Обработка семенного материала зерновых культур протравителями или их смесями является обязательным приемом. Для ее проведения как отечественные, так и зарубежные производители поставляют протравливатели семян производительностью до 20 т/ч.
Принципиальные технологические схемы машин обеспечивают выполнение двух основных операций: вначале в баке вместимостью до 300 л готовят рабочую жидкость (РЖ) вода + протравитель, затем насосом ее перекачивают в камеру протравливания семян. Протравленные семена выгрузным транспортером подают в автозаправщик сеялок для доставки к сеялочным агрегатам в поле или же на площадку закрытого зернотока.
Наибольшее распространение в РФ получили протравливатели отечественного производства:
А также импортного:
Общим недостатком этих машин является повышенная материало- и энергоемкость процесса приготовления рабочей жидкости в баке вместимостью 200-300 л, а отсутствие в баке протравливателя ПС-20К-4 (ОАО «Агрохиммаш», г. Ставрополь) механической мешалки ограничивает его эксплуатацию при использовании порошковидных препаратов.
Наиболее совершенной машиной является протравливатель ПС-22 (ООО «Гатчинсельмаш»), оснащенный баком прямоугольной формы для приема препаратов и воды с установленным в нем штанговым центробежным насосом для гидравлического перемешивания РЖ с одновременной ее подачей через кран-регулятор и датчик расхода — к форсунке (распылителю), механической мешалкой, а также загрузочным транспортером, приемным бункером для семян, камерой протравливания и выгрузным шнеком. Вместе с тем, эксцентричное размещение мешалки-механической с цепным приводом и гидравлической (у основания бака) не обеспечивает полнообъемного перемешивания РЖ.
Кроме того, гидравлический насос при максимальной подаче РЖ в камеру протравливания практически не участвует в ее перемешивании, что в целом приводит к недопротравливанию семян и снижению урожайности возделываемой культуры. Прямоугольная, в виде параллелепипеда, форма бака под углом 90° между его сторонами и основанием приводит к уменьшению фактической концентрации подаваемой в камеру протравливания суспензии в силу оседания ее твердых частиц в периферийной части основания по углам бака и вследствие неравномерной интенсивности потоков по его высоте и, соответственно, объемной плотности перемешиваемой жидкости, а также непостоянства полей скоростей по высоте уровня РЖ.
В целом, это приводит к неравномерности концентрации РЖ, подаваемой в камеру протравливания в процессе опорожнения бака, снижая при этом качество протравливания семян и эффективность дорогостоящих препаратов.
Наряду с изложенным следует отметить, что норма расхода современных протравителей, расфасованных преимущественно в тару вместимостью от 1 до 5 л, составляет 0,2-1 л/т семян (табл. 1).
При сменной производительности агрегата 40-50 т коэффициент эксплуатационного времени смены практически составляет 0,55-0,65, а потребность в протравителе — от 20 до 50 л. Снижение производительности современных протравливателей происходит из-за повышенных затрат времени на приготовление РЖ в установленном на агрегате баке. Кроме того, выполнение этой операции сопряжено с вредными условиями труда оператора.
В связи с изложенным была поставлена задача по разработке технологической схемы агрегата, предусматривающей приготовление РЖ в установленном в заборно-напорной магистрали смесителе с одновременной подачей в него из соответствующего источника воды, а из бака вместимостью 65 л - протравителя.
Для реализации предложенной концепции институтом разработана технологическая схема приготовителя рабочей жидкости (ПРЖ) протравителей семян на базе современных протравливателей (см. рис.) [1].
На рисунке приняты следующие обозначения:
Устройство функционирует следующим образом.
В начале рабочей смены бак 1 через горловину 30 заправляют препаратом и осуществляют настройку системы посредством крана-дозатора препаратов 6 и водяного насоса-дозатора 28 на заданный режим ее функционирования, соответствующий пропорции дозирования препарата и воды (л/мин), для их смешивания в смесительной камере 13 струйного насоса 8 в соответствии с заданной производительностью протравливателя по семенам (т/ч).
При использовании для протравливания семян порошковидных препаратов или многокомпонентных смесей препаратов в баке 1 устанавливают механическую мешалку 3 с электроприводом 4.
Включают в работу основные рабочие органы для подачи семян из бункера 24 в камеру протравливания 22 с последующим открытием крана-дозатора 29, включением насоса-дозатора 28 для забора из источника водоснабжения воды (не показано) и ее подачи в форкамеру 9 струйного насоса 8 и крана-дозатора 6 для забора препарата из бака 1 и его поступления по трубопроводу 5 через пассивное сопло 7 струйного насоса 8 в смесительную камеру 13 за счет образующегося разрежения при перепаде давления в ней и диффузоре 14.
Образованная смесь из смесительной камеры 13 поступает в диффузор 14, в котором кинетическая энергия струи смеси частично преобразуется в потенциальную энергию. Полученная смесь из диффузора 14 по нагнетательному трубопроводу 21 поступает на вращающийся дисковый распылитель 23, создающий внутри камеры протравливания 22 сплошной диспергированный факел распыленной РЖ, обволакивающий препаратом кольцевой поток семян, поступающих затем в выгрузной шнек 25 и далее - на зерноток или в заправщик сеялок (не показано).
По завершении работ бак 1 через горловину 30 заполняют чистой водой и промывают систему.
Использование одного бака для препарата вместимостью до 65 дм3 с высвобождением приготовителя РЖ вместимостью 200-300 дм3 позволяет:
В таблицах 2 и 3 представлены сравнительные технико-экономические показатели технологий, полученные расчетным путем с использованием методических рекомендаций [2, 3].
Годовой экономический эффект при использовании нового оборудования составляет 61,7 тыс. руб. за счет снижения капиталовложений на 26 %, удельных трудозатрат — на 27 %.
1. Определение экономической эффективности использования в сельском хозяйстве капитальных вложений и новой техники. Методические рекомендации. — Ленинград, 1986, 58 с.
2. Система приготовления рабочей жидкости протравителей семян. Патент РФ 2625973 С2 А01С 1/8 / Вялых В.А., Бурмистров А.Н., Алехин В.Т. Заявл. 11.01.2016. Опубл. 20.07.2017. Бюл. № 20.
3. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. ГОСТ - 23728-79 - 23730-79. — М.: Изд. стандартов, 1979, 24 с.