УСТРОЙСТВО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ И РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА (ВАРИАНТЫ)
FLUID SPRAYER AND SPRAYER HEAD (VERSIONS)

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в основном к распылительным соплам, и в частности к распылительным соплам, имеющим распылительную головку с ориентированной поперечно отклоняющей кромкой, предназначенной для получения направленного вниз распределения выбрасываемой распыленной жидкости.
Уровень техники
Известны устройства распылительных сопел, таких как раскрытые в патенте US №5,275,340, права на который принадлежат тому же правообладателю, что и настоящее изобретение, и которые имеют отклоняющую кромку, способствующую разбиению капель жидкости и направляющую распыленную жидкость в поперечном направлении. Эти распылительные сопла не требуют в обязательном порядке использования воздуха под давлением для предварительного распыления струи жидкости. Эти распылительные сопла особенно полезны при опрыскивании сельскохозяйственными химикатами, так как в них не образуется капель жидкости очень малого размера. Форсунки, в которых создаются капли очень малого размера, в основном не пригодны для применения в сельскохозяйственных работах, так как выпускаемая распыленная струя может быть подвержена нежелательному разбросу ветром. Тем не менее даже при использовании форсунок, специально сконструированных для сельскохозяйственных работ, могут возникать трудности охвата растительного покрова направленной вниз распыленной струей, так как часто трудно достичь проникновения распыленной струи в растительный покров.
Раскрытие изобретения
Основная сущность настоящего изобретения заключается в создании устройства распылительной форсунки, имеющего распылительную головку, выполненную с возможностью выброса с регулируемым распределением распыленной жидкости для более полного покрытия посевов при сельскохозяйственном опрыскивании.
Другая сущность изобретения заключается в создании распылительной головки вышеупомянутого типа относительно простой конструкции и экономичной в изготовлении.
Вышеуказанные задачи согласно изобретению решаются созданием устройства распыления жидкости без предварительного воздушного распыления в определенном направлении, которое состоит из хранилища жидкости, магистрали подачи жидкости, связанной с указанным хранилищем жидкости, и распылительной головки, снабженной корпусом с входным торцом, соединенным с указанной магистралью подачи жидкости.
Указанный корпус содержит первую цилиндрическую камеру для жидкости, имеющую первую продольную ось, и вторую цилиндрическую камеру для жидкости, сообщающуюся с первой камерой для жидкости и имеющую вторую продольную ось, проходящую перпендикулярно первой продольной оси.
Указанная вторая камера имеет закрытые торцы у противоположных в продольном направлении краев, а указанный корпус имеет переходное отверстие, выполненное меньшим, чем диаметр указанных первой и второй камер, и расположенное проходящим между указанными первой и второй камерами, и сдвоенные выпускные отверстия, связанные с указанной второй камерой.
Каждое указанное выпускное отверстие имеет нижнюю по потоку сторону с отклоняющей поверхностью для направления выброса жидкости из второй камеры и расположено пересекающим вторую камеру для жидкости в зоне соответствующего торца камеры с образованием кармана, расположенного проходящим за отклоняющей поверхностью в направлении к соответствующему закрытому торцу второй камеры на расстояние, равное примерно половине радиуса указанной второй камеры.
Указанная отклоняющая поверхность направляет жидкость из указанной второй камеры с регулируемым распределением распыленной жидкости без предварительного воздушного распыления подаваемой жидкости.
Указанная вторая камера для жидкости может иметь диаметр, меньший, чем диаметр указанной первой камеры, а каждое указанное выпускное отверстие может быть расположено проходящим в указанную вторую камеру на расстояние, по меньшей мере слегка меньшее, чем радиус второй камеры.
В изобретении предлагается также три варианта осуществления распылительной головки для выброса с регулируемым распределением распыленной жидкости.
Согласно первому варианту изобретения предлагается распылительная головка для выброса с регулируемым распределением распыленной жидкости без предварительного воздушного распыления, которая состоит из корпуса, имеющего входной торец, связанный с хранилищем жидкости под давлением, и содержащего первую цилиндрическую камеру для жидкости, имеющую первую продольную ось, и вторую цилиндрическую камеру для жидкости, сообщающуюся с первой камерой для жидкости и имеющую вторую продольную ось, проходящую перпендикулярно первой продольной оси.
Указанная вторая камера имеет закрытые торцы у противоположных в продольном направлении краев, а указанный корпус имеет переходное отверстие, выполненное меньшим, чем диаметр указанных первой и второй камер, и расположенное проходящим между указанными первой и второй камерами, и сдвоенные выпускные отверстия, связанные с указанной второй камерой.
Каждое указанное выпускное отверстие имеет нижнюю по потоку сторону с отклоняющей поверхностью для направления выброса жидкости из второй камеры и расположено пересекающим вторую камеру для жидкости в зоне соответствующего торца камеры с образованием кармана, расположенного проходящим за отклоняющей поверхностью в направлении к соответствующему закрытому торцу второй камеры на расстояние, равное примерно половине радиуса указанной второй камеры.
Указанная отклоняющая поверхность направляет жидкость из указанной второй камеры с регулируемым распределением распыленной жидкости без предварительного воздушного распыления подаваемой жидкости.
Переходное отверстие может быть сообщено с второй камерой для жидкости в точке, расположенной между сдвоенными выпускными отверстиями.
Переходное отверстие может также иметь суживающуюся входную горловину.
Расположенная ниже по потоку отклоняющая поверхность каждого из выпускных отверстий может проходить под углом к поперечной оси, направленной перпендикулярно второй продольной оси второй камеры для жидкости, и проходить наружу из указанной второй камеры в расходящихся относительно друг друга направлениях для направления струй жидкости в расходящихся относительно друг друга направлениях из указанных выпускных отверстий.
Каждое из выпускных отверстий может иметь верхнюю по потоку поверхность, проходящую параллельно поперечной оси.
Корпус может содержать третью камеру для жидкости, расположенную выше по потоку и сообщенную с первой камерой для жидкости.
Между первой и третьей камерами для жидкости может располагаться сужающаяся горловина.
Каждое указанное выпускное отверстие может быть расположено проходящим во вторую камеру на расстояние, по меньшей мере слегка меньшее, чем радиус второй камеры.
Указанная вторая камера для жидкости может иметь диаметр, меньший, чем приблизительно удвоенный диаметр указанного переходного отверстия.
Указанная вторая камера может быть также выполнена в диаметре меньшей, чем указанная первая камера.
Согласно второму варианту осуществления изобретения предлагается распылительная головка для выброса с регулируемым распределением распыленной жидкости, состоящая из корпуса, имеющего входной торец, связанный с хранилищем жидкости под давлением, и содержащего первую цилиндрическую камеру для жидкости, имеющую первую продольную ось, и вторую цилиндрическую камеру для жидкости, сообщающуюся с первой камерой для жидкости и имеющую вторую продольную ось, проходящую перпендикулярно первой продольной оси.
Указанная вторая камера имеет закрытые торцы у противоположных в продольном направлении краев, а указанный корпус имеет сдвоенные выпускные отверстия, имеющие нижнюю по потоку сторону с отклоняющей поверхностью для направления выброса жидкости из второй камеры.
Каждое указанное выпускное отверстие расположено пересекающим указанную вторую камеру для жидкости в зоне соответствующего торца камеры с образованием кармана, расположенного проходящим за отклоняющую поверхность в направлении к соответствующему закрытому торцу второй камеры, а корпус имеет переходное отверстие, расположенное между первой и второй камерами для жидкости.
Указанное переходное отверстие и каждая камера для жидкости выполнены в основном цилиндрическими.
Указанное переходное отверстие имеет площадь поперечного сечения, меньшую, чем площадь поперечного сечения указанной второй камеры для жидкости, а указанная вторая камера для жидкости имеет диаметр, меньший, чем приблизительно удвоенный диаметр переходного отверстия.
Согласно третьему варианту изобретения предлагается распылительная головка для выброса с регулируемым распределением распыленной жидкости, состоящая из корпуса, имеющего входной торец, связанный с хранилищем жидкости под давлением, и содержащего первую цилиндрическую камеру для жидкости, имеющую первую продольную ось, и вторую цилиндрическую камеру для жидкости, имеющую вторую продольную ось, проходящую перпендикулярно первой продольной оси.
Указанный корпус имеет переходное отверстие, выполненное меньшим, чем диаметры указанных первой и второй камер, и расположенное проходящим между указанными первой и второй камерами, и сдвоенные выпускные отверстия, а указанная вторая цилиндрическая камера для жидкости имеет закрытые торцы у противоположных в продольном направлении краев.
Каждое указанное выпускное отверстие имеет нижнюю по потоку сторону с отклоняющей поверхностью для направления выброса жидкости из второй камеры и расположено пересекающим указанную вторую камеру для жидкости в зоне соответствующего закрытого торца камеры с образованием кармана, расположенного проходящим за отклоняющей поверхностью в направлении к соответствующему закрытому торцу второй камеры.
Отклоняющая поверхность каждого из выпускных отверстий расположена под острым углом наружу из указанной второй камеры в расходящихся относительно друг друга направлениях для направления струй жидкости в расходящихся относительно друг друга направлениях из указанных выпускных отверстий без предварительного воздушного распыления подаваемой жидкости.
Указанный острый угол каждой отклоняющей поверхности может быть приблизительно равен 30°.
Каждое из указанных выпускных отверстий может иметь согласно третьему варианту изобретения верхнюю по потоку поверхность, расположенную проходящей параллельно поперечной оси.
В третьем варианте указанная вторая камера может быть также выполненной меньшей в диаметре, чем указанная первая камера.
И в третьем варианте, наконец, каждое указанное выпускное отверстие также может располагаться проходящим в указанную вторую камеру на расстояние, по меньшей мере слегка меньшее, чем радиус второй камеры.
Другие сущности и преимущества изобретения станут понятны при ознакомлении с нижеследующим подробным описанием, приведенным со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 дано схематичное представление нескольких форсунок с распылительными головками, выполненных в соответствии с настоящим изобретением и установленных на приведенной в качестве иллюстрации распылительной штанге на некотором расстоянии друг от друга;
на фиг.2 дан вид в перспективе приведенной в качестве иллюстрации распылительной головки, выполненной в соответствии с изобретением; и
на фиг.3 дано в увеличенном виде сечение вертикальной плоскости распылительной головки с фиг.1.
Хотя изобретение может быть выполнено в различных конструктивных вариантах и модификациях, в качестве иллюстрации приведен определенный вариант его выполнения, который отражен на чертежах и будет описан подробно. Однако должно быть понятно, что не подразумевается ограничивать изобретение конкретным раскрытым вариантом, а наоборот, есть намерение охватить все модификации, альтернативные конструктивные решения и эквивалентные варианты, подпадающие под сущность и объем изобретения.
Осуществление изобретения
При более подробном обращении к чертежам можно видеть, что на фиг.1 представлена в качестве иллюстрации распылительная штанга 13 с закрепленными на ней устройствам 17 распылительных сопел, каждое из которых включает распылительную головку 10, выполненную в соответствии с изобретением. Распылительная штанга может быть штангой сельскохозяйственного опрыскивателя, а распылительная головка по настоящему изобретению может иметь конкретное применение при опрыскивании сельскохозяйственных культур жидкими химикатами. Изображенная штанга представляет собой трубчатый элемент, через который жидкость направляется к отдельным устройствам распылительных сопел. Дополнительные подробности, относящиеся к соединению распылительной головки как части устройства распылительного сопла, закрепленного на распылительной штанге сельскохозяйственного опрыскивателя, раскрыты в вышеупомянутом патенте US 5,275,340, включенном в данную заявку в качестве ссылки.
На фигурах 2 и 3 можно видеть, что распылительная головка 10 в данном случае имеет целиковый корпус 11, предпочтительно отлитый из пластика и снабженный выступающим наружу крепежным фланцем 12 у верхнего по потоку торца, предназначенным для надежного крепления или к магистрали подачи жидкости, или к соединительной детали в виде крепежной чашки 16 (фиг.3), или к другой подобной части. В представленном корпусе 11 распылительной головки выполнена первая цилиндрическая камера 14, сообщающаяся с расположенной коаксиально второй цилиндрической камерой 15 меньшего диаметра. Каждая из цилиндрических камер 14, 15 имеет суживающуюся часть или горловину 18, 19 у своей верхней по потоку торцевой части. Вторая или нижняя по потоку цилиндрическая камера имеет дно или торцевую стенку 20, выполненную с коаксиальным переходным отверстием 21, аналогично имеющим суживающуюся входную горловину 22. В данном варианте переходное отверстие 21 сообщается с горизонтальной цилиндрической камерой 25, расположенной ниже второй цилиндрической камеры 15. Переходное отверстие 21 выходит на верхнюю сторону горизонтальной камеры 25 в промежуточном местоположении.
В соответствии с изобретением корпус 11 распылительной головки снабжен группой выпускных отверстий 28, сформированных поперечными прорезями, проходящими вверх от нижней стороны корпуса распылительного сопла. В данном варианте распылительная головка 11 имеет сдвоенные выпускные отверстия 28, каждое из которых расположено вблизи соответствующего торца горизонтальной камеры 25 по обе стороны от переходного отверстия 21. Каждое выпускное отверстие 28 имеет верхнюю по потоку сторону 29, ориентированную вертикально, и нижнюю по потоку сторону или отклоняющую поверхность 30, направленную под небольшим углом к вертикали, составляющим примерно 30°. Каждое выпускное отверстие, формирующее поперечные прорези, расположено выше по потоку соответствующего торца горизонтальной камеры 25, так что образует отдельный карман или углубление 31 ниже по потоку отклоняющей поверхности 30. Показанное выпускное отверстие, образующее поперечную прорезь, проходит вверх в горизонтальную камеру на расстояние, немного меньшее, чем радиус горизонтальной камеры. Для упрощения изготовления пластикового корпуса 11 распылительной форсунки способом литья под давлением, как должно быть понятно специалисту в данной области, пластиковый корпус 11 может быть выполнен с горизонтальной камерой 25, открытой с одного торца, который может быть затем закрыт пластиковой пробкой 32, зафиксированной ультразвуковой сваркой.
Можно видеть, что в процессе распыления поток жидкости, направленный по оси через распылительную головку 10, будет проходить через цилиндрические камеры 14, 15, переходное отверстие 21, далее в поперечном направлении через горизонтальную камеру 25 и затем одновременно выбрасываться через выпускные отверстия 28. Каждый из распыленных потоков будет выбрасываться в направлении слегка наружу от продольной или вертикальной оси распылительной головки 10, синхронно и относительно полно покрывая куполом опрыскиваемые посевные культуры. Специалисту в данной области понятно, что соотношение размеров вертикальной цилиндрической камеры 15, переходного отверстия 21, горизонтальной камеры 25, а также размер и расположение выпускных отверстий 28 относительно соответствующих торцов горизонтальной камеры 25 должны быть такими, чтобы в сочетании создавать распределение выходящей струи, не содержащее мелких капель жидкости, могущих распространяться в нежелательном направлении. В предпочтительном варианте выполнения изобретения вертикальная камера 15 имеет диаметр, больший удвоенного диаметра переходного отверстия 21, и горизонтальная камера 25 имеет диаметр, больший, чем диаметр переходного отверстия 21, вплоть до примерно двух диаметров переходного отверстия.
Из вышесказанного можно видеть, что применение распылительной головки, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, особенно выгодно для эффективного направленного опрыскивания сельскохозяйственных культур жидкими химикатами. Конструкция распылительной головки относительно проста и дает возможность экономичного изготовления способом литья пластика под давлением. Все ссылочные материалы, включая публикации, патентные заявки и патенты, приведенные в данной заявке, включены тем самым в качестве ссылок в тех же рамках, как если бы каждый из ссылочных материалов был приведен индивидуально и конкретно, чтобы быть включенным в качестве ссылки и приведенным в полном объеме.
Использование определенных и неопределенных форм в контексте описания изобретения (в особенности в контексте нижеследующей формулы изобретения) должно рассматриваться как включающее как единичную, так и множественную форму, пока иное не обозначено в описании или нет явного противоречия контексту. Термины "включающий", "имеющий", "заключающий" и "содержащий" должны рассматриваться как термины с возможностью расширения (то есть означающие "включающий, но этим не ограниченный") до тех пор, пока не указано иное. Приведение в данной заявке диапазонов величин представляет собой просто краткий способ ссылки на конкретные величины, попадающие в этот диапазон, пока не обозначено иное, и каждая конкретная величина из этого диапазона подпадает под рамки изобретения, как если бы она была приведена индивидуально. Все приведенные в заявке операции могут выполняться в любом приемлемом порядке, пока не обозначено иное или нет явного противоречия контексту. Использование любого или всех вариантов или оборотов, обозначающих приведение в качестве примера (например "такой как"), предназначено просто для пояснения изобретения и не формирует рамок защиты изобретения, пока не заявлено иное. Ни один из таких оборотов в описании не должен рассматриваться как обозначающий не заявленный элемент, существенный для практического использования изобретения.
В данной заявке приведены предпочтительные варианты настоящего изобретения, включая наилучшие пути реализации изобретения, известные авторам. После ознакомления с вышеприведенным описанием у специалистов в данной области могут возникнуть различные варианты предпочтительного выполнения изобретения. Изобретатели ожидают, что специалисты используют такие варианты соответствующим образом, и изобретатели имеют ввиду, что изобретение в практическом воплощении будет отличаться от конкретно описанного в данной заявке. Соответственно, данное изобретение охватывает все модификации и эквивалентные варианты сущности изобретения, приведенной в прилагаемой формуле изобретения, настолько, насколько позволяет действующее законодательство. Более того, любая комбинация вышеприведенных элементов во всех возможных их вариантах охватывается изобретением, пока не указано иное или нет явного противоречия контексту.