РАСПЫЛИТЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ОПРЫСКИВАТЕЛЯ
ATOMISER OF AGRICULTURAL SPRAYER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к распылителям сельскохозяйственных опрыскивателей.
Известен распылитель сельскохозяйственного опрыскивателя с двумя (передней и задней) форсунками [1]. Ось факела распыла передней форсунки наклонена вперед по ходу рабочего перемещения опрыскивателя под неизменным углом 10° к вертикали. Ось факела распыла задней форсунки имеет обратное направление (в тыльную сторону) также под неизменным углом, но (-50°) к вертикали.
При работе распылителя вектор абсолютной скорости капель рабочей жидкости, истекающих из форсунок, за счет рабочей (переносной) скорости опрыскивателя наклоняется в сторону его перемещения. При перемещении опрыскивателя по полю с наперед заданной скоростью углы наклона к вертикали векторов абсолютной скорости капель выравниваются для обеих форсунок. Растения равномерно покрываются рабочей жидкостью с набегающей и тыльной стороны.
Однако, вследствие вариабельности состояний поля, характеризуемой переменными свойствами почвы и рельефа, в процессе работы приходится скорость опрыскивателя изменять. А для каждого варианта скорости опрыскивателя, приемлемой применительно к конкретным условиям, должны быть свои параметры наклона к вертикали осей факелов распыла передней и задней форсунок, обеспечивающие выравнивание углов наклона к вертикали векторов абсолютной скорости капель.
Для устранения недостатков известной конструкции предложено переднюю и заднюю форсунки распылителя периодически автономно поворачивать в продольно-вертикальной плоскости в зависимости от переменной величины рабочей скорости опрыскивателя так, чтобы углы наклона к вертикали векторов абсолютной скорости капель имели заданное значение β и были одинаковыми для обеих форсунок. Данное условие соблюдается, если при изменении рабочей скорости V углы наклона факелов распыла форсунок к вертикали откладывают по шкалам измерений согласно зависимостям
<mrow><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mi>β</mi><mo>−</mo><mi>arcsin</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>v</mi><mrow><msub><mi>v</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mi>cos</mi><mi>β</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
- для передней форсунки и
<mrow><mo>−</mo><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mi>arcsin</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>v</mi><mrow><msub><mi>v</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mi>cos</mi><mi>β</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>β</mi></mrow>
- для задней форсунки,
1
2
где V и V - относительная скорость капель, истекающих соответственно из передней и задней форсунок [2].
Однако вариабельность свойств почвы и рельефа, как правило, присутствует в пределах даже одного поля. Поэтому при работе опрыскивателя приходится периодически останавливать его и вручную перенастраивать наклон форсунок, что сопряжено с дополнительными затратами труда и снижает производительность опрыскивания. К тому же условия работы опрыскивателя изменяются не дискретно (скачкообразно), а непрерывно. Поэтому ручной дискретной перенастройке наклона форсунок сопутствуют участки работы опрыскивателя на неоптимальном режиме, что ухудшает качество исполнения приема.
Целью изобретения является снижение затрат труда, повышение производительности и качества опрыскивания посевов сельскохозяйственных культур.
Для достижения поставленной цели распылитель содержит переднюю и заднюю форсунки с возможностью автономного поворота в продольно-вертикальной плоскости. Поворот форсунок в этой плоскости осуществляется по зависимостям, обеспечивающим равенство углов наклона к вертикали векторов абсолютных скоростей их капель при переменной рабочей скорости опрыскивателя. Данное условие соблюдается корректировкой положения форсунок при работе опрыскивателя не дискретно вручную, а непрерывно автоматически - посредством блока управления поворотом форсунок.
Кинематическая связь корпусов форсунок с блоком управления их поворотом осуществляется посредством двух гидроцилиндров с автономными распределителями потока жидкости. Каждый из гидроцилиндров сопряжен лишь с одной из форсунок. Блок управления поворотом форсунок содержит также микропроцессорное устройство, которое управляет гидроцилиндрами посредством их распределителей потока жидкости. Микропроцессорное устройство по сигналам датчика с опорных колес непрерывно отслеживает рабочую скорость опрыскивателя. Гидроцилиндры автоматически поворачивают форсунки на требуемый угол.
Использование изобретения позволяет в режиме online непрерывно отслеживать рабочую скорость опрыскивателя и в соответствии с ее величиной автоматически оптимизировать углы наклона форсунок к вертикали. Это позволяет избежать затрат труда на ручную переналадку форсунок, вынужденных остановок опрыскивателя при его работе и непрерывно поддерживать оптимальные режимы опрыскивания.
На фиг. приведена конструктивная схема предлагаемого распылителя (вид сбоку).
1
2
Распылитель содержит переднюю 1 и заднюю 2 форсунки с возможностью автономного поворота в продольно-вертикальной плоскости на шарнирах 5 и 3. Ось факела распыла форсунки 1 имеет направление V вперед по ходу рабочего перемещения опрыскивателя V. Направление же V оси факела распыла форсунки 2 - обратное (назад). Форсунки 1 и 2 состоят в кинематической связи с блоком управления их поворотом, который содержит гидроцилиндры 6 и 4 с автономными распределителями потока жидкости 10 и 7, микропроцессорное устройство управления 8 и датчик рабочей скорости опрыскивателя с его опорных колес 9.
Работает распылитель следующим образом. Опрыскиватель перемещается по полю с переменной скоростью V, регистрируемой датчиком с колес 9. Сигнал скорости опрыскивателя поступает на микропроцессорное устройство управления 8, которое посредством распределителей потока жидкости 10 и 7 управляет гидроцилиндрами 6 и 5, автоматически поворачивающими форсунки 1 и 2 в шарнирах 5 и 3 на требуемый угол.
Блок управления поворотом форсунок декодирует сигналы датчика рабочей скорости опрыскивателя с его опорных колес 9 и поворачивает форсунки 1 и 2 по инструкциям
<mrow><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mi>β</mi><mo>−</mo><mi>arcsin</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>v</mi><mrow><msub><mi>v</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mi>cos</mi><mi>β</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
- для передней форсунки и
<mrow><mo>−</mo><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mi>arcsin</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>v</mi><mrow><msub><mi>v</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><mi>cos</mi><mi>β</mi></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>β</mi></mrow>
- для задней форсунки.
<mrow><mi>β</mi><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>4</mn></mfrac><mi>π</mi></mrow>
1
2
В приведенных инструкциях наиболее приемлемое значение угла β составляет
. Скорости V и V известны из технической характеристики используемых распылителей.
Таким образом производится непрерывное автоматическое выравнивание углов наклона к вертикали абсолютной скорости факелов распыла передней и задней форсунок распылителя при вариации рабочей скорости опрыскивателя.
Литература

1. Инжекторные распылители. TurboDrop HiSpeed Standart. Проспект фирмы Agrotop (Spray Technology). - ФРГ. - 2008. Internet .
2. Пат. 2416466. Российская Федерация, МПК B05B 1/14, A01M 11/00. Распылитель сельскохозяйственного опрыскивателя / Гуреев И.И.; заявитель и патентообладатель Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии. - №2008146305/12; заявл. 24.11.2008; опубл. 27.05.2010, Бюл. №15. - 5 с.: ил.