Опрыскиватель

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может использоваться для создания воздушно-жидкостного потока при нанесении распыленной жидкости на обрабатываемую поверхность. Опрыскиватель содержит вентилятор, насос, форсунку, сопло. Вентилятор создан при соблюдении отношении расхода воздух/жидкость потока в пределах от 0,14 до 1 и скоростей истечения воздуха из вентилятора V_возд и жидкости от форсунки V_жидк:V_возд/V_жидк=1±10%. На пути истечения из вентилятора расположено сопло с плоскими стенками. Выходное сечение сопла выполнено переменной ширины от максимальной вверху до минимальной внизу. В проточной части сопла сверху вниз размещены перегородки под разными углами к обрабатываемой поверхности. Перегородки образуют отдельные каналы разной ширины. Изобретение позволяет при минимальных энергозатратах и минимальной материалоемкости обеспечить максимальную дальность выброса воздушно-жидкостной смеси, равномерное распределение по всей ширине захвата при одинаковой скорости соприкосновения с растениями от обрабатываемой поверхности, не превышающей 5 м/с. 3 ил.

Опрыскиватель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может использоваться для создания воздушно-жидкостного потока при нанесении распыленной жидкости на обрабатываемую поверхность во всех отраслях народного хозяйства, где необходимо равномерно распределить наносимое вещество по всей ширине захвата. Например, при дождевании или опрыскивании сельскохозяйственных угодий удобрениями или защитными средствами.

Известно устройство по авторскому свидетельству 1563771 А1, МПК 5 В 05 В 1/04 от 14.03.88 "Формирователь плоской струи", где выходная кромка стержня с обращенной к выпускному отверстию сужающейся частью расположена в плоскости выпускного отверстия. В результате соударения пересекающихся струй происходит формирование плоской струи, ориентированной вдоль стержня и в направлении от выпускного отверстия. Соударение струй за пределами канала исключает турбулизацию жидкости в проточной части и повышает пропускную способность устройства, обеспечивая подачу жидкости с увеличенным расходом и большой дальностью струи, а также расширение угловых размеров плоской струи. При работе данного устройства и ему подобных образуется "мертвая" зона, куда вода не попадает. Ширина захвата у таких устройств мала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является "Опрыскиватель" по авторскому свидетельству 1366144, МПК 4 А 01 М 7/00 от 29.05.86, содержащее вентилятор с кожухом, шарнирно установленным на стойках. На кожухе тангенциально расположен корпус сопла. Сопло выполнено прямоугольной формы и состоит из двух частей. Нижняя часть подвижна и посредством двух тяг и шарнира связана с одной из стоек вентилятора. При изменении угла наклона сопла подвижная стенка перемещается, меняется его выходное сечение. Это позволяет эффективно проводить обработку деревьев за счет возможности регулирования дальности и размера струи аэрозоля при обработке тех или иных частей деревьев.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка опрыскивателя с шириной захвата до 100 м, создающего дальнеструйный воздушно-жидкостной поток, распределяющего его по всей ширине захвата, от опрыскивателя до самой возможно дальней точки, с равной скоростью встречи струи с обрабатываемой поверхностью, не превышающей 5 м/с при соприкосновении с обрабатываемыми растениями.

Поставленная задача решается за счет того, что в опрыскивателе, содержащем вентилятор, насос, форсунку, сопло, на пути созданного при соблюдении соотношений расхода воздух/жидкость потока в пределах где G_в - расход воздуха в кг/с; G_ж - расход жидкости в кг/с, и скоростей истечения воздуха из вентилятора и жидкости из форсунки где V_возд - скорость истечения воздуха из вентилятора; V_жидк - скорость истечения жидкости из форсунки, расположено сопло с плоскими стенками, выходное сечение сопла выполнено переменной ширины, от максимальной вверху до минимальной внизу; в проточной части сопла сверху вниз размещены перегородки под разными углами к обрабатываемой поверхности, образующие отдельные каналы разной ширины.

Сформированный при соблюдении вышеописанных соотношений расхода воздух/жидкость и выбранном соотношении скоростей истечения воздуха из вентилятора V_возд и жидкости из форсунки V_жидк воздушный поток позволяет при минимальных энергозатратах обеспечить максимальную, до 50 м, дальность выброса и транпортирование необходимого количества жидкости к обрабатываемой поверхности.

Выполнение выходного сечения сопла переменной ширины, от максимальной вверху до минимальной внизу, и размещение в проточной части сопла между плоскими стенками сверху вниз перегородок позволяет сформировать отдельные каналы разной ширины для струй с разной дальностью транспортировки жидкости, от максимально возможной до минимально необходимой, с одинаковой, безопасной при соприкосновении с обрабатываемыми растениями скоростью, не превышающей 5 м/с.

Расположение перегородок в проточной части сопла под разными углами к обрабатываемой поверхности позволяет получить разнонаправленные струи. Это дает возможность распределить жидкость по всей ширине захвата, от максимально доступной точки до устройства, без "мертвой зоны".

Совокупность заявляемых признаков нова и позволяет при минимальных энергозатратах и минимальной материалоемкости обеспечить максимальную дальность выброса воздушно-жидкостной смеси, равномерное распределение по всей ширине захвата при одинаковой скорости соприкосновения с растениями от обрабатываемой поверхности, не превышающей 5 м/с.

На фиг. 1 изображен опрыскиватель, общий вид; на фиг. 2 - опрыскиватель, вид спереди, и схема распределения струй воздушно-жидкостного потока; на фиг. 3 - выходное сечение сопла, вид А на фиг. 2.

Опрыскиватель изображен на фиг. 1, где 1 - шасси, 2 - вентилятор, 3 - бак, 4 - насос, 5 - сопло, 6 - форсунка, 7 - перегородки, 8 - выходное сечение сопла, 9 - каналы. Стрелками показаны направления движения струй воздушно-жидкостного потока.

На шасси 1 смонтирован бак 3. Впереди бака расположен центробежный вентилятор 2. На выходе центробежного вентилятора 2 расположено сопло 5 с плоскими стенками, с выходным сечением 8 переменной ширины, от максимальной вверху до минимальной внизу, и с форсункой 6, представляющее общий канал для воздушно-жидкостного потока. В проточной части сопла 5 между плоскими стенками сверху вниз размещены перегородки 7 под разными углами к обрабатываемой поверхности, образующие отдельные разнонаправленные каналы 9 разной ширины, расположенные друг под другом. Верхний канал, обеспечивающий транспортировку жидкости на максимальное расстояние, имеет наибольшую ширину выходного сечения и направлен под углом +25...28 градусов к горизонту. Нижний канал, обрабатывающий поверхность в непосредственной близости у опрыскивателя, имеет минимальную ширину выходного сечения и направлен под углом -55.. .-62 градусов к горизонту. Остальные каналы, обрабатывающие остальную поверхность по всей ширине захвата, имеют ширину выходного сечения и направление, лежащие в вышеописанных пределах.

Опрыскиватель работает следующим образом.

Жидкость поступает в воздушный поток, созданный центробежным вентилятором 2, со скоростью, равной скорости воздушного потока V_возд/V_жидк=1±10%, где V_возд - скорость истечения воздуха из вентилятора, V_жидк - скорость истечения жидкости из форсунки.

При этом отношение расходов жидкости должно быть в пределах 1>G_ж/G_в>0,14, где G_в - расход воздуха в кг/с, G_ж - расход жидкости в кг/с.

В этих пределах (при диаметре капель 0,2-0,4мм) воздушно-жидкостная струя подчиняется законам газовых струй и дальнобойность ее несколько увеличивается за счет инерции капель. При G_ж/G_в>1 капли жидкости сливаются и выпадают из потока воздуха, не достигнув максимальной дальности, регламентированным соотношением.

При отклонении от соотношения V_возд/V_жидк=1±10% приводит к потере кинетической энергии более скоростной струи и, следовательно, неоправданным затратам энергии для ее разгона.

При V_возд>V_жидк возникают потери на дробление капель.

При V_возд<V капли укрупняются и раньше выпадают из потока.

Воздушно-жидкостный поток поступает в сопло 5 с плоскими стенками и выходным сечением переменной ширины, от максимальной вверху до минимальной внизу, и направляется перегородками 7, расположенными между плоскими стенками, по каналам 9 в виде отдельных струй, имеющих разную ширину и разную дальность на обрабатываемую поверхность по всей ширине захвата.

Зависимость дальности струи от ширины выходного сечения плоского сопла 5 описывается формулой:
V_воздО - скорость воздуха на оси струи на расстоянии S;
V_воздВ - скорость воздуха на выходе из вентилятора const;
а - коэффициент турбулентности воздуха на выходе из вентилятора;
S - расстояние от выходного сечения сопла;
b - полуширина сопла.

Верхний канал имеет наибольшую ширину выходного сечения, направлен под углом +24...+27 градусов к горизонту и обеспечивает транспортировку жидкости на максимальное расстояние.

Нижний канал имеет минимальную ширину выходного сечения, направлен под углом -55. . . -62 градусов к горизонту и обрабатывает поверхность в непосредственной близости у опрыскивателя.

Промежуточные каналы имеют ширину выходного сечения и направление, лежащие в вышеописанных пределах, и обрабатывают поверхность по всей остальной ширине захвата при одинаковой скорости соприкосновения с растениями у обрабатываемой поверхности, не превышающей 5 м/с.

Формула изобретения

Опрыскиватель, содержащий вентилятор, насос, форсунку, сопло, отличающийся тем, что на пути истечения из вентилятора, созданного при соблюдении отношений расхода воздух/жидкость потока в пределах

где G_в - расход воздуха, кг/сек;
G_ж - расход жидкости, кг/сек;
и скоростей истечения воздуха из вентилятора и жидкости из форсунки

где V_возд - скорость истечения воздуха из вентилятора;
V_жидк - скорость истечения жидкости из форсунки;
расположено сопло с плоскими стенками, выходное сечение сопла выполнено переменной ширины от максимальной вверху до минимальной внизу; в проточной части сопла сверху вниз размещены перегородки под разными углами к обрабатываемой поверхности, образующие отдельные каналы разной ширины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3