[go: up one dir, main page]

RU2246814C1 - Apparatus for treatment of seeds with electromagnetic field (versions) - Google Patents

Apparatus for treatment of seeds with electromagnetic field (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2246814C1
RU2246814C1 RU2003129259/15A RU2003129259A RU2246814C1 RU 2246814 C1 RU2246814 C1 RU 2246814C1 RU 2003129259/15 A RU2003129259/15 A RU 2003129259/15A RU 2003129259 A RU2003129259 A RU 2003129259A RU 2246814 C1 RU2246814 C1 RU 2246814C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drum
electromagnetic energy
rotation
end walls
ribs
Prior art date
Application number
RU2003129259/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.А. Морозов (RU)
Г.А. Морозов
Ю.Е. Седельников (RU)
Ю.Е. Седельников
И.Н. Зарипов (RU)
И.Н. Зарипов
Original Assignee
Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева filed Critical Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева
Priority to RU2003129259/15A priority Critical patent/RU2246814C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2246814C1 publication Critical patent/RU2246814C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)

Abstract

FIELD: seed production, in particular, equipment for presowing treatment of seeds of different kinds of farm crops.
SUBSTANCE: according to first and second versions, apparatus has drum mounted for free rotation on rollers disposed in bearings on bed. Axes of rotation of rollers are extending in parallel with axis of rotation of drum. Drum is manufactured from radio wave transmitting material with low loss value, such as polystyrene, and has thickness multiple tside=λ/2√εs. According to first version, end walls of apparatus are manufactured from current conductive material, such as aluminum alloys, or from dielectric material with plated inner surface. Inner surface of drum walls is made ribbed, with height of ribs being multiple λ/4 and width of ribs and rib spacing being substantially lower than λ/2. According to second version, end walls of drum are made from current conductive material. Grid adjoining inner side of each end wall is composed of metal conductors extending in parallel with one another and end surface of drum. Distance from grid to inner end surface of drum is multiple te=λ/2√εe.
EFFECT: reduced treatment time, increased efficiency and simplified construction.
3 cl, 5 dwg

Description

Техническое решение относится к области семеноводства и может найти применение в сельскохозяйственных предприятиях для предпосевной обработки семян различных сельскохозяйственных культур.The technical solution relates to the field of seed production and may find application in agricultural enterprises for presowing treatment of seeds of various crops.

Известны установки для предпосевной обработки семян, см. например, SU №1787347, БИ №2, 1993 г., кл. А 01 С 1/00, SU №1738117, БИ №21, кл. А 01 С 1/00, RU №2083072, кл. А 01С 1/00, содержащие источник сверхвысокочастотной электромагнитной энергии, облучатель и движущуюся транспортерную ленту.Known installations for presowing treatment of seeds, see, for example, SU No. 1787347, BI No. 2, 1993, class. A 01 C 1/00, SU No. 1738117, BI No. 21, class A 01 C 1/00, RU No. 2083072, class A 01C 1/00, containing a source of microwave energy, an irradiator and a moving conveyor belt.

Недостатком этих устройств является то, что они не обеспечивают необходимую равномерность обработки семян электромагнитным полем и обладают повышенным уровнем излучения электромагнитного поля в окружающее пространство, что затрудняет защиту персонала от вредного воздействия электромагнитной энергии.The disadvantage of these devices is that they do not provide the necessary uniformity of seed treatment by the electromagnetic field and have an increased level of electromagnetic field radiation into the surrounding space, which complicates the protection of personnel from the harmful effects of electromagnetic energy.

Прототипом технического решения является устройство для обработки семян, патент RU №2187920, БИ №24, 27.08.2002 г., которое содержит горизонтально установленный с возможностью вращения на двух полых полуосях, закрепленных на станине в подшипниках, барабан с загрузочным отверстием с крышкой на цилиндрической поверхности и попарно расположенными внутри него встречно-наклонными ребрами, введенный внутрь барабана через одну из полуосей излучатель электромагнитной энергии СВЧ-диапазона, который соединен с источником электромагнитной энергии СВЧ-диапазона, подключенным к блоку управления, отличающееся тем, что каждая из полуосей выполнена с осевым отверстием диаметром меньше длины волны λ источника электромагнитной энергии СВЧ-диапазона генератора СВЧ-диапазона и жестко закреплена по центру одной из боковых стенок барабана, внутри каждой из полуосей установлена с возможностью вращения металлическая дроссельная втулка длиной (2n+1)λ /4, где n - целое число, имеющая коаксиальную кольцевую выточку глубиной λ /4 на внешнем торце втулки и цилиндрическую поверхность, покрытую слоем высокочастотного диэлектрика, причем через одну из полуосей внутрь барабана пропущена линия СВЧ-диапазона, через другую - линия КВЧ-диапазона, соединенные каждая со своей втулкой, на внутренних концах которых закреплены излучатели электромагнитной энергии СВЧ- и КВЧ-диапазонов соответственно, а наружные концы соединены соответственно с источником электромагнитной энергии СВЧ-диапазона и источником электромагнитной энергии КВЧ-диапазона, подключенным к блоку управления, при этом крышка загрузочного отверстия барабана выполнена из двух металлических дисков и установлена на нем через коаксиально расположенное загрузочному отверстию металлическое кольцо диаметром dк≅ dотв+λ /2, где dотв - диаметр загрузочного отверстия, и толщиной h=(3-4)t, где t - толщина дисков, а последние имеют d1>dк и d2<dк и коаксиально замкнуты между собой с зазором В=(h-t) по диаметру dз≅ d2-λ /2, кроме того, внутри барабана по задней относительно направления вращения кромке загрузочного отверстия установлен изогнутый на угол α <60° экран высотой 0≤ Н<R и шириной 0<С<lб, R - радиус барабана, lб - длина образующей барабана.The prototype of the technical solution is a seed treatment device, patent RU No. 2187920, BI No. 24, 08.28.2002, which contains a drum with a loading hole with a cover on a cylindrical mounted horizontally mounted on two hollow half shafts mounted on a frame in bearings Microwave energy emitter, which is connected to the microwave energy source, is introduced into the drum through one of the axle shafts and pairwise located inside of it by counter-inclined ribs a range connected to the control unit, characterized in that each of the half shafts is made with an axial hole with a diameter less than the wavelength λ of the microwave energy source of the microwave range and is rigidly fixed in the center of one of the side walls of the drum, inside each of the half shafts is installed with the possibility of rotation is a metal throttle sleeve with a length of (2n + 1) λ / 4, where n is an integer having a coaxial ring undercut with a depth of λ / 4 at the outer end of the sleeve and a cylindrical surface coated with a layer of high a high-frequency dielectric, and a microwave line is passed through one of the semi-axes inside the drum, an EHF line is connected through the other, each connected to its own sleeve, at the inner ends of which are emitters of electromagnetic energy of the microwave and microwave ranges, respectively, and the outer ends are connected respectively, with a microwave energy source and a microwave frequency source connected to the control unit, while the cover of the loading hole of the drum is made of two meta -crystal discs and mounted on it through a feeding tube coaxially disposed metal ring to the diameter d of holes ≅ d + λ / 2, where holes d - diameter of the feed inlet, and a thickness h = (3-4) t, where t - the thickness of the disks, and the latter have d 1 > d k and d 2 <d k and are coaxially closed to each other with a gap B = (ht) in diameter d z ≅ d 2 -λ / 2, in addition, inside the drum along the edge of the feed hole rearward relative to the direction of rotation set curved at an angle α <60 ° screen height 0≤ n <R and a width of 0 <C <l b, R - the radius of the drum, l b - length of the generatrix of the bar ana.

Недостатком прототипа является недостаточно высокая производительность установки, связанная с большими затратами времени на загрузку семян и выгрузку их после обработки через загрузочное отверстие на боковой поверхности барабана. Кроме того, из-за интерференции волн, отраженных от торцевых стенок барабана внутри барабана, заполненного семенами, образуются участки с недостаточно высокой интенсивностью электромагнитного поля. Наличие участков с недостаточной интенсивностью поля приводит к увеличению общего времени обработки (см., например, статью Аглиуллина А.Ф., Анфиногентова В.И. и Седельникова Ю.Е. Использование вероятностных подходов при проектировании микроволновых технологических установок. В сб. Трудов 7-й Международной конференции “Радиолокация, навигация, связь” 24-26 апреля 2001 г., Воронеж, 2001 г., т.1, стр. 640-646).The disadvantage of the prototype is the insufficiently high productivity of the installation associated with the large investment of time in loading the seeds and unloading them after processing through the loading hole on the side surface of the drum. In addition, due to the interference of waves reflected from the end walls of the drum inside the drum filled with seeds, sections with insufficiently high electromagnetic field intensity are formed. The presence of sites with insufficient field intensity leads to an increase in the total processing time (see, for example, the article by Agliullin A.F., Anfinogentova V.I. and Sedelnikov Yu.E. Using probabilistic approaches in the design of microwave processing plants. In Proc. 7 Transactions -th International Conference “Radar, Navigation, Communication” April 24-26, 2001, Voronezh, 2001, v.1, pp. 640-646).

Решаемая техническая задача заключается в сокращении времени обработки и повышении производительности установки, упрощении ее конструкции.The technical problem to be solved is to reduce processing time and increase plant productivity, simplifying its design.

Решаемая техническая задача в устройстве обработки семян электромагнитным полем в его первом варианте, содержащем установленный с возможностью вращения барабан, имеющий загрузочное отверстие с крышкой и попарно расположенные внутри него встречно-наклонные ребра, излучатель электромагнитной энергии, который соединен с источником электромагнитной энергии, и электрический привод, подключенные к блоку управления, достигается тем, что боковая стенка барабана выполнена из радиопрозрачного материала толщиной, кратной

Figure 00000004
где λ - длина волны колебания источника электромагнитной энергии, ε б - относительная диэлектрическая проницаемость материала боковой стенки, торцевые поверхности барабана выполнены из электропроводящего материала с ребристой внутренней поверхностью, причем глубина ребер выбрана кратной λ /4, а ширина ребер и расстояние между ними выбрано значительно меньшими λ /2, загрузочное отверстие с крышкой выполнено на одной из торцевых стенок барабана, который установлен свободно с возможностью вращения на роликах, механически соединенных с электрическим приводом, причем оси вращения роликов параллельны оси вращения барабана, излучатель электромагнитной энергии установлен снаружи барабана около его боковой стенки, барабан, излучатель электромагнитной энергии и источник электромагнитной энергии заключены в корпус, выполненный из электропроводящего материала, снабженный крышкой.The technical problem to be solved in a seed treatment device with an electromagnetic field in its first embodiment, comprising a rotatably mounted drum having a loading hole with a lid and counter-inclined ribs arranged in pairs inside it, an electromagnetic energy emitter that is connected to an electromagnetic energy source, and an electric drive connected to the control unit is achieved by the fact that the side wall of the drum is made of radiolucent material with a thickness that is a multiple of
Figure 00000004
where λ is the wavelength of the oscillation of the source of electromagnetic energy, ε b is the relative dielectric constant of the side wall material, the end surfaces of the drum are made of an electrically conductive material with a ribbed inner surface, and the depth of the ribs is a multiple of λ / 4, and the width of the ribs and the distance between them are significantly less than λ / 2, a loading hole with a cover is made on one of the end walls of the drum, which is mounted freely with the possibility of rotation on rollers mechanically connected to the ele an insulating driven rollers the axes of rotation parallel to the drum rotation axis, the electromagnetic energy emitter is mounted outside the drum about its lateral wall, a drum, an emitter of electromagnetic energy source and electromagnetic energy are enclosed in a housing made of an electrically conductive material, provided with a lid.

Решаемая техническая задача в устройстве обработки семян электромагнитным полем в его втором варианте, содержащем установленный с возможностью вращения барабан, имеющий загрузочное отверстие с крышкой и попарно расположенные внутри него встречно-наклонные ребра, излучатель электромагнитной энергии, который соединен с источником электромагнитной энергии, и электрический привод, подключенные к блоку управления, достигается тем, что боковая стенка барабана выполнена из радиопрозрачного материала толщиной, кратной

Figure 00000005
где λ - длина волны колебания источника электромагнитной энергии, ε б - относительная диэлектрическая проницаемость материала боковой стенки, торцевые стенки барабана выполнены из электропроводящего материала, с внутренней стороны каждой из которых установлена сетка из металлических проводников, параллельных друг другу и торцевой поверхности барабана, причем расстояние от сетки до внутренней торцевой поверхности барабана выбрано кратным
Figure 00000006
где ε m - диэлектрическая проницаемость материала, расположенного между сеткой из металлических проводников и внутренней поверхностью торцевой стенки, а поперечные размеры проводников и расстояния между ними выбраны значительно меньшими длины волны колебания источника электромагнитной энергии, загрузочное отверстие с крышкой выполнено на одной из торцевых стенок барабана, который установлен свободно с возможностью вращения на роликах, механически соединенных с электрическим приводом, причем оси вращения роликов параллельны оси вращения барабана, излучатель электромагнитной энергии установлен снаружи барабана около его боковой стенки, барабан, излучатель электромагнитной энергии и источник электромагнитной энергии заключены в корпус, выполненный из электропроводящего материала, снабженный крышкой.The technical problem to be solved in a seed treatment device with an electromagnetic field in its second embodiment, comprising a rotatably mounted drum having a loading hole with a lid and counter-oblique ribs arranged in pairs inside it, an electromagnetic energy emitter that is connected to an electromagnetic energy source, and an electric drive connected to the control unit is achieved by the fact that the side wall of the drum is made of radiolucent material with a thickness that is a multiple of
Figure 00000005
where λ is the wavelength of the oscillation of the source of electromagnetic energy, ε b is the relative dielectric constant of the side wall material, the end walls of the drum are made of electrically conductive material, on the inside of each of which there is a grid of metal conductors parallel to each other and the end surface of the drum, and the distance from mesh to the inner end surface of the drum selected multiple
Figure 00000006
where ε m is the dielectric constant of the material located between the grid of metal conductors and the inner surface of the end wall, and the transverse dimensions of the conductors and the distances between them are chosen much smaller than the wavelength of the oscillation of the electromagnetic energy source, the loading hole with the cover is made on one of the end walls of the drum, which is mounted freely rotatably on rollers mechanically connected to an electric drive, and the axis of rotation of the rollers parallel to the axis of rotation eniya drum electromagnetic energy radiator mounted outside the drum about its lateral wall, a drum, an emitter of electromagnetic energy source and electromagnetic energy are enclosed in a housing made of an electrically conductive material, provided with a lid.

На фиг.1 изображено устройство обработки семян электромагнитным полем по его первому варианту (вид спереди), на фиг.2 - вид сбоку (сечение), на фиг.4 изображено схематически формирование электромагнитного поля внутри барабана по первому варианту. На фиг.3 изображено устройство обработки семян электромагнитным полем по его второму (вид спереди), на фиг.5 изображено схематически формирование электромагнитного поля внутри барабана по второму варианту.Figure 1 shows the device for treating seeds with an electromagnetic field according to its first embodiment (front view), figure 2 is a side view (section), figure 4 shows a diagram of the formation of an electromagnetic field inside the drum according to the first embodiment. Figure 3 shows the device for treating seeds with an electromagnetic field according to its second (front view), figure 5 shows schematically the formation of an electromagnetic field inside the drum according to the second embodiment.

Устройство обработки семян электромагнитным полем по первому и второму вариантам содержит барабан 1, установленный свободно с возможностью вращения на роликах 2, установленных на подшипниках 3 на станине 4. Оси вращения роликов 2 выполнены параллельными оси вращения барабана 1. Барабан изготовлен из радиопрозрачного материала с малой величиной потерь, например из полистирола, и имеет толщину, кратную

Figure 00000007
где λ - длина волны колебания источника электромагнитной энергии, ε б - относительная диэлектрическая проницаемость материала, из которого выполнена боковая стенка барабана 1. Ролики механически соединены с электрическим приводом, состоящим из электродвигателя 5 и редуктора 6. Внутри барабана 1 имеются встречно-наклонные ребра 7 для перемешивания семян при вращении барабана 1. Одна из торцевых стенок 8 барабана 1 выполнена съемной, образующей крышку для загрузки и выгрузки семян, вторая торцевая стенка 9 неподвижно соединена с боковой поверхностью 10 барабана 1. На станине 4 закреплен излучатель электромагнитной энергии 11, соединенный с источником электромагнитной энергии 12 при помощи волновода 13. Источник электромагнитной энергии 12 и электродвигатель 5 при помощи проводников 14 и 15 соединены с блоком управления 18. Источник электромагнитной энергии 12, волновод 13, блок управления 18 и электродвигатель 5 и редуктор 6 выполнены по известным стандартным схемам. Барабан 1, излучатель электромагнитной энергии 13 и источник электромагнитной энергии 12 заключены в корпус 16, снабженный крышкой 17. Корпус 16 установлен на станине 4 и выполнен из металла или диэлектрического материала с металлизированной поверхностью. Источник электромагнитной энергии 12 и электродвигатель 5 присоединены к электрической сети через блок управления 18.The device for treating seeds with an electromagnetic field according to the first and second variants contains a drum 1 mounted freely with the possibility of rotation on rollers 2 mounted on bearings 3 on the bed 4. The axis of rotation of the rollers 2 are parallel to the axis of rotation of the drum 1. The drum is made of a small transparent material loss, for example polystyrene, and has a thickness that is a multiple of
Figure 00000007
where λ is the wavelength of the oscillation of the source of electromagnetic energy, ε b is the relative dielectric constant of the material from which the side wall of the drum 1 is made. The rollers are mechanically connected to an electric drive consisting of an electric motor 5 and a reducer 6. Inside the drum 1 there are counter-inclined ribs 7 for mixing seeds during rotation of the drum 1. One of the end walls 8 of the drum 1 is removable, forming a cover for loading and unloading seeds, the second end wall 9 is fixedly connected to the side surface 10 drum 1. On the bed 4 is mounted an electromagnetic energy emitter 11 connected to a source of electromagnetic energy 12 using a waveguide 13. An electromagnetic source 12 and an electric motor 5 using conductors 14 and 15 are connected to a control unit 18. An electromagnetic energy source 12, a waveguide 13, the control unit 18 and the electric motor 5 and the gearbox 6 are made according to known standard schemes. The drum 1, the emitter of electromagnetic energy 13 and the source of electromagnetic energy 12 are enclosed in a housing 16 provided with a cover 17. The housing 16 is mounted on a bed 4 and is made of metal or dielectric material with a metallized surface. The electromagnetic energy source 12 and the electric motor 5 are connected to the electric network through the control unit 18.

В устройстве для обработки семян электромагнитным полем по его первому варианту торцевые стенки 8 и 9 изготовлены из электропроводящего материала, например из алюминиевых сплавов или из диэлектрического материала с металлизированной внутренней поверхностью (фиг.1). Внутренняя поверхность торцевых стенок барабана выполнена ребристой, причем глубина ребер выбрана кратной λ /4, а ширина ребер и расстояние между ними выбрано значительно меньшими λ /2, где λ - длина волны колебания источника электромагнитной энергии.In the device for treating seeds with an electromagnetic field according to its first embodiment, the end walls 8 and 9 are made of an electrically conductive material, for example, aluminum alloys or a dielectric material with a metallized inner surface (FIG. 1). The inner surface of the end walls of the drum is ribbed, with the depth of the ribs being a multiple of λ / 4, and the width of the ribs and the distance between them selected significantly smaller than λ / 2, where λ is the wavelength of the oscillation of the electromagnetic energy source.

В устройстве для обработки семян электромагнитным полем по его второму варианту торцевые стенки 8 и 9 барабана выполнены из электропроводящего материала, с внутренней стороны каждой из которых установлена сетка из параллельных друг другу и торцевой поверхности барабана 1 металлических проводников 19, причем расстояние от сетки до внутренней торцевой поверхности барабана 1 выбрано кратным

Figure 00000008
где ε m - диэлектрическая проницаемость материала, расположенного между сеткой из металлических проводников 19 и внутренней торцевой поверхностью барабана 1, а поперечные размеры проводников 19 и расстояния между ними выбраны значительно меньшими длины волны колебания источника электромагнитной энергии. Торцевые стенки в устройстве для обработки семян электромагнитным полем по его второму варианту могут быть изготовлены из диэлектрического материала, например полистирола с металлизированными внешней и внутренней поверхностями. Сетка из параллельных друг другу металлических проводников выполняется, например, фотохимическим способом.In the device for treating seeds with an electromagnetic field according to its second embodiment, the end walls 8 and 9 of the drum are made of electrically conductive material, on the inside of each of which there is a grid of metal conductors 19 parallel to each other and the end surface of the drum 1, the distance from the grid to the inner end the surface of the drum 1 is selected as a multiple
Figure 00000008
where ε m is the dielectric constant of the material located between the grid of metal conductors 19 and the inner end surface of the drum 1, and the transverse dimensions of the conductors 19 and the distance between them are chosen significantly less than the wavelength of the oscillation of the electromagnetic energy source. The end walls in the device for treating seeds with an electromagnetic field according to its second embodiment can be made of a dielectric material, for example polystyrene with metallized external and internal surfaces. A grid of metal conductors parallel to each other is performed, for example, by a photochemical method.

Устройство по его первому варианту работает следующим образом. Семена загружают через снятую предварительно крышку 8 в барабан 1, устанавливают барабан 1 на ролики 2, закрывают крышку 17 и через блок управления включают источник электромагнитной энергии. Блок управления обеспечивает управление электродвигателем и включение - выключение источника электромагнитной энергии 12 по определенной программе в зависимости от типа семян и их количества. Например, для семян данного типа и количества требуется обработка в течение времени t, при скорости вращения W1. Алгоритм работы блока управления состоит в следующем: 1) выдается команда на выбор скорости вращения W1, 2) выдается команда на включение электродвигателя, 3) выдается команда на включение источника электромагнитной энергии, 4) по истечении времени t вырабатывается команда на выключение источника электромагнитной энергии и электродвигателя. При этом при включенном источнике электромагнитной энергии 12 происходит ее излучение при помощи излучателя 11, излученная волна воздействует на семена через радиопрозрачную боковую поверхность 10 барабана 1. При выполнении стенки барабана из радиопрозрачного материала толщиной, кратной

Figure 00000009
где λ - длина волны колебания источника электромагнитной энергии, ε б - относительная диэлектрическая проницаемость материала боковых стенок барабана, электромагнитные волны, падающие от излучателя электромагнитной энергии 11 и отраженные от его внешней и внутренней поверхностей взаимно компенсируются. Благодаря этому потери электромагнитной энергии имеют наименьшее возможное значение. Семена при вращении барабана 1 роликами 2 перемешиваются встречно-наклонными ребрами 7. Равномерное распределение поля обеспечивается излучателем, создающим равномерное облучение ближайшей к нему поверхности семян. При вращении барабана 1 за счет перемешивания обрабатываются равномерно семена по всему объему. За счет выполнения торцевых стенок 8 и 9 барабана 1 ребристым происходит дополнительное улучшение равномерности распределения электромагнитного поля внутри барабана 1. Это объясняется следующим образом. В каждую точку внутреннего объема барабана 1 электромагнитные волны поступают по нескольким путям: непосредственно от излучателя электромагнитной энергии 11 и после отражения от торцевых стенок 8, 9 барабана 1 (фиг.3). В результате интерференции в некоторых участках объема барабана 1 эти волны складываются в противофазе, что приводит к появлению областей с недостаточной интенсивностью электромагнитного поля. Семена, находящиеся в указанных областях, не подвергаются необходимой обработке. Поэтому наличие таких областей приводит к увеличению общего времени обработки. При выполнении торцевых стенок ребристыми, отражение волны происходит от внешней поверхности ребер на торцевых стенках 8 при параллельном расположении ребер по отношению к вектору напряженности электрического поля и от внутренней поверхности ребер при перпендикулярной ориентации (см. например Корниенко Л.Г.Теория и техника излучающих и направляющих систем, изд-во ХВУ, Харьков, 1994, стр. 375). При вращении барабана 1 за один оборот дважды происходит изменение ориентации. В результате в каждой точке объема происходит периодическая смена характера интерференции указанных волн и соответственно происходит смена противофазного сложения на синфазное. В результате в среднем за один оборот барабана 1 происходит дополнительное выравнивание распределения электромагнитного поля. Это, в свою очередь, позволяет сократить время обработки. После окончания обработки устройство управления 18 выключает источник электромагнитной энергии 12 и электродвигатель 5. После этого открывают крышку корпуса 17, извлекают барабан 1 с обработанными семенами, разгружают его, помещают в него партию необработанных семян.The device according to its first embodiment works as follows. The seeds are loaded through the previously removed cover 8 into the drum 1, the drum 1 is mounted on the rollers 2, the cover 17 is closed and the source of electromagnetic energy is turned on through the control unit. The control unit provides motor control and on / off switching of the electromagnetic energy source 12 according to a specific program depending on the type of seeds and their quantity. For example, for seeds of this type and quantity treatment is required for a time t at a rotation speed of W 1 . The operation algorithm of the control unit is as follows: 1) a command is issued to select the rotation speed W 1 , 2) a command is issued to turn on the electric motor, 3) a command is issued to turn on the electromagnetic energy source, 4) after the time t has passed, a command is issued to turn off the electromagnetic energy source and electric motor. In this case, when the source of electromagnetic energy 12 is turned on, it is emitted by the emitter 11, the emitted wave acts on the seeds through the radiolucent side surface 10 of the drum 1. When the drum wall is made of radiolucent material with a thickness multiple of
Figure 00000009
where λ is the wavelength of the oscillation of the source of electromagnetic energy, ε b is the relative dielectric constant of the material of the side walls of the drum, electromagnetic waves incident from the emitter of electromagnetic energy 11 and reflected from its outer and inner surfaces are mutually compensated. Due to this, the loss of electromagnetic energy is the least possible value. Seeds during rotation of the drum 1 by the rollers 2 are mixed by counter-inclined ribs 7. A uniform field distribution is provided by the emitter, which creates uniform irradiation of the surface of the seeds nearest to it. When the drum 1 is rotated, the seeds are processed uniformly throughout the volume. Due to the implementation of the end walls 8 and 9 of the drum 1 ribbed, there is an additional improvement in the uniformity of the distribution of the electromagnetic field inside the drum 1. This is explained as follows. At each point in the internal volume of the drum 1, electromagnetic waves arrive in several ways: directly from the emitter of electromagnetic energy 11 and after reflection from the end walls 8, 9 of the drum 1 (Fig. 3). As a result of interference in some parts of the volume of the drum 1, these waves are added in antiphase, which leads to the appearance of regions with insufficient intensity of the electromagnetic field. Seeds located in these areas are not subjected to the necessary processing. Therefore, the presence of such areas leads to an increase in the total processing time. When the end walls are ribbed, the reflection of the wave occurs from the outer surface of the ribs on the end walls 8 with the ribs parallel to the electric field vector and from the inner surface of the ribs with a perpendicular orientation (see, for example, Kornienko L.G. Theory and technique of radiating and guide systems, KhVU publishing house, Kharkov, 1994, p. 375). When the drum 1 rotates in one revolution, a change in orientation occurs twice. As a result, at each point in the volume, a periodic change in the nature of the interference of the indicated waves occurs and, accordingly, the in-phase addition changes to in-phase. As a result, on average, for one revolution of the drum 1 there is an additional equalization of the distribution of the electromagnetic field. This, in turn, reduces processing time. After processing, the control device 18 turns off the source of electromagnetic energy 12 and the electric motor 5. After that, open the lid of the housing 17, remove the drum 1 with the treated seeds, unload it, place a batch of unprocessed seeds in it.

Устройство обработки семян электромагнитным полем по его второму варианту работает следующим образом. Загрузка семян, их обработка электромагнитным полем производится аналогичным первому варианту образом. В устройстве по его второму варианту дополнительное улучшение равномерности распределения электромагнитного поля внутри барабана достигается за счет наличия сетки из металлических проводников, установленной на расстоянии от внутренней поверхности каждой из торцевых стенок 8 и 9 барабана 1. Это объясняется следующим образом. В каждую точку внутреннего объема барабана 1 электромагнитные волны поступают по нескольким путям: непосредственно от излучателя электромагнитной энергии 11 и после отражения от торцевых стенок 8, 9 барабана 1 (фиг.5). При наличии сетки из параллельных друг другу металлических проводников 19 отражение волны происходит от внешней поверхности металлических проводников 19 при параллельном их расположении по отношению к вектору напряженности электрического поля и от внутренней поверхности торцевой стенки при перпендикулярной ориентации (см. например Корниенко Л.Г. Теория и техника излучающих и направляющих систем, изд-во ХВУ, Харьков, 1994, стр. 381). При вращении барабана 1 за один оборот дважды происходит изменение ориентации. В результате в каждой точке объема происходит периодическая смена характера интерференции указанных волн и соответственно происходит смена противофазного сложения на синфазное. В результате в среднем за один оборот барабана 1 происходит дополнительное выравнивание распределения электромагнитного поля.The device for treating seeds with an electromagnetic field according to its second embodiment works as follows. The loading of seeds, their processing by an electromagnetic field is carried out in a manner similar to the first embodiment. In the device according to its second embodiment, an additional improvement in the uniformity of the distribution of the electromagnetic field inside the drum is achieved due to the presence of a grid of metal conductors installed at a distance from the inner surface of each of the end walls 8 and 9 of the drum 1. This is explained as follows. At each point in the internal volume of the drum 1, electromagnetic waves arrive in several ways: directly from the emitter of electromagnetic energy 11 and after reflection from the end walls 8, 9 of the drum 1 (Fig. 5). In the presence of a grid of metal conductors 19 parallel to each other, wave reflection occurs from the outer surface of the metal conductors 19 when they are parallel to the electric field vector and from the inner surface of the end wall with a perpendicular orientation (see, for example, L.G. Kornienko Theory and technology of radiating and directing systems, Publishing House of KhVU, Kharkov, 1994, p. 381). When the drum 1 rotates in one revolution, a change in orientation occurs twice. As a result, a periodic change in the nature of the interference of these waves occurs at each point in the volume, and, accordingly, the antiphase addition changes to in-phase. As a result, on average, for one revolution of the drum 1 there is an additional equalization of the distribution of the electromagnetic field.

Моделирование процессов обработки и испытания изготовленной установки по первому и второму вариантам подтвердили, что сокращение времени за счет ускорения загрузки - выгрузки семян и за счет улучшения равномерности обработки составляет при обработке электромагнитным полем диапазона крайне высоких частот (40 - 60 ГГц) в зависимости от типа семян и объема загрузки не менее 25% по сравнению с прототипом. Выгрузка в прототипе - около 3 минут, загрузка - 2 минуты. Загрузка - выгрузка в заявляемом устройстве 1 минута. Таким образом, при требуемом времени обработки 16 минут выигрыш составляет 25%. Дополнительный выигрыш за счет сокращения времени обработки составляет от 1 до 15%.Modeling of the processing and testing processes of the manufactured installation according to the first and second options confirmed that the reduction in time due to faster loading and unloading of seeds and due to the improvement of the uniformity of processing makes up an extremely high frequency range (40-60 GHz) depending on the type of seeds when the electromagnetic field is processed and a loading volume of at least 25% compared with the prototype. Unloading in the prototype is about 3 minutes, loading is 2 minutes. Download - unloading in the inventive device 1 minute. Thus, with the required processing time of 16 minutes, the gain is 25%. An additional gain due to reduction in processing time is from 1 to 15%.

Claims (2)

1. Устройство для обработки семян электромагнитным полем, содержащее установленный с возможностью вращения барабан, имеющий загрузочное отверстие с крышкой и попарно расположенные внутри него встречно-наклонные ребра, излучатель электромагнитной энергии, который соединен с источником электромагнитной энергии, и электрический привод, подключенные к блоку управления, отличающееся тем, что боковая стенка барабана выполнена из радиопрозрачного материала толщиной, кратной
Figure 00000010
где λ - длина волны колебания источника электромагнитной энергии, εб - относительная диэлектрическая проницаемость материала боковой стенки барабана, торцевые стенки барабана выполнены из электропроводящего материала с ребристой внутренней поверхностью, причем глубина ребер выбрана кратной λ/4, а ширина ребер и расстояние между ними выбрано значительно меньшими λ/2, загрузочное отверстие с крышкой выполнено на одной из торцевых стенок барабана, который установлен свободно с возможностью вращения на роликах, механически соединенных с электрическим приводом, причем оси вращения роликов параллельны оси вращения барабана, излучатель электромагнитной энергии установлен снаружи барабана около его боковой стенки, барабан, излучатель электромагнитной энергии и источник электромагнитной энергии заключены в корпус, выполненный из электропроводящего материала, снабженный крышкой.
1. A device for treating seeds with an electromagnetic field, comprising a rotatably mounted drum having a loading hole with a lid and counter-oblique ribs arranged in pairs inside it, an electromagnetic energy emitter that is connected to an electromagnetic energy source, and an electric drive connected to the control unit characterized in that the side wall of the drum is made of radiolucent material with a thickness that is a multiple of
Figure 00000010
where λ is the wavelength of the oscillation of the source of electromagnetic energy, ε b is the relative dielectric constant of the material of the side wall of the drum, the end walls of the drum are made of an electrically conductive material with a ribbed inner surface, and the depth of the ribs is a multiple of λ / 4, and the width of the ribs and the distance between them are selected significantly smaller than λ / 2, a loading hole with a cover is made on one of the end walls of the drum, which is mounted freely with the possibility of rotation on rollers mechanically connected to an electric drive, with the axis of rotation of the rollers parallel to the axis of rotation of the drum, the electromagnetic energy emitter installed outside the drum near its side wall, the drum, the electromagnetic energy emitter and the electromagnetic energy source are enclosed in a housing made of an electrically conductive material provided with a lid.
2. Устройство для обработки семян электромагнитным полем, содержащее установленный с возможностью вращения барабан, имеющий загрузочное отверстие с крышкой и попарно расположенные внутри него встречно-наклонные ребра, излучатель электромагнитной энергии, который соединен с источником электромагнитной энергии, и электрический привод, подключенные к блоку управления, отличающееся тем, что боковая стенка барабана выполнена из радиопрозрачного материала толщиной, кратной
Figure 00000011
где λ - длина волны колебания источника электромагнитной энергии, λб - относительная диэлектрическая проницаемость материала боковой стенки, торцевые стенки барабана выполнены из электропроводящего материала, с внутренней стороны каждой из которых установлена сетка из металлических проводников, параллельных друг другу и торцевой стенке барабана, причем расстояние от сетки до внутренней поверхности торцевой стенки барабана выбрано кратным
Figure 00000012
где εm - диэлектрическая проницаемость материала, расположенного между сеткой из металлических проводников и внутренней поверхностью торцевой стенки, а поперечные размеры проводников и расстояния между ними выбраны значительно меньшими длины волны колебания источника электромагнитной энергии, загрузочное отверстие с крышкой выполнено на одной из торцевых стенок барабана, который установлен свободно с возможностью вращения на роликах, механически соединенных с электрическим приводом, причем оси вращения роликов параллельны оси вращения барабана, излучатель электромагнитной энергии установлен снаружи барабана около его боковой стенки, барабан, излучатель электромагнитной энергии и источник электромагнитной энергии заключены в корпус, выполненный из электропроводящего материала, снабженный крышкой.
2. A device for treating seeds with an electromagnetic field, comprising a rotatably mounted drum having a loading hole with a lid and counter-inclined ribs arranged in pairs inside it, an electromagnetic energy emitter that is connected to an electromagnetic energy source, and an electric drive connected to the control unit characterized in that the side wall of the drum is made of radiolucent material with a thickness that is a multiple of
Figure 00000011
where λ is the wavelength of the oscillation of the source of electromagnetic energy, λ b is the relative dielectric constant of the side wall material, the end walls of the drum are made of electrically conductive material, on the inside of each of which there is a grid of metal conductors parallel to each other and the end wall of the drum, and the distance from the mesh to the inner surface of the end wall of the drum selected multiple
Figure 00000012
where ε m is the dielectric constant of the material located between the grid of metal conductors and the inner surface of the end wall, and the transverse dimensions of the conductors and the distances between them are chosen much smaller than the wavelength of the oscillation of the electromagnetic energy source, the loading hole with the cover is made on one of the end walls of the drum, which is mounted freely rotatably on rollers mechanically connected to an electric drive, and the axis of rotation of the rollers parallel to the axis of rotation eniya drum electromagnetic energy radiator mounted outside the drum about its lateral wall, a drum, an emitter of electromagnetic energy source and electromagnetic energy are enclosed in a housing made of an electrically conductive material, provided with a lid.
RU2003129259/15A 2003-09-30 2003-09-30 Apparatus for treatment of seeds with electromagnetic field (versions) RU2246814C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003129259/15A RU2246814C1 (en) 2003-09-30 2003-09-30 Apparatus for treatment of seeds with electromagnetic field (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003129259/15A RU2246814C1 (en) 2003-09-30 2003-09-30 Apparatus for treatment of seeds with electromagnetic field (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2246814C1 true RU2246814C1 (en) 2005-02-27

Family

ID=35286213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003129259/15A RU2246814C1 (en) 2003-09-30 2003-09-30 Apparatus for treatment of seeds with electromagnetic field (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2246814C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2694310C1 (en) * 2018-11-28 2019-07-11 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Bunker device for irradiation of seeds or grains with low-frequency electromagnetic radiation
US10420199B2 (en) 2015-02-09 2019-09-17 Applied Quantum Energies, Llc Methods and apparatuses for treating agricultural matter
US10582667B2 (en) 2015-10-12 2020-03-10 Applied Quantum Energies, Llc Methods and apparatuses for treating agricultural matter
WO2023000040A1 (en) * 2021-07-23 2023-01-26 Animal Control Technologies (Australia) Pty Ltd Irradiation of grain or seeds

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940885A (en) * 1975-01-21 1976-03-02 Oscar Sam Gray Process and equipment for treating seeds and product thereof
RU2084101C1 (en) * 1993-06-28 1997-07-20 Чувашский сельскохозяйственный институт Apparatus for presowing treatment of seeds
RU2187920C2 (en) * 2000-11-29 2002-08-27 Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева Seed treatment apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940885A (en) * 1975-01-21 1976-03-02 Oscar Sam Gray Process and equipment for treating seeds and product thereof
RU2084101C1 (en) * 1993-06-28 1997-07-20 Чувашский сельскохозяйственный институт Apparatus for presowing treatment of seeds
RU2187920C2 (en) * 2000-11-29 2002-08-27 Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева Seed treatment apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10420199B2 (en) 2015-02-09 2019-09-17 Applied Quantum Energies, Llc Methods and apparatuses for treating agricultural matter
US11793103B2 (en) 2015-02-09 2023-10-24 Applied Quantum Energies, Llc Methods and apparatuses for treating agricultural matter
US10582667B2 (en) 2015-10-12 2020-03-10 Applied Quantum Energies, Llc Methods and apparatuses for treating agricultural matter
US11337375B2 (en) 2015-10-12 2022-05-24 Applied Quantum Energies, Llc Apparatuses for treating agricultural matter
RU2694310C1 (en) * 2018-11-28 2019-07-11 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Bunker device for irradiation of seeds or grains with low-frequency electromagnetic radiation
WO2023000040A1 (en) * 2021-07-23 2023-01-26 Animal Control Technologies (Australia) Pty Ltd Irradiation of grain or seeds

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9018110B2 (en) Apparatus and methods for microwave processing of semiconductor substrates
Lier et al. Simple hybrid mode horn feed loaded with a dielectric cone
US4221948A (en) Apparatus for subjecting a material to electromagnetic waves
US5517085A (en) Apparatus including ring-shaped resonators for producing microwave plasmas
US4406937A (en) Microwave device for the heat treatment of powdery or granular materials
Mohsen et al. The fundamental of leaky wave antenna
US3715551A (en) Twisted waveguide applicator
RU2246814C1 (en) Apparatus for treatment of seeds with electromagnetic field (versions)
KR101558443B1 (en) Device for applying electromagnetic energy to a reactive medium
US3439143A (en) Microwave oven having a mode stirrer located within the waveguide
EP0961528A2 (en) Device for plasma generation
EP3685425B1 (en) Device for treating a product with microwaves
US2761942A (en) Heating apparatus
US11864298B2 (en) Device for treating a product with microwaves
US20220272801A1 (en) Electromagnetic Reactor
US11369937B2 (en) Electromagnetic reactor
US5523548A (en) Electromagnetic wave heater having a cone-shaped container whose tapered portion is pointed and directed toward the electromagnetic wave generator
US3521019A (en) Microwave heating cavity with a venetian blind mode stirrer
JPS5920992A (en) High frequency heating device
RU2187920C2 (en) Seed treatment apparatus
Osepchuk Sources and basic characteristics of microwave/RF radiation
JPH07318698A (en) Electron beam irradiation device
TWI906276B (en) Microwave treatment device
DE3039886C2 (en) High frequency heater
WO2021233597A1 (en) Microwave treatment device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091001