Устройство для предпосевной обработки семян
Полезная модель 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. Заявленное устройство для предпосевной обработки семян включает защитный кожух, представляющий собой массивную круглую наковальню с цилиндрической емкостью. На дне емкости расположен контейнер с обрабатываемыми семенами, закрытыми тканью. В емкость залита вода, над защитным кожухом герметично прикреплен съемный цилиндр с гильзой. Герметичность обеспечивает прокладка и болтовое соединение. В цилиндре с гильзой помещен поршень. На верхней части поршня жестко закреплен оголовок для удара, а между оголовком и цилиндром установлена цилиндрическая пружина. Для измерения давления установлен манометр. Техническим результатом разработанного устройства является упрощение предпосевной обработки семян за счет действия на обрабатываемые семена ударного давления, создаваемого механическим ударом без применения взрывчатых веществ и смесей.
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).
Например, при усилии 100 т и необходимом импульсном давлении 150 кг/см2, то есть 150 атмосфер, площадь сечения цилиндрической емкости 2 должна быть 667 см2, 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.
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 см2 а диаметр D=1,1 см. Общий объем емкости 2 будет составлять 2 см3. тогда при загрузке семенами 1/3 общего объема емкости 2 можно будет загрузить на один цикл 2/3 см3 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.
Устройство для предпосевной обработки семян, включающее защитный кожух, заполненный водой, контейнер с семенами, закрытыми тканью, герметично прикрепленный над защитным кожухом съемный цилиндр с поршнем и цилиндрическую пружину, отличающееся тем, что к верхней части поршня жестко прикреплен оголовок для удара, а между ним и цилиндром установлена цилиндрическая пружина.
