей для заправки зернопротравочных машин, обработки семенного и посадочного материала сельскохозяйственных культур при погрузке через транспортер на автотранспортное средство непосредственно перед посадкой или посевом, а также для обработки зерна против вредителей при его перемещении.
В настоящее время в сельскохозяйственном производстве для приготовления рабочего раствора протравителя рекомендуется использование подогретой мягкой воды, тщательное перемешивание с концентратом препарата. Из-за отсутствия специальных машин приготовление рабочего раствора протравителя, заправка протравочной машины выполняются вручную, рабочий раствор готовится в баках протравочных машин, при этом не соблюдаются точные нормы расхода препарата, температура воды, концентрации баковых смесей. Сами протравители и рабочие растворы являются ядовитыми веществами для человека и окружающей среды. При ручном приготовлении рабочего раствора протравителей часто бывают разливы. Растворы, приготовленные непосредственно в баках протравочных машин, зачастую бывают некачественными из-за несоблюдения температурного режима приготовления и некачественного перемешивания раствора. Температура рабочего раствора для протравливания семян зерновых культур колеблется в узких пределах, температура +(25-28)°С является оптимальной. Более высокая или более низкая температура рабочего раствора отрицательно влияют на клеящие свойства компонентов протравителей, которые способствуют их удержанию на поверхности семенного материала. Приготовление раствора и заправка протравочных машин - работа трудоемкая. Кроме того, не допускается смешивание разных типов растворов, в частности, химических протравителей и бактериальных средств (Азотовит, Бактофосфин и др.).
Задачей является разработка автоматизированного устройства для приготовления и подачи рабочего раствора протравителя для протравливания семенного материала, других растворов для обработки семенного и посадочного материала при его погрузке или перемещении с минимальным участием человека, сокращение его контакта с ядовитыми веществами, уменьшение трудоемкости операций, повышение качества обработки и использование энергосберегающих технологий.
Задача решается конструкцией устройства для приготовления и подачи раствора для обработки семенного и посадочного материала сельскохозяйственных культур, которое содержит: емкость-смеситель, электрический насос, распределитель, блок управления, линию для подачи воды в емкость, линию перемешивания раствора, раздаточную линию для розлива раствора в бак протравочной машины и/или опрыскивающую линию, линию для слива остатков раствора. Распределитель представляет собой отрезок трубы с разветвлениями и образует разветвления для подключения насоса к разным линиям устройства с помощью кранов. Распределитель и насос, соединенные друг с другом, связаны с линией для подачи воды, линией перемешивания раствора, раздаточной линией и опрыскивающей линией, а также с манометром. Блок управления включает последовательно соединенные блок включения устройства с автоматическими предохранителями, регулятор температурного режима, блок контроля уровня жидкости в емкости, таймер включения нагревательного элемента в зависимости от установленного времени, соединенный с нагревательным элементом через переключатель силовой цепи, который может быть выполнен в виде электромагнитного пускателя или контактора. При этом блок включения с автоматическими предохранителями соединен с источником питания - источником напряжения в 220 вольт. Для ручной загрузки емкости-смесителя концентратом препарата емкость выполнена с первым отверстием, преимущественно расположенным в верхней ее части, закрытым крышкой, снабженной уплотнительной прокладкой для плотного закрывания емкости. В нижней части емкости установлен нагревательный элемент, связанный с переключателем силовой цепи блока управления. Выше уровня расположения нагревательного элемента в емкости установлены датчик уровня воды в емкости, связанный с блоком контроля уровня жидкости в емкости; в полости емкости также установлен датчик температуры воды, установленный ниже датчика уровня воды и связанный с регулятором температурного режима блока управления. Линия для подачи воды в емкость включает напорный фильтр для очистки подаваемой воды, первый кран, насос, распределитель, второй кран, связанные между собой и с емкостью отрезками трубопроводов и/или шлангов. Линия перемешивания раствора включает третий кран, насос, распределитель, четвертый кран, гидравлическое перемешивающее устройство с форсункой, установленное в полости емкости, связанные между собой отрезками трубопроводов и/или шлангов. В качестве гидравлического перемешивающего устройства можно использовать гидравлическое перемешивающее устройство производства фирмы ARAG, Италия, а можно использовать просто отрезок трубы, конец которой установлен в
полости емкости, однако качество перемешивания будет хуже. Раздаточная линия включает заборное устройство, третий кран, насос, распределитель, пятый кран и раздаточный кран в конце линии, связанные между собой и с емкостью отрезками трубопроводов и/или шлангов. Опрыскивающая линия включает то же заборное устройство, третий кран, насос, распределитель, при необходимости напорный фильтр, шестой кран и распылитель в конце линии, связанные между собой и с емкостью отрезками трубопроводов и/или шлангов. Оконечные устройства раздаточной линии и опрыскивающей линии - раздаточный кран и распылитель соответственно - снабжены гибкими шлангами. Гибкие шланги оконечных устройств раздаточной линии и опрыскивающей линии в нерабочем положении устройства могут быть закреплены на внешней стороне емкости или на тележке, на которой емкость установлена. Заборное устройство представляет собой отрезок трубопровода, установленный в отверстии дна емкости. Сливная линия включает третий и первый краны, заборное устройство, установленное в отверстии в дне емкости, связанные между собой отрезками трубопроводов и/или шлангов. Давление в опрыскивающей линии 28 может регулироваться краном 32 путем изменения его проходного сечения.
Как видно из конструкции устройства, оно спроектировано таким образом, что линии устройства используют в своем составе элементы, которые работают для разных линий, в частности, распределитель, насос, заборное устройство, отдельные ветви трубопроводов и кранов. Так, первый кран работает как для забора воды, так и для слива остатков раствора из емкости, линий; третий кран работает как для слива, так и в линии перемешивания раствора, для раздаточной линии, для опрыскивающей линии. Это позволяет дополнительно к решаемой задаче минимизировать состав ряда входящих в устройство элементов, включая их в работу при разных ее режимах, упростить устройство и повысить его надежность. Конструкция устройства предполагает также возможность объединения раздаточной и опрыскивающей линии, делая сменными оконечные их устройства, работающие с одним гибким шлангом.
На фиг. изображено предлагаемое автоматизированное устройство для приготовления рабочего раствора препарата и для его подачи к месту использования.
Устройство содержит емкость-смеситель 1 объемом 1000 литров, электрический насос 2 мощностью 0,6 кВт, производительностью 2,8 тыс.л/час, создающий давление до 4 атмосфер, распределитель 3, блок управления 4. Блок управления 4 включает последовательно соединенные блок включения 5 устройства с автоматическими предохранителями, регулятор 6 температурного режима, например, ТРМ 501, блок 7
контроля уровня жидкости в емкости 1 САУ-М2, таймер 8 включения и выключения нагревательного элемента в зависимости от времени настройки, выполненный в виде таймера электронного ТЭ-15, которым может быть снабжен переключатель силовой цепи 9, выполненный в виде контактора или электромагнитного пускателя. При этом блок включения 5 устройства с автоматическими предохранителями соединен с источником питания - источником напряжения в 220 вольт. Распределитель 3 представляет собой отрезок трубы с разветвлениями, одним из которых подключен к выходу насоса 2. Распределитель может быть выполнен в виде пятиходового крана. Емкость-смеситель 1 выполнена с первым отверстием, преимущественно расположенным в верхней ее части, закрытым крышкой 10 с уплотнительной прокладкой для плотного закрывания емкости 1. Первое отверстие предназначено для ручной загрузки в емкость 1 концентрата требуемого препарата. В нижней части емкости 1 установлен нагревательный элемент 11 мощностью 3,0 кВт, выполненный в виде водяного тена и связанный с переключателем силовой цепи 9 в виде контактора блока управления 4. Выше уровня расположения нагревательного элемента 11 установлены датчик 12 уровня воды в емкости 1 в виде промышленно выпускаемого датчика ДУ 3эл и датчик 13 температуры воды, выполненный в виде термопары трехпроводной ДТС 045, связанные соответственно с блоком 7 контроля уровня жидкости в емкости 1 и регулятором 6 температурного режима ТРМ-501 блока управления 4. В нижней части емкости 1, в ее дне выполнено второе отверстие 14, сливное и заборное; это отверстие 14 как сливное связано с линией 15 для слива остатков раствора из емкости 1, снабженной первым 16 и третьим 17 кранами. Второе отверстие 14 емкости 1 связано также со входом электрического насоса 2 через третий кран 17 и отрезок 18 трубопроводной линии или гибкого шланга. Выход насоса 2 через распределитель 3, четвертый кран 19 и трубопроводную линию 20, проходящую через третье, боковое отверстие в емкости 1, связан с гидравлическим перемешивающим устройством 21, образуя линию перемешивания раствора, куда входят также отверстие 14 емкости 1, третий кран 17, отрезок 18 трубопроводной линии. Гидравлическое перемешивающее устройство 21 установлено в полости емкости 1, преимущественное расположение которого - нижняя ее часть. Второе отверстие 14 как заборное для забора приготовленного раствора связано с раздаточной линией 22 для забора раствора из емкости 1 заборным устройством - отрезком 23 трубопровода, третьим краном 17, распределителем 3 и пятым краном 25. Линия 22 служит для раздачи раствора, выполнена в виде гибкого шланга и снабжена раздаточным краном 26. Распределитель 3, кроме того, соединен с манометром 27 для контроля давления в нем. Устройство содержит
опрыскивающую линию 28, выполненную в виде гибкого шланга, снабженную распылителем 29 и шестым краном 30, соединенным с одним из разветвлений распределителя 3, и через насос 2, отрезок трубы 18, третий кран 17 - с тем же заборным устройством 23, что и линия 22. Опрыскивающая линия 28 может быть снабжена косым напорным фильтром 31 для очистки раствора перед его подачей на распылитель 29. Раздаточная линия 22 для раздачи раствора из емкости 1 и опрыскивающая линия 28 в нерабочем положении устройства могут быть свернуты в бухты и закреплены на внешней стороне емкости 1 или на тележке емкости, где она установлена (не показано). Устройство может работать на раздачу полученного раствора в бак протравочной машины для его дальнейшего использования путем последующей обработки семенного материала, находящегося на отдаленном расстоянии от местоположения устройства, превышающего длину используемой опрыскивающей линии 28, либо непосредственно для опрыскивания семенного материала, расположенного от устройства на расстоянии не более длины опрыскивающей линии 28. Линии 22 и 28 могут быть выполнены в виде одной гибкой линии со съемными оконечными устройствами - раздаточным краном 26 и распылителем 29 - отсечным устройством шлангового типа производства фирмы «АПЕКС», Россия. Кроме того, устройство может работать либо только на раздачу раствора, либо только на опрыскивание. Устройство содержит также линию 24 для подачи воды от источника воды (не показано) в емкость 1; линия 24 образована первым краном 16, насосом 2, распределителем 3, вторым краном 32, связанными между собой и с емкостью отрезками трубопроводов или шлангов. Линия 24 может быть снабжена косым напорным фильтром 33 для очистки подаваемой воды.
Устройство работает следующим образом.
В начале работы все краны 16, 17, 19, 25, 30, 32 закрыты. В блоке управления 4 на регуляторе 6 устанавливается температурный режим приготовления рабочего раствора и в блоке 7 контроля уровня жидкости САУ-М2 - уровень наполнения емкости 1 в зависимости от вида и количества раствора, который необходимо приготовить. При этом на таймере 8 может быть установлено время включения, к которому необходимо подогреть воду. Устройство подключается к электрической сети; линия 24 подключается к водопроводной сети или к резервуару с водой. Открываются краны 16 и 32, включается насос 2 и происходит заполнение емкости 1 водой до необходимого уровня, заданного в блоке 7 контроля уровня жидкости САУ-М2. При этом происходит очистка воды посредством напорного фильтра 33. После заполнения водой емкости 1 до заданного уровня краны 16 и 32 закрываются. При достижении заданного таймером 8 времени
включения, при заданном уровне воды в емкости 1 срабатывает электромагнитный пускатель 9 ПМЕ-2 или контактор, который включает нагревательный элемент 11, и вода в емкости начинает нагреваться до заданной регулятором 6 температуры. При достижении температуры воды заданной величины датчик 13 температуры отключает электрическую цепь включения нагревательного элемента 11, при остывании воды до температуры ниже установленной в пределах определенного допуска, например, 28°С±1°С, датчик 13 температуры вновь включает указанную цепь. Таким образом, вода для приготовления заданного раствора точно поддерживается на необходимом для данного раствора заданном уровне. После нагревания воды в емкости 1 до требуемой температуры происходит залив в емкость 1 концентрата препарата, из которого необходимо приготовить рабочий раствор. Это может быть концентрат для обработки семенного материала, содержащий микроудобрительный состав и протравитель, обеспечивающие его быструю всхожесть и защиту от болезней.
Залив концентрата производят вручную из специальной емкости, в которой концентрат поступает для применения, через верхнее отверстие емкости 1, либо в емкости 1 может быть сделано специальное отверстие (не показано), через которое требуемый концентрат может быть подан насосом. Далее после подачи в емкость 1 концентрата включается насос 2, открываются краны 17 и 19, и через отверстие 14, кран 17 компоненты раствора из емкости 1 начинают поступать в замкнутый контур «трубопроводная линия 18 - насос 2 - распределитель 3 - открытый кран 19 - трубопроводная линия 20 - гидравлическое перемешивающее устройство 21 с форсункой - емкость 1 - отверстие 14 - кран 17». При этом в емкость 1 через форсунку гидравлического перемешивающего устройства 21 происходит впрыск смеси компонентов раствора, барботирование и тщательное их перемешивание. Перемешивание происходит примерно в течение 20-30 минут. После приготовления раствора однородной консистенции его активные компоненты, растворяясь в воде, приобретают свойства прилипания к поверхности семенного материала для закрепления его на ней при условии точной выдержки температурного режима растворения.
При расположении места обработки семенного материала на расстоянии, равном не более длины линии 28 опрыскивания, открываются краны 17 и 30, включается насос 2, создающий давление в линии 28 до 4 атм., и происходит подача под давлением приготовленного раствора через распылитель 29 из емкости 1 через отверстие 14, заборное устройство 23, кран 17, отрезок трубопровода 18, насос 2, распределитель 3, кран 30, напорный фильтр 31, линию 28 к месту падения семенного материала с
движущейся конвейерной ленты в кузов автотранспортного средства для транспортировки семенного материала до места его использования или хранения. При необходимости одновременной обработки семенного материала, находящегося в разных местах его обработки, устройство, снабженное раздаточным краном 26, может работать в режиме раздачи приготовленного раствора в баки протравочных машин. Для этого открываются краны 17 и 25, включается насос 2, который подает раствор препарата из емкости 1 через отверстие 14, заборное устройство 23, кран 17, отрезок трубопровода 18, насос 2, распределитель 3, кран 25, линию 22 к раздаточному крану 26.
Таким образом, предлагаемое устройство для приготовления и подачи раствора препарата для обработки семенного материала позволяет автоматизировать указанный технологический процесс при точном обеспечении заданных условий, до минимума уменьшить отрицательное воздействие вредных и опасных веществ на человека и окружающую среду, уменьшить трудоемкость приготовления и подачи раствора, повысить качество обработки семенного материала. Экономия энергоресурсов достигается использованием таймера включения устройства для подогрева воды до заданной температуры к началу работы.