Способ электростерилизации почвы
Изобретение относится к сельскому хозяйству, к способам обработки почвы электрическим разрядами. Цель изобретения — повышение эффективности обработки и снижения энергозатрат. Равномерного состава почву помещают в технологический блок, увлажняют до 50 — 60% и ведут обработку электрическим разрядом при напряженности электрического поля 30 — 50 кВ/м до достижения конечной температуры нагрева.
РЕСПУБЛИК (si)s A 01 В 47/00
ГОСУДА P СТВ Е ННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 ос 4 (Я (21) 4747076/15 (22) 04.09.89 (46) 23.08.91. бюл, М 31 (71) Кировский политехнический институт (72) B.Ñ.Ãoëäàåå (53) 631,462.002.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 485720, кл, А 01 В 47/00, 1972. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОСТЕРИЛИЗАЦИИ
Изобретение относится к сельскому хозяйству, к способам обработки почвы электрическими разрядами, Цель изобретения — повышение эффективности обработки и снижение энергозатрат.
Цель достигается тем, что увлажнение почвы осуществляют до 50-60%, а обработку ведут при напряженности электрического поля 30-50 кВ/м.
Пример. Навеска обрабатываемой почвы просеивается через сито с ячеей 5 мм, увлажняется, помещается в технологическую секцию из диэлектрического материала с электропроводящими боковыми стенками обьемом 0,6 х0,1 х 0,1 м (6 10 куб. м) и с расстоянием между стенками
0,6 м и подвергается воздействию через воздушный промежуток искровыми разрядами конденсатора с заданными емкостью и напряжением.
В процессе испытаний установлены следующие основные взаимосвязанные биотропные факторы, определяющие повышенное качество электростерилизации почвы в ограниченном изолированном
„„SU„„1671175А1 (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, к способам обработки почвы электрическими разрядами. Цель изобретения— повышение эффективности обработки и снижения энергозатрат, Равномерного состава почву помещают в технологический блок, увлажняют до 50-60;(, и ведут обработку электрическим разрядом при напряженности электрического поля 30-50 кВ/м до достижения конечной температуры нагрева, обьеме при минимально возможных энергетических затратах, Влажность равномерного по фракциям состава почвы равна
50-60%, При влажности менее 50% и достижении температуры нагрева обрабатываемой почвы до 50-60 С разряд из искровой стадии переходит в электродуговую за счет высыхания почвы е приэлектродном слое с резким увеличением энергозатрат на стерилизацию почвы от болезнетворных микроорганизмов. При влажности более 60% избыток воды требует также повышенных затрат энергии на ее дополнительный нагрев. При влажности 50-60% почвенная влага в процессе электрообработки конденсируется в приэлектродном слое, обеспечивая высококачественную стерилизацию всего объема обрабатываемой почвы при ее нагреве до 95-98 С искровыми разрядами. Емкость электроискрового конденсатора (генератора) составляет 0,125-0,5 мкФ. При меньшей емкости увеличивается время и снижается качество стерилизации почвы. Повышение емкости конденсатора более 0,5 мкФ увеличивает время горения искры в воздушном разрядном промежутке
Тех ред М. Моргентал Корректор Т.Малец
Заказ 2778 Тираж 399 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 и в результате этого создает дополнительные потери электроэнергии. превышающие затраты на нагрев почвы до заданной температуры, Напряжение разряда конденсатора (электроискрового генератора) равно 20-30 кВ. При напряжении менее 20 кВ время электростерилизации почвы увеличивается за счет снижения в ее объеме уровня заряженных частиц до значения недостаточного для стабильного формирования тока микродуговых разрядов,равномерно распределенного по всему объему обрабатываемой почвы. При напряжении разряда конденсатора более 30 кВ время электростерилизации и потери энергии также возрастают за счет перехода микродуговых разрядов в обрабатываемой почве в искровые, сопровождаясь локальным выбросом частиц обрабатываемой почвы без их нагрева.Напряженность тока микродуговых разрядов в ограниченном изолированном объеме стерилизуемой почвы Е = (0,3-0,5).10 кВ/м есть производная величина от напряжения разряда конденсатора (20-30 кВ) и расстояния (0,6 м) между электропроводящими боковыми стенками технологической секции, в которой размещена стерилиэуемая почва.
При массе навески почвы 3,5 кг время необходимое для ее нагрева до 80 С. составило 12 мин, При такой же массе в этом же объеме 6 10 куб. м обработка
-з почвы при емкости конденсатора 2 мкФ и напряжении разряда 35 кВ увеличилясь на 4 мин и энергозатраты увеличились
5 в 10-12 раэ при снижении качества и производительности электростерилизации почвы. При обработке почвы в неограни. ченном объеме эффект стерилизации не наблюдается по причине растекания тока
10 разряда по неограниченному объему почвы и резкому снижению в результате этого
Таким образом, комплексное взаимо15 связанное использование существенных признаков способа электростерилизации почвы позволяет повысить качество и эффективность электростерилиэации при значительном снижении энергозатрат на
20 обеззараживание почвы от болезнетворных микроорганизмов и семян сорных растений.
Способ электростерилиэации почвы, 25 включающий размещение почвы в технологическом объеме и обработку ее высоковольтным электрическим разрядом, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки и снижения
30 энергозатрат. обработку ведут при напряженности электрического поля 30-50 кВ/м и влажности почвы 50-60 .
Источник
Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов — Устройства для обработки сред электрическим током
Содержание материала
Обработка почвы электрическим током при помощи электродов, закладываемых в почву, благоприятно влияет на корневую систему овощных и других культур при оптимальной плотности тока в почве. Установлено, что лучший эффект достигается при плотности 50 А/м2 переменного тока и 1 А/м2 постоянного тока с плоскими угольными электродами, располагаемыми вертикально в поверхностном слое почвы. При этом урожайность увеличивается до 40%.
Такие устройства применимы в культивационных помещениях защищенного грунта. При указанной плотности переменного тока осуществляется также обогрев почвы в холодное время года.
Электрорассоление почв постоянным током производится для увеличения растворимости и подвижности труднорастворимых солей при промывке. При этом увеличивается плодородие засоленных почв. Наиболее интенсивно процесс рассоления солончаковых почв (составляющих около 20% посевной площади страны) происходит при плотности постоянного тока 0,1 А/м2.
Участки почвы, подлежащие рассолению, предварительно подготавливают к промывке. На прямоугольном участке шириной 160 . 320 м расположены две анодные и три катодные распределительные линии, присоединенные к выпрямительному устройству с выходным напряжением 75 В постоянного тока. Анодные и катодные электроды заделывают в грунт на глубину соответственно 1 и 5 м. Оптимальные расстояния между электродами составляют 10. 20 м, а между линиями 40. 80 м. Ток к электродам подводится голыми алюминиевыми проводами, прокладываемыми на поверхности участка. Питание выпрямитель получает от понизительной подстанции 10/0,4 кВ.
Рассоление 1 га сильно засоленных почв на глубину одного метра осуществляется за 1 . 1,5 месяца при расходах электроэнергии 6. 20 тыс. кВт-ч и пресной воды не более 5. 6 тыс. м3. Обычный метод рассоления длится два сезона.
Электроплазмолиз основан на термическом (около 65°С) или электрокинетическом воздействии электрического тока на биологическую клетку для разрушения ее биомембраны и выделения клеточного сока.
Электроплазмолиз живых клеток может осуществляться переменным током промышленной или повышенной частоты напряженностью от 300 до 2000 В/см и униполярными импульсами тока высокого напряжения напряженностью более 2000 В/см. Плазмолиз одной клетки требует в среднем (1,1 . 1,5) 10-10 Дж.
С увеличением частоты и плотности тока электроплазмолиза расход электрической энергии снижается. Электроплазмолиз можно полезно использовать для ускорения обезвоживания и сушки растений (особенно с толстым стеблем), созревания шляпок подсолнечника на корню, борьбы с сорняками и т. д.
Электроосмос — направленное движение ионов с захватом молекул воды в порах коллоидно-пористых материалов под действием постоянного электрического поля. Скорость перемещения жидкости от положительного к отрицательному полюсу v (м/с) определяется коэффициентом электроосмоса Кэо м2/(В-с) и напряженностью поля Е (В/м):
v=KS0E. (6.14)
Электроосмос можно использовать для ускорения обезвоживания различных сельскохозяйственных сред (например, навоза и др.), снижения тягового усилия плуга при обработке почвы и т. д.
При обезвоживании навоза крупного рогатого скота коэффициент электроосмоса Кэо= (8 . 160) 10
5 м2/(В-с). При плотности тока около 45 А/м2 расход электроэнергии составляет 350 кВт-ч на 1 т.
Источник
Устройство для обработки почвы электрическим током
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использова- 23 но для стерилизации почвы, нейтрализации почвенной влаги, кислотных и щелочных почв. Целью изобретения является повышение эффективности воздействия на почву и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит источник постоянного тока с исключателем полюсов, электроды 13, размещенные в почве, электродную пластину 19, установленную в емкости 17с водой 20, с днииз влагонепроницаемого электропроводящего материала. Перемещение по поверхности почвы емкости 17 относительно электродов 13, расположен-; ных параллельно днищу 21, и изменение .полярности на электродах 13 и 19 позволяют сократить расход электроэнергии и расширить функциональные возможности устройства. 3 ил. (Л Фиг. 2
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 А 01 В 47/00
Н ВТСи СКОМУ СВиДКтеЛьСтвМ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTI44 (21) 3976329/30-15 (22) 06.08.85 (46) 07.05.87. Бюл.- Ф 17 (71) Целиноградский сельскохозяйственньм институт (72) Н.И.Саватеев, Д.Д.Якубовский, А.Г.Левицкий и А.Н.Бабко (53) 621. 51 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР
9 1220575, кл. А 01 В 47/00, 1986.
Вадюнина А.Ф. и Захаров С.Ф. Влияние постоянного и импульсного тока .на свойства садово-расоленных почв с внесением химических мелиорантов и без них. — Вестник МГУ, Биология, Почвоведение, 1973, Ф 6, с. 106-111. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для стерилизации почвы, нейтрализации почвенной влаги, кислотных и щелочных почв. Целью изобретения является повышение эффективности воздействия на почву и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит источник постоянного тока с исключателем полюсов, электроды 13, размещенные в почве, электродную пластину 19, установленную в емкости 17 с водой 20, с днищем.21 из влагонепроницаемого электропроводящего материала. Перемещение по поверхности почвы емкости 17 относительно электродов 13 расположен-, Э
O ных параллельно днищу 21, и изменение щ .полярности на электродах 13 и 19 позволяют сократить расход электроэнер- Ц ф гии и расширить функциональные возможности устройства. 3 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для стерилизации почвы, создания в почве щелочной среды, нейтрализации почвенной влаги, кислотных и щелочных почв °
Целью изобретения является повышение эффективности воздействия на почву и расширения функциональныхвозможностей устройства.
На фиг.1 изображена электрическая схема системы обогрева почвы с устройством для электрического воздействия постоянным током на переувлажненную почву; на фиг.2 — установка совместно с подпочвенными фазными электродами, вертикальный разрез; на фиг.3 — то же, вид сверху.
Устройство для электрического воздействия на почву постоянным током в теплице (фиг.1) содержит линию 1 трехфазного питания 380 В, трансформатор
2 обогревочный, автоматический выключатель 3 системы электродно-элементного обогрева почвы, блокированный с выключателем 4 (при включении выключателя 3 выключатель 4 отключается и наоборот), автоматический выключатель 4 для выпрямительного устройства 5, переключатель 6 полюсов, соединение 7 контактное разъемное, проводники 8, шины 9, индивидуальные выключатели 10, канал 11, съемные предохранители 12, нагревательные эле- 35 менты-электроды 13, канал 14 для размещения нулевой шины и съемных предохранителей, обводной проводник 15 для питания через контактные соединения 7 почвенных элементов-электро40 дов 13 (обводные проводники 15 используются с целью выравнивания напряжения питания) и устройство 16.
На фиг.2 показано устройство 16 для электрического воздействия на переувлажненную почву постоянным током, которое состоит из емкости 17 коробчатой формы из неэлектропроводного материала, изоляторов 18 для крепления электродной пластины 19 с отверстиями (для предотвращения скопления газов); емкость 17 наполнена водой
20, днище 21 выполнено из эластичного влагонепроницаемого электропроводящего материала, почва 22 с размещенными в ней элементами-электродами 13; контактное соединение 23 для подачи питания на пластину 19.
На фиг.3 показано устройство 16 с узлами 24 и 25 крепления тяговых тросов 26 и 27.
Для проведения электрического воздействия постоянным током на переувлажненную почву устройство 16 размещают в противоположном конце теплицы относительно тягового устройства (лебедка — известный элемент), затем от источника 5 питания через устройство
6 переключения полюсов подается постоянное напряжение на группу элементов-электродов 13, над которой находится устройство 16 и напряжение обратной полярности на электродную пластину 19 устройства 16.
Работа установки заключается в следующем.
Ножи S переключателя 6 в положении П-1 и П-2, на почвенные элементыэлектроды подается «+», на электродную пластину «-«. В результате прохождения постоянного электрического тока между электродной пластиной 19 и почвенными элементами-электродами
13 влага, находящаяся в почве, приобретает кислотные свойства, а вода в емкости — щелочные свойства. Кислотная среда, создаваемая в почве, оказывает стерилизующее действие. При достижении почвенной влагой значений показателя среды рН = 4-5 устройство перемещается над секцией I элементовэлектродов 13 в новое положение.
Исходное положение устройства 16 . над секцией I у канала нулевой шины и съемных предохранителей 14.
Устройство 16 тяговым тросом 26 перемещается над секцией Х до канала размещения сьемных предохранителей
П:. Затем установка переносится на секцию II у канала съемных предохранителей ХТ с помощью реверсирования тягового устройства перемещается над
II секцией в обратном направлении к каналу 14. При этом используется тяговый трос 27 и узел 25 крепления тягового троса„
При достижении устройством крайнего положения над секцией II установка 16 переносится на секцию III у канала съемных предохранителей 14.
Работа установки осуществляется до конечного положения над IV секцией у канала нулевой шины и съемных предохранителей 14.
Затем установка переносится в исходное положение íà I секцию у канала съемных предохранителей 14. Скорость передвижения устройства определяется рН почвенной .влаги. 5
Нейтрализация почвенной влаги.
Ножи S переключателя 6 в положении П-3 и П-4, на группу почвенных
tt t t элементов-электродов подается на электродную пластину «+». f0
В результате изменения полярности влага, находящаяся в почве, нейтрализуется (т.е. показатель среды рН становится равным 6-7). Вода, находящаяся в емкости, также нейтрализуется.
Перемещение устройства 16 в режиме нейтрализации аналогично перемещению в режиме I. По окончании процесса нейтрализации устройство переносится в исходное положение. 20
Создание в почве щелочной среды.
Ножи S переключателя 6 в положении П-3 и П-4, на почвенные элементыэлектроды подается «-«, на электродную пластину «+». В результате прохождения постоянного электрического тока между электродной пластиной и почвенными элементами-электродами происходит дальнейшее изменение .свойств почвенной влаги и она приобретает щелочные свойства рН = 9- tO.
Вода в емкости приобретает кислотные
1 свойства. Схема передвижения установки в теплице аналогична передвижению в режиме I. 35
Нейтрализация почвенной влаги.
Ножи S переключателя в положении
П-1 и П-2, на почвенные элементы-электроды подается «+», на электродную пластину — . В результате изменения !! !! 40 направления протекания постоянного электрического тока между электродной пластиной и почвенными элементами-электродами происходит нейтрализа. ция почвенной влаги и воды в емкости, 45 т.е. вода приобретает показатель рН =
Схема передвижения установки втеплице аналогична передвижению в середы-50 дущих режимах.
Нейтрализация кислотных почв.
Если тепличный. грунт обладает кислотными свойствами рН = 4-5, то с по- 55 мощью предлагаемого устройства можно осуществить нейтрализацию почвы, т.е. довести показатель среды почв до оптимального значения рН = 6-7.
Для этого необходимо поставить нсжи S переключателя 6 в положения П-3 и П-4, при этом на почвенные элементы-электроды пода. ется -«, на электродную пластину «+». В результате прохождения постоянного электрическото тока между электродной пластиной
19 и почвенными элементами-электродами 13 влага, находящаяся в почве, приобретает щелочные свойства — происходит нейтрализация почвы, т ° е. почва приобретает показатель среды рН=6-7.
Нейтрализация щелочных почв.
Если тепличный грунт обладает щелочными свойствами рН = 8-9, то с помощью предлагаемого устройства можно осуществить нейтрализацию почвы, т.е. довести показатель среды почвы до оптимального значения рН = 6-7. С этой целью необходимо выполнить следующие операции.
Ножи S переключателя 6 следует поставить в положение П-1 и П-2, тогда на почвенные элементы-электроды подается «+», на электродную пластину
В результате прохождения постоянного электрического тока между электродной пластиной и почвенными эле- . ментами-электродами влага, находящаяся в почве, приобретает кислотные свойства, происходит нейтрализация почвы, т.е. почва приобретает показатель среды рН = 6-7;
Таким образом, в результате применения предлагаемого устройства сокра» щается расход электроэнергии по срав-. нению с электродной стерилизацией, отпадает необходимость в применении химических реактивов для нейтрализации почвы и становится возможным управление изменением величины показателя рН почвы.
Формула из обре те ния
Устройство для обработки почвы электрическим током, включающее источник постоянного тока и электроды, размещенные в почве, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности воздействия на почву и расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено переключателем полярности и емкостью для воцы со стенками из изоляционного материала и с днищем из водонепроницаемого эластичного материала для контакта с почвой, причем один
1308219 электрод установлен в емкости, а другой электрод, размещенный в почве, .расположен параллельно днищу емкости, при этом емкость установлена с возможностью перемещения относительно электрода, размещенного в почве.
Редактор Г.Волкова Техред Л.Сердюкова Корректор Е PomKo
Тираж 630 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4.
Источник