常压下介质阻挡放电振动均匀布料等离子体种子处理机的制作方法

本发明属于农业机械技术领域，具体为一种常压下介质阻挡放电振动均匀布料等离子体种子处理机。

背景技术：

种子是一种重要的农业生产资料，是具有生命的有机体。种子的活力影响植株的整个生命周期，然而种子休眠、生理老化导致的种子活力低下问题一直是种子科学关注的热点与难点的问题。国家牧草产业技术体系为解决这一问题，农业生产中一般对种子进行播前处理，以此来获得颗粒大小均匀一致、饱满健壮和无菌防病的优质种子。常用的种子播前处理方式有化学、生物和物理的处理方法。其中化学处理方法易产生药害破坏土壤环境，危害人体健康，而且不能提高种子的整体抗病、抗寒、抗旱等性能；生物处理方法成本高、效果差，使用环境具有诸多局限性。随着人们对环保意识的不断增强，保护生态环境、无污染的物理技术处理种子方法开始得到应用，以物理手段为播前处理促进种子活力的新型农业技术应运而生，并成为了未来的发展趋势。

等离子体是物质存在的第四种状态，由完全或部分电离的导电气体组成，在其空间内含有丰富的高活性原子、分子、离子和自由基等粒子。以高压不均匀电场引发的气体放电是实验室常用的获得放电等离子体的方法，其过程产生大量高能电子、离子、自由基、分子(臭氧、过氧化氢等)、紫外辐射以及强电场等理化效应。等离子体种子处理技术作为种子播前处理中的物理方法代表方式之一，是新型农业增产技术。主要是通过激活种子内源物质来提高作物的抗逆性，从而提高作物产量。该技术可使作物在整个生育周期中都具有良好的生长优势，对作物生长产生了积极的效果。另外，这项处理技术的成本也远低于传统的化学处理、生物处理等方法，在环境保护方面和种子活性方面，也有足够的保障。

技术实现要素：

本发明的目的是设计一种常压条件下的介质阻挡放电等离子体种子均匀处理机，可实现在常温常压条件下产生等离子体处理种子。处理前通过喂料装置进行精确喂料，然后通过振动均匀布料装置实现种子自动铺平均匀并向前输送，实现大气压下连续作业，批量生产。

本发明提供了一种常压下介质阻挡放电振动均匀布料等离子体种子处理机，其特征在于，由喂料装置、振动均匀布料装置、种子输送装置、介质阻挡放电等离子体发生系统、种子收集装置和机架组成，其中喂料装置、均匀布料装置、种子输送装置和介质阻挡放电等离子体发生系统均安装于机架上，种子收集装置设置于机架内，喂料装置位于振动均匀布料装置的正上方，振动均匀布料装置和种子收集装置分别位于种子输送装置的两端，种子输送装置中种子输送带的穿过介质阻挡放电等离子体发生系统；

所述振动均匀布料装置由槽体、槽体支架、衔铁、主振弹簧、底座、支撑弹簧、电磁铁安装座和电磁铁组成，其中槽体固接于槽体支架上，底座固接于机架上方，底座上设有三个基座，其中前后两个基座上分别通过主振弹簧和支撑弹簧与槽体支架相连，中间的基座上固接有前侧开口的电磁铁安装座，电磁铁设置于电磁铁安装座内；衔铁固接于槽体支架下方且位于电磁铁的正前方。

所述喂料装置由料仓、槽轮与漏斗安装板、槽轮装置、转轴、槽轮端盖、排种漏斗和减速电机组成，其中减速电机和两块平行设置的排种漏斗安装板均栓接于机架上，槽轮装置和设置于槽轮装置下方的两个排种漏斗均与漏斗安装板固接；槽轮装置与其上方装有待处理种子的料仓栓接，槽轮装置的转轴通过联轴器与减速电机相连；转轴与设置于槽轮装置两端的槽轮端盖轴承连接。

所述种子输送装置包括：铝型材机架、带轮、带轮驱动系统、带轮支架和种子输送带，其中铝型材机架水平安装于机架上，四个带轮支架安装于铝型材机架上方，两个平行设置的带轮均与两个带轮支架转动连接；种子输送带套装于带轮外，种子输送带的上部穿过介质阻挡放电等离子体发生系统中两电极板之间的区域；带轮驱动系统安装于一个带轮中。

所述介质阻挡放电等离子体发生系统包括：能够激发产生等离子的射频电源、两电极板、屏蔽层和绝缘支架，其中两电极板包括独立接地的上极板和与射频电源相连的下极板组成，在两电极板外侧均设置有屏蔽层，屏蔽层和两电极板都通过电极板固定螺栓平行固定于两侧的绝缘支架上，射频电源放置与地面上或者安装于机架上，上极板和下极板之间的间距通过电极板固定螺栓进行调节。

所述种子收集装置包括：两块种子收集侧壁、种子收集后壁和收集盒；其中两块种子收集侧壁和种子收集后壁固接于铝型材机架上，两块种子收集侧壁呈夹角倾斜设置，收集盒放置于种子收集侧壁下方的地面上。

所述槽体的出口端向下倾斜。

本发明的有益效果在于：

1.介质阻挡放电等离子体种子处理装置采用介质阻挡放电的发生形式，不需要真空环境，可在常温常压条件下处理种子，降低成本；

2.介质阻挡放电等离子体种子处理装置的喂料装置结构简单、喂料量稳定、喂料均匀性好以及可以根据控制槽轮转速来准确控制喂料数量；

3.布料过程采用电磁振动布料的形式，使种子在布料过程中自动铺平均匀，且通过调整，可以仅将一排种子送入输送装置中；从而提高等离子体对种子的处理效果。

4.极板间距可以根据不同种子的类型、大小调整，能处理多种类型的种子；

5.处理过程中介质阻挡放电等离子体发生电压和种子处理时间可调。

6.处理过程无需间断，能够连续批量生产。

附图说明

图1为本发明一种常压下介质阻挡放电振动均匀布料等离子体种子处理机实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中喂入装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中振动均匀布料装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中振动均匀布料装置另一视角的结构示意图；

图5为本发明实施例中种子输送装置和介质阻挡放电等离子体发生系统的侧视图；

图6为本发明实施例中种子输送装置和介质阻挡放电等离子体发生系统的结构示意图。

其中：

1-喂料装置，2-均匀布料装置，3-种子输送装置，4-介质阻挡放电等离子体发生系统，5-种子收集装置，6-机架，11-料仓，12-槽轮与漏斗安装板，13-槽轮装置，14-转轴，15-槽轮端盖，16-排种漏斗，17-减速电机，21-槽体，22-槽体支架，23-衔铁，24-主振弹簧，25-底座，26-支撑弹簧，27-电磁铁安装座，28-基座，34-铝型材机架，35-带轮驱动系统，36-带轮，37-带轮支架，38-种子输送带，39-屏蔽层，40-上极板，41-绝缘支架，42-电极板固定螺栓，43-下极板，44-种子收集侧壁，45-种子收集后壁。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示的本发明实施例，包括：喂料装置1、振动均匀布料装置2、种子输送装置3、介质阻挡放电等离子体发生系统4、种子收集装置5以及机架6，其中，喂料装置1、均匀布料装置2、种子输送装置3和介质阻挡放电等离子体发生系统4均安装于机架6上，种子收集装置5设置于机架6内部，喂料装置1位于振动均匀布料装置2的正上方，振动均匀布料装置2和种子收集装置5分别位于种子输送装置3的两端，种子输送装置3中种子输送带38的穿过介质阻挡放电等离子体发生系统4。

本实施例还包括与喂料装置1中减速电机17、振动均匀布料装置2中电磁铁、种子输送装置3中带轮驱动系统35和介质阻挡放电等离子体发生系统4中射频电源这些电路部分相连的控制系统以及电源。

如图1和图2所示的喂料装置1由料仓11、槽轮与漏斗安装板12、槽轮装置13、转轴14、槽轮端盖15、排种漏斗16和减速电机17组成，其中减速电机17和两块平行设置的排种漏斗16安装板12均栓接于机架6上，槽轮装置13和设置于槽轮装置13下方的两个排种漏斗16均与漏斗安装板12固接；槽轮装置13与其上方装有待处理种子的料仓11栓接，槽轮装置13的转轴14通过联轴器18与减速电机17相连；转轴14与设置于槽轮装置13两端的槽轮端盖15轴承连接。

当减速电机转动时，动力通过联轴器18传递给转轴14，最终由转轴14带动槽轮装置13内的槽轮(图中未示出)一起运动将种子精准喂入下方并排设置的两个排种漏斗16中。

如图1、图3和图4所示的振动均匀布料装置2由槽体21、槽体支架22、衔铁23、主振弹簧24、底座25、支撑弹簧26、电磁铁安装座27和电磁铁组成，其中槽体21固接于槽体支架22上，底座25固接于机架6上方，底座25上设有三个基座28，其中前后两个基座28上分别通过主振弹簧24和支撑弹簧26与槽体支架22相连，中间的基座28上固接有前侧开口的电磁铁安装座27，电磁铁(图中未示出)设置于电磁铁安装座27内；衔铁23固接于槽体支架22下方且位于电磁铁的正前方。

由于衔铁23与电磁铁面对面安装，在电磁铁通电时衔铁23能够被吸引过来；在工作时，当电磁铁通过单相半波整流的电流进行激振时，电磁线圈上有电流通过，导致衔铁23与电磁铁之间产生脉冲电磁力而相互吸引；同时由于衔铁23的拉扯槽体21受力向后运动，主振弹簧24和支撑弹簧26均发生形变存储一定的势能；在电压通过副半周时，脉冲力消失，主振弹簧24和支撑弹簧26释放储存的势能，衔铁23反向离开，使得槽体21向前运动，当槽体21达到振幅位置之后由于惯性又向后运动，由此槽体21实现不停的往复振动，从而带动种子在水平的槽体21上振动均匀并向前输送。

在本实施例中，为了提高振动均匀布料装置对种子的输送能力，槽体21的出口端向下倾斜安装，倾斜角度为10°；

在本实施例中，电磁式振动机一采用高频率小振幅，振幅为3000次min，振动幅度为0.5～1mm，每周期衔铁23与电磁铁的吸引速度远小于离开的速度，从而保证每次仅有一排玉米种子飞离槽体21，并落至种子输送装置3上进行后续的处理，种子在料槽上的实际输送速度vm为0～0.2m/s，速度差越大则种子呈单排的效果越好。

如图1、图5和图6所示的种子输送装置3包括铝型材机架34、带轮36、带轮驱动系统35、带轮支架37和种子输送带38，其中铝型材机架34水平安装于机架6上，四个带轮支架37安装于铝型材机架34上方，两个平行设置的带轮36均与两个带轮支架37转动连接；种子输送带38套装于带轮36外，种子输送带38的上部穿过介质阻挡放电等离子体发生系统4中两电极板之间的区域；带轮驱动系统35安装于一个带轮36中；由振动均匀布料装置2落下的种子随着种子输送带38上的种子随输送带向前移动，至输送带末端并落入种子收集装置5中，将种子进行收集。

在本实施例中，带轮驱动系统35为带轮驱动电机，且安装于靠近振动均匀布料装置2一侧的带轮36中。

如图1、图5和图6所示的介质阻挡放电等离子体发生系统4包括：能够激发产生等离子的射频电源(图中未示出)、两电极板、屏蔽层39和绝缘支架41，其中两电极板包括独立接地的上极板40和与射频电源相连的下极板43组成，在两电极板外侧均设置有屏蔽层39，屏蔽层39和两电极板都通过电极板固定螺栓42平行固定于两侧的绝缘支架41上，射频电源放置与地面上或者安装于机架上，上极板40和下极板43之间的间距可以通过电极板固定螺栓42进行调节。

在本实施例中，两电极板均由高导电性铝合金制成，绝缘支架41由绝缘耐高温材料制成，以防止电极板与铝型材机架34产生辉光放电现象；

在本实施例中，两电极板间的距离为2mm至15mm可调。

如图1、图5和图6所示的种子收集装置5，包括：两块种子收集侧壁44、种子收集后壁45和收集盒(图中未示出)；其中两块种子收集侧壁44和种子收集后壁45固接于铝型材机架34上，两块种子收集侧壁44呈夹角倾斜设置，收集盒放置于种子收集侧壁44下方的地面上。

本实施例的工作方式包括以下步骤：

步骤一，将待处理的种子添加到本实施例的料仓11中；

步骤二，减速电机17驱动槽轮装置13转动，将种子通过排种漏斗16准确落入振动均匀布种装置2的槽体21中部；

步骤三，对电磁铁输入单项半波整流电流，使电磁铁产生周期变化的电磁力带动槽体21往复运动实现种子自动铺平均匀并向前输送；

步骤四，单排种子由槽体21甩出并落在输送带38上后沿种子落在输送带38前进，进入上极板40和下极板43之间的处理区域；

步骤五，输送带38作为阻挡介质，在介质阻挡放电发生系统中产生持续稳定的等离子体，等离子体对铺平均匀的种子进行处理；

步骤六，处理过的种子沿输送带38继续前进，并在输送带38末端掉落至种子收集装置5中。