ТУННЕЛЬНЫЙ УЛЬТРАМАЛООБЪЕМНЫЙ ОПРЫСКИВАТЕЛЬ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относятся к сельскому хозяйству, в частности, к машинам для химической защиты растений и может быть использована для опрыскивания низкорослых молодых и плодоносящих плодовых насаждений интенсивного типа.
Уровень техники.
Акустическое распыливание жидкости является одним из новых методов, которое находит применение в сельскохозяйственном производстве для химической защиты сельскохозяйственных культур.
Пневмоакустические распылители, используемые при этом способе обеспечивают малый расход рабочей жидкости (0,3...0,8 л/мин) с высокой степенью дробления (10...100 мкм, в зависимости от решаемых задач) и в целом приводят к снижению энергозатрат при дроблении рабочей жидкости [1].
В настоящее время во Всероссийском селекционно-технологическом институте садоводства и питомниководства (г. Москва) разработаны и апробированы в производственных условиях установки и опрыскиватели с пневмоакустическими распылителями жидкости.
Однако конструктивные особенности этих технических средств не позволяют использовать их для химической защиты плодовых насаждений интенсивного типа.
Предложенные изменения пневмоакустического распылителя жидкости предотвращают его забивание, создают направленное и завихренное мелкодисперсное облако аэрозоля, увеличивая его проникающую способность вглубь объемной кроны деревьев с более равномерным распределением капель на обрабатываем
объекте, что дает возможность их применения для химической защиты молодых и плодоносящих плодовых насаждений [2].
Известен индивидуальный туманообразователь, состоящий из трактора, бака, компрессора, ресивера, рамы, всасывающих и нагнетательных коммуникаций, штанги с пневмоакустическим распылителем [3].
Недостатком данного туманообразователя является низкая производительность, работа осуществляется позиционно, высокая степень дисперсности распыла рабочей жидкости и ее рассеивание в атмосферу не дают возможности качественно обрабатывать кроны плодовых деревьев.
Известен опрыскиватель для насаждений земляники, состоящий из трактора, бака, компрессора, ресивера, рамы, двух секций с пневмоакустическими распылителями, защитных фартуков, всасывающих и нагнетательных коммуникаций [3].
Недостатком данного опрыскивателя является то, что малая ширина захвата и близкое расположение друг к другу секций с распылителями не позволяют обрабатывать кроны плодовых деревьев.
Известен опрыскиватель, рабочий орган которого навешивается на трактор посредством гидроцилиндров и состоящий из защитных экранов с распылителями, ползуна V-образной формы, направляющей, бака, вентиля, всасывающих и нагнетательных коммуникаций [4].
Недостатком данного опрыскивателя является низкая производительность, подъем и опускание рабочего органа приводят к повреждениям веток деревьев, невозможность осуществления непрерывного перемещения распылителей вдоль рядов плодовых деревьев и регулирования расстояния между экранами в зависимости от объема кроны плодовых деревьев.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является ультрамалообъемный опрыскиватель, состоящий из трактора, бака, насоса, всасывающих и нагнетательных коммуникаций, центральной и боковых штанг, держателей, дисковых распылителей, центробежных вентиляторов, электродвигателей, генератора
повышенной частоты тока, электрических кабелей, штуцеров, тройников и пульта управления [5].
Недостатком данного опрыскивателя является сложность конструкции: наличие генератора повышенной частоты тока, высокочастотных электродвигателей, центробежных вентиляторов и дисковых распылителей приводит к увеличению энергозатрат на дробление рабочей жидкости, а отсутствие защитных экранов влечет за собой рассеивание в атмосферу рабочей жидкости.
Для повышения эффективности опрыскивания низкорослых плодовых насаждений интенсивного типа опрыскиватели должны обрабатывать несколько рядов плодовых деревьев как по периметру, так и по высоте одновременно, обеспечивать малые нормы расхода рабочей жидкости и исключать их рассеивание в атмосферу при обработке крон молодых и плодоносящих плодовых насаждений.
Раскрытие полезной модели.
Задачей полезной модели является улучшение качественных показателей работы опрыскивателей путем обеспечения оптимальных условий работы принципиально новых распылителей, обеспечивающие ультромалообъемное опрыскивание.
Повышение производительности обеспечивается за счет оптимальной схемы установки распылителей и одновременной обработки двух рядов плодовых деревьев.
Технический результат предлагаемой полезной модели сводится к повышению производительности, качества обработки плодовых деревьев в зависимости от объема их кроны, сокращению потерь рабочей жидкости за счет изменения параметров работы распылителей и установки защитного экрана.
Технический результат достигается тем, что опрыскиватель содержит бак, установленный на раме с ходовой частью, всасывающие и нагнетательные коммуникации, воздухосборник с предохранительным и перепускным клапанами,
электродвигателей, электрические кабели, центробежный насос, распределитель, регулятор давления, фильтр, подъемник с центральной и боковыми штангами установленными на них пневмоакустическими распылителями с вращающимися резонаторами, снабженными защитными экранами.
Сущность предлагаемой модели заключается в следующем. Предлагаемая конструкция включает в себя пневмоакустические распылители с вращающимися резонаторами установленные с трех сторон плодового дерева, при этом один распылитель установлен вертикально над кроной дерева и прикреплен по середине штанги посредством хомутов, а два распылителя установлены горизонтально с двух сторон дерева и прикреплены к штанге посредством держателей с возможностью изменения расстояния от оси ряда деревьев, причем горизонтально расположенные распылители снабжены двумя раздельными защитными экранами.
-1
Вращающийся резонатор прикреплен к передней части пневмоакустического распылителя с возможностью изменения расстояния между резонатором и соплом распылителя в диапазоне от 6 до 14 мм, при этом угол факела распыла рабочей жидкости регулируем в пределах 25...150°, в зависимости от высоты дерева, а отношение диаметра сопла распылителя к диаметру резонатора установлено равной 0,8...1,0, причем частота вращения резонатора регулируема и равна 1000, 500 и 0 мин, в зависимости от объема кроны плодового дерева.
Защитные экраны выполнены из легкого металлического каркаса прямоугольной формы, покрытые палаточной тканью и прикреплены к держателю сзади распылителей с возможностью изменения угла раскрытия относительно друг друга в пределах 40...180° в зависимости от угла факела распыла рабочей жидкости.
Благодаря возможности изменения параметров работы пневмоакустических распылителей и установки защитных экранов существенно улучшаются качественные показатели опрыскивания как молодых, так и плодоносящих низкорослых плодовых деревьев и уменьшаются потери рабочей жидкости.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 показан туннельный ультрамалообъемный опрыскиватель, вид спереди и вид сверху.
Осуществление полезной модели.
Изображенный на фиг.1 ультрамалообъемный опрыскиватель состоит из бака 1, установленного на центральную раму 2 с ходовой частью 3. Спереди бака 1 на раме 2 установлен воздухосборник 4 (ресивер). Подача воздуха в воздухосборник 4 осуществляется от компрессора (на фиг. не показан) трактора 5 по нагнетательному гибкому шлангу 6 высокого давления. Сверху воздухосборника 4 установлены предохранительный клапан 7 и манометр 8, а снизу приварен штуцер 9 с перепускным клапаном 10, обеспечивающий постоянный перепуск воздуха из полости высокого давления воздухосборника 4 в полость низкого давления нагнетательного воздухопровода 12.
К перепускному клапану 10 посредством фланцевого соединения (на фиг. не пронумерован) прикреплен запорный вентиль 11 жестко соединенный с нагнетательным воздухопроводом 12. Нагнетательный воздухопровод 12 прикреплен к боковой поверхности бака 1 и направлен к задней части рамы 2, где через тройник 13, двухходовые краны 14 и боковые гибкие воздухопроводные шланги 15 соединен с нижней частью боковых штанг 16.
Боковые штанги 16 сварены из квадратных металлических труб и нижние ее части выполнены герметично и являются промежуточными воздухосборниками (на фиг. не обозначены), к которым приварены штуцеры 17 и 18 для подачи воздуха к пневмоакустическим распылителям 19 посредством гибких шлангов 20. Для контроля давления воздуха в промежуточном воздухосборнике, сверху нижней части боковых штанг 16 установлены воздушные манометры 21.
Пневмоакустические распылители 19 установлены с трех сторон плодового дерева с возможностью обработки, как по периметру, так и по высоте одновременно.
При этом один пневмоакустический распылитель 19 установлен вертикально над кроной плодового дерева 22 и жестко прикреплен по середине нижней части боковой штанги 16 посредством хомутов (на фиг. не показаны).
По бокам плодового дерева 22 горизонтально установлены два пневмоакустических распылителя 19, которые жестко прикреплены к нижним частям держателей 23, выполненные из квадратных металлических труб, верхние части которых закреплены к нижним частям боковых штанг 16 посредством хомутов 24 с возможностью изменения расстояния от оси ряда плодовых деревьев 22.
К передней части стержневого излучателя (на фиг. не обозначен) пневмоакустического распылителя 19 прикреплен резонатор 25 с возможностью изменения расстояния между резонатором 25 и соплом (на фиг. не обозначено) пневмоакустического распылителя 19 в диапазонах от 6 до 14 мм.
Изменяя расстояние между резонатором 25 и соплом пневмоакустического распылителя 19 возможно регулирование угла факела распыла рабочей жидкости в пределах 25...150°.
При этом следует учитывать, что близко расположенный резонатор 25 большего диаметра по сравнению с диаметром сопла пневмоакустического распылителя 19 изменяет направление факела распыла, заставляя его обтекать пневмоакустический распылитель 19. Поэтому отношение диаметра сопла пневмоакустического распылителя 19 к диаметру резонатора 25 следует принимать равной 0,8...1,0.
Диапазон изменения угла факела распыла рабочей жидкости в пределах 25...150° определены конструктивно в зависимости от изменения расстояния между резонатором 25 и соплом пневмоакустического распылителя 19 в диапазоне от 6 до 14 мм, которые выбраны из условия полного покрытия поверхности кроны плодового дерева 22 рабочей жидкостью в зависимости от высоты плодового дерева.
Задняя часть стержневого излучателя (на фиг. не пронумерован) пневмоакустического распылителя 19 посредством муфты (на фиг. не показана) соединена с валом электродвигателя 26. Электродвигатель 26 (двухполюсный, двухсторонний, мощностью 25 Вт взят из системы вентиляторного отопления легкового автомобиля). Электродвигатели 26 жестко прикреплены к держателям 22 и к нижним частям боковых штанг 16 посредством угольников 27. Электроснабжение электродвигателей 26 осуществляется через генератор (на фиг. не показан) трактора 5 посредством пульта управления (на фиг. не показан) и электрических кабелей 28.
-1
-1
-1
Подключая электрические кабели 28 к различным полюсам обмотки электродвигателя 26 возможно регулирование частоты вращения резонатора 25 в пределах 1000, 500 и 0 мин. Необходимая частота вращения резонатора 25 выбирается конструктивно в зависимости от объема кроны плодового дерева 22. Молодые плодовые деревья 22 обрабатываются без вращения или с частотой вращения резонатора 25, равной 500 мин, а плодоносящие плодовые деревья 22 с частотой вращения резонатора 25, равной 1000 мин.
-1
Диапазон изменения частоты вращения резонатора 25 в пределах 1000, 500 и 0 мин влияет на степень завихрения факела распыла полученного потока аэрозоля, направленного на крону плодового дерева и на проникающую способность аэрозоля вглубь объемной кроны плодовых деревьев 22 с более равномерным их распределением.
Для уменьшения влияния ветра на снос рабочей жидкости в атмосферу и обеспечение устойчивого факела распыла рабочей жидкости пневмоакустические распылители 19 снабжены двумя раздельными защитными экранами 29, выполненные из легкого металлического каркаса прямоугольной формы, покрытые палаточной тканью и прикреплены к держателям 23 сзади пневмоакустических распылителей 19 с возможностью изменения угла раскрытия относительно друг друга в пределах 40...180°, в зависимости от угла факела распыла рабочей жидкости.
Роль туннеля выполняет экран, препятствующий распространению распыленной рабочей жидкости за пределы ряда плодовых деревьев. Благодаря туннелю опрыскивание становится в значительной мере независимым от ветра.
Регулирование и контроль за давлением в воздухосборнике 4 осуществляется из кабины трактора 5 по показаниям манометра (на фиг. не показан), который связан с воздухосборником 4 через гибкий шланг 30 высокого давления.
Сзади бака 1 на раму 2 жестко установлен подъемник 31 с центральной штангой 32, которая поднимается и опускается посредством гидроцилиндра 33.
К центральной штанге 32 шарнирно с двух сторон прикреплены боковые штанги 16.
К задней части рамы 2 прикреплены центробежный насос с электродвигателем 34, распределитель 35, фильтр 36, регулятор давления 37, всасывающий 38 и нагнетательный 39 трубопроводы. Нагнетательный трубопровод 39 установлен сверху нижней части боковых штанг 16 и гидравлически соединен с пневмоакустическими распылителями 19 посредством гибких шлангов 40.
Опрыскиватель работает следующим образом.
Заехав на постоянную технологическую колею в междурядье сада согласно схемы посадки (фиг.1) оператор из кабины трактора 5 с помощью гидравлической системы: посредством гидроцилиндров (на фиг. не показаны) раскладывает боковые штанги 16 и защитные экраны 29 под определенными углами и устанавливает их на необходимую высоту.
Оператор из кабины трактора 5 посредством пульта управления включает центробежный насос 34, который засасывает рабочую жидкость из бака 1 через всасывающий трубопровод 38 и фильтр 36 и подает ее к пульту распределения 35 и регулирования расхода жидкости 37.
Далее рабочая жидкость по нагнетательному трубопроводу 39 и гибким шлангам 40 поступает к пневмоакустическим распылителям 19.
Одновременно, оператор включает электроснабжение электродвигателей 26 пневмоакустических распылителей 19 и перепускного клапана 10, который обеспечивает необходимое давление воздуха. Воздух под давлением через запорный вентиль 11, нагнетательный воздухопровод 12, тройник 13, гибкие боковые воздухопроводные шланги 15, штуцеры 17 поступает в промежуточные воздухосборники 16, т.е. во внутрь нижних частей боковых штанг 16. Из промежуточных воздухосборников 16 воздух под давлением (0,1...0,15 МПа) через штуцеры 18 и гибкие шланги 20 поступает в пневмоа-кустические распылители 19.
Сжатый воздух, проходя через внутренние каналы пневмоакустического распылителя 19, создает разряжение в объеме сопла пневмоакустического распылителя 19. Под действием этого разряжения, поступающая рабочая жидкость всасывается в резонирующую полость, образованную краем корпуса сопла (на фиг. не пронумерован) пневмоакустического распылителя 19 и полостью резонатора 25, где подаваемый под постоянным давлением воздух, создавая переменные звуковые колебания, дробит и распыливает рабочую жидкость на мелкие капли, образуя высокодисперсный аэрозоль. Распыленное облако мелких капель рабочей жидкости в воздушном потоке обтекает резонатор 25 и, отражаясь от внешней стенки сопла пневмоакустического распылителя 19, получает завихрение от вращающегося резонатора 25 относительно его продольной оси и направляется с определенным углом факела распыла на крону плодового дерева.
При совместной работе всех пневмоакустических распылителей 19 создается устойчивое завихренное облако аэрозолей внутри туннеля, т.е. между защитными экранами 29, тем самым увеличивается проникающая способность аэрозоля вглубь объемной кроны плодового дерева, обеспечивается адресное попадание капель на элементы дерева, сводят потери частиц рабочей
жидкости к минимуму с более равномерным распределением капель, как по периметру, так и по высоте кроны плодового дерева.
Оператор, включив заданную передачу трактора 5 начинает движение опрыскивателя по междурядью сада по заданной технологической колее и обрабатывает кроны плодовых деревьев 22.
При выезде из междурядья сада оператор выключает электроснабжение электродвигателей 26 и 34 центробежного насоса и пневмоакустических распылителей 19 и прерывает электроснабжение перепускного клапана 10, который закрывает доступ воздуха в нагнетательный воздухопровод 12.
Осуществляя разворот опрыскивателя и заезжая на следующую постоянную технологическую колею, оператор включает компрессор трактора 5 и доводит давление воздуха в воздухосборнике 4 до необходимого значения и затем продолжает технологический процесс опрыскивания плодовых деревьев 22.
Предлагаемая конструкция по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- высокая производительность;
- минимизация потерь рабочей жидкости;
- способность одновременной обработки двух рядов плодовых деревьев;
- способность обеспечения малых норм расхода рабочей жидкости;
- высокие показатели качества обработки низкорослых молодых и плодоносящих плодовых насаждений интенсивного типа;
- не требуют применения и изготовления дорогостоящих узлов и агрегатов;
- простота конструкции.
Источники информации
1. Пажи, Д.Г. Основы техники распыливания жидкостей / Д.Г.Пажи, B.C.Галустов.- М.: Химия, 1984. - С.176-199.
7
2. Пат.2263549 Российская Федерация, МПК В05И 17/04. Пневомакустический распылитель жидкости / Л.М.Хажметов, Р.П.Яцков, А.А.Цымбал, Ж.А.Яцкова, Л.А.Шомахов, Ю.А.Шекихачев, А.С.Сасиков, Х.Л.Губжоков; заявитель и патентообладатель Кабардино-Балкарская гос.сель. хоз. акад. - №2003135811/12; заявл. 09.12.03; опубл. 10.11.05, Бюл. №31. - 3с.: ил.
3. Кадыкало, Г.И. Применение пневмоакустического распылителя жидкости в садоводстве / Г.И.Кадыкало // Сб. научн. докл. 2-й межданр. научно-практ. конф. (16-17 июля 2003 г.) «Научно-технический прогресс в садоводстве», ч. 1. - М., 2003. - С.158-161.
4. А.С. 1156611 СССР, А01М 7/00. Рабочий орган опрыскивателя / А.П.Поротников, П.П.Захаров (СССР).- №2724596/30-15; заявл. 16.02.79; опубл. 23.05.85, Бюл. №19. - 3 с.: ил.
5. Машины для механизированных работ в садоводстве. Каталог техники / Под ред. чл.-корр. РАСХН И.М.Куликова.- М., 2005. - С.57.