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 в 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.Орленко, К.П.Станюкович, В.П.Челышев, Б.И.Шехтер/ Под ред. К.П.Станюковича. - М.: Наука, 1975 г.) и распределения его во времени, что повышает возможность разрушения семян.
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, при этом вода дополнительно содержит карбоксилметилцеллюлозу (КМЦ), образующий 4-7% раствор, обладающий вязко-упругими свойствами.
Дополнительная добавка КМЦ в воду образует вязко-упругую среду, что позволяет снижать максимальную величину ударного давления взрыва за счет объемного сжатия такой вязко-упругой среды.
При взаимодействии ударной волны, распространяющейся в вязко-упругой среде, происходит ее затухание, выражающееся в уменьшении амплитуды и растяжении фронта во времени, как это имеет место при ее прохождении через упругий материал - поролон или губчатую резину. При прохождении ударной волны через слой вязко-упругой среды к контейнеру с семенами происходит как снижение максимальной величины ударного давления, так и увеличение продолжительности его действия. Следовательно, на семена действует ударное давление меньшей величины, но воздействие продолжается в течение большего времени. Из-за растяжения фронта ударной волны во времени увеличивается продолжительность действия давления, то есть снижение амплитуды ударного давления компенсируется увеличением времени воздействия на семена, что позволяет создать необходимую дозу (произведение давления на производительность) и позволяет предотвратить гибель семян за счет снижения высокого ударного давления, но стимулировать повышение урожайности.
Водный раствор КМЦ не является дорогим или дефицитным. Уменьшение концентрации КМЦ в воде ниже указанного предела в 4% не позволяет создать вязко-упругую среду с необходимыми упругими свойствами, обеспечивающими снижение пика максимального давления и растяжения самого воздействия давления на семена во времени, что приводит к снижению всхожести семян и урожайности.
Увеличение концентрации КМЦ в воде выше указанного предела в 7% образует вязко-упругую среду с повышенными упругими свойствами, чрезмерно демпфирующими пик ударного давления и чрезмерно растягивающими его во времени воздействия на семена, что не обеспечивает необходимой ударной обработки семян и повышения их 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. В защитный кожух 1 залит 4-7% водный раствор КМЦ 4, образующий вязко-упругую среду, то есть обладающую вязко-упругими свойствами, в которую погружен заряд взрывчатого вещества 5, соединенного с помощью детонирующего шнура 6 с электродетонатором 7.
Устройство работает следующим образом. Электрический сигнал подают на электродетонатор 7, который инициирует детонирующий шнур 6, а тот, в свою очередь, заряд взрывчатого вещества 5. Возникающая ударная волна высокого давления передается через 4-7% водный раствор КМЦ 4, обладающий вязко-упругими свойствами, который снижается, смягчая пик давления, и увеличивает время его воздействия на семена 3.
После снижения давления в защитном кожухе 1 до атмосферного контейнер 2 и обрабатываемые семена 3 из него вынимаются.
Пик давления и его растяжение во времени несложно регулировать концентрацией КМЦ в воде в пределах заявляемых 4-7%, образующем вязко-упругую среду, то есть обладающую вязко-упругими свойствами, и ее уровнем между зарядом взрывчатого вещества 5 и семенами 3.
Таким образом, дополнительное содержание КМЦ в воде, составляющее по массе 4-7%, образует вязко-упругую среду, то есть обладающую вязко-упругими свойствами, 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.