Способ образования облака капель диспергированной жидкости в атмосфере с регулируемыми плотностью облака, дисперсностью и степенью полидисперсности капель и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к способам и устройствам для распыления жидкости в технологических процессах, требующих высокого качества распыления, в частности в сельском и лесном хозяйстве для обработки полей и лесов с целью защиты растений от болезней и вредителей путем наложения облака капель диспергированной жидкости на объект защиты с максимально щадящей степенью воздействия на окружающую среду. Жидкость диспергируют в сопловом диске и образовавшиеся капли дополнительно дробят во встречно вращающихся перемежающихся зубчатых венцах ударами по ударным плоскостям зубьев венцов в набегающем воздушном потоке, создаваемом вентилятором, затем капли сепарируют в поле центробежных сил воздействием воздушного потока. После сепарации крупные капли собирают и отправляют на повторное распыление, мелкие капли выносятся воздушным потоком через поворотное сопло в атмосферу в определенное место на определенное расстояние для образования облака. Устройство обладает возможностью регулировать плотность облака и поддерживать дисперсность капель необходимой величины в широких пределах, от аэрозоля до мелкокапельного распыления, а также регулировать степень полидисперсности сепарацией или селективным отбором капель по величине. Способ отличается энергетической эффективностью в силу того, что распыление жидкости вращающимися зубчатыми дисками наиболее энергетически эффективно по сравнению с другими методами механического или аэродинамического распыливания, к тому же дальнобойность струи воздуха из вентилятора (центробежного) высокого давления равна или сравнима с дальнобойностью сверхзвуковой струи воздуха из сверхзвукового сопла при равных расходах воздуха, но мощность, потребляемая вентилятором и дисками, в 5-7 раз меньше мощности, потребляемой для разгона струи воздуха до сверхзвуковых скоростей для диспергирования жидкости и выноса ее в атмосферу. 4 с. п. ф-лы, 13 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)а

Формула изобретения

1. Способ образования облака капель диспергированной жидкости в атмосфере, с регулируемыми плотностью облака, дисперсностью и степенью полидисперсности капель путем распыливания жидкости распыливающими дисками в набегающем потоке воздуха, создаваемом вентилятором, сначала в сопловом диске, оснащенном зубчатым венцом, и дополнительного дробления капель в концентричном сопряжении зубчатого венца соплового диска с зубчатыми венцами распыливающего зубчатого диска с направлением вращения, противоположным направлению вращения соплового диска, сепарации капель совместным воздействием воздушного потока и поля центробежных сил, сбора отсепарированных крупных капель для повторного использования и выноса мелких капель потоком воздуха в атмосферу для образования облака, отличающийся тем, что распыливание жидкости производят перед лопатками крыльчатки, радиального, центробежного вентилятора с двусторонним входом, в цилиндрической полости, ограниченной входными кромками лопаток, в плоскости, перпендикулярной оси крыльчатки и проходящей на расстоянии не менее 1/3 ширины лопатки от краев проточного канала крыльчатки, причем сопловой диск подвергают вибрации, а расход жидкости, частоту вращения дисков, крыльчатки вентилятора регулируют, амплитуду вибрации соплового диска от заранее заданной его статической неуравновешенности заранее задают в определенной зависимости от частоты вращения соплового диска, кроме того, капли выносят в атмосферу воздушным потоком через поворотное сопло.

2. Устройство для образования облака капель диспергированной жидкости в атмосфере с регулируемыми плотностью облака, дисперсностью и степенью полидисперсности капель, включающее вентилятор, привод, распыливающий диск, всасывающий коллектор, патрубок, насос для подачи жидкости на распыливание, регулятор расхода жидкости с системой трубопроводов, включая патрубок, для подачи жидкости от насоса и отвода собранной дренажной жидкости в насос, сопловой диск с внутренним конусом, соосный крыльчатке вентилятора, оснащенный зубчатым венцом, входящим концентрично в сопряжение с двумя зубчатыми венцами распыливающего, зубчатого диска, закрепленного на валу крыльчатки посредством всасывающего коллектора, имеющего направление вращения, противоположное направлению вращения соплового диска, отличающееся тем, что сопловой и зубчатый диски установлены внутри крыльчатки вентилятора, в цилиндрической полости, ограниченной входными кромками лопаток крыльчатки таким образом, что плоскость распыливания, проходящая через оси сопел соплового диска и средины зубчатых венцов, отстоит на расстоянии не менее 1/3 ширины лопаток от краев проточного канала крыльчатки, размещенной в кожухе, в виде улитки, сообщенном дренажным трубопроводом с насосом, радиального, центробежного вентилятора с двусторонним входом, одна сторона которого занята всасывающим коллектором, с другой - установлено закрепленное через упругую прокладку к кожуху входное устройство, по оси которого на пилонах размещен подшипниковый узел с запасованным в него полым валом, несущим на себе сопловой диск, величина статической неуравновешенности которого задается заранее, подшипники узла посажены на упругие опоры с заранее заданной жесткостью, а полость вала служит для подачи жидкости от патрубка к внутреннему конусу соплового диска для последующего распыливания в соплах, кроме того, ударные плоскости зубьев зубчатых венцов дисков выполнены перпендикулярными касательной к внешней окружности соплового диска или же предыдущих венцов, при этом привод вращения крыльчатки насоса и через гидравлическую передачу соплового диска наделен возможностью изменять частоту вращения, причем гидравлическая передача имеет возможность регулирования передаточного отношения, а на выходном фланце кожуха вентилятора установлено поворотное сопло.

3. Способ образования облака капель диспергированной жидкости в атмосфере с регулируемыми плотностью облака, дисперсностью и степенью полидисперсности капель путем распыливания жидкости распыливающими дисками в набегающем потоке воздуха, создаваемом вентилятором, сначала в сопловом диске, оснащенном зубчатым венцом, и дополнительного дробления капель в концентричном сопряжении зубчатого венца соплового диска с зубчатыми венцами распыливающего зубчатого диска с направлением вращения, противоположным направлению вращения соплового диска, сепарации капель совместным воздействием воздушного потока и поля центробежных сил, сбора отсепарированных крупных капель для повторного использования и выноса мелких капель потоком воздуха в атмосферу для образования облака, отличающийся тем, что распыливание жидкости производят на выходе из всасывающего коллектора осевого вентилятора, наддуваемого вспомогательным вентилятором, и на входе в канал селективного отбора капель по размерам, в котором производят отбор капель через окружную прорезь канала в кольцевую концентричную каналу камеру сбора, а мелкие капли основным воздушным потоком от осевого вентилятора с помощью вторичного, через камеру, потока, посредством регулирующего клапана, от вспомогательного вентилятора выносят в атмосферу, причем селективный отбор капель настраивают с помощью сдвижной по оси, связанной с клапаном, кольцевой перфорированной заслонки для прорези на сбор капель, размеры которых превышают заданную величину, при этом сопловой и зубчатый диски подвергают вибрации, а расход жидкости, частоту вращения осевого вентилятора, соплового и зубчатого дисков регулируют, амплитуду вибрации соплового и зубчатого дисков от заранее заданной их статической неуравновешенности заранее задают в определенной зависимости от частоты вращения дисков, кроме того, мелкие капли выносят в атмосферу воздушным потоком через поворотное сопло.

4. Устройство для образования облака капель диспергированной жидкости в атмосфере с регулируемыми плотностью облака, дисперсностью и степенью полидисперсности капель, включающее вентилятор, привод, распыливающий диск, всасывающий коллектор, патрубок, насос для подачи жидкости на распыливание, регулятор расхода жидкости с системой трубопроводов, включая патрубок, для подачи жидкости от насоса и отвода собранной дренажной жидкости в насос, сопловой диск с внутренним конусом, соосный крыльчатке вентилятора, оснащенный зубчатым венцом, входящим концентрично в сопряжение с двумя зубчатыми венцами распыливающего зубчатого диска, закрепленного на валу крыльчатки, имеющего направление вращения, противоположное направлению вращения соплового диска, отличающееся тем, что диски установлены на выходе из всасывающего коллектора вентилятора осевого типа и на входе в канал селективного отбора капель по величине, соосный коллектору и соединенный с ним перфорированным диффузором, по выходе из которого в стенке канала имеется окружная прорезь, перекрываемая сдвижной по оси перфорированной кольцевой заслонкой, регулирующей осевым перемещением сечение прорези и открывающей доступ в замкнутую кольцевую концентричную каналу камеру сбора, сообщающуюся трубопроводом отвода дренажа с насосом и оснащенную в торце, обращенном в сторону входа во всасывающий коллектор, регулирующим клапаном, состоящим из цилиндрической обечайки, с профилированными прорезями в стенке, коаксиальной всасывающему коллектору и сопрягаемой с фланцем заслонки, в качестве плунжера, таким образом, что при закрытии прорези в стенке канала заслонкой регулирующий клапан открывается и наоборот, при этом камера сбора, регулирующий клапан и всасывающий коллектор при горизонтальном положении общей оси встроены в кожух в виде прямоугольного отвода, установленного с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, на выходном фланце вспомогательного вентилятора наддува, причем через всасывающий коллектор проходит основной воздушный поток от наддуваемого осевого вентилятора, а через клапан, перфорацию диффузора, камеру сбора и перфорацию заслонки - вторичный поток от вспомогательного вентилятора, кроме того, сопловой и распыливающий зубчатый диски с заранее заданными величинами статической неуравновешенности и ударными плоскостями зубьев зубчатых венцов дисков, выполненными перпендикулярно касательной к внешней окружности соплового диска или же предыдущих венцов, посажены на валах, запасованных в подшипниковые узлы, подшипники которых, в свою очередь, посажены на упругие опоры с заранее заданной жесткостью, к тому же подшипниковый узел зубчатого диска установлен в кожухе, а подшипниковый узел соплового диска установлен в центральном обтекателе диска, в канале, на пилонах, внутри же вала соплового диска имеется полость подачи жидкости от патрубка к внутреннему конусу диска, кроме всего, передача вращения от привода до дисков, кроме передачи до насоса и вспомогательного вентилятора, включает гидравлическую передачу с регулируемым передаточным отношением, а на выходе канала установлено поворотное сопло.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45