РАСПЫЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к сельскохозяйственной технике, а именно к технике распыления различных жидкостей и суспензий в широком диапазоне расходов с изменением дисперсности и может быть применено в различных областях техники, например увлажнение воздуха, пожаротушение, борьба с запыленностью, распыление гербицидов, пестицидов и тому подобное.
Известен распылитель, состоящий из кольцевого кожуха, в котором на валу электродвигателя установлена крыльчатка вентилятора, ступица, которая является распыляющей чашей. Кожух в полости на уровне распыляющей кромки чаши имеет кольцевые щели разной высоты, через которые выходит образующий факел однородных капель. При работе внутри кожуха крыльчатка создает замкнутую циркуляцию воздушного потока, который через всасывающий коллектор захватывает и увлекает за собой из образующего факела мелкие капли размером 50 мкм. (RU 2017420 С1, 1994).
Задачей этого изобретения является уменьшение размера дисперсных капель распыляемого вещества. Однако распылитель громоздкий, вращающиеся элементы обладают большой инерционностью и конструктивно создают дополнительные гидравлические потери, в связи с этим существенно ограничивается расход жидкости и диапазон применения, а также он не ремонтнопригоден в полевых условиях и в нем не решена задача противодействия сноса мелкодисперсных капель от ветровой нагрузки.
Известен также распылитель, содержащий корпус с закрепленным электродвигателем, на валу которого установлен барабан, состоящий из диска и направляющего стакана. Диск выполнен в виде тарелки со ступицей и фиксируется цанговым зажимом. Направляющий стакан барабана выполнен перевернутым вверх дном и имеет внутренний диаметр больше, чем наружный диск, и на него устанавливается осевой вентилятор. На корпусе установлен защитный экран, крепящийся к нему через спицы, а также патрубок для подвода жидкости. (RU 2214872 С1, 2003).
Задачей этого изобретения являлось противодействие сносу мелкодисперсных капель за пределы распыла, упрощение конструкции и повышение ремонтопригодности.
К недостатком данной конструкции можно отнести то, как организован подвод жидкости: происходит разбрызгивание, увеличиваются гидравлические потери и не обеспечивается равномерность распределения жидкости по периметру. В связи с этим диапазон расходов жидкости существенно ограничен. Отсутствие диффузора в вентиляторном узле снижает его кпд и эффективность применения.
Наиболее близким техническим решением по конструкции является распыляющее устройство, содержащее полый цилиндрический корпус, защитный экран, подводящий патрубок и установленный у его выходного отверстия соосно с полым цилиндрическим корпусом. На конце вала устанавливается диск с осевыми отверстиями на периферии, вставленный и закрепленный в ступенчатый усеченный конус. Под диском через проставку устанавливается и фиксируется гайкой дополнительный диск с диаметром больше чем у основного, но меньше чем внутренний диаметр усеченного конуса, образуя кольцевую щель. Жидкость подводится к диску и за счет центробежных сил прижимается к боковой поверхности, проходит через осевые отверстия попадая на дополнительный диск 5, а с него на конусную поверхность, срывается с нее и попадает на обрабатываемую поверхность. На внешней конусной поверхности закреплены лопасти вентилятора для создания воздушного потока, уменьшающего снос мелких капель (RU 2131783 С1, 1999).
К недостаткам данной конструкции стоит отнести сложность изготовления, большой вес и габариты вращающихся элементов и, как следствие, большая инерционность, что приводит к потреблению дополнительной мощности. Повышенные гидравлические сопротивления подводящих каналов и магистралей существенно снижают расход жидкости через устройство, ограничивая возможности применения.
Вышеприведенные распылители сложны, тяжелы, не обеспечивают высокой точности распределения капель по периметру распыла, т.к. патрубки подводящие жидкость смещены от оси и создают неравномерность подачи жидкости по периметру. Также распылители не могут работать с повышенным расходом жидкости из за высоких гидравлических сопротивлений. Поэтому коллекторные электродвигатели мало эффективны по сравнению с бесколлекторными электродвигателями.
Задачей полезной модели является расширение арсенала технических средств - распыляющего устройства.
Техническим результатом предложенного решения является обеспечение распыления различных жидкостей с разной плотностью и вязкостью и возможностью работы во взрывоопасных средах. В частности в сельском хозяйстве при проведение хим. работ обеспечивается более высокий уровень равномерности распределения распыляемой жидкости по периметру с возможностью изменения расходов жидкости от малообъемного до полнообъемного распыления и возможностью регулирования размеров капель. Упрощается конструкция, повышается КПД не менее чем на 12-15%, увеличивается ресурс примерно на 500% и обеспечивается сигнализация о работоспособности и физических оборотах устройства с весовой отдачей не хуже чем 3 гр./ват.
Технический результат достигается тем, что распыляющее устройство состоит из цилиндрического защитного кожуха, установленного соосно на корпусную полую ось, являющуюся подводящим каналом жидкости и остовом электродвигателя, состоящего из напрессованных на ось пылевого колпака, блока управления и сигнализации, статора и установленного консольно внешнего ротора с напрессованным вентилятором, при этом ротор выполнен в виде пустотелой ступенчатой ступицы с радиальными отверстиями в консольной части с образованием контура пониженного давления и предварительного дробления жидкости, причем на меньший внешний диаметр установлены конусный стакан в верх дном с отверстиями в дне, распорная втулка с радиальными отверстиями и тарельчатая шайба с образованием кольцевой щели и созданием контура мелкодисперсного дробления, при этом во внутреннюю поверхность запрессован многополюсной магнит, создающий крутящий момент, и подшипник с сальником для обеспечения вращения и герметичности внутренней поверхности контура, а для предотвращения вытекания жидкости установлена торцевая заглушка, причем наружная поверхность конусного стакана совместно с внутренней поверхностью защитного кожуха образуют диффузор.
Цилиндрический защитный кожух может быть закреплен на оси при помощи спиц и стяжного хомута.
Ротор имеет консольную часть и фиксируется на оси резьбовой втулкой.
Конусный стакан, распорная втулка, тарельчатая шайба могут фиксироваться при помощи прижимной шайбы, заглушки и радиально устанавливаемого замкового шплинта.
Применен бесколлекторный электродвигатель с внешним ротором, не требующим полной герметизации.
У данного типа двигателей отсутствует коллекторный узел, в связи с этим увеличивается механический и электрический к.п.д., не требуется полной герметизации и они могут работать как в агрессивных, так и во взрывоопасных средах. Ресурс работы зависит только от качества устанавливаемых подшипников и практически не ограничен.
На чертеже представлен общий вид распылителя.
Устройство состоит из корпусной полой оси 1 и напрессованными на нее: пылевого колпака 5, блока 4 управления и сигнализации, статор с обмоткой возбуждения 21 и устанавливаемого ротора 7. Ротор 7 выполнен в виде пустотелой ступенчатой ступицы. Во внутреннюю поверхность большего диаметра ступицы запрессован многополюсный магнит 6, а на внешнюю поверхность напрессован осевой вентилятор 8. Во внутренний малый диаметр ступицы запрессовываются два подшипника 20, через распорную втулку 10 между подшипниками и стальник 11. Ротор 7 устанавливается на корпусную ось 1 консольно, образуя контур 18 низкого давления и предварительного дробления. Ротор фиксируется при помощи резьбовой втулки 22 для предотвращения от осевых перемещений. На поверхности малого диаметра по периметру ротора 7 выполнены радиальные отверстия 23, служащие для равномерной подачи и предварительного дробления жидкости. Для получения мелкодисперсного состава на внешний малый диаметр устанавливается конусный стакан 9 в верх дном с отверстием в дне, распорная втулка с радиальными отверстиями 11 и тарельчатая шайба 15, образуя контур 14 мелкодисперсного дробления жидкости с кольцевой щелью. Торцевая поверхность ротора 7 закрывается заглушкой 17 предотвращая вытекание жидкости помимо контура 18 низкого давления. Заглушка 17, конусный стакан 9. распорная втулка 12, тарельчатая шайба 15 и прижимная шайба 16 фиксируется при помощи замкового шплинта 19 через радиальное отверстие в роторе. Со стороны пылевого колпака 5 на корпусную ось 1 устанавливается соосно цилиндрический защитный экран 13 при помощи фигурных спиц 3 и фиксируется на ней стяжным хомутом 2.
Распыляющее устройство работает следующим образом.
Жидкость поступает в корпусную полую ось 1, и попадает в контур 18 низкого давления. За счет центробежных сил она равномерно распределяется по периметру и выбрасывается через радиальные отверстия 23, при этом дробясь в этих же каналах, а из них в контур 14 мелкодисперсного дробления. Капли с достаточной кинетической энергией напрямую попадают на внутреннюю конусную поверхность стакана 9, а мелкие с малой энергией оседают на тарельчатую шайбу 15, приобретают дополнительную энергию и также попадают на конусную поверхность. На внутренней конусной поверхности стакана 9 капли получают дополнительную энергию, срываются с кромки стакана и осаждаются на обрабатываемую поверхность. Для более эффективного противодействия сносу мелких капель устанавливается вентилятор 8, при этом внутренняя поверхность защитного экрана 13 совместно с наружной поверхностью конусного стакана 9 образуют диффузор. Диффузор позволяет увеличить скорость воздушного потока и повысить к.п.д. вентиляторного узла. Получение требуемого размера капель обеспечивается за счет изменения и поддержания заданной частоты вращения ротора и зависит от плотности и вязкости распыляемого вещества. Блок 4 управления и сигнализации обеспечивает глубокую регулировку частоты вращения, и поддерживает ее, и так же одновременно выдает информацию о работоспособности устройства световыми и звуковыми сигналами с отображением фактической частоты вращения и обеспечивает перезапуск электродвигателя в нештатных ситуациях.
Таким образом, распылительное устройство по заявленному предложению обеспечивает высокую равномерность распределения жидкости по периметру, позволяет изменять размер капель, обладает большими проходными сечениями и малыми гидравлическими сопротивлениями. Обеспечивает глубокую регулировку числа оборотов и выдает информацию о работоспособности. Обладает хорошей весовой отдачей не хуже 3 гр./ват, более высоким механическим, электрическим и гидравлическим КПД по сравнению с прототипами и аналогом.