專利名稱：冷等離子體種子處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冷等離子體種子處理領(lǐng)域，具體是ー種冷等離子體種子處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
等離子體種子激活處理及其應(yīng)用由俄羅斯最先開始。俄羅斯國家物理研究所最先研制出等離子體種子處理設(shè)備，用于蔬菜種子處理，改善出苗和增加產(chǎn)量。美國、加拿大等研究采用等離子體對作物種子進(jìn)行消毒滅菌，減少作物病害的發(fā)生。烏克蘭、以色列、韓國、日本也已開始等離子體處理種子的研究和應(yīng)用。在國內(nèi)，山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究中心自1997年起開展等離子體種子處理技術(shù)的研究，證實(shí)了等離子體種子激活的增產(chǎn)效果和應(yīng)用前景。隨后，吉林農(nóng)科院及其他ー些研究単位也相繼開展了等離子體處理各類種子的生物學(xué)效應(yīng)與農(nóng)學(xué)效應(yīng)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，等離子體種子激活處理對各種作物發(fā)芽、出苗及生長均有明顯刺激作用，發(fā)芽率、發(fā)芽勢提高5 — 18%，根系發(fā)達(dá)，發(fā)病率降低，抗旱能力增強(qiáng)，糧食作物增產(chǎn)10 — 40%，蔬菜增產(chǎn)15 — 50%。2002年，發(fā)明專利CN1383710A和實(shí)用新型專利CN2473865Y公開了ー種直立式電磁場等離子處理機(jī)，充有水銀蒸汽的玻璃管為等離子體發(fā)生器，隨后連接ー電磁化室。發(fā)明專利CN1373983A公開了采用實(shí)用新型專利CN2473865Y處理機(jī)處理不同作物種子的方法，包括處理劑量、處理次數(shù)以及適宜播種期等參數(shù)。CN1363206A公開了ー種橫臥式等離子體種子處理機(jī)及其處理方法，采用感應(yīng)放電和電容放電，結(jié)合一定程度的真空，產(chǎn)生等離子體，種子在低壓、電場、磁場、離子、電子、輝光的復(fù)合作用下得到激活處理。2004年發(fā)明專利CN1500380A公開了ー種靜止體腔式等離子體種子處理裝置，采用高壓放電針產(chǎn)生尖端放電，使氣體電離，產(chǎn)生等離子`體。2005年我們發(fā)現(xiàn)冷等離子體能與植物種子的生物大分子發(fā)生互作用，使生物大分子的能量產(chǎn)生躍遷，即由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，從而使植物的種子產(chǎn)生積極的生物學(xué)效應(yīng)。具體表現(xiàn)在生理活性大大增強(qiáng)，潛在的抗逆基因得到表達(dá)，提高了作物的生命活力和抗逆性能。根據(jù)這ー發(fā)現(xiàn)，我們發(fā)明了橫臥式“冷等離子體種子處理儀”(發(fā)明專利CN1914972A)及實(shí)用新型專利“等離子體作物種子激活處理設(shè)備”(CN2807733Y)，通過射頻輸出線與射頻源連接的兩塊電極板之間現(xiàn)成強(qiáng)輝光放電區(qū)，并通過電極板外圍設(shè)置的金屬屏蔽罩，阻止電極板與腔體內(nèi)壁間產(chǎn)生輝光放電，因而種子處理效率大大提高。2010年，發(fā)明專利CN101669416A公開了ー種利用等離子體處理植物種子的方法及其裝置，由大氣壓介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生冷等離子體，冷等離子體在空氣中產(chǎn)生，而不需要真空環(huán)境。上述發(fā)明專利或?qū)嵱眯滦蛯＠牟蛔阒幨欠N子處理效率低，大批量種子處理困難。因此，有必要創(chuàng)造大型的冷等離子體設(shè)備來能滿足糧食作物的規(guī)?；a(chǎn)需要。

發(fā)明內(nèi)容
解決的技術(shù)問題提供ー種利用低真空狀態(tài)下的輝光放電所產(chǎn)生的冷等離子體來大批量處理植物種子的設(shè)備。技術(shù)方案
一種冷等離子體種子處理設(shè)備，包括真空裝置以及設(shè)置在真空裝置內(nèi)的放電裝置和傳輸裝置，在真空裝置上設(shè)置有筒體進(jìn)料口和筒體出料ロ，其特征在干還包括ー進(jìn)料裝置和一出料裝置，所述的進(jìn)料裝置包括第一進(jìn)料斗和第二進(jìn)料斗，所述的第一進(jìn)料斗和第二進(jìn)料斗分別設(shè)置有進(jìn)料蓋、進(jìn)料斗放氣閥、進(jìn)料斗出料ロ以及進(jìn)料斗抽真空蝶閥，所述的第一進(jìn)料斗的進(jìn)料斗出料ロ、第二進(jìn)料斗的進(jìn)料斗出料ロ以及筒體進(jìn)料ロ分別通過一進(jìn)料斗蝶閥與ー第一三通管的ー個(gè)管ロ連接；所述的出料裝置包括第一出料斗和第二出料斗，所述的第一出料斗和第二出料斗分別設(shè)置有出料斗進(jìn)料ロ、出料斗出料ロ、出料斗放氣閥以及出料斗抽真空蝶閥，所述的第一出料斗的出料斗進(jìn)料ロ、第二出料斗的出料斗進(jìn)料ロ以及筒體出料ロ分別通過一出料斗蝶閥與ー第二三通管的ー個(gè)管ロ連接；在所述的第一進(jìn)料斗和第二進(jìn)料斗的進(jìn)料斗抽真空蝶閥上連接有第一抽真空泵機(jī)組，在所述的第一出料斗和第ニ出料斗的出料斗抽真空蝶閥上連接有第二抽真空泵機(jī)組。所述的傳輸裝置包括絕緣支架、主動輥、從動輥、壓輥和傳送帯，主動輥和從動輥通過軸承分別設(shè)于絕緣支架的兩端，傳送帶設(shè)于主動輥和從動輥之上，壓輥也通過軸承設(shè)于絕緣支架一端，將傳送帶壓緊于主動輥上，放電裝置設(shè)于絕緣支架上，傳送帶從放電裝置的內(nèi)部穿過，所述放電裝置包括平行設(shè)置的上下兩塊極板，每塊極板設(shè)有金屬懸浮屏蔽外殼，極板與金屬懸浮屏蔽外殼之間填充有絕緣材料，兩塊極板相對兩面的間距為1. 5 10cm，傳送帶從兩個(gè)極板之間穿過，每個(gè)極板上設(shè)有極板接頭，所述極板接頭通過射頻輸出線與射頻電源連接。所述的射頻電源為雙輸出供電裝置，所述雙輸出供電裝置包括交流電源和變壓器，所述變壓器僅原邊接地，變壓器副邊輸出端經(jīng)絕緣保護(hù)后與放電裝置連接。雙輸出的エ作原理與常規(guī)的變壓器的工 作原理類似，原副邊共地是為了信號或能量傳遞的穩(wěn)定性和抗干擾能力。但在實(shí)際工作中因?yàn)樵吪c副邊共地，造成的射頻電場不平衡無法消除，必然產(chǎn)生自偏壓而產(chǎn)生直流電場造成的離子轟擊，ニ片電極必然會通過傳導(dǎo)電流。所以我們?nèi)∠斯驳芈?lián)接后采用雙輸出接ロ，其輸出的功率是沒有改變的，在常壓下無任何影響。其屏蔽保護(hù)仍采用接地法。只是到了真空腔體內(nèi)傳輸保護(hù)雙輸出的屏蔽均為懸浮狀，包括對極板的金屬懸浮屏蔽。約束了只有ニ片電極板之間才能放電，保證了位移電流的產(chǎn)生。在所述的第一進(jìn)料斗和第二進(jìn)料斗上還分別設(shè)置有一進(jìn)料斗觀察窗；在所述的第一出料斗和第二出料斗上還分別設(shè)置有一出料斗觀察窗。在所述的第一三通管上設(shè)置有第一出料三通觀察窗，在所述的第二三通管上設(shè)置有第二出料三通觀察窗。所述放電裝置包括放電電極和射頻電源，所述放電電極由上下兩塊極板構(gòu)成，分別連接射頻電源的兩個(gè)輸出端。所述真空裝置包括筒體，所述的筒體進(jìn)料口和筒體出料ロ設(shè)置在該筒體上，在筒體上還設(shè)置有放氣閥、真空規(guī)管、第三抽真空泵機(jī)組、和進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥。
所述的進(jìn)料ロ蝶閥和出料斗蝶閥均為手動蝶閥。有益效果本發(fā)明設(shè)備通過控制氣體真空度、放電功率、電離時(shí)間來處理不同的種子，最終促進(jìn)種子生理活性增強(qiáng)，潛在的抗逆因素得到表達(dá)，減少化學(xué)肥料的使用，同時(shí)還能増加作物的產(chǎn)量。為實(shí)現(xiàn)大批量快速處理，在我們已有發(fā)明專利CN1914972A的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)雙進(jìn)料斗和出料斗，并通過抽真空碟閥組和泵機(jī)組聯(lián)合，達(dá)到高效率快速抽真空和連續(xù)等離子體處理種子。整個(gè)過程操作簡單，具有較強(qiáng)的可重復(fù)性，可以實(shí)現(xiàn)種子的規(guī)?；幚?。


圖1為本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)總體圖。圖2是本發(fā)明傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明放電裝置極板結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明供電裝置電路示意圖。圖中1.筒體,2.放電裝置,3.傳輸帶，4.放氣閥,5.真空規(guī)管,6.觀察窗，
7.放氣閥，8.筒身支撐，9、10.進(jìn)料斗，11、12.進(jìn)料蓋，13、14.進(jìn)料斗放氣閥，15.進(jìn)料斗觀察窗，16、17、18.進(jìn)料斗手動蝶閥，19、20.進(jìn)料斗抽真空手動蝶閥，21.進(jìn)料三通觀察窗，22 .下料手動蝶閥，23、24.下料斗手動蝶閥，25.下料三通觀察窗，26、27.下料斗，
8、29.下料斗放氣閥，30、31.下料斗抽真空手動蝶閥，32.下料三通觀察窗，33、35.出料ロ，35.第一三抽真空泵機(jī)組，36.第二抽真空泵機(jī)組，37.第三抽真空泵機(jī)組，38.射頻電源，39.進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥，40.傳輸`電機(jī)，41.絕緣支架，42.主動輥，43.從動輥，44.壓輥，45、極板，46、金屬懸浮屏蔽外殼，47、絕緣材料，48、極板接頭，49、交流電源，50、變壓器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)ー步的說明。如圖1所示，本發(fā)明設(shè)備包括進(jìn)料裝置、出料裝置、真空裝置、放電裝置以及傳輸裝置，其中
進(jìn)料裝置包括進(jìn)料斗(9和10)、進(jìn)料蓋(11和12)、放氣閥(13和14)、進(jìn)料斗觀察窗(15和21)、進(jìn)料手動斗蝶閥(16、17和18 )、進(jìn)料斗抽真空蝶閥(19和20 )。打開進(jìn)料蓋，往進(jìn)料斗中注入種子后關(guān)閉，打開進(jìn)料斗抽真空蝶閥，關(guān)閉放氣閥、進(jìn)料斗蝶閥，保證整個(gè)進(jìn)料裝置密封性良好，進(jìn)料斗觀察窗用于觀察料斗里的種子的量。出料裝置包括出料斗(26和27)、出料ロ(33和34)、放氣閥(28和29)、出料三通觀察窗(25和32)、出料斗手動蝶閥(22、23和24)、出料斗抽真空蝶閥(30和31)。打開出料斗抽真空蝶閥，關(guān)閉出料斗手動蝶閥和放氣閥，保證整個(gè)出料裝置密封性良好，通過觀察窗觀察出料斗中種子的存儲量。真空裝置包括筒體1、放氣閥(4和7)、真空規(guī)管5、第一抽真空泵機(jī)組35、第二抽真空泵機(jī)組36、第三抽真空泵機(jī)組37和進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥39。首先關(guān)閉所有進(jìn)氣閥門，保證系統(tǒng)密封性良好，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，通過真空規(guī)管檢測系統(tǒng)的真空度，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到本底真空度以后，關(guān)閉第二抽真空泵機(jī)組36、第三抽真空泵機(jī)組37，并將進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥打開到一定的開度，往筒體內(nèi)注入處理氣體，使筒體達(dá)到設(shè)定真空度，并保持系統(tǒng)真空度達(dá)到動態(tài)平衡。放電裝置2包括兩塊放電的極板45和射頻電源38，兩塊極板45平行設(shè)置，每塊極板設(shè)有金屬懸浮屏蔽外殼46，極板與金屬懸浮屏蔽外殼之間填充有絕緣材料47，兩塊極板相對兩面的間距為1. 5 10cm，傳送帶從兩個(gè)極板之間穿過，每個(gè)極板上設(shè)有極板接頭48，極板接頭通過射頻輸出線與射頻電源38連接。射頻電源38為雙輸出供電裝置，包括交流電源49和變壓器50，其中變壓器50僅原邊接地，變壓器副邊輸出端經(jīng)絕緣保護(hù)后與放電裝置2連接。在低氣壓環(huán)境下，打開射頻電源，將本裝置上下極板接通13. 56MHz的雙輸出射頻源，即可在極板間產(chǎn)生均勻穩(wěn)定的等離子體。配以相應(yīng)的自動上下料裝置即可實(shí)現(xiàn)冷等離子體的連續(xù)處理。以氬氫(體積比1:3)混合氣體作為工作氣體在低真空狀態(tài)下進(jìn)行輝光放電，即可能夠產(chǎn)生使生物大分子能量得到躍遷的冷等離子體，所產(chǎn)生的活性粒子能量達(dá)到I 20ev。本發(fā)明放電裝置是目前唯一的能夠產(chǎn)生與生物大分子相互作用的冷等離子體發(fā)生裝置，通過對放電裝置中的極板結(jié)構(gòu)改進(jìn)，増加了金屬懸浮屏蔽外殼和絕緣填充材料，阻止了極板與腔體內(nèi)壁之間的放電，并使其產(chǎn)生位移電流，增強(qiáng)了等離子體的活性，實(shí)現(xiàn)了懸浮屏蔽；區(qū)別于以往的傳導(dǎo)電流，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)避免了極板與腔體間通過電流而發(fā)熱，因此不需要増加冷卻介質(zhì)或結(jié)構(gòu)就·能控制裝置內(nèi)的溫度在較低的范圍，同時(shí)增加了真空紫外光的能量密度。通過極板間距的調(diào)節(jié)，可以得到合適的真空紫外光光子的密度。傳輸裝置如圖2所示，包括絕緣支架41、主動輥42、從動輥43、壓輥44、傳輸帶3和傳輸電機(jī)40，進(jìn)料斗中的種子落在傳送帶上，通過傳送帶進(jìn)入輝光放電區(qū)域進(jìn)行處理，最后落入出料斗，而且傳送帶傳送速度可調(diào)，操作靈活。本發(fā)明設(shè)備處理種子的具體操作如下
打開進(jìn)料斗抽真空手動蝶閥(19和20)，出料斗抽真空手動蝶閥(30和31)，啟動泵機(jī)組(35、36和37)，保證各路真空室的真空度完全一致，打開進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥39，達(dá)到給定值后(例如lOOPa)。打開電源38啟動傳輸帶3，打開進(jìn)料斗9的手動蝶閥16，打開進(jìn)料蝶閥18，種子下落至傳輸帶3進(jìn)入輝光放電區(qū)種子(生物大分子)與冷等離子體作用而產(chǎn)生能量躍遷，即由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，從而使種子產(chǎn)生積極的生物學(xué)效應(yīng)。種子經(jīng)傳輸帶3若干秒后(即處理時(shí)間)，打開出料手動蝶閥22，打開出料斗26的手動蝶閥23經(jīng)處理后的種子落入出料斗26。進(jìn)料斗9送料完成后即關(guān)閉進(jìn)料斗9抽真空手動蝶閥19和進(jìn)料斗9的手動蝶閥16打開放氣閥13放氣完畢后，打開進(jìn)料蓋11，裝入待加工種子然后關(guān)上進(jìn)料蓋11，然后關(guān)閉進(jìn)料抽真空蝶閥20打開進(jìn)料抽真空手動蝶閥19抽真空到給定值。與此同時(shí)當(dāng)出料斗26裝滿處理后的種子后即關(guān)閉出料斗26的手動蝶閥23、出料斗26的抽真空蝶閥30，然后打開放氣閥28，放氣完畢即打開出料蓋33出料。然后合上出料蓋33，關(guān)閉出料斗27抽真空手動蝶閥31打開出料斗27抽真空蝶閥30抽真空到給定值。同時(shí)打開出料手動蝶閥24，經(jīng)處理的種子落入出料斗27。往復(fù)打開進(jìn)料斗9、出料斗26和進(jìn)料斗10、出料斗27即可實(shí)現(xiàn)在低真空狀態(tài)下連續(xù)生產(chǎn)的目的。
應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明專利，并不用于限定
本發(fā)明專利。由本發(fā)明專利所引伸的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明專利的保護(hù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種冷等離子體種子處理設(shè)備，包括真空裝置以及設(shè)置在真空裝置內(nèi)的放電裝置和傳輸裝置，在真空裝置上設(shè)置有筒體進(jìn)料口和筒體出料口，其特征在于還包括一進(jìn)料裝置和一出料裝置，所述的進(jìn)料裝置包括第一進(jìn)料斗(9)和第二進(jìn)料斗(10)，所述的第一進(jìn)料斗(9)和第二進(jìn)料斗(10)分別設(shè)置有進(jìn)料蓋、進(jìn)料斗放氣閥、進(jìn)料斗出料口以及進(jìn)料斗抽真空蝶閥，所述的第一進(jìn)料斗(9)的進(jìn)料斗出料口、第二進(jìn)料斗(10)的進(jìn)料斗出料口以及筒體進(jìn)料口分別通過一進(jìn)料斗蝶閥與一第一三通管的一個(gè)管口連接；所述的出料裝置包括第一出料斗(26)和第二出料斗(27)，所述的第一出料斗(26)和第二出料斗(27)分別設(shè)置有出料斗進(jìn)料口、出料斗出料口、出料斗放氣閥以及出料斗抽真空蝶閥，所述的第一出料斗 (26)的出料斗進(jìn)料口、第二出料斗(27)的出料斗進(jìn)料口以及筒體出料口分別通過一出料斗蝶閥與一第二三通管的一個(gè)管口連接；在所述的第一進(jìn)料斗(9)和第二進(jìn)料斗(10)的進(jìn)料斗抽真空蝶閥上連接有第一抽真空泵機(jī)組，在所述的第一出料斗(26)和第二出料斗(27) 的出料斗抽真空蝶閥上連接有第二抽真空泵機(jī)組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷等離子體種子處理設(shè)備，其特征在于所述的傳輸裝置包括絕緣支架(41)、主動輥(42 )、從動輥(43 )、壓輥(44)和傳送帶(3 )，主動輥和從動輥通過軸承分別設(shè)于絕緣支架的兩端，傳送帶設(shè)于主動輥和從動輥之上，壓輥也通過軸承設(shè)于絕緣支架一端，將傳送帶壓緊于主動輥上，放電裝置設(shè)于絕緣支架上，傳送帶從放電裝置的內(nèi)部穿過；所述放電裝置包括平行設(shè)置的上下兩塊極板(45)，每塊極板設(shè)有金屬懸浮屏蔽外殼(46)，極板與金屬懸浮屏蔽外殼之間填充有絕緣材料(47)，兩塊極板相對兩面的間距為1.5 10cm，傳送帶從兩個(gè)極板之間穿過，每個(gè)極板上設(shè)有極板接頭(48)，所述極板接頭通過射頻輸出線與射頻電源(38)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷等離子體種子處理設(shè)備，其特征在于所述的射頻電源 (38 )為雙輸出供電裝置，所述雙輸出供電裝置包括交流電源(49 )和變壓器(50 )，所述變壓器僅原邊接地，變壓器副邊輸出端經(jīng)絕緣保護(hù)后與放電裝置(2)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷等離子體種子處理設(shè)備，其特征在于在所述的第一進(jìn)料斗(9)和第二進(jìn)料斗(10)上還分別設(shè)置有一進(jìn)料斗觀察窗；在所述的第一出料斗(26) 和第二出料斗(27)上還分別設(shè)置有一出料斗觀察窗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷等離子體種子處理設(shè)備，其特征在于在所述的第一三通管上設(shè)置有第一出料三通觀察窗(25)，在所述的第二三通管上設(shè)置有第二出料三通觀察窗(32)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷等離子體種子處理設(shè)備，其特征在于所述真空裝置包括筒體(I )，所述的筒體進(jìn)料口和筒體出料口設(shè)置在該筒體上，在筒體(I)上還設(shè)置有放氣閥(4、7)、真空規(guī)管(5)、第三抽真空泵機(jī)組(35)、和進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(39)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷等離子體種子處理設(shè)備，其特征在于所述的進(jìn)料口蝶閥和出料斗蝶閥均為手動蝶閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冷等離子體種子處理設(shè)備，包括真空裝置以及設(shè)置在真空裝置內(nèi)的放電裝置和傳輸裝置，在真空裝置上設(shè)置有筒體進(jìn)料口和筒體出料口，還包括一進(jìn)料裝置和一出料裝置，進(jìn)料裝置包括第一進(jìn)料斗和第二進(jìn)料斗，第一進(jìn)料斗和第二進(jìn)料斗分別設(shè)置有進(jìn)料蓋、進(jìn)料斗放氣閥、進(jìn)料斗出料口以及進(jìn)料斗抽真空蝶閥，第一進(jìn)料斗和第二進(jìn)料斗的進(jìn)料斗出料口以及筒體進(jìn)料口分別通過一進(jìn)料斗蝶閥與一三通管連接；在所述的第一進(jìn)料斗和第二進(jìn)料斗的進(jìn)料斗抽真空蝶閥上連接有第一抽真空泵機(jī)組，出料裝置包括第一出料斗和第二出料斗。本發(fā)明適用于處理各種作物的種子，處理成本低、速度快、無污染，且作物抗旱、抗病蟲害等抗逆能力得到提高，增產(chǎn)效果顯著。
文檔編號A01C1/00GK103039151SQ20121052353
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者邵漢良, 董元華, 繆琴, 錢海波 申請人:常州中科常泰等離子體科技有限公司, 中國科學(xué)院南京土壤研究所