Пневмоакустический распылитель жидкости
Владельцы патента RU 2260478:
Государственное научное учреждение Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства (ГНУ ВСТИСП) (RU)
Изобретение относится к устройствам для распыления жидкости различной вязкости и может быть использовано в устройствах для получения высокодисперных аэрозолей, в частности в опрыскивающей технике для химической защиты растений, в туманообразователях для защищенного грунта, при обеззараживающей профилактической обработке животноводческих помещений и животных в сельскохозяйственном производстве. Пневмоакустический распылитель жидкости включает корпус сопла, соосно размещенный в корпусе сопла в подшипниках закрытого типа стержневой излучатель, фиксируемый от осевого перемещения стопорным кольцом. На втулке, охватывающей корпус сопла и фиксируемой стопорной гайкой, установлен штуцер для подачи сжатого воздуха. Такое соединение образует воздушный канал кольцевой формы, который через штуцер и равномерно распределенные отверстия в корпусе сопла соединен с системой подачи сжатого воздуха. Концентрическое сопло, своей конусной частью охватывающее корпус сопла с зазором, соединено с системой подачи жидкости штуцером и притянуто к втулке накидной гайкой. В полости газоструйного излучателя, образуемого внутренним объемом корпуса сопла на его выходе, размещен стержневой излучатель, на котором закреплены лопасти. На конце стержневого излучателя, выступающего за срез корпуса сопла, закреплен резонатор акустических колебаний. В полости резонатора вмонтирован упругий элемент, защищенный высокоизносостойкой отражающей шайбой с поперечными прорезями, которая установлена с зазором в резонаторе. Предлагаемая конструкция пневмоакустического распылителя жидкости с наличием высокоизностойкой отражающей шайбы обеспечивает надежность и бесперебойность в работе, формирование строго направленного и завихренного мелкодисперсного облака аэрозоля сводит потери частиц жидкости к минимуму с более равномерным распределением капель на обрабатываемом объекте, повышая тем самым коэффициент использования сменного времени. 3 ил.
Изобретение относится к устройствам для распыления жидкости различной вязкости и может быть использовано в устройствах для получения высокодисперных аэрозолей, в частности в опрыскивающей технике для химической защиты растений, в туманообразователях для защищенного грунта, при обеззараживающей профилактической обработке животноводческих помещений и животных в сельскохозяйственном производстве.
Известна форсунка, содержащая корпус с диффузорным выходным соплом, центральную трубу с камерой закручивания, размещенную в корпусе с образованием кольцевого сопла для подачи распылителя и снабженную отражателем, образующим кольцевую резонирующую полость со стороны сопла для подачи распылителя (а.с. СССР №1202346, 1984 г. Кл. F 23 D 11/34: опубл. Бюл. №10, 1995 г.).
Недостатком такой форсунки является низкое качество распыления по отношению к расходуемой мощности.
Известна также акустическая форсунка, содержащая корпус с выходным отверстием, по оси которого установлена труба для подачи распыляемой жидкости, камеру завихрения с конфузорно-цилиндрическим выходным участком, снабженным по периферии отражателем, образующим с торцом трубы кольцевую резонирующую полость, обращенную входом к кольцевой щели для подачи распылителя, расположенного перпендикулярно оси форсунки, а выход - к выходному отверстию (патент РФ №2103601, 1998 г. Кл. В 05 В 17/06: опубл. Бюл. №3, 1998 г.).
Недостатком этой форсунки является неравномерность распределения капель по обрабатываемой поверхности за счет большой ширины конусной формы распыла, часть капель, вылетающих из сопла с большим углом по отношению к направлению обработки, не меняют строгой направленности за счет этого, и возникают потери жидкости при применении на открытой местности, в частности при химической обработке растений.
В настоящее время готовые суспензии пестицидов и эмульсии представляют собой высококонцентрированные дисперсные системы. Как правило, на практике высокая концентрация суспензий сопровождается повышенной вязкостью. Существующие распылители, в частности дефлекторные, вязкую массу не только не могут равномерно распылить, но и в процессе распыления происходит их забивание, а известные акустические форсунки и распылители, хорошо справляясь с задачей распыления, имеют общий недостаток - капли размером менее 50 мкм не получают дополнительных свойств сопротивления сносу. Одним из таких свойств сопротивления сносу является завихрение распыленного аэрозоля.
Наиболее близким техническим решением из известных является пневмоакустический распылитель жидкости, содержащий корпус, расположенный в нем стержневой излучатель с цилиндрическим резонатором, охватывающее корпус с зазором концентрическое сопло, сообщенное с системой подачи жидкости (см. а.с. СССР №1509123, 1987 г. Кл. В 05 В 17/06: опубл. Бюл. №35, 1989 г. - прототип).
Однако это устройство не обеспечивает регулирования факела распыла жидкости, не дает равномерного распределения капель по обрабатываемой поверхности, имеет небольшой запас износостойкости резонирующей диафрагмы, не обеспечивает необходимой проникающей способности и адресного попадания аэрозоля на элементы растений.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности распыления жидкостей и других высококонцентрированных препаратов (растворов, смесей и суспензий), увеличение проникающей способности распыливаемой жидкости в глубь объемной кроны растений, обеспечение адресного попадания капель, а также бесступенчатого регулирования степени дисперсности с равномерным распределением капель по обрабатываемому объекту.
Поставленная задача решается тем, что пневмоакустический распылитель жидкости содержит корпус сопла, размещенный в нем стержневой излучатель, резонатор и установленное с зазором над корпусом сопла концентрическое сопло, гидравлически связанное с системой подачи жидкости. Новым элементом конструкции пневмоакустического распылителя жидкости является то, что стержневой излучатель установлен в корпусе сопла с возможностью вращения относительно своей продольной оси, на котором закреплены лопасти, а отражающая шайба, размещенная в полости резонатора, выполнена с поперечными прорезями.
Предлагаемая конструкция пневмоакустического распылителя жидкости с наличием высокоизносостойкой отражающей шайбы обеспечивает надежность и бесперебойность в работе, формирование строго направленного и завихренного мелкодисперсного облака аэрозоля сводит потери частиц жидкости к минимуму с более равномерным распределением капель на обрабатываемом объекте, повышая тем самым коэффициент использования сменного времени.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что им не был обнаружен идентичный аналог заявленного изобретения, а при проведении анализа предложенного решения и прототипа установлено наличие совокупности существенных по отношению к рассматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом устройстве, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не является очевидным для специалиста в данной области техники и не вытекает явным образом из известного уровня техники, а является результатом творческого труда авторов изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключается в новой совокупности конструктивных элементов пневмоакустического распылителя жидкости.
Описываемый пневмоакустический распылитель жидкости поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен его продольный разрез, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, а на фиг.3 - отражающая шайба, изометрия.
Пневмоакустический распылитель жидкости включает корпус сопла 1, соосно размещенный в корпусе сопла в подшипниках 2 закрытого типа стержневой излучатель 3 с возможностью вращения относительно своей продольной оси и фиксируемый от осевого перемещения стопорным кольцом 4. На втулке 5, охватывающей корпус сопла 1 и фиксируемой стопорной гайкой 6, установлен штуцер 7 для подачи сжатого воздуха. Такое соединение образует воздушный канал 8 кольцевой формы, который через штуцер 7 и равномерно распределенные отверстия 9 в корпусе сопла соединен с системой подачи сжатого воздуха (на схеме не показана). Концентрическое сопло 10, своей конусной частью охватывающее корпус сопла 1 с зазором, соединено с системой подачи жидкости (на схеме не показана) штуцером 11 и притянуто к втулке 5 накидной гайкой 12. В полости газоструйного излучателя 13, образуемого внутренним объемом корпуса сопла 1 на его выходе, размещен стержневой излучатель 3 с закрепленными на нем лопастями 14. На конце стержневого излучателя 3, выступающего за срез корпуса сопла 1, закреплен резонатор 15 акустических колебаний. В полости резонатора 16 вмонтирован упругий элемент 17, защищенный высокоизносостойкой отражающей шайбой 18 с поперечными прорезями 19 (см.фиг.3), которая установлена с зазором в резонаторе 15.
Пневмоакустический распылитель жидкости работает следующим образом. Сжатый воздух, подаваемый через штуцер 7 к воздушному каналу 8, проходя через равномерно распределенные отверстия 9, приводит во вращательное движение лопасти 14, закрепленные на стержневом излучателе 3, вытекает из выходного отверстия газоструйного излучателя 13, в результате чего создается разрежение в объеме между концентрическим соплом 10 и корпусом сопла 1. Под действием этого разрежения поступающая жидкость всасывается через штуцер 11 в резонирующую полость, образованную краем корпуса сопла 1 и полостью 16 резонатора 15, где подаваемый под постоянным давлением воздух, создавая переменные звуковые колебания, дробит и распыляет жидкость на мелкие капли, образуя высокодисперсный аэрозоль. Упругий элемент 17, геометрические размеры которого выбраны из расчета резонансной частоты звуковых колебаний, увеличивает акустический эффект. Отражающая шайба 18, перемещаясь в полости 16 под действием колебаний воздуха, защищает от износа упругий элемент 17. Поперечные прорези 19 отражающей шайбы 18 при вращении создают переменный объем резонирующей полости 16 в продольной плоскости, тем самым увеличивая акустический эффект и завихрение воздушного потока. Распыленное облако мелких капель жидкости в воздушном потоке обтекает резонатор 15 и, отражаясь от внешней стенки концентрического сопла 10, получает завихрение от вращения резонатора 15 относительно его продольной оси. Изменение частоты вращения резонатора 15 влияет на степень завихрения и коническую форму получаемого потока аэрозоля, направляемого на обрабатываемый объект.
Пневмоакустический распылитель жидкости, содержащий корпус сопла, размещенный в нем стержневой излучатель, резонатор и установленное с зазором над корпусом сопла концентрическое сопло, гидравлически связанное с системой подачи жидкости, отличающийся тем, что стержневой излучатель установлен в корпусе сопла с возможностью вращения относительно своей продольной оси, на котором закреплены лопасти, а отражающая шайба, размещенная в полости резонатора, выполнена с поперечными прорезями.
