Результат интеллектуальной деятельности: Хранилище семян

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно хранилищам силосного типа и может быть использовано в комплексах хранения семян.

Известен комплекс, включающий размещенный в замкнутом объеме горизонтальный воздуховод с отводящими прямыми перфорированными патрубками, размеры отверстий в которых увеличиваются в направлении движения газа, озонаторную установку, отводящую трубу, сообщенную с вытяжным вентилятором, выход которой выполнен в крыше или боковых стенах, ограничивающих объем над массой зерна, семян или помещений. Комплекс также имеет устройство смешивания озона с атмосферным воздухом, устройство подготовки вторичной озоногазовой смеси и деструктор. Озонаторная установка выполнена в виде генератора кислорода, генератора озона, высокочастотного высоковольтного источника питания и холодильной машины. Выход озонаторной установки соединен с первым входом устройства смешивания, включающего напорный вентилятор. Выход устройства смешивания подключен к перфорированной трубе. Выход вытяжного вентилятора соединен с входом устройства подготовки вторичной озоногазовой смеси и входом деструктора. Выход устройства подготовки вторичной озоногазовой смеси соединен со вторым входом устройства смешивания (описание к патенту RU №2315460, МПК A01C 1/00, прототип).

Комплекс позволяет осуществлять вентилирование всего объема хранящегося зерна озоно-воздушной смесью.

Недостатком известного комплекса является отсутствие контроля состояния зерна в зоне контакта с металлической стенкой хранилища, что может привести к порче зерна в этой зоне из-за образования конденсата при больших суточных перепадах температуры воздуха.

Задачей изобретения является улучшение условий хранения семян.

Технический результат - снижение влияния конденсата на состояние семян в зоне контакта с металлической стенкой хранилища.

Технический результат достигается тем, что в хранилище семян, включающем корпус с размещенными внутри датчиками температуры и воздуховодом с прямыми отводами для подачи озоно-воздушной смеси, корпус хранилища выполнен цилиндрическим радиусом R, а воздуховод установлен вдоль его вертикальной оси, при этом отводы размещены на воздуховоде с шагом не более двух метров, образуя ярусы, в каждом из которых размещены отводы с форсунками, равноотстоящие друг от друга на угол α, не превышающий величины 2 arcsins/R, и ориентированные в каждом последующем ярусе со смещением на угол α/2 относительно соответствующих отводов в соседних ярусах, причем форсунки на концах отводов удалены от корпуса на расстояние определяемое из условия: при этом датчики температуры расположены вертикально на расстоянии от стенки корпуса вдоль радиуса, a s=(1,8÷2,2) - эмпирический коэффициент, зависящий от скважности семенного материала ед. длины.

На фиг. 1 изображен фрагмент прямоугольной диметрической проекции продольного разреза хранилища; на фиг. 2 - поперечный разрез хранилища.

Хранилище включает цилиндрический корпус 1 радиусом R. Вдоль вертикальной оси корпуса 1 установлен воздуховод 2 с отводами 3 для подачи озоно-воздушной смеси из озонаторной установки (не показана). На концах отводов 3 размещены форсунки 4 с клапанами (не показаны).

Отводы 3 размещены на воздуховоде 2 ярусами с шагом h не более двух метров, что обеспечивает необходимую концентрацию озона в озоно-воздушной смеси во всех точках соприкосновения семян с корпусом 1 хранилища. В каждом из ярусов размещено N отводов, равноотстоящих друг от друга на угол а, не превышающий величины 2arcsins/R, где s=(1,8-2,2) - эмпирический коэффициент, имеющий размерность в единицах длины. S зависит от скважности семенного материала и выбирается из условия подержания концентрации озона в озоно-воздушной смеси, подаваемой в хранилище, не менее 70% от номинальной концентрации во всех точках соприкосновения семян со стенкой корпуса 1 хранилища. Для хранилищ мелкосеменных культур s=1,8 (просо), среднесеменных s=2,0 (пшеница), крупносеменных s=2,2 (кукуруза). Отводы 3 ориентированы со смещением на угол α/2 относительно соответствующих отводов 3 в соседних ярусах, что обеспечивает более равномерное распространение потоков озоно-воздушной смеси при проведении вентилирования несколькими соседними ярусами одновременно. Форсунки 4 снабжены клапанами (не показаны).

Датчики температуры 5 установлены вертикально на расстоянии от стенки корпуса 1 вдоль радиуса. - расстояние от форсунок 4 на концах отводов 3 до корпуса 1 хранилища. Это обеспечивает контроль температуры семян в зоне их контакта со стенкой корпуса 1 хранилища. Для более точного определения очагов образования конденсата в окрестности каждой форсунки 4 расположено два датчика температуры 5. Шаг размещения датчиков 5 - α/2 со смещением относительно отводов 3 на угол α/4.

Во время хранения семян происходят изменения в состоянии окружающей среды. Наибольшее влияние на состояние семян в металлических хранилищах силосного типа оказывают перепады внешней температуры и связанное с перепадами температуры образование конденсата в зоне контакта семян с корпусом 1 хранилища. Скопление влаги в результате образования конденсата приводит к порче семян в зоне контакта с корпусом 1 хранилища. Для предотвращения порчи семян в зоне контакта с корпусом 1 хранилища необходимо производить вентилирование периферийных слоев семян озонированным воздухом, так как озон ускоряет процесс выведения излишней влаги из семян без дополнительного нагрева воздуха. При повышении влажности семян из-за образования конденсата происходит усиление процесса дыхания семян в зоне образования конденсата, что приводит к самосогреванию семян в этой зоне.

Изменение температуры регистрируют датчиками температуры 5 автоматизированных систем контроля температуры (термоподвески системы АСКТ-01), определяя зону самосогревания семян. Для этого рядом с каждой форсункой 4 размещены два датчика температуры 5, которые контролируют температуру насыпи семян с шагом один метр. Сигнал от системы контроля температуры поступает к управляющим устройствам системы вентилирования семян озонированным воздухом.

Озонаторная установка генерирует озоно-воздушную смесь и подает ее в воздуховод 2. Из воздуховода 2 по отводам 3 с форсунками 4 озоно-воздушная смесь поступает в участок насыпи семян, в котором произошло повышение влажности и температуры. Для этого каждая форсунка 4 снабжена электромагнитным клапаном (не показаны), позволяющим подавать озоно-воздушную смесь только в зону с повышенной влажностью семян. Озонированный воздух нагнетают в зону повышенной влажности семян до тех пор, пока показания датчиков температуры 5 не придут в нормальный диапазон, заданный оператором. Отработанную озоно-воздушную смесь с неразложившимся остаточным озоном направляют повторно в хранилище после прохода через фильтрующие элементы, осушитель воздуха и устройство смешивания, позволяющее поддерживать постоянную концентрацию озона в озоно-воздушной смеси, подаваемой в хранилище семян. Повторное использование неразложившегося остаточного озона для вентилирования семян позволяет снизить затраты энергии на генерирование озона.

Пример размещения отводов 3 и форсунок 4 в корпусе 1 хранилища силосного типа радиусом R=3,667 м. При расчетах принято значение s=2 (для среднесеменных культур).

Для данного хранилища угол α между отводами 3 с форсунками 4 в одном ярусе будет не более α=2arcsin(2/3,667)=1,153 радиан = 66,1°. Из условия одинаковости углов между соседними отводами 3 с форсунками 4 в ярусе число форсунок определится как N=2π/α=6,28/1,153=5,45. Окончательное количество отводов 3 с форсунками 4 в ярусе - N, получаем путем округления полученного числа в большую сторону до ближайшего целого числа N=6 отводов 3 с форсунками 4 в ярусе. Угол между отводами 3 с форсунками 4 - α=2π/6=1,05 радиан = 60°. Смещение отводов 3 с форсунками 4 в соседних ярусах определяется из условия α/2=1,05/2=0,52 радиан = 30°. Расстояние от стенки корпуса 1 хранилища до форсунок 4 по радиусу

Положение датчиков температуры 5 относительно стенки корпуса 1 хранилища и форсунок 4 определится из условий: расстояние от стенки корпуса 1 хранилища смещение относительно оси отводов 3 с форсунками 4 - α/4=1,05/4=0,26 радиан = 15°.

Количество ярусов отводов 3 с форсунками 4 на воздуховоде определяется исходя из высоты конкретного хранилища. Для хранилища с коническими днищем и кровлей, общей высотой 16,3 м - 6 ярусов отводов 3 с форсунками 4 в цилиндрической части корпуса 1 хранилища.