专利名称：无水声波处理植物种子增产装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及植物种子育种处理技术领域，具体为一种无水声波处理植物种子
增产装置。
背景技术：
当前全球人口近70亿，不久的将来人口将快速增长到90亿。届时，土地、耕地，与
天气，与环境，与粮食的需求将会有差距约10%。解决目前困境的方法之一是使粮食增产。目前增产的途径有使植物基因发生变化，提高其抗病等能力，或者大量使用肥料，生长素，防虫害农药等。水稻是世界上最主要的三大粮食作物之一，播种面积占粮食播种面积的1/5，年产量约4. 8亿吨，占世界粮食总产量的1/4，全世界二分之一以上的人口以水稻为主食。水稻也是我国最主要的栽培作物之一，其产量占全国粮食产量的1/2。因此，水稻生产技术的进步对提高我国乃至全世界的粮食安全具有极其重要的意义。超声波作为重要的环境应力，在促进园艺作物增产和提高作物育种效率等方面已经得到一定的应用。任兴安(1993)和杨波(陕西理工学院电气系，陕西汉中723003)于《大众科技》杂志2006年第7期发表的《超声波的应用初探》探索了 超声对水稻生长发育及增产效果的影响。也曾先后探讨了超声波对水稻生长发育及产量的影响。以往的研究虽发现超声波对水稻种子处理具有一定程度的增产作用，但效果并不稳定，在某一超声处理条件下增产而在另一处理下却减产。这是因为，超声波对种子的处理效果与水稻种子前处理技术和超声波参数的设计均有密切的关系，任何一个环节的疏漏，将导致完全相反的结果。深究超声波处理种子的原理，其主要是利用液体动力学的空化现象。超声空化是指超声激活气泡的各种动力表现。这些表现宏观感可能是较为有规律而缓和的稳态空化，而内在微观空间应存在很激烈而短暂的却是连续性的瞬态空化。瞬态空化泡绝热收缩至崩溃瞬间，泡内可呈现高温和几千个大气压的高压，并伴有强大的冲击波或射流等。超声波的辐照因其机械作用，能使液体媒质质点运动增强，质量传输加速，还能影响边界层、膜、细胞壁和液泡。超声波处理种子的过程会伴随产生高温，高压等的空化现象，使超声的热效应和化学效应加强，在高分子化合物聚合和解聚过程中，超声有时能够引起分子结构的改变。因此，它能使植物种皮软化、细胞膜的透性增大，用它处理过的种子吸水速度大大加快，幼苗容易突破种皮，同时还可能增加种子的酶的活性，有利于种子淀粉、蛋白质等物质转为可溶性的物质，供胚吸收利用。另外超声又是一种子弹性机械波，在传播中也会生化学或热效应等由于它的机械和温热的直接作用，可促使植物细胞内部的物质的氧化、还原、分解和合成，从而活化细胞，当给予超声辐照功能处理适中量化，可导致增加农作物产量。因超声波对植物种子具有显著增产效果，对需要种植的植物种子进行超声处理将具有显著意义。但是现有超声波处理植物种子的相应装置过于简单，且无法连续性自动化运转，因此无法满足农业及林业大规模生产化需求。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，可以连续运行，且能满足大规模植物种植生产的无水声波处理植物种子增产装置。本实用新型的技术方案是这样实现的无水声波处理植物种子增产装置，包括至少一个超声反应管，安装在所述超声反应管一端的给料机构；所述超声反应管设置有若干用于对其内部进行超声波辐照的超声波换能器装置。所述超声反应管另一端设置有用于收集经超声波辐照后种子的收集容器，经超声波处理后的种子从所述超声反应管落入所述收集容器内。所述收集容器与所述给料机构之间设置有输送管，所述输送管与喂料机连接。所述输送管设置有分支管通向种子存放容器。所述给料机构与所述超声反应管之间设置有种子筛选腔，所述种子筛选腔设置有用于送出不良种子和尘壳杂质的吹风机。且所述种子筛选腔设置有引出管与盛装容器连接。所述超声反应管可以是直型管，也可为各种形状的曲折状管或者盘旋状管，以使所述超声反应管的行程尽可能长，提高处理效果。所述超声反应管内设置有紫外线灯，用于进行紫外线灭菌，以杀灭有害病菌。所述超声反应管内设置有臭氧腔，用于对经过的种子进行臭氧处理。所述超声反应管的末端设置有恒温水浴腔，所述恒温水浴腔上设置有进水接口和出水接口。所述超声反应管的管腔内设置有钢丝，所述钢丝通过紧靠过漏圆块形成纵向张紧地适度密集均匀地布阵于管腔内；所述超声反应管外侧部设置有若干贴壁式的超声换能器装置，在所述超声反应管外侧部上设置有若干吹气口。所述超声反应管一端设置有上吊钢丝过漏圆块，另一端设置有下吊钢丝过漏圆块，所述超声反应管，除有上吊钢丝、过漏圆块和下吊钢丝过漏圆块外，于反应管腔内每隔适度长的空间位置上，也同样装设有一定量吊钢丝过漏圆块，反应管越长其腔内设有吊钢丝过漏圆块越多，用以将上下纵轴方向牵紧的多条钢丝群。分段地，以琴弦般地牢固牵挂拉张紧。所述超声反应管一端设置有上吊钢丝过漏圆块，另一端设置有下吊钢丝过漏圆块，还有其他同样的吊钢丝过漏圆块，所述上吊钢丝过漏圆块和所述下吊钢丝过漏圆块之间吊钢丝过漏圆块适度密集地穿接若干钢丝条。所述超声反应管，除有上吊钢丝、过漏圆块和下吊钢丝过漏圆块外，于反应管腔内每隔适度长的空间位置上，也同样装设有一定量吊钢丝过漏圆块，反应管越长其设有吊钢丝过漏圆块越多，用于将上下纵轴方向牵紧的多条钢丝群分段地，以琴弦般地牢固牵挂拉张紧。所述超声波换能器机构优选钳式超声波换能器装置或者贴壁式超声波换能器装置，其频率可以是相同的或是不相同的。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是(1)通过上述的声波及配伍的多种综合因素处理，可以显著地提高粮 、油、棉、药用植物、调味、饮料、水果等种植物的种植产量，其中，40kHz超声波处理可以使培杂泰丰水稻增产9. 43%，而桂香水稻20kHz处理比对照增产达到10. 55%，增产的主要原因是声波处理提高了水稻的有效穗数和单位面积颖花数；(2)声波处理显著降低了水稻的垩白粒率和垩白度达到50% ; (3)声波处理显著提高了水稻的胶稠度；(4)可以实现大规模连续农业生产，适用方便且操作简单，非常适合粮、油、棉、药用植物、调味(如胡椒)、饮料(如咖啡、可可)等种植物播种前处理，实验证明可以有效处理椰子、油菜、芝麻、蚕豆、菜豆、烟草、马齿苋、兰科植物、水果类、花生、瓜类等种子，起到良好的增产和促进生长的作用。
图1为无水声波处理植物种子增产装置实施例1核心部分的结构示意图；图2为无水声波处理植物种子增产装置实施例1的整体结构示意图；图3为无水声波处理植物种子增产装置实施例2核心部分的结构示意图；图4为无水声波处理植物种子增产装置实施例3的整体结构示意图；图5为无水声波处理植物种子增产装置实施例3核心部分的结构示意图；图6为无水声波处理植物种子增产装置实施例4核心部分的结构示意图；图7为无水声波处理植物种子增产装置实施例4核心部分的横截面结构示意图；图8为钳式超声波换能器装置的结构示意图；图9为贴壁式超声波换能器装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本实用新型无水声波处理植物种子增产装置进行详细的说明。无水声波处理植物种子增产装置，如图1和图2所示，包括至少一个直管式超声反应管2、安装在所述超声反应管2 —端的给料机构4以及设置于所述超声反应管2另一端用于收集经超声辐照后种子的收集容器5。所述超声反应管2外侧壁设置有若干用于对其内部进行超声波辐照的超声波换能器装置I。待处理种子从给料机构4中进入所述超声反应管2中接受超声波辐照，然后落入所述收集容器5内。其中所述超声反应管2安装于机架8上，所述收集容器5放置于机架8底部。所述给料机构4与所述超声反应管2之间设置有可自动控制的控制阀3。所述收集容器5与所述给料机构4之间通过设置输送管7连接，所述输送管与喂料机连接，以实现自动喂料并可循环处理。其中，所述喂料机可以是抽提器18，所述抽提器18安装于所述收集容器5与所述给料机构4之间。在所述输送管7与给料机构4相接部设置有下料装置19。所述给料机构4可以是漏斗，以便于为超声反应管2提供待处理的种子。所述输送管7设置有分支管通向种子存放容器6。所述输送管和分支管上设置有控制阀3。所述机架8旁设置有超声波换能器电箱9，用于给超声波换能器装置I供电。如图3和图4所示，所述超声反应管2呈曲折状，用于增加种子在所述超声反应管2内停留的时间。所述超声反应管2 —侧设置高频信号发生器16和预热装置17，所述预热装置17可以对超声反应管2加热到20-35摄氏度。所述给料机构4与所述超声反应管2之间设置有种子筛选腔10，所述种子筛选腔10设置有用于选出不良种子和尘壳杂质的吹风机11。且所述种子筛选腔10设置有引出管与盛装容器连接。在所述种子筛选腔10的侧壁上设置有超声波振子12，用于对种子进行超声波预处理。所述超声反应管2内设置有紫外线灯13，用于进行紫外线灭菌，以杀灭有害病菌。所述超声反应管2内设置有臭氧腔14，用于对经过的种子进行臭氧杀菌处理。所述超声反应管2的末端设置有恒温水浴腔15，所述恒温水浴腔15上设置有进水接口和出水接口。如图5所示，所述超声反应管2可以呈盘旋状，其特点令种子自上而下沿盘旋滑下，使种子在功能反应管中行程增长，接受超声辐照时间增长，利于提高处理效果。所述高频信号发生器16设置于超声反应管2种子出口端。且所述超声反应管2设置有若干超声波换能器装置I。为加强处理效果，在设备系统中可设置有紫外光波照射、提供臭氧(03 )，给予恒温条件等多因素综合元素优化设备功能效果。其中，所述高频信号发生器16用于产生高频电磁波，对经超声处理后的种子进行电磁波处理。图6和图7所示，所述超声反应管2的管腔内设置有钢丝所述超声反应管2外侧部设置有若干贴壁式的超声换能器装置25。所述超声反应管2 —端设置有上吊钢丝过漏圆块20，另一端设置有下吊钢丝过漏圆块23，所述超声反应管，除有上吊钢丝过漏圆块和下吊钢丝过漏圆块外，于超声反应管腔内每隔适度长的空间位置上，也同样装设有一定量吊钢丝过漏圆块，用以将上下纵轴方向牵紧的多条钢丝群集分段地，以琴弦般地牢固牵挂拉张紧，且均匀地全充满分配在整个圆筒管容腔内。从上端口投入下落的种子，会在钢丝之间自上而下地跌落。在所述超声反应管2外侧部上设置有若干吹气口 21。装设在圆筒管壁上的恒温吹气口 21，以一定斜率角度向管腔内喷射着恒温气流，令降落的种子悬浮着缓慢地撒落。纵向拉紧的钢丝群形成的钢丝管使阻隔着种子缓慢性地降落，有效地克服自由落体的重力加速度。重要的作用在于，贴壁式的超声换能器装置25，在向筒管腔内辐照超声功能作用时，其振荡功能通过上吊钢丝过漏圆块20和下吊钢丝过漏圆块23及其管筒内的其他悬吊钢丝过漏圆块协同下，均匀地传递到钢丝上，从而产生腔弦效应谐振，令种子在降落过程接受着贴近的丝弦共振超声均匀谐振作用，这是十分理想的总体物料(种子)处理均匀的功能作用，保证生产质量。悬吊钢丝过漏圆块的造构如图7所示的俯视图，其结构特色在于
(I)总体看似一个左右对半上下错位分离的漏斗，其漏斗锥形壁不是一块封闭型杯，而是环回架状的整体钢块；(2)最大环回圆圈处于“漏斗”的上大环圈，其造构特色是以其粒凸点块与反应筒管内壁紧牢 地结合着；自上而下地“漏斗”状递变缩小环圈，组成“漏斗”的下端处于中心下位处；(3)在圆块的各层环圈上，均匀地吊挂牵紧着适度密集的纵向钢丝，像琴弦似地布阵于筒管腔内；(4)吊钢丝过漏圆块的造构，有着均匀而充分的空隙疏漏结构，空疏结构有利于谷种自上而下自如跌落。通过调整恒温吹气口 21的风速风力，可以控制种子跌落的速度，从而达到调控种子接受超声辐照功能的时间，利于调控规模生产。由于可自如地选用圆筒管直径的大小和长短，于是可有效地调整规模生产，其操作方便性只需要一次性就达到效果，即种子从圆筒管上端口放入，自然撒落到圆筒管下端口时，就达到处理的预期效果。其中，所述超声波换能器机构I优选钳式超声波换能器装置。所述钳式超声波换能器装置为钳式超声波处理器，如图8所示，包括换能器组件和功能夹具，换能器组件包括换能器和变幅杆，换能器与和变幅杆连接，最少一个换能器组件与功能夹具连接。功能夹具可以包括辐照前沿近杆块和辐照前沿托管块，辐照前沿近杆块和辐照前沿托管块内设置容纳接受超声辐照罐管的功能夹具腔，辐照前沿近杆块连接将接受超声辐照罐管夹紧；辐照前沿近杆块和/或辐照前沿托管块与变幅杆通过接驳螺杆连接。换能器可以是压电式或者磁致式的。换能器与变幅杆通过接驳螺杆将其组合而成的换能器组件，换能器通过导线与超声波发射电器连接，超声波发射电器产生的超声波通过功能夹具向接受超声辐照罐管内辐照，可以显著增强超声功能。辐照前沿近杆块和辐照前沿托管块组成的功能夹具通过旋紧螺杆组合成，辐照前沿近杆块通过接驳螺杆与变幅杆旋紧连接，使功能夹具和换能器组件紧紧的连接为一体。在功能夹具构成的功能夹具腔内设置有可自然组构成紧箍圈套，使功能夹具与接受超声辐照罐管功能夹具腔能够夹贴紧，并可以十分吻合地贴合。功能夹具是钳式超声波处理器技术提升突破重要部件，它的材料选择最好是经过材质处理调整好的硬度和韧度的金属或者合金，或者其他刚性材质以达到谐振聚集超声能量，并通畅辐照直指接受超声辐照罐管内，能明显大幅度提升超声功能效果的目的。钳式超声波处理器的功能夹具结构基本组构形式依靠前置附块，紧贴于筒管外侧壁上，对于作用不同大小接受超声辐照罐管，必须有多样变通，并且有所适应造构，变通原则就是优先谐振功能的发挥。所述贴壁式超声波换能器装置，如图9所示，其包括有超声波发生器和超声波振换能器，若干个超声波换能器以其超声辐照方向垂直于圆筒管的中轴线并通过一适配前置附块装设于圆筒管外侧壁上，超声波换能器向圆筒管内辐照超声波。以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及实用新型说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新 型专利涵盖的范围内。
权利要求1.无水声波处理植物种子增产装置，其特征在于，包括至少一个超声反应管，安装在所述超声反应管一端的给料机构；所述超声反应管设置有若干用于对其内部进行超声波辐照的超声波换能器装置。
2.如权利要求1所述无水声波处理植物种子增产装置，其特征在于，所述超声反应管另一端设置有用于收集经超声波辐照后种子的收集容器，经超声波处理后的种子从所述超声反应管落入所述收集容器内。
3.如权利要求2所述无水声波处理植物种子增产装置，其特征在于，所述收集容器与所述给料机构之间设置有输送管，所述输送管与喂料机连接。
4.如权利要求3所述无水声波处理植物种子增产装置，其特征在于，所述输送管设置有分支管通向种子存放容器。
5.如权利要求1所述无水声波处理植物种子增产装置，其特征在于，所述给料机构与所述超声反应管之间设置有种子筛选腔，所述种子筛选腔设置有用于送出不良种子和尘壳杂质的吹风机；且所述种子筛选腔设置有引出管与盛装容器连接。
6.如权利要求1-5任一所述无水声波处理植物种子增产装置，其特征在于，所述超声反应管是直型管，或者曲折状管或者盘旋状管。
7.如权利要求5所述无水声波处理植物种子增产装置，其特征在于，所述超声反应管内设置有紫外线灯，用于进行紫外线灭菌；所述超声反应管内设置有臭氧腔，用于对经过的种子进行臭氧处理。
8.如权利要求5所述无水声波处理植物种子增产装置，其特征在于，所述超声反应管的末端设置有恒温水浴腔，所述恒温水浴腔上设置有进水接口和出水接口。
9.如权利要求1所述无水声波处理植物种子增产装置，其特征在于，所述超声反应管的管腔内设置有钢丝，所述钢丝通过紧靠过漏圆块纵向张紧地布阵于管腔内；所述超声反应管外侧部设置有若干贴壁式的超声换能器装置，在所述超声反应管外侧部上设置有若干吹气口。
10.如权利要求8所述无水声波处理植物种子增产装置，其特征在于，所述超声反应管一端设置有上吊钢丝过漏圆块，另一端设置有下吊钢丝过漏圆块，所述上吊钢丝过漏圆块和所述下吊钢丝过漏圆块之间密集地穿接若干钢丝条。
11.如权利要求5所述无水声波处理植物种子增产装置，其特征在于，所述超声波换能器机构选钳式超声波换能器装置或者贴壁式超声波换能器装置。
专利摘要本实用新型公开一种无水声波处理植物种子增产装置，无水声波处理植物种子增产装置，包括至少一个超声反应管，安装在所述超声反应管一端的给料机构；所述超声反应管设置有若干对内部进行超声波辐照的超声波换能器装置；所述超声反应管另一端设置有用于收集反应后种子的收集容器；所述收集容器与所述给料机构设置有输送管，所述输送管与喂料机连接。本实用新型的有益效果是可以显著增产，且可以实现大规模连续农业生产，适用方便且操作简单；非常适合玉米、水稻、小麦豆类等种植物播种前处理，也非常适合棉花、中药、树木、草等植物种子种植前处理，起到良好的增产和促进生长的作用。
文档编号A01C1/00GK202889907SQ20122044299
公开日2013年4月24日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者严卓晟, 严卓理, 严锦璇, 罗妙珠 申请人:广州市珑腾能源设备有限公司