ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ РАСТВОРОВ ПЕСТИЦИДОВ

Предлагаемая полезная модель относится к методам и средствам обеспечения качества выполнения технологического процесса при ультрамалообъемной (УМО) обработке полевых культур пестицидами и может быть использована как пневматическое устройство для мелкодисперсного нанесения растворов пестицидов на растения.
7
Известно устройство (Пат. на полезную модель 78406 Российская Федерация, МПК А01М 7/00. Пневмомеханический распылитель растворов пестицидов [Текст] / Киреев И.М., Скорляков В.И., Коваль З.М..; заявитель и патентообладатель ГНУ СКС ВИМ Россельхозакадемии. - №2008125712/22; заявл. 24.06.2008; опубл. 27.11.2008, Бюл. №33. - 3 с: ил.), содержащее диск, конусообразный рассекатель воздушного потока и патрубок воздуховода в виде конусообразного диффузора.
Технологический процесс нанесения растворов пестицидов на объекты обработки пневмомеханическим распылителем растворов пестицидов осуществляется следующим образом.
Воздух подается во внутреннее пространство устройства, образованное конусообразным диффузором и конусообразным рассекателем воздушного потока, которые обеспечивают создание наклонной к горизонту плоской воздушной струи кольцеобразной формы.
Сбрасываемый с периферии диска монодисперсный капельный поток на определенном расстоянии и под углом к направлению струи внедряется в ее боковую поверхность и, с возрастающей к оси струи скоростью воздуха, транспортируется к объектам обработки.
m
-1
Затухание осевой скорости воздуха υ, м·с, плоскопараллельной струи определяется законом ,
о
где υ - скорость воздуха на выходе из устройства, м·с.
При угле наклона струи к направлению полета капель, например, 25…° и расположении дискового распылителя над поверхностью почвы на высоте 0,6 м, ширина распределения раствора пестицида на растениях составляет 2,92 м.
-1
-1
3
Для пневмотранспортирования капель раствора пестицида к растениям, необходимо и достаточно, чтобы скорость воздуха у растений составляла не менее 5 м·с. Такая величина скорости воздушного потока обеспечивается скоростью воздуха на выходе из устройства 22,4 м·с. Расход воздуха, проходящий через сечение кольцеобразного канала шириной 0,01 м, составляет 805,7 м/ч.
Недостатком пневмомеханического распылителя растворов пестицидов, содержащего диск является то, что вращающиеся распылители дороги, сложны в изготовлении и эксплуатации, энергоемки (15 кВт на диспергирование 1 т жидкости) и кроме того, обладают вентиляционным эффектом. Механическое распыливание используют главным образом для дробления вязких жидкостей и суспензий. Вязкость жидкости оказывает стабилизирующее воздействие, затрудняя развитие волновых явлений, а, следовательно, и распыливание; при увеличении поверхностного натяжения происходит замедление распада жидкости на капли.
При механическом диспергировании дробление жидкости в значительной мере зависит от ее расхода. При очень малом расходе на кромке вращающегося диска возникает жидкий тор, который под действием центробежных сил деформируется, так что на нем образуются шаровидные узлы, отрывающиеся в виде капель. При увеличении расхода жидкости узлы вытягиваются в тонкие струи и нити, число которых увеличивается, достигая постоянной величины. При дальнейшем увеличении расхода нити не могут пропустить всю жидкость из тора, тор сбрасывается с кромки и образует пленку; которая вытягивается, распадаясь на нити и крупные капли.
7
Известно также устройство (Пат. на полезную модель 91807, МПК А01М 7/00 Пневмогидравлический распылитель растворов пестицидов [Текст] / Киреев И.М., Коваль З.М. Ревенко В.Ю.; заявитель и патентообладатель ГНУ СКС ВИМ Россельхозакадемии. - №2009136869/22; заявл. 05.10.2009; опубл. 10.03.2010, Бюл. №7. - 3 с: ил.), состоящее из патрубка воздуховода в виде конусообразного диффузора, рассекателя воздушного потока, плоских сходящихся сопел и щелевых распылителей, позволяющее сократить потребление энергии на диспергирование жидкости от 3,75 до 7,50 раза.
Технологический процесс нанесения растворов пестицидов на объекты обработки пневмогидравлическим распылителем растворов пестицидов аналогичен предыдущему.
Недостатком такого устройства является повышенный расход жидкости при наличии в конструкции устройства четырех щелевых распылителей жидкости. Например, при рабочем давлении 4,0 Бар суммарный расход жидкости, создаваемый четырьмя распылителями (LU-01 AD-01) с минимальным проходным сечением сопла составляет 1,8 л/мин, что соответствует расходу рабочей жидкости от 92,5 л/га до 37 л/га при скорости передвижения от 4,0 км/час до 10,0 км/час.
Общим недостатком таких устройств является широкий диаметр аэродисперсного потока в области объекта обработки в направлении движения устройства, требующий конструктивного сочленения устройства с техническим средством на безопасном расстоянии по причине аэрозольного химического взаимодействия с элементами средства.
Цель полезной модели - повышение производительности работ при проведении химических мероприятий по защите растений.
Для обеспечения поставленной цели предлагается пневмогидравлический распылитель растворов пестицидов, схема конструкции которого на чертеже приведена видами а) и б).
Предлагаемое устройство пневмогидравлического распылителя растворов пестицидов состоит из патрубка воздуховода в виде конусообразного диффузора 1 и конусообразного рассекателя воздушного потока 2, усеченных секущей плоскостью 3, а также щелевого распылителя жидкости 4.
Технологический процесс нанесения растворов пестицидов на объекты обработки пневмогидравлическим распылителем растворов пестицидов осуществляется следующим образом.
Воздух подается во внутреннее пространство устройства, образованное патрубком воздуховода в виде конусообразного диффузора 1 и конусообразным рассекателем воздушного потока 2, выполненными усеченными секущей плоскостью 3, проходящей через точку на окружности основания диффузора, боковые поверхности диффузора 1 и конусообразного рассекателя 2, при делении его основания пополам. Устройство обеспечивает создание наклонной к горизонту плоской воздушной струи в форме сектора. Подача раствора пестицида к примененному в устройстве щелевому распылителю жидкости 4 осуществляется через гидромагистраль, который установлен таким образом, что капли факела распыла жидкости внедряются в воздушный поток, выходящий из сопла устройства в форме сектора.
Капли раствора пестицида под действием скоростного напора воздуха деформируются, распадаются на более мелкие и транспортируются к объектам обработки.
Преимущество предлагаемой полезной модели состоит в том, что она позволяет в 4 раза уменьшить расход жидкости на единицу ширины распределения раствора пестицида.
Следует отметить также, что размер и однородность капель, при нанесении монодисперсных капель растворов пестицидов на растения, являются вторичными критериями качества, влияющими на степень покрытия обрабатываемой поверхности. Известно при этом, что экономическую, биологическую и экологическую эффективность используемых препаратов для защиты растений определяют:
- густота (плотность) покрытия осевшими при диспергировании рабочей жидкости каплями обрабатываемой поверхности;
- процент осаждения рабочей жидкости (препарата) на обрабатываемом объекте.
Густота покрытия и процент осаждения препарата на обрабатываемом объекте достигаются диспергированием рабочей жидкости на мелкие капли (мелкокапельное опрыскивание).
Получение мелкодисперсного аэрозоля с применением предлагаемого устройства обеспечивается дополнительным дроблением капель факела распыла, создаваемых щелевым соплом гидравлического распылителя и направленных в высокоскоростной поток воздушной струи.
Преимущество предлагаемого устройства со щелевым распылителем жидкости состоит в том, что гидравлическое распыливание - самое экономичное по потреблению энергии (2-4 кВт на диспергирование 1 т жидкости). Этот способ подвода энергии, расходуемой непосредственно на диспергирование, широко распространен вследствие сравнительной его простоты, несмотря на то, что распыл довольно грубый и неоднородный. В тоже время воздушный поток, выходящий из сопла предлагаемой конструкции устройства, осуществляет дополнительное дробление, внедряемых в него от факела распыла, крупных капель на мелкие капли. Например, создаваемые щелевым распылителем с оранжевым соплом LU-01 AD-01 при давлении жидкости 4 Бар и объемным ее потоком 0,45 л/мин, капли со средним размером 200 мкм, дробятся под действием скоростного воздушного потока более 65 м/с, когда критерий Вебера превышает 14.
Такое дробление капель в высокоскоростном потоке воздушной струи исключает необходимость создания больших давлений жидкости, например 4,0 Бар, перед соплом распылителя (LU-01 AD-01). Вполне достаточно давления жидкости 2,5 Бар, при котором потребный расход рабочей жидкости сокращается до 40%. При этом создаваемые крупные капли дальше летят и внедряются в воздушный поток с увеличивающейся относительной скоростью к его оси для осуществления вторичного дробления на более мелкие капли.
Конструкция предлагаемого устройства исключает необходимость создания воздушного потока кольцеобразной формы, т.к. распространению частиц аэрозоля во внешнюю среду оказывает сопротивление встречный воздушный поток в процессе движения предлагаемого устройства.
Со стороны усеченной части предлагаемой конструкции устройства упрощается расположение конструктивно-регулировочных приспособлений для установки пространственного расположения щелевого распылителя, подвода к нему рабочей жидкости.
Большее количество капель за счет дробления высокоскоростным потоком воздуха позволит увеличить высоту расположения устройства над объектами обработки, ширину захвата, безопасную скорость его передвижения, а также повысить производительность работ при проведении химических мероприятий по защите растений.
Расположение устройства в непосредственной близости к техническому средству в навесном варианте упрощает его конструктивно-технологическое сочленение со средством.