Результат интеллектуальной деятельности: Установка для предпосадочной обработки овощных культур комплексным воздействием электрофизических факторов в непрерывном режиме

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для предпосадочной обработки лука-севка, клубней картофеля и других овощных культур.

Известно, что обработка лука-севка и клубней картофеля перед посадкой проводится во избежание низкой всхожести, поражения бактериями, интенсивного «стрелкования лука-севка» и т.п. Например, за 2-4 дня перед посадкой лук-севок прогревают конвективным способом при температуре 35-40°С в течение 10-12 часов [1].

Известен способ предпосадочной обработки лука-севка в электромагнитном поле высокой частоты [2]. При этом использовали высокочастотные установки (типа ВЧД, ЛГД) периодического действия с фиксированными частотами (27,12 МГц или 40,68 МГц), где рабочей камерой является высокочастотный конденсатор, выполненный из двух параллельно расположенных пластин. Автором доказан положительный эффект от воздействия электромагнитного поля высокой частоты.

Недостатки. Для обеспечения электромагнитной безопасности при работе высокочастотной установки в непрерывном режиме необходимо предусмотреть очень сложные узлы и прижимные контакты из меди.

Известна установка с тороидальным резонатором для предпосадочной обработки клубней картофеля воздействием электрофизических факторов, где предусмотрено комплексное воздействие таких электрофизических факторов, как: электромагнитное поле сверхвысокой частоты (СВЧ генератор); коронный разряд, ультрафиолетовые лучи, озон (источник - ультратон или дарсонваль) и индукционный нагрев (индукционная плита) [3].

Недостатки. Собственная добротность тороидального резонатора недостаточно высока, что снижает КПД всей установки. Самой высокой собственной добротностью обладает сферический резонатор (это отношение объема резонатора к площади поверхности сферы с учетом скин-слоя, учитывающего уменьшение амплитуды электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводящей поверхности резонатора). Другими словами собственная добротность - это отношение запасенной энергии к энергии, поглощаемой за один период колебаний волн.

Для обеззараживания, активизации клеток посадочного материала и повышения посевных и продуктивных показателей нами предлагается проводить предпосадочную обработку в установке с источниками электромагнитного поля сверхвысокой частоты (СВЧ генераторы с воздушным охлаждением магнетрона) и электрогазоразрядными лампами, запитанными от генератора килогерцовой частоты. Например, источниками килогерцовой частоты могут быть «Ультратон АМП - 2 ИНТ» (частота 22 кГц) или «Дарсонваль» (частота 110 кГц) [4]. Ультратоновоздействие представляет собой воздействие на сырье высокочастотного электрического тока. Этот переменный ток имеет синусоидальную форму, характеризуется высоким напряжением и малой силой. Важным эффектом ультратоновоздействия на сырье является бактерицидное действие озона.

Предлагается обрабатывать семена овощных культур перед посадкой комплексным воздействием электрофизических факторов, таких как: электромагнитное поле сверхвысокой частоты и коронный разряд, обеспечивающий ионизацию воздуха и озонирование. Реализация комплексного воздействия электрофизических факторов на сырье в непрерывном режиме возможна в сверхвысокочастотной установке со сферическими резонаторами, содержащими фторопластовые диски и запредельные волноводы, обеспечивающие соблюдение электромагнитной безопасности при передвижении сырья с помощью щеток через сферический резонатор.

Электрогазоразрядная лампа (заполненная аргоном или неоном), расположенная в объемном резонаторе, подключенная к источнику килогерцовой частоты, обеспечивает усиление коронного разряда и излучения бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей.

Технической задачей изобретения является разработка многогенераторной радиогерметичной установки непрерывного режима работы для предпосадочной обработки овощных культур со сферическими резонаторами, обладающими высокой собственной добротностью, обеспечивающими возбуждение электромагнитного поля сверхвысокой частоты, содержащими электрогазоразрядные лампы, подключенные к источнику килогерцовой частоты и позволяющие ионизировать и озонировать воздух за счет коронного разряда. Установка обеспечивает комплексное воздействие электромагнитного поля сверхвысокой частоты, бактерицидного потока УФ лучей и озонированного воздуха на сырье.

Технический результат достигается тем, что установка для предпосадочной обработки овощных культур комплексным воздействием электрофизических факторов в непрерывном режиме содержит расположенные по периферии круглого стола сферические резонаторы, в которых по горизонтальной оси жестко установлены фторопластовые диски, каждый из которых имеет на периферии выгрузное отверстие в виде сегмента с заслонкой, соединенное с соответствующим гофрированным диэлектрическим рукавом,

причем в углублениях фторопластовых дисков расположены электрогазоразрядные лампы, запитанные от источников килогерцовой частоты, прикрепленных с наружной стороны сферических резонаторов, а над каждым фторопластовым диском радиально установлена вращающаяся от электродвигателя щетка с диэлектрической основой и электропроводящими ворсинками,

при этом с наружной стороны сферических резонаторов расположены магнетроны с излучателями, направленными внутрь, нижние и верхние запредельные волноводы, при этом одни концы нижних запредельных волноводов соединены с гофрированными диэлектрическими рукавами, другие - направлены внутрь цилиндрической тары, а верхние запредельные волноводы одним концом стыкованы с соответствующими направляющими сегментами, содержащими шаровые краны, расположенными на основании полусферической приемной емкости, другим концом - с сферическим резонатором.

Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведено схематическое изображение установки для предпосадочной обработки семян овощных культур комплексным воздействием электрофизических факторов в непрерывном режиме;

на фиг. 2 приведено пространственное изображение установки для предпосадочной обработки семян овощных культур комплексным воздействием электрофизических факторов в непрерывном режиме.

Установка содержит (фиг. 1, 2):

полусферическую приемную емкость 1; направляющий сегмент с шаровым краном 2; верхние запредельные волноводы для направления сырья 3; сферические резонаторы 4; магнетроны 5; щетки 6; фторопластовые диски 7; электрогазоразрядные лампы 8; выгрузные отверстия 9 в виде сектора с заслонками; гофрированные диэлектрические рукава 10; нижние запредельные волноводы для выгрузки сырья 11; источники килогерцовой частоты 12; электродвигатель привода щеток 13; тару для приема обработанного сырья 14.

Установка для предпосадочной обработки семян овощных культур комплексным воздействием электрофизических факторов в непрерывном режиме содержит сферические резонаторы 4, расположенные на круглом столе по периферии (стол на фиг. не показан). Внутри каждого резонатора по горизонтальной оси жестко установлен фторопластовый диск 7, имеющий на периферии выгрузное отверстие 9 в виде сегмента. К выгрузному отверстию 9 с тыльной стороны фторопластового диска 7 прикреплен один конец гофрированного диэлектрического рукава 10, другой конец рукава соединен с нижним запредельным волноводом 11, расположенным с наружной стороны сферического резонатора 4. В углублениях фторопластовых дисков 7 расположены электрогазоразрядные лампы 8, запитанные от источников килогерцовой частоты 12, прикрепленных с наружной стороны сферических резонаторов 4. Над каждым жестко закрепленным фторопластовым диском 7 радиально установлена вращающаяся от электродвигателя 13 щетка 6 с диэлектрической основой и электропроводящими ворсинками.

С наружной стороны сферических резонаторов 4 расположены магнетроны с излучателями, направленными внутрь. Магнетроны охлаждаются с помощью вентилятора. Каждый верхний запредельный волновод 3 одним концом соединен с соответствующим направляющим сегментом 2, имеющимся на основании полусферической приемной емкости 1, а другим концом - со сферическим резонатором 4. Открытые концы нижних запредельных волноводов 11 направлены внутрь цилиндрической тары 14. В каждом направляющем сегменте 2 имеется шаровой кран, позволяющий дозированно подавать сырье в сферический резонатор 4.

Технологический процесс предпосадочной обработки семян овощных культур комплексным воздействием электрофизических факторов в непрерывном режиме происходит следующим образом. Закрыть шаровые краны в каждом направляющем сегменте 2, позволяющие дозированно подавать сырье в сферический резонатор. Закрыть выгрузное отверстие в виде сегмента на фторопластовом диске 7 с помощью заслонки. Засыпать сырье (лук-севок, семенные клубни картофеля, размером не более 3-4 см) в полусферическую приемную емкость 1. Включить электродвигатель для вращения щеток 6. Открыть шаровые краны в направляющих сегментах 2. Сырье с помощью направляющих сегментов 2 дозированно попадает в верхние запредельные волноводы 3, далее в соответствующие сферические резонаторы 4, где рассыпается с помощью на фторопластовых дисках 7. Включить сверхвысокочастотные генераторы (5) и источники килогерцовой частоты 12 (22 кГц или 110 кГц). В сферических резонаторах 4 возбуждается электромагнитное поле сверхвысокой частоты (2450 МГц), и загораются электрогазоразрядные лампы 8, возникает коронный разряд, обеспечивающий процессы ионизации и озонирования воздуха и излучение бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей. Мощность потока излучений электрогазоразрядных ламп 8 в электромагнитном поле усиливается.

Сырье подвергается комплексному воздействию электрофизических факторов, эндогенно нагревается и обеззараживается. Открыть заслонки под выгрузными отверстиями 9 (не закрывать до окончания обработки всего объема сырья в приемной емкости 1). Обработанное сырье с помощью щетки 6 передвигается к выгрузному отверстию 9 в виде сегмента. Далее через диэлектрический гофрированный рукав 10 и нижний запредельный волновод 11 выгружается в тару 14. Гофры на рукаве 10 способствуют передвижению сырья. Продолжительность нахождения сырья в сферическом резонаторе, а, следовательно, продолжительность воздействия комплекса электрофизических факторов регулируется частотой вращения радиально расположенной щетки 6 с диэлектрической основой и проводящими ворсинками, способствующими при соприкосновении к электрогазоразрядной лампе 8 усилению коронного разряда. За один оборот щетки над фторопластовым диском, в пределах 0,5-1 кг лука севка подвергается комплексному воздействию электрофизических факторов и прогревается до температуры 28-32°С при мощности СВЧ генератора 800 Вт за 10-15 с. Что позволит проводить предпосадочную обработку лука-севка с помощью одного сферического резонатора производительностью 150-180 кг/ч.

В случае использования 4-6 резонаторов производительность установки достигает до 1 т/ч.

Источники информации

1. dacha-vprok.ru> Прогревание и замачивание.

2. Ушакова, Сталина Ивановна. Обоснование и исследование процессов сушки и предпосевной обработки лука-севка в электромагнитном поле высокой частоты: автореферат дис. на соискание ученой степени кандидата технических наук. (05.20.02) / Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства. - Челябинск, 1973. - 26 с.

3. Патент № 2703062 РФ, МПК А01С 1/08. Установки для предпосадочной обработки клубней картофеля воздействием электрофизических факторов / А.И. Котин, Г.В. Новикова, Е.А. Шамин, О.В. Михайлова, М.В. Белова; заявитель и патентообладатель НГИЭУ (RU). - №2018117070; заявл. 07.05.2018. Бюл. № 29 от 15.10.2019. - 11 с.

4. phisioterapia.ru>pribory/ultraton…aapprat/