ЛИНЕЙНЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ ЖИДКИХ УДОБРЕНИЙ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к форсункам, которые устанавливаются на опрыскивателях для внесения жидких удобрений и пестицидов, и предназначена для равномерного внесения карбамидо-аммиачной смеси (КАС) или других жидких удобрений и пестицидов.
Обычно для внесения КАС используются специальные распылители, которые образуют крупные капли (дефлекторные или инжекторные распылители), либо струи вносимой жидкости (многоструйные распылители). Это необходимо, чтобы жидкость не задерживалась на поверхности листа во избежание ожогов. Однако применение известных из уровня техники распылителей несет риски неравномерности покрытия. Это может привести к полосности поля из-за недолива в одном месте и перелива в другом, что ведет к недостаточному внесению удобрений в первом случае или ожогу во втором случае. Факторами рисков являются неправильно установленная высота штанги, качание штанги, изменение давления, конструктивные недостатки, человеческие факторы (невнимание, недобросовестность, усталость или здоровье) и др.
Известен эмиттер капельного орошения с высокой устойчивостью к блокировке (патент на изобретение Китая №103651053, МПК A01G 25/02, опубл. 26.03.2014 г.), включающий корпус ирригационного эмиттера, два выходных отверстия для воды, симметрично выполненные на двух концах корпуса ирригационного эмиттера, входное отверстие для воды, выполненное поперечно в части между выходами для воды корпуса ирригационного эмиттера, лабиринтный канал, дренажный канал и решетку. Лабиринтный канал сформирован на верхней поверхности корпуса ирригационного эмиттера, при этом один конец лабиринтного канала сообщается с входным отверстием для воды, а другой конец лабиринтного канала расположен вокруг входного отверстия для воды. Лабиринтный канал изгибается и поворачивается и имеет форму двухрядных зубьев. Дренажный канал, расширяющийся в поперечном направлении, образован на верхней поверхности участка со стороны выхода канала корпуса ирригационного эмиттера, сообщается с выходом канала и с двумя выходными отверстиями для воды. Решетка расположена на нижней поверхности участка ниже входного отверстия воды корпуса ирригационного эмиттера и состоит из множества стержней, которые расположены в продольном направлении через равные промежутки.
Устройство имеет высокую устойчивость к блокировке, обеспечивает высокочастотный полив с малым потоком. Однако устройство относится к мелиорации и предназначено для длительной подачи воды с целью орошения и расположено на поверхности земли. Нет технической возможности применить его на опрыскивателе.
Известна лабиринтная лента (патент на изобретение Китая №104488666, МПК A01G 25/02, опубл. 08.04.2015 г.), включающая корпус лабиринтной ленты с широкими выступами, расположенными на каждом из двух краев верхней поверхности корпуса, множество лабиринтных каналов, входы и выходы каналов, множество прорезей. Лабиринтные каналы выступают из верхней поверхности корпуса лабиринтной ленты и расположены между двумя широкими выступами через равные промежутки. Множество первых прорезей образовано в одном из широких выступов через равные промежутки, при этом каждая прорезь сообщается с одним соответствующим входом канала. Множество вторых прорезей образовано в другом широком выступе через равные промежутки, при этом каждая прорезь сообщается с одним соответствующим выходом канала. Однако устройство относится к мелиорации и предназначено для длительной подачи воды с целью орошения и расположено на поверхности земли. Нет технической возможности применить его на опрыскивателе.
Известна двубортная лента для капельного орошения под землей (патент на изобретение Китая №106258839, МПК A01G 25/06, опубл. 04.01.2017 г.), содержащая трубку капельного орошения, множество лабиринтных каналов и элементы защиты от просачивания; элементы защиты от просачивания жестко соединены с внешней стороной стенки трубки капельного орошения; каждый лабиринтный канал образован на внешней стороне трубки капельного орошения и над соответствующим элементом защиты от просачивания; на одном конце каждого лабиринтного канала образовано множество впускных отверстий для воды, а на другом конце каждого лабиринтного канала - выходное отверстие. Край каждого борта трубки для капельного орошения является герметичным и выполнен изогнутым вверх. Герметичные края обеспечивают уменьшение потери влаги при просачивании воды снизу. Однако устройство относится к мелиорации и предназначено для длительной подачи воды с целью орошения и расположено под поверхностью земли. Нет технической возможности применить его на опрыскивателе.
В современной сельскохозяйственной отрасли все чаще используются аппликаторы (линейные распылители). Аппликаторы обеспечивают вылив жидкости струями через определенные промежутки вдоль штанги вне зависимости от высоты штанги и давления в системе. Из существующего уровня техники известен аппликатор штанговый “Dribble bar” фирмы Billericay Farm Services Ltd (Великобритания), содержащий корпус с четырьмя соплами, расположенными на одной линии на расстоянии 125 мм между соседними соплами, общим для всех сопел прямолинейным каналом подвода жидкости к соплам, а также байонетный колпачок с прокладкой для обеспечения герметичного соединения со стандартным корпусом распылителя, входящим в систему распределения жидкости на штанге опрыскивателя. При этом байонетный колпачок посредством пластикового ниппеля соединен с корпусом в центральной его части с возможностью поворота корпуса относительно байонетного колпачка вокруг общей оси. Корпус для предотвращения вращения вокруг оси ниппеля имеет на противоположных концах специальные крючки, служащие для сцепления соседних аппликаторов посредством резиновых стяжек, а также имеет дозатор жидкости револьверного типа (принят за прототип).
Недостатками данного технического решения являются малый диапазон нормы внесения жидких удобрений (от 80 до 3000 л/га) из-за ограничений рабочего давления, вызванного конструкцией дозатора, а также малым диапазоном размеров дозирующих отверстий дозатора, так как конструкция прямолинейного канала подвода жидкости к соплам и диаметр выходных отверстий сопел не дают возможности применять дозирующие отверстия диаметром менее 1,5 мм. При малом давлении и применении наименьших дозирующих отверстий количество жидкости, выливающейся из сопел, редко бывает равномерным. Кроме того, существует риск поворота аппликатора от рабочего положения при разрыве резиновой стяжки, что приведет к нарушению геометрии нанесения жидкости, и риск поломки аппликатора при нечаянном зацеплении препятствия, например, земли при раскачивании штанг. Работа дозатора жидкости револьверного типа предусматривает его поворот между двух эластичных прокладок, изнашивающихся со временем, но не подлежащих замене.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в обеспечении геометрической равномерности и расширении диапазона норм внесения жидких удобрений, а также повышении надежности, долговечности и удобства использования устройства.
Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в равномерности распределения струй жидкости вдоль штанги опрыскивателя.
Технический результат достигается тем, что линейный распылитель для внесения жидких удобрений включает корпус распылительной части, лабиринтный канал внутри корпуса с соплами, штуцер корпуса, при этом лабиринтный канал включает главный канал, расположенный по центру нижней части корпуса и снабженный центральным входным участком и ответвлениями в боковой канал, выполненный с поперечными перегородками, разделяющими его на участки таким образом, что длина прохождения потока жидкости от входного участка главного канала до каждого из сопел одинакова.
Далее полезная модель поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1. Изображение корпуса линейного распылителя.
Фиг. 2. Вид в разрезе линейного распылителя по первому варианту реализации.
Фиг.3. Вид в разрезе линейного распылителя по второму варианту реализации.
Краткое описание полезной модели
Линейный распылитель для внесения жидких удобрений включает корпус 1 распылительной части, содержащий лабиринтный канал 2 и множество сопел 3, лежащих на одной линии, штуцер 4 корпуса, байонетный колпачок 5, выполненный со штуцером 6, сменную дозирующую шайбу 7 внутри байонетного колпачка 5, и соединительную трубку 8, герметично соединяющую штуцер 4 корпуса и штуцер 6 байонетного колпачка 5.
Лабиринтный канал 2 обеспечивает вылив жидкости под одинаковым давлением и одинаковым расходом на каждом из множества сопел 3. Лабиринтный канал 2 включает главный канал 9 с ответвлениями в боковой канал 10. Главный канал 9 расположен по центру нижней части корпуса 1 и представляет собой прямоугольный бассейн с зазорами или выходами для поступления жидкости в боковой канал 10. Боковой канал 10 выполнен с перегородками 11, разделяющими боковой канал 10 на три участка, на центральный и два торцевых участка. Для формирования равного давления на соплах центральный участок бокового канала является глухим, куда не поступает жидкость. Торцевые участки равноудалены друг от друга, каждый из которых содержит по два сопла 3, расположенные на дне корпуса 1 на одной линии, параллельной длинной стороне корпуса 1, либо на задней стенке корпуса 1 симметрично оси штуцера 4 и на равном расстоянии между соседними соплами 3.
Байонетный колпачок 5 со штуцером 6 используется для присоединения корпуса 1 распылителя к системе распределения жидкости по штанге и содержит уплотнительное кольцо 12 и сменную дозирующую шайбу 7 в качестве дозатора. Байонетный колпачок 5 со штуцером 6 является цельнолитым элементом.
Соединительная трубка 8 предназначена для герметичного соединения штуцера 6 байонетного колпачка 5 и штуцера 4 корпуса 1. Соединительная трубка 8 представляет собой гибкую трубку или жесткий ниппель. В случае применения гибкой трубки, герметичность соединения обеспечивается двумя хомутами 13. В случае применения жесткого ниппеля (на чертеже не показан), герметичность обеспечивается склейкой, либо ультразвуковой сваркой.
Подробное описание полезной модели
Линейный распылитель для внесения жидких удобрений включает корпус 1 распылительной части, содержащий лабиринтный канал 2 и множество сопел 3, лежащих на одной линии, штуцер 4 корпуса, байонетный колпачок 5, сменную дозирующую шайбу 7 внутри байонетного колпачка 5, выполненного со штуцером 6, и соединительную трубку 8, герметично соединяющую штуцер 4 корпуса и штуцер 6 байонетного колпачка 5.
Лабиринтный канал 2 обеспечивает вылив жидкости под одинаковым давлением и одинаковым расходом на каждом из множества сопел 3. Оптимальным количеством сопел является четыре, однако возможно выполнение лабиринтного канала с шестью соплами. Лабиринтный канал 2 включает главный канал 9, расположенный по центру нижней части корпуса 1, с ответвлениями в боковой канал 10, выполненный с поперечными перегородками 11, разделяющими боковой канал 10 на три участка, на центральный и два торцевых участка. Центральный участок бокового канала является глухим, куда не поступает жидкость, и участвует в формировании равного давления на соплах. Торцевые участки равноудалены друг от друга, каждый из которых содержит по два сопла 3, расположенные на дне корпуса 1 на одной линии, параллельной длинной стороне корпуса 1, либо на задней стенке корпуса 1 симметрично оси штуцера 4 корпуса и на равном расстоянии между соседними соплами 3. Другой вариант реализации лабиринтного канала 2 изображен на фиг.3 и включает два боковых канала, в передней и задней части корпуса 1 распылителя, с соответствующими поперечными перегородками 11 и соплами 3. На фиг.3 показан этот вариант. Сопла 3 в количестве 6 шт. расположены на заднем боковом канале 10а (4 шт.) и переднем боковом канале 10б (2шт.). Главный канал 9 разделен вдоль двумя продольными перегородками 14 на равные участки. Эти участки ответвлениями соединяются с боковыми каналами 10а и 10б: два ответвления 15 соединяют с задним боковым каналом 10а, а два ответвления 16 соединяют с передним боковым каналом 10б. Поперечные перегородки 11 делят боковые каналы 10а, 10б таким образом, чтобы длина потока жидкости от входного участка в центре канала 9 до каждого из сопел была одинакова. Кроме того, для обеспечения равного давления на каждом из сопел, площадь поперечных сечений всех каналов одинаковы, а площадь поперечных сечений ответвлений 15 в два раза больше площади поперечных сечений ответвлений 16.
Расстояние между соплами и диаметр проходного сечения могут варьироваться, например, для распылителя с четырьмя соплами, предпочтительное (рассчитанное) расстояние составляет 125 мм, а диаметр проходного сечения сопел - 2 мм. Для того чтобы обеспечить равномерность расхода по струям, необходимо, чтобы длина и сечение каналов, подводящих жидкость к соплам, были одинаковыми для всех сопел. Для четырех сопел это реализуется проще всего.
Для решения более узких задач норм опрыскивания возможно расположение сопел 3 на задней стенке корпуса 1. Такое расположение позволит значительно уменьшить горизонтальный вектор скорости струи за счет взаимной компенсации скоростей опрыскивателя и струи на выходе из сопла 3. Это снижает силу удара струи о поверхность и раздробление ее на мелкие капли.
Байонетный колпачок 5 со штуцером 6 используется для присоединения корпуса 1 распылителя к системе распределения жидкости по штанге и содержит уплотнительное кольцо 12 и сменную дозирующую шайбу 7 в качестве дозатора. Байонетный колпачок 5 со штуцером 6 является цельнолитым элементом. При необходимости изменения расхода жидкости, дозирующую шайбу 7 меняют на шайбу с другим диаметром прохода. Диапазон диаметра прохода дозирующих шайб может варьироваться и составлять от 0,8 мм до 3,2 мм, но не ограничиваться данным диапазоном. Дозирующая шайба 7 может быть легко снята с байонетного колпачка 5, для этого сначала освобождают уплотнительное кольцо 12, потом саму шайбу 7.
Дозатор в виде шайбы 7 можно заменить универсальным дозатором револьверного типа, шиберным, эластичным (меняющим диаметр проходного отверстия в зависимости от давления) или в виде ирисовой диафрагмы при обязательном условии обеспечения надежности и долговечности при применении таких дозаторов. Такие дозаторы позволяют снизить трудозатраты при подготовке к рабочему циклу устройства.
Соединительная трубка 8 предназначена для соединения штуцера 6 байонетного колпачка 5 и штуцера 4 корпуса 1. Соединительная трубка 8 представляет собой гибкую трубку. Другим вариантом соединительной трубки 8 является жесткий ниппель при условии наличия на штанге опрыскивателя защитного устройства от удара о землю. Такое сочленение байонетного колпачка 5 и корпуса 1 даст снижение трудозатрат при массовом производстве устройства.
Байонетный колпачок 5 изготовлен по американскому стандарту быстроразъемных соединений Quick TeeJet для присоединения распылителей к корпусам распылителей, установленным на штанге опрыскивателя.
Устройство работает следующим образом. Линейный распылитель устанавливают на штангу полевого опрыскивателя. Корпус 1 распылителя присоединяют к системе распределения жидкости по штанге с помощью байонетного колпачка 5. Вдоль штанги проходит магистраль, по которой подается раствор с удобрениями или пестицидами. Раздача рабочей жидкости происходит от магистрали через форсунки. Далее жидкость поступает на линейный распылитель. Жидкость через штуцер 6 и штуцер 4, соединенные соединительной трубкой 8, поступает в главный канал 9 лабиринтного канала 2. Под силой давления вода равномерно попадает через выходы главного канала 9 в торцевые участки бокового канала 10 и далее вытекает или распыляется через сопла 3 для обогащения/полива грунта.
Преимущества заявляемой полезной модели
Заявляемое устройство позволяет получить равномерность распределения струй жидкости вдоль штанги опрыскивателя, а значит равномерный контур удобрения почвы. За счет локального и равномерного внесения удобрений повышается урожайность и качество посеянных культур. Устройство конструктивно обеспечивает равное давление на соплах и тем самым одинаковый расход рабочей жидкости.
Особенностью заявляемого линейного распылителя является вместе с равномерностью внесения удобрения, возможность обеспечения сверхкрупных капель или струй, которые не задерживаются на растении, а скатываются, не создавая ожоги, что необходимо при внесении КАС (карбамидно-аммиачной смеси).
Большим преимуществом также является расширение диапазона норм внесения жидких удобрений. Увеличенный диапазон норм внесения жидких удобрений достигается за счет повышения верхнего предела рабочего давления и возможностью применения дозирующих шайб с различным диаметром прохода. Заявляемое устройство способно работать в диапазоне давлений от 1 до 5 атм. в отличие от устройств из уровня техники, работающих до 2,5 атм. Устройство работает с дозаторами диаметром 0,8 до 3,0 мм в отличие от устройств из уровня техники с дозаторами от 1,55 мм.
Заявляемая полезная модель не боится нечаянных касаний земли и других препятствий или ударов за счет эластичного элемента (гибкой трубки или шланга). Срок службы устройство также увеличивается за счет отказа от дозатора револьверного типа, работа которого предусматривает его поворот между двух эластичных прокладок, изнашивающихся со временем, но не подлежащих замене.
Устройство имеет простую конструкцию и легко изготавливается на производстве.