РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ НАСАДКА ДЛЯ ЖИДКОСТИ (ВАРИАНТЫ)
LIQUID SPRAYER NOZZLE (VERSIONS)

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в основном, к устройствам распылительных насадок и, в частности, к устройствам распылительных насадок, предназначенных для распыления удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве.
Уровень техники
Сельскохозяйственные опрыскиватели обычно содержат штангу с несколькими распылительными насадками, выполненными с возможностью направленного выброса различных сельскохозяйственных химикатов, таких как гербициды, пестициды и т.п. Хотя при оптимальном использовании для обработки сельскохозяйственных культур желательно эффективное разбиение потока жидкости на отдельные капли, могут образовываться также мелкодисперсные капли относительно малого размера, имеющие, например, диаметр меньше 150 мкм. Эти мелкодисперсные капли подвержены разбросу, который может приводить к ненужному расходу химикатов, загрязнению окружающей территории и отрицательно воздействует на растения, не предназначенные для опрыскивания. При создании распылительных насадок, дающих эффективное разбиение жидкости на капли без образования при этом мелкодисперсных капель, имеющих диаметр менее 150 мкм, имеется ряд трудностей. Некоторые попытки создания таких распылительных насадок привели к появлению относительно сложных и дорогих конструкций.
Более того, в таких известных из предшествующего уровня техники распылительных насадках отсутствует возможность прочистки, что может быть необходимым из-за накопления в процессе использования в каналах потока жидкости различных загрязняющих и твердых материалов.
Раскрытие изобретения
Сущностью настоящего изобретения является создание устройства распылительной насадки, выполненного с возможностью формирования и выброса распыленной жидкости без нежелательного разброса для более эффективного применения при опрыскивании сельскохозяйственных культур.
Другой сущностью настоящего изобретения является создание устройства распылительной насадки, обладающего описанными выше свойствами, которое эффективно для формирования выбросов жидкости, в которых основная доля капель жидкости имеет относительно большой диаметр, такой как около 500 мкм, в основном, при отсутствии при этом капель, имеющих диаметр менее 150 мкм.
Другой сущностью настоящего изобретения является создание устройства распылительной насадки описанного выше типа, выполненного с возможностью быстрой сборки и разборки для периодической прочистки.
Еще одной сущностью изобретения является создание устройства распылительной насадки описанного выше типа, выполненного с возможностью относительно дешевого изготовления.
Вышеуказанные цели и задачи решаются в настоящем изобретении, представляющем собой распылительную насадку для жидкости, содержащую корпус насадки, имеющий вход для жидкости, выпускное отверстие, канал потока жидкости, в который входит входная часть, связанная с указанным входом для жидкости с возможностью направления потока жидкости под давлением через указанный корпус насадки к указанному выпускному отверстию, канал окружающего воздуха, содержащий вход, сообщающийся с окружающим воздухом за указанной насадкой. Указанный канал потока жидкости имеет зону распыления относительно малого диаметра, предназначенную для ускорения потока жидкости, направленного через указанный корпус насадки, и создания падения давления в этой зоне перед выбросом через указанное выпускное отверстие. Указанный канал окружающего воздуха содержит канал типа инжектора Вентури, сообщающийся с указанной зоной распыления с возможностью всасывания окружающего воздуха через указанный вход окружающего воздуха и канал типа инжектора Вентури посредством потока жидкости под давлением, проходящим через указанную зону распыления, и смешивания его с потоком жидкости перед выбросом через указанное выпускное отверстие. Выпускное отверстие расположено эксцентрично относительно зоны распыления.
Указанный корпус может содержать камеру расширения, сообщающуюся с нижней по направлению потока частью указанной зоны распыления и установленную с возможностью расширения проходящего потока жидкости перед выбросом через указанное выпускное отверстие.
Указанная зона распыления может иметь участок калиброванного отверстия, а ниже по направлению потока этого участка может быть расположен расширяющийся участок относительно большего диаметра.
Указанный корпус насадки может иметь вытянутую часть поперечного канала с продольной осью, проходящей под углом к продольной оси указанной входной части, калиброванного отверстия и расширяющегося участка, а указанное калиброванное отверстие входной части канала жидкости и расширяющийся участок в продольном направлении могут быть ориентированы соосно.
Указанный вход окружающего воздуха может быть связан с указанным каналом типа инжектора Вентури через часть кольцевого канала, смещенного по радиусу относительно указанного канала потока жидкости.
Указанный расширяющийся участок канала жидкости может быть связан с верхним по направлению потока краем указанной части поперечного канала через проход, расположенный эксцентрично по отношению к указанному расширяющемуся участку канала.
Указанный корпус может содержать наружный элемент и вставку, установленную с возможностью перемещения в указанном наружном элементе корпуса.
Указанные входная часть канала жидкости, калиброванное отверстие и расширяющийся участок могут быть выполнены в указанной вставке корпуса, а указанное выпускное отверстие может быть выполнено в указанном наружном элементе корпуса.
Указанный вход окружающего воздуха может быть выполнен в указанном наружном элементе корпуса, а указанный канал типа инжектора Вентури может быть выполнен в указанной вставке корпуса. В этом случае указанные вставка корпуса и наружный элемент корпуса могут образовывать кольцевой воздушный канал, связывающий указанный вход окружающего воздуха и указанный канал типа инжектора Вентури.
Указанное выпускное отверстие может проходить через боковую стенку указанного поперечного канала вблизи его нижнего по направлению потока края.
Указанный поперечный канал может проходить за выпускное отверстие вниз по направлению потока.
Указанное выпускное отверстие может быть выполнено, по меньшей мере частично, верхней и нижней плоскими поверхностями, расположенными под углом друг к другу.
Указанная вставка корпуса может быть установлена с возможностью соединения с фиксацией защелкиванием с указанным наружным элементом корпуса.
Указанная вставка корпуса может иметь по меньшей мере один плоский ориентирующий срез, расположенный с возможностью помещения в него вставки корпуса в наружном элементе корпуса и размещения канала типа инжектора Вентури в заданное положение в кольцевом воздушном канале.
Указанный эсцентричный проход может иметь диаметр, меньший, чем диаметр указанного поперечного канала.
Как вариант, настоящее изобретение предлагает соосное расположение на одной продольной оси, входной части канала жидкости, калиброванного отверстия и расширяющегося участка, при этом выпускное отверстие располагается эксцентрично относительно упомянутой продольной оси.
В этом варианте в дополнение вышеуказанным признакам изобретения указанный корпус может снабжаться цилиндрическим каналом, расположенным с возможностью вхождения в него нижней по направлению потока концевой части указанной вставки насадки с образованием непроницаемого для жидкости соединения, которая может снабжаться в свою очередь по меньшей мере одним кольцевым уплотняющим буртиком, создающим при вхождении по посадке герметичное соединение с указанным цилиндрическим каналом в корпусе насадки.
Другие сущности и преимущества изобретения станут понятными при прочтении нижеследующего подробного описания и ссылке на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 дан горизонтальный разрез представленного в качестве иллюстрации устройства распылительной насадки, выполненного в соответствии с настоящим изобретением и закрепленного на штанге подачи жидкости.
На фиг.2 и 3 даны вертикальные разрезы представленного устройства распылительной насадки, взятые соответственно по линиям 2-2 и 3-3 на фиг.1.
На фиг.4 дан увеличенный фрагмент разреза, взятого по линии 4-4 с фиг.2.
На фиг.5 представлено устройство распылительной насадки в увеличенном виде.
На фиг.6 дан увеличенный фрагмент разреза, отображающий альтернативный вариант выполнения устройства распылительной насадки.
Хотя подразумевается, что изобретение может иметь различные модификации и альтернативные варианты конструктивного выполнения, на чертежах представлен конкретный вариант выполнения, который будет подробно описан далее. Должно быть понятно, однако, что нет намерения ограничить изобретение описанным конкретным видом, а наоборот, изобретение должно охватывать все модификации, альтернативные конструктивные варианты и их эквиваленты, подпадающие под сущность и рамки изобретения.
Осуществление изобретения
На представленных чертежах показано взятое в качестве примера и выполненное в соответствии с настоящим изобретением устройство 10 распылительной насадки, закрепленное на штанге 11 подачи жидкости, такой как штанга сельскохозяйственного опрыскивателя. Показанное устройство 10 распылительной насадки, в основном, состоит из двух конструктивных частей, включающих наружный элемент 12 корпуса насадки и внутреннюю вставку 14 корпуса. Вставка 14 корпуса в данном случае представляет собой, в основном, цилиндрическую конструкцию, в которой сформирован канал 15 потока жидкости и которая может быть размещена в полости 16 в верхней по направлению потока концевой части наружного элемента 12 корпуса.
Вставка корпуса 14 имеет цилиндрическую входную часть 18, выступающую из наружного элемента 12 корпуса в штангу 11 через отверстие в одной боковых поверхностей штанги 11. Жидкость под давлением поступает в штангу 11 и из нее в устройство 10 распылительной насадки через канал 15 жидкости. Наружный элемент 12 корпуса снабжен кольцевым крепежным фланцем 19, который крепится к штанге 11 известным способом, таким как с помощью зажима 20. Понятно, что могут быть использованы и другие средства крепления распылительной насадки на штанге, такие как быстроразъемные соединители известного типа. В данном варианте выполнения канал 15 потока жидкости имеет верхнюю по направлению потока часть 21 относительно большого диаметра, сообщающуюся с зоной распыления, в которой поток жидкости ускоряется, что вызывает падение давления, и которая в свою очередь сообщается с камерой 26 расширения в наружном элементе 12 корпуса. В зоне распыления в данном варианте выполнения имеется калиброванное отверстие 22 и вытянутая вниз по направлению потока камера 24 расширения, содержащая расширяющуюся наружу и расположенную ниже по направлению потока часть 25. Камера 26 расширения в корпусе насадки в свою очередь сообщается с выпускным отверстием 28 устройства 10 распылительной насадки.
В соответствии с одним из важных аспектов изобретения устройство распылительной насадки имеет вход воздуха типа инжектора Вентури, создающий связь между окружающим воздухом и каналом потока жидкости в месте, расположенном ниже по направлению потока калиброванного отверстия, так что под действием существенного падения давления в жидкости при прохождении ее через калиброванное отверстие воздух всасывается в поток жидкости, что делает устойчивым поток жидкости в расположенной ниже по направлению потока камере расширения, благодаря чему самые маленькие капли жидкости, такие как имеющие диаметр менее 150 мкм, в основном, удаляются из потока до направления его через выпускное отверстие. Для этого в представленном варианте выполнения изобретения вставка 14 корпуса насадки снабжена воздушным каналом 30 типа инжектора Вентури, проходящим поперечно через камеру 24 расширения ниже по направлению потока калиброванного отверстия 22. Воздушный канал 30 типа инжектора Вентури в данном случае сообщается с кольцевым каналом 31 воздушного потока, охватывающим вставку 14 корпуса и в свою очередь сообщающимся с окружающим воздухом через входной канал 32, проходящий радиально через боковую стенку наружного элемента 12 корпуса насадки. В данном варианте выполнения кольцевой канал 31 сформирован между наружной стенкой полости 16 наружного элемента корпуса и внешней границей вставки 14 корпуса насадки. Показанная полость 16 имеет несимметричную конфигурацию, образованную цилиндрической частью 34, концентричной вставке 14 корпуса насадки, и продолжающей ее закругленной по радиусу частью 35, расположенной с эксцентриситетом по отношению к цилиндрической части 34 (см. фиг.3). Можно видеть, что жидкость под давлением направляется через калиброванное отверстие 22, возникающий при этом движущийся с высокой скоростью поток создает отрицательное давление у канала 30 типа инжектора Вентури, втягивая окружающий воздух через кольцевой канал 31 и входной канал 32 для последующего его перемешивания с потоком жидкости.
В представленном варианте реализации изобретения в наружном элементе корпуса имеется канал потока жидкости и выпускное отверстие, выполненные так, чтобы еще больше объединять капли малого размера в поток жидкости с возможностью наиболее эффективного направления выбрасываемых капель жидкости непосредственно на листья сельскохозяйственной культуры без нежелательного разброса. В данном случае камера 26 расширения наружного элемента 12 корпуса, в которую направляется смешанный поток жидкости и воздуха, связана с расположенным эксцентрично продольным проходом 38 между камерой 26 расширения и одним из краев поперечного канала 39, который в свою очередь сообщается у своего противоположного конца с выпускным отверстием 28. В предпочтительном варианте выполнения поперечный канал 39 имеет в продольном направлении длину I между продольным каналом 38 и выпускным отверстием 28, которая больше, чем диаметр d1 поперечного канала 39. Диаметр d1 в предпочтительном варианте больше, чем диаметр d2 камеры 24 расширения, и диаметр d1 и d2 оба меньше, чем диаметр d3 камеры расширения 26 элемента корпуса насадки. В предпочтительном варианте продольный проход 38 имеет диаметр, равный примерно половине диаметра d3 камеры 26 расширения (см. фиг.5).
Для дальнейшей реализации изобретения выпускное отверстие 28 устройства 10 распылительной насадки выполнено так, чтобы еще больше улучшать параметры опрыскивания и направленность относительно больших капель, в основном, постоянного размера. С этой целью выпускное отверстие 28 выполнено в виде поперечного пропила или щели в крайней части наружного элемента корпуса насадки, причем пропил имеет, в основном, прямые верхнюю и нижнюю стороны 28а, 28b, соответственно, связанные между собой закругленной частью 28с. Поперечная прорезь продолжается в поперечный канал 39 на расстояние, несколько меньшее, чем радиус поперечного канала 39. Верхняя и нижняя плоские поверхности 28а, 28b поперечной прорези образуют между собой угол примерно 15°, причем нижняя плоская поверхность 28b, в основном, перпендикулярна оси поперечного канала 39 и продолжается, в основном, в поперечный канал 39, а верхняя плоская поверхность 28а направлена под углом вверх относительно нижней плоской поверхности 28b и проходит только через внешнюю стенку наружного элемента корпуса насадки. Поперечный канал 39 продолжается на небольшое расстояние "х" за верхнюю плоскую поверхность 28а, так что фактически образуется небольшое углубление ниже по направлению потока выпускного отверстия 28, за счет которого обеспечивается дополнительная стабилизация капель жидкости в потоке, прежде чем он будет выпущен из устройства распылительной насадки.
Далее рассматривая изобретение, можно отметить, что вставка 14 корпуса и наружный элемент 12 корпуса насадки выполнены с возможностью сборки и разборки с фиксацией защелкиванием для облегчения периодической прочистки частей насадки. Для этого вставка 14 корпуса насадки имеет направленный по радиусу ориентирующий фланец 42, который при сборке может входить в соответствующую сопряженную проточку 43 в верхней по направлению потока концевой части наружного элемента 12 корпуса насадки. В нижней по направлению потока концевой части вставки 14 корпуса имеются направленные по радиусу уплотняющие буртики 44, которые по посадке входят в стенку камеры 26 расширения наружного корпуса. Для облегчения правильной ориентации вставки 14 корпуса в наружном элементе 12 корпуса насадки ориентирующий фланец 42 и соответствующая проточка 43 в корпусе насадки выполнены с параллельными поверхностями 45 на своих верхней и нижней сторонах в отличие от закругленных сторон 40. Закругленные стороны 40 ориентирующего фланца снабжены стопорными выступами 46, которые могут надежно сцепляться с стопорными проточками 48 в наружном элементе 12 корпуса насадки, что обеспечивает возможность при сборке соединения с фиксацией защелкиванием вставки 14 корпуса насадки. Для облегчения удаления при прочистке вставки 14 корпуса насадки верхняя по направлению потока концевая часть 18 имеет поперечный проход 50, в который можно вставить стержень или другое приспособление, способствующее вытягиванию вставки 14 корпуса насадки из наружного элемента 12 корпуса с усилием, достаточным для разведения фиксаторов 46. Для специалиста в данной области техники также понятно, что вставка 14 корпуса насадки и наружный элемент 12 корпуса насадки имеют конструкцию, способствующую эффективному использованию при их изготовлении способа заливки пластика под давлением. В представленном в качестве примера варианте выполнения верхний по направлению потока край поперечного канала 39 закрыт специальной пробкой 51, скрепленной с наружным элементом 12 корпуса насадки, например, ультразвуковым сварным швом 52, выполненным после изготовления наружного элемента корпуса насадки заливкой под давлением.
На фиг.6 представлен альтернативный вариант выполнения вставки 14 корпуса насадки, который включает группу кольцевых уплотняющих приливов 44, 47, выполненных с возможностью плотного контакта с каналом 26 корпуса насадки. В этом варианте вставка 14 корпуса насадки выполнена с сужающейся частью 49 в виде конуса или фаски в ее нижней по направлению потока концевой части с целью облегчения вхождения с натягом и создания герметичного контакта вставки 14 насадки с наружным корпусом. В альтернативном варианте в один или более кольцевые пазы, выполненные между наружным периметром вставки 14 корпуса насадки и каналом 26 корпуса насадки, может быть введено дополнительное замкнутое уплотняющее кольцо.
Из вышеприведенного можно видеть, что конструкция устройства распылительной насадки, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, дает возможность распыления без нежелательного разброса струи капель жидкости для эффективного применения при обработке сельскохозяйственных культур. Устройство насадки выполнено также с возможностью экономичного изготовления и позволяет легкую сборку и разборку для периодической прочистки.