Аспирант Фомиченко В.В., д.б.н. Нефедьева Е.Э., д.т.н. Голованчиков А.Б.

Волгоградский государственный технический университет, Россия

Мобильные устройства для предпосевной обработки семян ударным давлением

Важнейшей задачей физиологии растений как фундаментальной науки является создание теоретической основы растениеводства. Новые  прогрессивные направления биотехнологии и биоинженерии растений призваны обеспечивать высокую продуктивность и устойчивость растений.

Способы повышения продуктивности растений можно условно разделить на следующие группы: химические, физические и биологические (рис. 1).

Рисунок 1. Способы повышения продуктивности и устойчивости растений.
 

Предпосевная обработка семян импульсным давлением относится к физическим способам повышения урожайности. Давление оказывает большое влияние на различные жизненные процессы растений. Быстрые изменения осмотического давления могут вызывать некоторые неспецифические стрессовые симптомы в растениях, в то время как нормальное осмотическое давление – важный фактор в клеточном развитии, росте и поглощении воды.

         Существуют конструкции аппаратов, в которых импульсное давление при обработке семян создается путем подрыва различного рода взрывчатых веществ: твердых[1,2]; газообразных смесей[3]. Однако использование взрывчатых веществ не только увеличивает стоимость процесса, но и значительно его усложняет, так как работать с такими веществами могут люди, имеющие специальную подготовку, и в специально отведенном месте, например полигоне.

         В связи с этим была разработана конструкция аппарата, в котором импульсное давление создается механическим способом, без использования взрывчатых веществ и обладающая большей мобильностью.

Подпись: Рисунок 2. Мобильное устройство для предпосевной обработки семян: 1-защитный кожух; 2-цилиндрическая емкость; 3-контейнер; 4-семена; 5-ткань; 6-вода; 7-съемный цилиндр; 8-гильза; 9-прокладка; 10-болтовое соединение; 11-поршень; 12-оголовок; 13-пружина; 14-преобразователь давления.

Для проведения предпосевной обработки семян импульсным давлением, создаваемым без применения взрывчатых веществ, разработана конструкция устройства, представленная на рисунке 2[4].

 


Представленная конструкция имеет ряд преимуществ:

·                 позволяет выполнять обработку без применения взрыва, создавая ударное давление, которое передается на обрабатываемые семена без высоких температур на фронте пламени и возможном термическом поражении семян;

·                 отсутствие необходимости в специальной подготовке лиц, производящих обработку на данном устройстве;

·                 возможность использования малогабаритных моделей устройств в личных подсобных хозяйствах, дачах;

·                 мобильность устройства.

Устройство работает следующим образом: цилиндрическую емкость 2 устанавливают на станину (на рисунке 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.

По оголовку 12 наносится удар, оголовок 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 преобразователем давления 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.

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 основе разработанной конструкции создана экспериментальная установка. Она позволяет обрабатывать небольшие партии семян, используя в качестве рабочего органа молоток или кувалду, в зависимости от величины необходимого давления при обработке.

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.

 

Литература:

1.                     Пат. 85291 Российская Федерация, МПК7 А 01 С 1/00, А 01 G 7/04. Устройство для предпосевной обработки семян [Текст]/ Нефедьева Е.Э., Голованчиков А.Б., Лысак В.И., Обирина В.А., Федосов П.Н.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет - № 2009109560/22; заявл. 16.03.2009; опубл. 10.08.2009 – 4 с.

2.                     Пат. 88244 Российская Федерация, МПК7 А 01 С 1/00, А 01 G 7/04. Устройство для предпосевной обработки семян [Текст]/ Нефедьева Е.Э., Голованчиков А.Б., Лысак В.И., Фомичено В.В., Дрямов Е.Н., Юркъян О.В.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет - № 2009121967/22; заявл. 08.06.2009; опубл. 10.11.2009.

3.                     Пат. 91504 Российская Федерация, МПК7  А 01 G 7/04. Устройство для предпосевной обработки семян [Текст]/ Голованчиков А.Б., Нефедьева Е.Э., Лысак В.И., Фомичено В.В., Мурадян А.С.; патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет - № 2009144254/22; заявл. 30.11.2009; опубл. 20.02.2010.

4.                     Пат. 98858 Российская Федерация, МПК7  А 01 С 1/00 Устройство для предпосевной обработки семян [Текст]/ Голованчиков А.Б., Нефедьева Е.Э., Лысак В.И., Фомичено В.В., Мурадян А.С., Дрямов Е.Н.; патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет - № 2010116260/21; заявл.23.04.2010; опубл. 10.11.2010.