专利名称：一种烟草种子渗透调节自动控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于植物种子渗透调节处理机械及自动化控制技术领域，具体涉及一种尤其适合于烟草、花卉、牧草等微粒植物种子渗透调节催芽处理的渗透调节自动控制系统及其使用方法。
背景技术：
烟草的种子非常小，1克种子有10000-11000粒，烟叶传统生产育苗播种量的出苗率低，苗期水肥管理难度大、间苗费工，烟苗素质差，且种子出苗的抗逆性弱，易遭受病虫危害。之后便研究出种子催芽包衣技术，即在包衣前将烟草种子催芽，通过先进的技术保持已经处于萌发状态的种子的生物活性，使种子在包衣后仍然保持良好的生命活力，可以提高种子的发芽势和发芽率(中国烟草栽培学274)。美国、巴西、日本等国于20世纪60年代便开始了对烟草种子丸粒化包衣技术的研究，我国于20世纪80年代中后期开始了在烟草种子丸粒化包衣技术方面的研究，并在烟叶生产得以迅速推广应用，之后种子丸粒化包衣技术得到迅猛发展，并形成了一套完整的烟草种子繁育、加工、推广、销售体系。20世纪90 年代末至本世纪初，我国继美国、巴西之后也已研究出研究成功烟草种子催芽包衣技术。催芽包衣技术中的渗透调节是提高种子活力的先进的种子催芽处理技术之一，在抵御吸胀冷害、缩短种子萌发时间、提高幼苗整齐度、提高成苗素质、提高作物产量和品质方面表现出极显著的优越性。其原理是把种子放入水势很低的渗透调节溶液中，迫使种子只能缓慢吸水膨胀，从而更好地完成细胞器及膜系统的一系列修复工作，使种子活力提高，有效地改善作物种子的萌发与生产性能，使出苗快而整齐，幼苗健壮提高种子在吸胀阶段的抗冷性，抗逆性强(渗透调节提高白肋烟种子抵御吸胀冷害能力研究初报杨春雷1等，中国烟草科学 2004,2 :28-29) 0渗透调节处理技术与通常的催芽技术不同的是目前使用的渗透剂主要是聚乙二醇类的高分子物质，因浓度大(10% -20% )、粘性强，因此，在处理过程中，一是必须不停的搅拌，以免种子沉积结块；二是保证有充足的氧气供应；三是处理结束后需反复清洗。1997年湖北省烟草科研所将“烟草种子渗透调节技术”应用于烟草种子包衣加工生产，但在进行烟草种子渗透调节处理时，一直处于小作坊阶段，即采取室内空调控制水温、 金鱼泵供气、人工每10分钟翻动一次种子、漂洗池清洗、洗衣机脱水机脱水。人工操作不仅工序麻烦、费工费时，而且工艺粗放，无法严格控制各工艺环节的处理技术参数，从而不同程度的影响了处理效果。2009年公开的“自动化浸种催芽装置”(公开号101569254)主要适合烟草种子的常规催芽处理，缺少渗透调节催芽处理必不可少的搅拌装置、清洗装置以及浸种笼等装置，完全不适合渗透调节催芽处理技术工艺要求。为此，研制发明一套完备的烟草种子渗透调节自动控制处理系统，对减少劳动强度、节省工作时间、严格控制各处理技术参数、提高种子处理效果等具有十分主要的现实意义和实用价值。
发明内容[0004]本实用新型提供一种自动化控制、自动报警，可以实现种子渗透调节处理全过程的一种烟草种子渗透调节自动控制系统及其使用方法，特别适合于烟草、花卉、牧草等体积小、质量轻的小型种子的工厂化渗透调节浸种生产。所述一种烟草种子渗透调节自动控制系统包括种子渗透调节装置和计算机控制装置，种子渗透调节装置包括浸种装置、自动供氧系统、脱水系统、自动供水及清洗系统、水温加热循环系统和固定支架；计算机控制装置由人工远程控制装置和可编程控制器组成； 浸种装置包括设在固定支架上的带有视窗浸种罐、罐盖升降装置、搅拌装置和设在浸种罐内的网状浸种笼，在网状浸种笼内设有布袋，布袋内设有与其形状相同的栅栏状支撑架，罐盖升降装置和搅拌装置都设置在罐盖上；在浸种罐底部设有与脱水系统连通的第一排水管和与水温加热循环系统的冷水进水端连通的出水管，在第一排水管上设有第一出水电磁阀，侧壁设有与水温加热循环系统出水端连通的进水管，在罐盖上开设有使自动供水及清洗系统和自动供氧系统与浸种罐连通的通孔；所述计算机控制装置的信号输出端分别与自动供氧系统、脱水系统、自动供水及清洗系统、水温加热循环系统、罐盖升降装置和搅拌装置的信号出入端连接。所述自动供氧系统包括打气泵，打气泵的气管通过罐盖上的其中一个通孔伸入浸种罐内底部，且气管与罐盖接触位置通过密封件密封，在气管上设有气压表，末端设有使灌内均勻供氧的供氧环，可编程控制器的信号输出端与打气泵的信号输入端连接。所述脱水系统包括储气罐和真空泵，在第一排水管的第一出水电磁阀上方设有第一三通接头，储气罐的进气管通过第一三通接头与第一排水管连通，吸气管与真空泵的吸气端连接，在储气罐的进气管上设有第二出水电磁阀，在储气罐的底部设有第二排水管，在第二排水管上设有第三出水电磁阀，可编程控制器的信号输出端分别与真空泵、第二出水电磁阀和第三出水电磁阀的信号输入端连接。所述自动供水及清洗系统包括与外源水管连通的清洗进水管和花洒喷头，花洒喷头设置在罐盖上的其中一个通孔处，其喷洒面朝向浸种罐内，并通过密封件密封，清洗进水管的出水端与花洒喷头的进水端连接，在清洗进水管上设有第一进水电磁阀，可编程控制器的信号输出端与第一进水电磁阀的信号输入端连接。所属水温加热循环系统包括安装在固定支架上的循环泵、自动加热器和设置在浸种罐内的水温感应器，循环泵一端与浸种罐底部的出水管连通，另一端通过第二三通接头分别与外源进水管和自动加热器的进水管连通，自动加热器的出水端分别与浸种罐的侧进水管和高温排水管连通，在外源进水管上设有第二进水电磁阀，可编程控制器的信号输出端分别与循环泵、水温感应器、自动加热器和第二进水电磁阀的信号输入端连接。所述罐盖升降装置包括安装在固定支架上的升降电机和升降滑道，升降电机的升降轴通过升降连接板与罐盖连接，升降连接板的另一端嵌入升降滑道的滑道中，并可沿着滑道上下滑动，可编程控制器的信号输出端与升降电机的信号输入端连接。所述搅拌装置由搅拌电机和搅拌轴组成，搅拌电机设在罐盖上部，搅拌轴与搅拌电机的输出端连接，在搅拌轴的搅拌端设有多个齿状和片状搅拌桨，计可编程控制器的输出端与搅拌电机的信号输入端连接。本实用新型的有益效果(1)、采用本渗透调节处理系统由于处理的各项技术参数控制严格，烟草种子的发芽势、发芽率均显著提高，特别是种子在低温条件下，发芽势、发芽率提高更大。(2)、渗透调节处理的水温控制在20°C -30°C为宜。(3)、采用本渗透调节自动处理系统，减少了人工操作，节省成本费用8.00-10.00 元 /kg,。本实用新型具有水量、水温、搅拌、供氧、清洗、脱水等种子渗透调节催芽处理全过程的自动化控制、自动化报警，种子处理均勻、质量稳定，节省人力、时间、场地等优点，特别适合于烟草、花卉、牧草等体积小、质量轻的小型种子的工厂化渗透调节浸种生产。
图1是本实用新型中渗透调节装置的结构示意图，图2是本实用新型中渗透调节系统的计算机控制原理图，图3是本实用新型的工艺流程图，图4是本实用新型中渗透调节系统的计算机控制系统示意图，图5是本实用新型中渗透调节系统的搅拌装置结构示意图，图6是本实用新型中渗透调节系统的浸种笼的结构示意图。图中1-浸种罐，1-1-罐盖，2-网状浸种笼，3-布袋，4-栅栏状支撑架，5_升降电机，6-升降滑道，7-打气泵，8-气管，9-气压表，10-清洗进水管，11-第一进水电磁阀， 12-花洒喷头，13-循环泵，14-自动加热器，15-水温感应器，16-第二进水电磁阀，17-出水管，18-第二三通接，19-外源进水管，20-自动加热器的进水管，21-侧进水管，22-高温排水管，23-储气罐，23-1-进气管，23-2-吸气管，24-真空泵，25-第一排水管，26-供养环， 27-第一三通接头，28-第一出水电磁阀，29-第二出水电磁阀，30-第二排水管，31-第三出水电磁阀，32-升降连接板，33-搅拌桨，34-搅拌电机，35-搅拌轴，36-固定支架，37-可编程控制器，38-人工远程控制装置。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。图1、2、4、6中，所述一种烟草种子渗透调节自动控制系统，其特征在于所述控制系统包括种子渗透调节装置和计算机控制装置，种子渗透调节装置包括浸种装置、自动供氧系统、脱水系统、自动供水及清洗系统、水温加热循环系统和固定支架36 ；计算机控制装置由人工远程控制装置38和可编程控制器37组成；浸种装置包括设在固定支架36上的带有视窗浸种罐1、罐盖升降装置、搅拌装置和设在浸种罐内的网状浸种笼2，在网状浸种笼2 内设有布袋3，布袋3内设有与其形状相同的栅栏状支撑架4，罐盖升降装置和搅拌装置都设置在罐盖1-1上；在浸种罐1底部设有与脱水系统连通的第一排水管25和与水温加热循环系统的冷水进水端连通的出水管17，在第一排水管25上设有第一出水电磁阀观，侧壁设有与水温加热循环系统出水端连通的进水管21，在罐盖1-1上开设有使自动供水及清洗系统和自动供氧系统与浸种罐1连通的通孔；所述可编程控制器37的信号输出端分别与自动供氧系统、脱水系统、自动供水及清洗系统、水温加热循环系统、罐盖升降装置和搅拌装置的信号出入端连接。所述自动供氧系统包括打气泵7，打气泵7的气管8通过罐盖1-1上的其中一个通
6孔伸入浸种罐1内底部，且气管8与罐盖1-1接触位置通过密封件密封，在气管8上设有一气压表9，末端设有使灌内均勻供氧的供氧环沈，可编程控制器37的信号输出端与打气泵 7的信号输入端连接。所述脱水系统包括储气罐23和真空泵M，在第一排水管25的第一出水电磁阀观上方设有第一三通接头27，储气罐23的进气管23-1通过第一三通接头27与第一排水管 25连通，吸气管23-2与真空泵M的吸气端连接，在储气罐的进气管23-1上设有第二出水电磁阀四，在储气罐23的底部设有第二排水管30，在第二排水管30上设有第三出水电磁阀31，可编程控制器37的信号输出端分别与真空泵M、第二出水电磁阀四和第三出水电磁阀31的信号输入端连接。所述自动供水及清洗系统包括与外源水管连通的清洗进水管10和花洒喷头12， 花洒喷头12设置在罐盖1-1上的其中一个通孔处，其喷洒面朝向浸种罐内，并通过密封件密封，清洗进水管10的出水端花洒喷头12的进水端连接，在清洗进水管10上设有第一进水电磁阀11，可编程控制器37的信号输出端与第一进水电磁阀11的信号输入端连接。水温加热循环系统包括安装在固定支架36上的循环泵13、自动加热器14和设置在浸种罐1内的水温感应器15，循环泵13 —端与浸种罐1底部的出水管17连通，另一端通过第二三通接头18分别与外源进水管19和自动加热器14的进水管20连通，自动加热器14的出水端分别与浸种罐1的侧进水管21和高温排水管22连通，在外源进水管19上设有第二进水电磁阀16，可编程控制器37的信号输出端分别与循环泵13、水温感应器15、 自动加热器14和第二进水电磁阀16的信号输入端连接。所述罐盖升降装置包括安装在固定支架上的升降电机5和升降滑道6，升降电机5 的升降轴通过升降连接板32与罐盖1-1连接，升降连接板32的另一端嵌入升降滑道6的滑道中，并可沿着滑道上下滑动，可编程控制器37的信号输出端与升降电机5的信号输入端连接。 图5中，所述搅拌装置由搅拌电机34和搅拌轴35组成，搅拌电机34设在罐盖1_1 上部，搅拌轴35与搅拌电机34的输出端连接，在搅拌轴35的搅拌端设有多个齿状和片状搅拌桨33，可编程控制器37的输出端与搅拌电机5的信号输入端连接。实施例一种上述烟草种子渗透调节自动控制系统对IOKg烟草种子进行渗透调节，如图3，分为以下五个阶段(1)渗调剂的溶解阶段，具体步骤如下a、将罐盖1-1的紧固螺栓拧下，松开气管8和清水进水管10，接通电源，计算机控制装置控制升降电机5将罐盖1-1提升至高于浸种笼1罐体合适的高度；b.取下搅拌轴35、供氧环沈、罐内的气管8，向浸种罐1内倒入IOkg渗调剂，注水 50kg；c、装上搅拌轴35、供氧环沈、罐内的气管8，计算机控制系统控制升降电机5带动罐盖1沿着升降滑道6下降盖严，同时通过螺栓将其与罐体固定，并将气管8和清水进水管 10固定；d.通过通过人工远程控制装置38设定水温45-50°C，搅拌时间20_30分钟，搅拌电机34转速50-60转/分钟，进气量0. 5-0. SMPa ；最佳数据为温度45°C，搅拌电机34转速 60转/分钟，搅拌时间30分钟，进气量0. 8MPa ；[0038]e、确定渗调剂完全溶解，停止搅拌、供气，关闭电源；(2)、浸种处理阶段，具体步骤如下a、将罐盖的紧固螺栓拧下，松开气管8和清水进水管10，接通电源，计算机控制系统控制升降电机5将罐盖1-1提升至高于浸种笼合适的高度；b.取下搅拌轴35、供氧环沈罐内气管8，先将布袋3和栏栅内支撑架4放入网状浸种笼2中，再将网状浸种笼2及其内部的放入浸种罐1内，向倒入种子IOkg ；C、装上搅拌轴35、供氧环沈、罐内气管8，计算机控制装置控制升降电机5带动罐盖1沿着升降滑道6下降盖严，同时通过螺栓将其与罐体固定，并将气管8和清水进水管10 固定；d、通过人工远程控制装置38设定浸种时间72-75小时，水温25_30°C，搅拌装置的转速20-25转/分钟，进气量0. 05-0. 08MPa ；清洗时间20-30分钟，搅拌装置的转速20-25 转/分钟，进气量0. 05-0. 08Mpa ；脱水时间10分钟、进气量0. 5-0. 8Mpa ；最佳数据为浸种时间72小时，水温25 V，搅拌电机34的转速25转/分钟，进气量0. OSMPa ；同时设定清洗时间30分钟、搅拌电机34的转速25转/分钟，进气量0. 08Mpa，设定脱水时间10分钟(其中增压排水5分钟、真空抽水5分钟)、进气量0. 5-0. 8Mpa ；e、浸种，点按可编程控制器37控制面板上的“开始”按钮，打开第一进水电磁阀 11，花洒喷头12灌向浸种罐1内注入水，至IOOkg水位(即10%的计划渗调液浓度)第一进水电磁阀11关闭，自动加热器14、循环泵13、搅拌电机34、打气泵7，按设定程序进行种子浸种处理，当达到设定的时间时，计算机控制装置内置报警器报警(在人工远程控制装置38和可编程控制器37内都设有报警器)提示，5秒钟后，可编程控制器37自动进入下一程序；(3)、清洗阶段，浸种阶段结束后，电脑控制装置自动打开第一进水电磁，11和第一出水电磁阀观，花洒喷头12灌向浸种罐1内注入清水，搅拌装置、自动供氧装置继续工作， 罐内废水(渗透液)由第一出水管25排出，当达到设定的时间时，计算机控制装置内置报警器报警提示，5秒钟后，可编程控制器37自动进入下一程序；(4)、种子脱水阶段，清洗阶段结束后，可编程控制器37执行增压排水程序，即自动关闭第一进水电磁阀11停止罐内1注水，自动供氧装置继续工作罐内增压(加速排水)， 5分钟后，可编程控制器37执行真空抽水程序，即自动关闭第一出水电磁阀观、打气泵7、花洒喷头12停止灌内注清水，同时打开脱水系统，将种子表面的水分脱尽，可编程控制器37 控制第二出水电磁阀四打开，真空泵M将罐内种子表面的水分脱尽，5分钟后，自动打开储气罐23底部的第二出水电磁阀31，放完灌内积水，计算机控制装置内置报警器报警提示，5 秒钟后，可编程控制器37自动关闭所有程序；(6)、取出种子阶段，浆罐盖1-1的紧固螺栓拧下，松开气管8和清水进水管10，接通电源，通过计算机控制装置控制升降装置将罐盖1-1提升至合适高度，取下搅拌轴35、供氧环沈、罐内气管8，取出栏栅内支撑架4，提出装有种子的布袋3，结束渗透调节处理程序。在渗调剂溶解阶段和浸种处理阶段，可编程控制器37开启循环泵13，罐内冷水经灌底出水管由循环泵13泵入自动加热器14，再经浸种罐1的侧进水管21注入罐体内，实现水循环，水温感应器15将探测到的罐内实际水温信号输入可编程控制器37，可编程控制器 37对水温感应器15探测到的实际水温与设定水温进行计算比对(一般水温上下限设定为设定水温的士2°C )，当实际水温低于设定下限水温时，开启自动加热器14，当实际水温高于设定上限水温时，计算机控制装置内置蜂鸣报警器报警，可编程控制器37关闭自动加热器14、开启第二进水电磁阀16、外源冷水进入自动加热器14内，热水由自动加热器14上端的高温排水管22排除。本实用新型的使用效果以室内空调控制水温、金鱼泵供气、人工每10分钟翻动一次种子、漂洗池清洗、洗衣机脱水机脱水为对照；烟草种子渗透调节自动控制系统设 15°C、20°C、25°C、30°C、35°C五个水温度处理、浸种时间72小时，搅拌转速25转/分钟，进气量0. 08MPa ；清洗时间30分钟；脱水时间10分钟。1、处理结束后直接发芽试验结果采用本系统自动处理水温控制20°C -30°C，种子的发芽率明显提高，最佳水温 20°C，发芽率提高2个百分点。详见表1。表1处理后直接发芽试验结果
权利要求1.一种烟草种子渗透调节自动控制系统，其特征在于所述控制系统包括种子渗透调节装置和计算机控制装置，种子渗透调节装置包括浸种装置、自动供氧系统、脱水系统、自动供水及清洗系统、水温加热循环系统和固定支架(36)，计算机控制装置由人工远程控制装置(38)和可编程控制器(37)组成；浸种装置包括设在固定支架(36)上的浸种罐(1)、 罐盖升降装置、搅拌装置和设在浸种罐内的网状浸种笼O)，在网状浸种笼O)内设有布袋 (3)，布袋(3)内设有与其形状相同的栅栏状支撑架G)，罐盖升降装置和搅拌装置都设置在罐盖(1-1)上；在浸种罐(1)底部设有与脱水系统连通的第一排水管0 和与水温加热循环系统的冷水进水端连通的出水管(17)，在第一排水管0 上设有第一出水电磁阀 ( )，侧壁设有与水温加热循环系统出水端连通的进水管(21)，在罐盖(1-1)上开设有使自动供水及清洗系统和自动供氧系统与浸种罐(1)连通的通孔；所述可编程控制器(37)的信号输入端与人工远程控制装置(38)的信号输出端连接，可编程控制器(37)的信号输出端分别与自动供氧系统、脱水系统、自动供水及清洗系统、水温加热循环系统、罐盖升降装置和搅拌装置的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种烟草种子渗透调节自动控制系统，其特征在于所述自动供氧系统包括打气泵(7)，打气泵(7)的气管(8)通过罐盖(1-1)上的其中一个通孔伸入浸种罐(1)内底部，且气管(8)与罐盖(1-1)接触位置通过密封件密封，在气管(8)上设有一气压表(9)，末端设有使浸种罐(1)内均勻供氧的供养环(沈)，可编程控制器(37)的信号输出端与打气泵(7)的信号输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种烟草种子渗透调节自动控制系统，其特征在于所述脱水系统包括储气罐(23)、真空泵(M)，在第一排水管0 的第一出水电磁阀08)上方设有第一三通接头(27)，储气罐的进气管03-1)通过第一三通接头(XT)与第一排水管 (25)连通，吸气管03-2)与真空泵04)的吸气端连接，在储气罐的进气管03-1)上设有第二出水电磁阀( )，在储气罐的底部设有第二排水管(30)，在第二排水管(30)上设有第三出水电磁阀(31)，可编程控制器(37)的信号输出端分别与真空泵(M)、第二出水电磁阀09)和第三出水电磁阀(31)的信号输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种烟草种子渗透调节自动控制系统，其特征在于所述自动供水及清洗系统包括与外源水管连通的清洗进水管(10)和花洒喷头(12)，花洒喷头 (12)设置在罐盖(1-1)上的其中一个通孔处，其喷洒面朝向浸种罐内，并通过密封件密封， 清洗进水管(10)的出水端与花洒喷头(1 的进水端连接，在清洗进水管(10)上设有第一进水电磁阀(11)，可编程控制器(37)的信号输出端与第一进水电磁阀(11)的信号输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种烟草种子渗透调节自动控制系统，其特征在于所述水温加热循环系统包括安装在固定支架(36)上的循环泵(1 、自动加热器(14)和设置在浸种罐(1)内的水温感应器(15)，循环泵(13) —端与浸种罐(1)底部的出水管(17)连通， 另一端通过第二三通接头(18)分别与外源进水管(19)和自动加热器(14)的进水管OO) 连通，自动加热器(14)的出水端分别与浸种罐(1)的侧进水管和高温排水管02)连通，在外源进水管(19)上设有第二进水电磁阀(16)，可编程控制器(37)的信号输出端分别与循环泵(13)、水温感应器(15)、自动加热器(14)和第二进水电磁阀(16)的信号输入端连接。
6.根据权利要求1所述的一种烟草种子渗透调节自动控制系统，其特征在于所述罐盖升降装置包括安装在固定支架(36)上的升降电机(5)和升降滑道(6)，升降电机(5)的升降轴通过升降连接板(3 与罐盖(1-1)连接，升降连接板(3 的另一端嵌入升降滑道 (6)的滑道中，并可沿着滑道上下滑动，可编程控制器(37)的信号输出端与升降电机(5)的信号输入端连接。
7.根据权利要求1所述的一种烟草种子渗透调节自动控制系统，其特征在于所述搅拌装置由搅拌电机(34)和搅拌轴(3 组成，搅拌电机(34)设在罐盖(1-1)上部，搅拌轴 (35)与搅拌电机(34)的输出端连接，在搅拌轴(3 的搅拌端设有多个齿状和片状搅拌桨 (33)，可编程控制器(37)的信号的输出端与搅拌电机(34)的信号输入端连接。
专利摘要本实用新型提供一种烟草种子渗透调节自动控制系统。所述控制系统包括人工远程控制装置、可编程控制器、浸种装置、自动供氧系统、脱水系统、自动供水及清洗系统、水温加热循环系统和固定支架；浸种装置包括设在固定支架上的带有视窗浸种罐、罐盖升降装置、搅拌装置和设在浸种罐内的网状浸种笼，在网状浸种笼内设有布袋，布袋内设有与其形状相同的栅栏状支撑架；所述可编程控制器的信号输出端分别与自动供氧系统、脱水系统、自动供水及清洗系统、水温加热循环系统、罐盖升降装置和搅拌装置的信号输入端连接。本实用新型自动控制种子处理均匀、质量稳定，省时省力，适合于烟草、花卉、牧草等体积小、质量轻的小型种子的工厂化渗透调节浸种生产。
文档编号A01C1/02GK202151045SQ201120239679
公开日2012年2月29日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者张俊杰, 彭灏, 徐世平, 李宗平, 杨春雷, 王文明, 蔡广辉, 郭宇龙, 陈茂胜 申请人:湖北省烟草科研所