Устройство для обработки почвы сверхвысокочастотным излучением

(51) 01 13/00 (2012.01) 01 25/00 (2012.01) 01 79/00 (2012.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ также для препятствования росту сорняков в аллеях и парках. Принцип работы Почвенная смесь с бункера поступает в шнек где перемещается и проходит через сужающую патрубку и образуется грунтовые листы. Грунтовые листы поступает в С.В.Ч. печи. Проходя через узкие сквозные щели и рабочие камеры грунтовые листы поглащаются С.В.Ч. излучением. После СВЧ печи грунтовые листы подаются между вращающимися прокатными валками. Полученные грунтовые листы направляются для укрытия почвы земельного участка. Техническим результатом являются повышение урожайности, получение экологически чистой качественной продукции, препятствует росту сорняков, не проводятся агротехнические работы,повышается плодородие почвы, предохраняет почвы от истощения, накапливает и сохраняет влагу,защищает от вредителей и т.д.(76) Абдикаликов Асаумудин Абдикаликов Нуржан Асаумудинович Абдижапаров Нурлан Нуридинулы Абдикалыков Бейбит Нуридинулы Абдикаликова Раушан Асаумудиновна Абдикаликова Нургуль Бакытжановна(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ(57) Обработка почвы СЧ. излучением относится к энергетике, электронике СВЧ, сельскому хозяйству его отрасли - земледелию и в частности к обработке грунтового листа С.В.Ч. излучением и применение их по новому назначению. Применяются для выращивания всех теплолюбивых культур овощных и бахчевых растений, хлопка, цветов, лекарственных трав,селекции семеноводства, витаминных растений, а Изобретение относится к энергетике,электронике сверхвысоких частот, электронной технике, сельскому хозяйству, его отрасли земледелию и в частности к обработке грунтового листа СВЧ излучением и применение их по новому назначению для выращивания всех теплолюбивых культур, а также для препятствования росту сорняков в аллеях и парках. Область применения изобретения. Для выращивания всех теплолюбивых культур овощных и бахчевых растений хлопка, цветов,лекарственных трав, селекции семеноводства,витаминных растений, а также для препятствования росту сорняков в аллеях и парках. Уровень техники. В настоящее время известны следующие устройства СВЧ или микроволновые печи и способ грунтового укрытия растений прокаткой и устройство для его осуществления (инновационный патент 21509 на изобретение Р.К.), которые являются наиболее близкими к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков,по технической сущности и достигаемому результату. Известные С.В.Ч. или микроволновые печи и способ грунтового укрытия растений прокаткой и устройство для его осуществления (инновационный патент 21509 на изобретение Р.К.) выбраны в качестве аналога - прототипа. Имеются материалы касающиеся к обработке почвы С.В.Ч. излучением. а) Учебник Ю.Н. Пчельников, В.Т. Свиридов Электроника свервысоких частот - Москва Радио и связь. 1981. с. 89. б) Интернет. Энергетика С.В.Ч. в народном хозяйстве применение С.В.Ч. - нагрева в пищевой промышленности с. 7. Ниже приведены полный текст с учебника и интернета, они одинаковы описаны. Уже первые опыты показали, что на участке,обработанном С.В.Ч. излучением, урожай на 60 выше, чем при химической обработке. Кроме того,предварительная до сева обработка почвы С.В.Ч. излучением задерживает появление сорняков, что тоже способствует повышению урожайности. С.В.Ч. энергии широко используется во многих отраслях народного хозяйства в радиосвязи,радиолокации,радионавигации,телевидении,диагностике, вычислительной технике, медицине,биологии, физике, химии, астрономии, системе спутниковой связи, компьютеры, микроэлектронике,в приготовлении пищевых продуктов, сотовые телефоны и другие. Существующие, все известные СВЧ или микроволновые печи в своей работе используют для разогрева пищи электормагнитные излучения называемое СВЧ или микроволновым излучением. В бытовых микроволновых или С.В.Ч. печах используются микроволны,рабочая частота которых составляет 2,45 ГГц. Источником микроволнового излучения является высоковольтный ваккумный прибор - магнетрон. Высоковольтный блок питания магнетрона состоит 2 из трансформатора, конденсатора и диода. Микроволновая энергия поступает в рабочую камеру от магнетрона через волновод. Режим работы микроволновой или СВЧ печи задается с помощью блока управления. В СВЧ печах нагрев продуктов происходит за счет сверхвысокочастотных излучений, создаваемых магнетроном. Приготовление продуктов при помощи микроволновой печи это электромагнитное возбуждение содержащихся в продуктах молекул воды, минеральные соли, жиры,сахара. Микроволны поглащаются пищевыми продуктами и под действием микроволны молекулы воды, сахаров жиров начинают совершать быстрое колебательное и вращательное движения. Колебание молекул вызывает трение, в результате которого вырабатывается большое количество тепла. Движение молекул - это есть тепловая энергия. Чем больше воды в продукте, тем больше тепловой энергии выделяется. Таким образом,разогрев происходит по всему объему продукта. За счет этого происходит удаление влаги, сушка продукта. Микроволны действуют только на молекулы воды, они разогревают продукты лишь до 100 С - до точки кипения воды. Также нагрев в микроволновой печи основан на принципе дипольного сдвига. Молекулярный дипольный сдвиг, под действием микроволны происходит в материалах, содержащих полярные молекулы. В пище дипольными молекулами являются молекулы воды жиров и сахаров, которые имеют на одном конце положительный электрический заряд, а на другом - отрицательный. В отсутствие электрического поля молекулы расположены хаотически. В электрическом поле дипольные молекулы встраиваются строго по направлению силовых линий поля, плюсом в одну сторону минусом в другую. Стоит электрическому полю поменять направление на противоположное, тут же дипольные молекулы переворачиваются на 180. А так как электрическое поле переменное, то дипольные молекулы меняют направление. Молекулы сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам, вызывая трение и за счет этого генерируется тепло, выделяющееся при этом тепло служит причиной разогрева пищи. Известны способ грунтового укрытия растений прокаткой и устройство для его осуществления(инновационный патент 21509 на изобретение Р.К.). Естественные плодородные почвенные смеси имеющие все питательные вещества поступают в бункер. В бункере установлен смеситель, где почвенные смеси перемещиваются. Из бункера почвенная смесь поступает в корпус шнека, где на валу установлен винт шнека. Вал шнека вращается от электродвигателя или от вала отбора мощности трактора. При вращении шнека почвенная смесь перемещается вдоль его оси, под действием осевой силы шнека. При помощи шнека почвенная смесь уплотняется, транспортируется и через патрубки поступает между вращающимися прокатными валками. Почвенная смесь втягивается в зазор между прокатными валками под действием сил трения и деформируется. В процессе прокатки почвенная смесь превращается в тонкий слой грунтового листа и направляется для укрытия почвы открытого земельного участка и для укрытия почвенного грунта парников и теплицы. Сущность изобретения. Задачей настоящего изобретения является предпосевная обработка почвы С.В.Ч. энергией. Поставленная задача в предлагаемом изобретении решается с применением известного раннее устройства по новому назначению С.В.Ч. или микроволновая печь и способ грунтового укрытия растений прокаткой и устройство для его осуществления (инновационный патент 21509 на изобретение Р.К.). Технический результат от использования изобретения достигается обработкой С.В.Ч. излучением грунтовые листы для получения высоких урожаев всех теплолюбивых культур овощных и бахчевых растений, хлопка, цветов,лекарственных трав, селекции семеноводства,витаминных растений, а также для препятствования росту сорняков в аллеях и парках. СВЧ и грунтовые листы обеспечивают достижение технического результата. Совокупность существенных признаков для достижения технического результата, которые могут быть получены при использовании предлагаемого изобретения. 1. Повышает плодородие почвы, так как плодородные грунтовые листы не убираются с поверхности почвы. 2. Повышается урожайность в 56 раз, по сравнению с пленочным укрытием, снижается их себестоимость и повышается качество продукции. 3. Получение экологически чистой качественной продукции. 4. Применяют грунтовые листы для выращивания всех теплолюбивых культур. 5. Применение круглогодично в парниках и теплицах. 6. Применение естественного грунтового листа взамен полиэтиленовой пленки. 7. Позволяет ранний посев или посадку рассады и получают урожай примерно на месяц раньше чем из открытого грунта. 8. Позволяют получать урожай два раз в год. 9. При применении этого метода агротехнические работы не проводятся. 10. Препятствуют росту сорняков. 11. Защищает растения от заморозков и похолоданий. 12. Накапливает и сохраняет влагу в почве, что особенно актуально при недостатке воды в регионах. 13. Рациональное использование поливной воды. 14. Защищает от испарения влаги с поверхности почвы. 15. Уменьшает потери теплоты в почве. 16. Предохраняют почвы от образования корки. 17. Защищают почву от ветровой эрозии и от высыхания. 18. Защищают растения от вредителей,возбудителей болезней. 19. Применение капельного орошения. 20. Предохраняет почву от истощения. 21. Препятствует росту сорняков в аллеях и парках. 22. В процессе обработки поверхности грунтового листа СВЧ излучением повышается твердость, увеличивается прочность на разрыв,предотвращается растрескивание и хорошо деформируется и не прилипается на прокатных валках. Применение известного устройства по новому назначению имеют следующие преимущества 1. Применение данного изобретения важно для Программы индустриально инновационного развития аграрного сектора. 2. Применение данного изобретения имеет масштабное значение для обеспечения продуктами питания населения страны и обеспечивает продовольственную безопасность. 3. Предварительная до сева обработка почвы С.В.Ч. излучением очень трудоемкая работа и невозможность его применения, а обработка грунтового листа СВЧ излучением более эффективна для применения. Обработка С.В.Ч. излучением грунтовые листы происходит следующим образом. Для выращивания всех теплолюбивых культур применяется утепленный грунт, чаще всего в ранне весенний период для получения урожая примерно на месяц раньше чем из открытого грунта. Для получения высоких и устойчивых урожаев в защищенном грунте возможно только при наличии плодородных почвенных смесей. Состав почвенной смеси обусловлен особенностями теплолюбивых культур почвенно - климатическими условиями и местностью. Для получения почвенных смесей используют плодородная почва, навоз, торф, компосты, песок,опилки, соломенная резка, известковые материалы,органические, минеральные и бактериальные удобрения. Почвенную смесь сначала измельчают через вальцы грубого и тонкого помола, затем в глиномешалке почвенная смесь увлажняется до 20 25 и перемешивается. Подготовленные почвенные смеси со всеми питательными веществами поступают в бункер. В бункере почвенная смесь перемешивается при помощи смесителя. Из бункера почвенная смесь поступает в корпус шнека, где на валу установлен винт. Винт является рабочим органом шнека и вращается при помощи электродвигателя или приводятся в движение от вала отбора мощности трактора. При вращении винта почвенная смесь подхватывается лопостями винта, интенсивно перемешивается,уплотняется,прессуется и перемещается вдоль оси винта по принципу волочения под действием осевой силы винта в сторону выходной патрубки. К выходной патрубке закреплена плавно сужающее устройство имеющие клиннообразную форму. В конце клина имеются плоские узкие зазоры, а боковые стороны клина 3 расширены. Плоские узкие зазоры клина регулируются планкой при помощи болтов. Проходя через плоские узкие зазоры клина, почва вторично прессуется, уплотняется и примет листовую форму,при этом образуются грунтовые листы. Далее грунтовые листы поступают в рабочую камеру С.В.Ч. печи. СВЧ печи имеют прямоугольную форму в верхней и нижней части имеются сквозные узкие щели для движения грунтового листа. Грунтовые листы проходя через рабочую камер поглощают СВЧ энергию, где имеется пространство для распространения СВЧ излучения. Источником СВЧ излучения является магнетрон. Магнетрон питается через специальный трансформатор. СВЧ энергия поступает в рабочую камеру через вентиляционные отверствия от магнетрона через волновод. С.В.Ч. излучение поглощается грунтовыми листом имеющие влажность 20 - 25 и с достаточным содержанием воды. СВЧ или микроволны заставляют молекулы воды вибрировать с частотой много тысяч раз в секунду. Рабочая частота составляет 2, 45 ГГц. В процессе вибрации молекулы сталкиваются,ударяются друг о друга, передавая энергию соседними молекулами, вызывая трение, в результате этого генерируется тепло необходимое для нагрева грунтового листа. Так же нагрев в микроволновой печи основан на принципе дипольного сдвига. В грунтовом листе молекулы воды имеют на одном конце положительный электрический заряд, а на другом - отрицательный. В переменное электрическое поле дипольные молекулы меняют направление, при этом сталкиваются, ударяются друг о друга. Колебание молекул вызывает трение,за счет этого выделяется тепло необходимое для нагрева грунтового листа. В СВЧ печи грунтовые листы необходимо нагреть до 40 С, при этом происходит сушка только поверхности листа и испарение влаги с поверхности,снижение влажности до 8 - 10 грунтового листа. При этом внутренняя часть грунтового листа сохраняет влагу. За счет поверхностной сушки С.В.Ч. излучением грунтового листа увеличиваются прочность на разрыв,предотвращаются растрескование, повышается твердость и становится полусухой. Поэтому не прилипаются к валкам прокатного стана и уничтожаются сорняки в грунтовом листе. Далее грунтовые листы поступают между вращающимися валками прокатки, где вторично уплотняются, прессуются, примут окончательную форму и размеры. После прокатки тонкий слой грунтового листа направляется для укрытия почвы открытого грунта земельного участка и для укрытия почвенного грунта парников и теплицы. При этом земельные участки, грунт в парниках и теплицах должны быть равной,размельченный и мелкоструктурной. На фиг.1 изображена схема обработка почвы С.В.Ч. излучением. Устройство обработка почвы СВЧ излучением состоит из следующих основных частей ходовые колеса 1, рама 2 с прицепным устройством 3,карданная передача 4, редуктор 5, бункер 10 с лопатки смесителем 11, корпус шнека 13 с винтом шнека 14 и валом винта шнека 15, патрубка 18,фланец 19 типа шайбы с отверстиями для болтов,сужающее устройство 20, СВЧ печи 22, прокатные валки 23. Привод рабочих органов осуществляется от вала отбора мощности трактора или от электродвигателя. Бункер 10 изготовлен из листовой стали,закреплен на корпус шнека 13 при помощи сварки. В бункере 10 установлены лопатки смеситель 11 для перемешивания и для подачи материала в корпус шнека 13. Лопатки смеситель 11 изготовлены из листовой стали, установлены на валу 9 на подшипнике 12, который вращается при помощи цепной передачи 8. Корпус шнека 13 имеет цилиндрическую форму,расположены горизонтально, изготовлены из толстостенной бесшовной стальной трубы. Рабочими органами корпуса шнека 13 являются винты шнека 14 и вал винта 15, которые установлены на подшипниках 17. Торец корпуса шнека 13 закрыт заглушкой 16 при помощи болтов, а в нижней части установлены разгрузочные патрубки 18. Патрубка 18 имеет прямоугольную форму,изготовлены из листовой стали и закреплены сваркой к корпусу шнека 13. К патрубке 18 закреплены болтами плавно сужающее устройство 20 имеющие клинообразную форму. В конце клина имеются плоские узкие зазоры, а боковые стороны клина расширены. Плоские узкие зазоры клина регулируются планкой 21 при помощи болтов. СВЧ печи 22 она же типовая, стандартная бытовая микроволновая печь без дверцы. На фиг.2 изображена отдельно С.В.Ч. печь. Корпус СВЧ печи 1 представляет собой прямоугольную форму, в верхней и нижней части имеются сквозные узкие плоские щели 2,9 с защитными поглощающими материалами для движения грунтового листа 3. Между грунтовым листом 3 и корпусом СВЧ печи 1 установлены защитные поглощающие материалы для предотвращения СВЧ излучения. Между корпусом СВЧ печь 1 и рабочей камеры 4 установлены трансформаторы 7, магнетроны 8,волноводы 6, вентиляционные отверствия 5. С.В.Ч. печи 1 снабжены блоком электронного управления 10 для регулировки режима работы. На фиг.1 изображена схема прокатные станы. Гладкие прокатные валки 23 изготовлены из чугуна или из стали и расположены между собой параллельно. Между гладкими прокатными валками 23 имеются зазоры, которые придают почвенной смеси листовую форму. При этом образуется тонкий слой грунтового листа 24 для укрытия почвы земельного участка 25. Описание конструкции в работе. Обработка почвы СВЧ излучением работает следующим образом. На фиг.1 изображена схема обработки почвы СВЧ излучением. Рабочие органы устройства получают вращение от вала отбора мощности трактора или от электродвигателя. Основу устройства составляет сварная рама 2 включающие раму 2 с прицепным устройством 3 и ходовая часть, состоящая из четырех колес 1. На раму 2 установлены сборочные элементы. Предварительно в бункер 10 загружают компоненты почвенной смеси. Для получения почвенных смесей со всеми питательными веществами используют плодородная почва, навоз,торф, компосты песок, опилки, известковые материалы,органические,минеральные,бактериальные удобрения и для армирования в грунтовые листы добавляют соломенную резку. Почвенную смесь сначала измельчают через вальцы грубого и тонкого помола затем в глиномешалке увлажняется до 20 - 25 и перемешивается. Состав почвенной смеси обусловлен особенностями почвенно климатическими условиями,местностью и особенностями выращивания теплолюбивых культур овощных и бахчевых растений, хлопка, цветов, лекарственных трав,селекции семеноводства,витаминных растений. В бункере 10 установлены лопатки смесителя 11,предназначенные для перемешивания и подачи почвенной смеси в корпус шнека 13 и винт шнека 14. Лопатки смесителя 11 установлены на валу 9. Вал 9 установлен на подшипниках. Вал 9 вращается при помощи цепной передачи 8, а цепная передача 8 приводится в действие от вала винта 15. Из бункера 10 почвенная смесь поступает в корпус шнека и винт шнека 14. Винт шнека 14 установлены на валу винта 15, вал винта 15 установлены на подшипниках 17. Устройство имеет два корпуса шнека 28, 27. Они имеют цилиндрическую форму, расположены горизонтально и параллельно между собой. В процессе работы вал винта 15 первого шнека 28 вращается против часовой стрелки, если смотреть на работающий вал винта со стороны редуктора 5. Вал винта 15 вращается через муфты 6 от вала редуктора 5, а редуктор от карданного вала 4. Вал винта второго шнека вращается по часовой стрелке через цилиндрические зубчатые передачи 7,31. Оба корпуса шнека 28, 27 закрыты заглушкой 16 при помощи болтов, а в нижней части шнеков установлены разгрузочная патрубка 18. Патрубка имеет прямоугольную форму изготовлены из листовой стали и предназначены для подачи почвенной смеси к плавно сужающему устройству 20. При вращении винтов шнека 28, 27 почвенная смесь подхватывается лопастями винта, интенсивно перемешивается и перемещается вдоль их оси в сторону разгрузочной патрубки 18. Перемещается почвенная смесь по принципу волочения под действием осевой силы винта, при этом почвенная смесь транспортируется, прессуется, уплотняется. Далее почвенная смесь проходит плавно сужающее устройство 20,имеющую клиннообразную форму. Сужающее устройство 20 в конце имеются плоские узкие зазоры, а боковые стороны расширены. Плоские узкие зазоры регулируются планкой 21 при помощи болтов. Проходя через плоские узкие зазоры почвенная смесь вторично прессуется, уплотняется и примет листовую форму, при этом образуются грунтовые листы. Далее грунтовые листы поступают в СВЧ печь 22. На фиг.2 изображена отдельно СВЧ печь. СВЧ печь 1 она же типовая бытовая микроволновая печь представляет собой прямоугольную форму без дверцы, в верхней и нижней части имеются сквозные узкие щели 2,9 с защитными поглощающими материалами для движения грунтовых листов 3. Между корпусом СВЧ печи 1 и грунтовым листом 3 установлены защитные поглощающие материалы для предотвращения СВЧ. излучения. Между корпусом СВЧ печи 1 и рабочей камеры 4 установлены трансформаторы 7,магнетроны 8, волноводы 6, вентиляционные отверствия 5. Между вентиляционными отверстиями 5 и грунтовым листом 3 имеется пространство рабочей камеры 4 для распространения СВЧ излучения. Источником СВЧ излучения является магнетрон 8. Магнетрон питается через специальный трансформатор 7. СВЧ энергия поступает в рабочую камеру 4 от магнетрона 8 через волновод 6 и вентиляционные отверствия 5. СВЧ излучение поглощается грунтовым листом 3 имеющий влажность 20- 25 с достаточным содержанием воды. Вода содержащая ионы солей поглощает СВЧ - излучение. СВЧ энергия возбуждает колебания молекулы воды. Колебание молекулы вызывает трение, в результате вырабатывается большое количество тепла. Температура достигает до 40 С. За счет этого происходит удаление влаги, поверхностная сушка грунтовых листов и уничтожение сорняков в грунтовом листе. Также нагрев в СВЧ печи основан на принципе дипольного сдвига В влажном грунтовом листе содержится дипольние молекулы, то есть молекулы воды. Дипольные молекулы имеют положительный и отрицательный электрические заряды. В отсутствие электрического поля молекулы располагаются хаотически. В переменном электрическом поле молекулы периодически меняют направление на противоположное,переворачиваются на 180 С, сталкиваются, быстро колебаются с большой частотой , вызывая трение и за счет этого вырабатывается большое количество тепла. В процессе работы грунтовые листы 3 проходят через сквозные узкие щели 2, 9 и рабочей камеры 4. В рабочей камере 4 происходит поглощение СВЧ излучения грунтовым листом 3. В рабочей камере 4 грунтовые листы 3 греются обе стороны, при этом происходит перемещение влаги из внутренней части грунтового листа на поверхность и за счет испарения происходит удаление влаги с поверхности грунтового листа. Грунтовые листы 3 необходимо нагреть СВЧ излучением до температуры 40 С, при этом происходит сушка поверхности грунтового листа, а в внутренней части листа присутствует влага. 5 Далее (на фиг.1) после обработки СВЧ излучением грунтовые листы поступают между вращающимися валками прокатки 23. В прокатных валках 23 грунтовые листы 24 вторично сдавливаются,деформируются,уплотняются,прессуются, поверхность листа выравнивается и примет форму тонного слоя грунтового листа. При прокатке 23 грунтовые листы 24 движется благодаря трению между поверхностями вращающимися цилиндрами - валками, которые вращаются в разные стороны навстречу друг другу. Прокатные валки 23 вращаются через конические зубчатые передачи 30 и цилиндрические зубчатые передачи 26. Конические зубчатые передачи 30 вращаются от цепной передачи 29. Цепная передача 29 приводится в движении от вала винта второго шнека 27. После прокатки тонкий слой грунтового листа 24 направляется для укрытия почвы открытого грунта земельного участка 25 и для укрытия почвенного грунта парников и теплицы. При этом земельный участок 25 должен быть ровной, размельченный и мелкоструктурной. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Применение устройства сверхвысокочастотного излучения в качестве устройства для предварительной обработки тонкого слоя грунтового листа до сева.