ГАЗОДИНАМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА УНИВЕРСАЛЬНАЯ ДИСПЕРСНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится преимущественно к сельскому хозяйству и предназначена для дисперсного опрыскивания зерновых и технических культур против вредителей болезней и для борьбы с сорняками. Может быть использована также для борьбы с саранчой, колорадским жуком и другими насекомыми, а также для обработки дезинфекцией животноводческих, птицеводческих и производственных помещений, емкостей транспортных средств и другого подвижного состава и т.д.
Принцип действия данной установки основан на дисперсном опрыскивании водными и иными растворами ядохимикатов и препаратов различных объектов путем создания дисперсной жидкостно-воздушной эмульсии и направляемой газовоздушным потоком на эти объекты и осаждаемой на обрабатываемые поверхности в виде дисперсного облака.
Известен "Аэрозольный генератор" по описанию изобретения к патенту РФ №2236131, класс МПК 7 А 01 М 7/00, опубликовано в Бюл. №26 20.09.2004 г. (1).
Данный "Аэрозольный генератор" смонтирован на транспортной базе и содержит термомеханический и пневматический контуры. Контуры включают трубопроводы воздушной, жидкостной и топливной магистралей, емкости топлива, рабочей жидкости и охлаждающей жидкости.
Конструкция этого генератора обеспечивает возможность одновременной работы двух контуров: термомеханического и пневматического. Кроме этого, устройство содержит также контур охлаждения рабочего раствора потоком сжатого воздуха, отобранного от компрессора газотурбинного двигателя.
Недостатком данного аэрозольного генератора является сложная конструкция этого устройства, а также отсутствие автоматизации систем управления и регулирования режимами работы устройства.
Целью при создании предлагаемой установки является разработка более совершенной конструкции газодинамической универсальной
установки дисперсной химической и биологической обработки, которая работала бы в автоматизированном и автоматическом режимах и обеспечивала при этом эффективную и экономичную работу.
Указанная цель и технический результат реализуются следующим образом.
Предлагаемое устройство как и известное устройство смонтировано на транспортном средстве, например, на грузовом автомобиле ЗИЛ-131 и агрегатируется с ним. Установка содержит, например, газотурбинный авиационный двигатель АИ-9, используемый во вспомогательной силовой установке самолета или вертолета. К этому двигателю подсоединена топливная магистраль посредством трубопровода с дроссельным электрокраном и электронасосом с топливной емкостью.
Установка содержит также емкость с рабочим раствором ядохимикатов и препаратов с магистралью ее подачи, снабженной дроссельным электрокраном, электроклапаном и манометром с возможностью подачи рабочего раствора на гидродиспергатор, установленный в потоке выходящих газов из газотурбинного двигателя, а также содержит магистраль сжатого воздуха, отобранного от компрессора газотурбинного двигателя и, предназначенного для подачи его на гидродиспергатор.
Существенными отличиями предлагаемой установки от известного генератора аэрозолей является то, что в ней содержится дополнительно магистраль сжатого воздуха, отобранного от компрессора газотурбинного двигателя, соединенная с емкостью рабочего раствора с возможностью поддержания в последней постоянного давления, например, 0,15 МПа и возможностью постоянного барботажа рабочего раствора и подачи его на гидродиспергатор, при этом все системы управления установки - подачи топлива, подачи рабочего раствора и сжатого воздуха соединены с блоком автоматизированного управления и регулирования режимами работы всего устройства и соответственно с пультом управления, установленного в кабине водителя транспортного средства.
Кроме этого, может быть использован микропроцессор (портативный компьютер), который будет обеспечивать управление работой установки в автоматическом режиме по заданной программе функционирования, например, подсоединенный к блоку автоматизированного управления.
Кроме этого, предлагаемая установка содержит дополнительно магистраль подачи сжатого воздуха, отобранного от компрессора газотурбинного двигателя на гидродиспергатор с возможностью продувки последнего после окончания работы установки.
Данная установка содержит также комплекс приборов, связанных с
глобальной системой спутниковой навигации. Кроме этого, может быть использована система дистанционного бесконтактного управления всей установкой.
В качестве близкого аналога предлагаемой газотурбинной установке универсальной дисперсной химической и биологической обработки можно принять "Аэрозольный генератор" по патенту РФ №2236131 (1).
На представленном чертеже изображена принципиальная схема предлагаемой установки.
Предлагаемая установка содержит следующие изделия, агрегаты, приборы, узлы и детали.
На транспортной базе, например, в кузове автомобиля ЗИЛ-131 на прочной раме-станине укреплен газотурбинный двигатель (ГТД) 1 марки АИ-9, который по топливной магистрали 2 соединен посредством электроклапана 3 и электронасоса 4 с топливной емкостью 5.
На раме-станине укреплена также емкость 6 рабочего раствора, например, водного раствора ядохимикатов или препаратов. В емкость 6 по магистрали сжатого воздуха 7, отобранного от компрессора ГТД 1 сжатый воздух поступает в емкость рабочего раствора 6 через установленную горизонтально у днища емкости перфорированную трубу 8, предназначенную для создания постоянного барботажа рабочего раствора.
На магистрали сжатого воздуха 7 установлен дроссельный электроклапан 9, а в герметичной емкости 6 поддерживается давление сжатого воздуха, например, в размере 0,15 МПа и это давление обеспечивает подачу рабочего раствора по магистрали 10 на гидродиспергатор 11, установленный в потоке отработанных газов из ГТД 1. Гидродиспергатор 11 выполнен в форме кольцевой трубы с установленными в ней форсунками, На магистрали подачи рабочего раствора установлены электрокран 12, дроссельный электроклапан 13 и манометр 14, по которому можно отслеживать давление в рабочем растворе в магистрали 10.
На емкости 6 рабочего раствора установлена магистраль 15 стравливания воздуха из емкости, на которой установлены электрокран 16 и дроссельный электроклапан 1?. На емкости 6 установлен также манометр 18, а также дополнительный кран сброса давления 19.
Компрессор ГТД 1 по магистрали сжатого воздуха 20 соединен с гидродиспергатором 11, при этом на магистрали 20 установлен дроссельный электроклапан 21.
Предлагаемая установка содержит также блок автоматизированного управления 22, соединенный по электросхеме со всеми агрегатами и
приборами управления, к которому подсоединен пульт управления 23, установленный в кабине водителя транспортного средства. К блоку автоматизированного управления 22 может быть подсоединен микропроцессор 24 (портативный компьютер).
Предлагаемая установка содержит также комплекс приборов, связанных с глобальной системой спутниковой навигации, который предназначен для координации транспортного средства и определения его положения на обрабатываемой площади, например, на бескрайних просторах степи. Кроме этого, установка может содержать комплекс приборов и агрегатов дистанционного бесконтактного управления всей установкой.
Предлагаемая установка работает следующим образом. По команде с пульта управления 23 топливо из топливной емкости 5 электронасосом 4 через открытый электроклапан 3 по трубопроводу 2 подается на вход насоса-регулятора газотурбинного двигателя 1. После выхода ГТД 1 на номинальный режим работы сжатый воздух от компрессора ГТД 1 по трубопроводу 7 через электроклапан перепуска воздуха 9 по команде с блока автоматизированного управления 22 поступает в емкость 6 рабочего раствора в перфорированную трубу 8, выходя из которой сжатый воздух постоянно барботирует рабочий раствор для равномерного перемешивания препаратов.
По прошествии примерно 15-20 минут рабочий раствор готов к применению, а в емкости 6 установилось давление, равное 0,15 МПА. Затем по команде с блока управления 22 поступает сигнал на открытие электрокрана 12 и электроклапана 13 и рабочий раствор по магистрали 10 поступает на форсунки гидродиспергатора 11, в котором рабочий раствор преобразуется в дисперсные частицы и они подхватываются потоком газов, выходящих из ГТД 1 и в виде дисперсного облака направляются в сторону обрабатываемого объекта, например, поля с сельскохозяйственными растениями и далее это облако подхватывается воздушным потоком (ветром) и широкой полосой покрывает oбpaбaтывaeмyю площадь. После окончания работы установки, когда на гидродиспергатор 11 прекращается подача рабочего раствора по команде с блоку управления 22 на магистрали сжатого воздуха 20 открывается электроклапан 21 и гидродиспергатор 11 продувается сжатым воздухом и очищается от остатков рабочего раствора.
Перед каждым очередным заполнением емкости 6 рабочим раствором открывают кран 19 и производят стравливание воздуха из емкости.
Автоматическое управление работой всей установки может осуществляться микропроцессором 24 по заданной программе функционирования установки.
Кроме этого, в необходимых условиях установка может быть снабжена комплексом приборов, связанных с глобальной системой спутниковой навигации, а также комплексом дистанционного бесконтактного управления установкой.
Предлагаемая установка, смонтированная на транспортном средстве, во время обработки поля движется в направлении перпендикулярном направлению ветра, а дисперсная масса, вырабатываемая установкой, перемещается по обрабатываемой площади ветром при умеренной его скорости и равномерно покрывает широкой полосой поле.
При этом, дальность полета дисперсной массы в виде облака или ширина захвата поля достигает 250-300 метров, а скорость движения транспортного средства с этой установкой должна быть в пределах 25-30 км/час.
Медианный массовый диаметр капли или дисперсность распыла рабочего раствора в предлагаемой установке находится в пределах 120-160 мкм, что является оптимальным и соответствует рекомендациям ученых и специалистов.
Предлагаемая газодинамическая установка универсальная дисперсной химической и биологической обработки изготовлена в г. Омске и опробована с положительными результатами в июне-августе 2004 года на полях Омской области, Ставропольского края, а также Бурятской АО.
Установка обеспечивает следующие технико-экономические показатели эффективности работы:
- расход рабочего раствора - 1,5-2,5 л/га;
- распределение густоты покрытия растений по эффективной ширине захвата - 100%,
- медианный массовый диаметр капли (дисперсность) - 120-160 мкм;
- производительность установки - 600 га/час;
- ширина захвата поля за один проход - 250-300 м.
Литература:
1. "Аэрозольный генератор" по описанию изобретения к патенту РФ №2236131, класс МПК 7 А 01 М 7/00, опубликовано в Бюл. И 26 20.09.2004 г.