ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ОПРЫСКИВАТЕЛЬ
HYDROPNEUMATIC SPRAYER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к средствам механизации для защиты сельскохозяйственных растений химическими средствами от сорняков, вредителей и болезней.
Известны штанговые опрыскиватели с системами воздушного сопровождения, имеющие над основной штангой распределительный воздухопровод (Panneton В., Piche М. Interaction between application volume, airflow, and spray quality in air?assisted spraying / B. Panneton at al. // Transactions of the ASAE. - 2005. - Vol. 48(1), P. 37-44). Установленный на опрыскивателе вентилятор нагнетает воздух в распределительную систему, выполненную в виде кожуха. При работе опрыскивателя направленный воздушный поток из отверстий распределительного воздухопровода захватывает капли рабочей жидкости и активно внедряет их в стеблестой. За счет завихрений может обеспечиваться эффект объемной обработки растений.
Недостатком данного технического средства являются высокие затраты на изготовление распределительной системы, ее монтаж на штанги опрыскивателя и обслуживание.
Известен опрыскиватель с пневмомеханическим распылом (RU 2050133), содержащей бак для рабочей жидкости, связанный трубопроводами с дисковыми распылителями, снабженный центральным дозатором воздушного потока, дозаторами-распределителями воздушно-жидкостного потока. Воздуходувка при этом соединена пневмопроводами с центральным дозатором воздушного потока и непосредственно с дисковым распылителем для принудительного осаждения диспергированной жидкости. Дозаторы-распределители воздушно-жидкостного потока соединены трубопроводами с центральным дозатором воздушного потока, пультом управления подачи рабочей жидкости и дисковыми распылителями.
Недостатком опрыскивателя с пневмомеханическим распылом является сложность конструкции, определяемая многоступенчатостью системы подачи сжатого воздуха к исполнительным механизмам, и связанные с этим большие потери его напора по пути доставки, а также высокая неравномерность распределения воздушных масс по воздушным паспределителям.
Известен опрыскиватель ультрамалообъемный (RU 2479997), включающий раму, резервуар, уравнительную емкость, питательный трубопровод, пневматический распылитель и струеобразующее устройство с двумя струеобразователями с воздушными соплами щелевого типа, состоящими из трех скрепленных пластин с размещенными между ними прокладками, при этом на входе цилиндрического корпуса распылителя установлен конфузор, а на выходе диффузор, струеобразующее устройство содержит верхний и нижний струеобразователи и верхнюю и нижнюю питательные трубки, размещенные соответственно над и под выходным отверстием воздушного сопла.
К недостаткам опрыскивателя ультрамалообъемного следует отнести конструктивную сложность струеобразующего устройства, а также образование и стекание жидкостного конденсата, образованного воздушно-капельной струей, проходящей через диффузор, на подстилающую поверхность.
Известен опрыскиватель (RU 2347364), содержащий раму, емкость для раствора, насос, жидкостную магистраль высокого давления с форсунками, воздухопровод высокого давления с выходными отверстиями и вентилятор, при этом воздухопровод высокого давления разделен в продольном направлении на верхнюю и нижнюю камеры, причем жидкостные форсунки расположены внутри верхней камеры, а выходные отверстия выполнены с регулируемым сечением и расположены в нижней камере.
Недостатком опрыскивателя является высокая неравномерность распределения воздушного-капельной смеси по выходным отверстиям нижней камеры, а также образование и стекание жидкостного конденсата, образованного на стенках и перегородке воздухопровод высокого давления.
Наиболее близкими по техническому решению и достигаемому результату являются многофункциональные опрыскиватели (RU 2707628, 2705784), взятые за прототип, общими элементами которых является штанга с распылителями, вентилятор с раструбом, насос и емкость для раствора ядохимикатов, установленный на редукторе центробежный вентилятор и насос с приводом от карданной передачи энергосредства, на каждом раструбе вентилятора, в противоположном направлении друг от друга шарнирно закреплены воздуховоды с возможностью изменения положения в плоскости, перпендикулярной поверхности почвы, с одной стороны воздуховода - снизу закреплены трубопроводы с распылителями, а с другой -сверху рамка жесткости конструкции воздуховода, на конечной части которого установлены распыливающие насадки с форсунками по периметру окружности, причем воздуховоды и трубопроводы изготовлены из пластикового материала с резиновыми манжетами в соединениях.
К основным недостаткам многофункциональных опрыскивателей следует отнести возможный «запор» центробежного вентилятора вследствие малого расхода воздуха через распыливающие насадки, а также не решение вопроса принудительной доставки диспергированного распылителями материала на подстилающую поверхность для исключения его сноса ветром.
Техническим результатом является упрощение и снижение металлоемкости конструкции, и повышение равномерности распределения воздушного потока по распыливающим воздушным насадкам, снижение сноса распыленного препарата за пределы обрабатываемой площади.
Технический результат достигается тем, что согласно изобретению, опрыскиватель гидропневматический, включающий емкость для раствора ядохимикатов, штангу с гидравлическими и пневматическими распылителями, вентилятор с раструбом, насос и емкость для рабочей жидкости, установленный на редукторе центробежный вентилятор, с приводом от карданной передачи энергосредства, на раструбе которого закреплен пневматический распределитель, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, с двух сторон которого в противоположном направлении друг от друга по линии установленных штанг, выполнены в два ряда в вертикальной плоскости отверстия, а с внешней стороны закреплены патрубки пневматического распределителя 18 по количеству воздушных распределителей на штанге. Нагнетаемый в пневматический распределитель воздушный поток по воздуховодам подается к пневматическим насадкам и, воздействуя на диспергированный распылителями жидкости препарат для защиты растений, подаваемый к ним через верхнюю гидравлическую ветвь штанги, принудительно осаждает ее на подстилающую поверхность, обеспечивая минимальный снос ветром с обрабатываемого участка.
На фиг. 1-3 схематично изображен гидропневматический опрыскиватель (фиг. 1 - вид сзади; фиг. 2 - разрез по распределителю; фиг. 3 - вид сверху).
На чертежах приняты следующие обозначения позиций: 1 - верхняя ветвь штанги; 2 - распылитель жидкости; 3 - воздуховоды; 4 - шарнирное соединение; 5 - гидравлический шланг высокого давления; 6 - рама; 7 - емкость для раствора ядохимикатов; 8 - вентилятор; 9 - заливная горловина; 10 - соединительный шланг; 11 - насос; 12 - штуцер; 13 - пневматический распределитель; 14 - пневматическая насадка; 15 - нижняя ветвь штанги; 16 - укосина жесткости; 17 - стяжка ветвей штанги; 18 - патрубок пневматического распределителя; 19 - верхняя гидравлическая ветвь штанги; 20 - удлинитель; 21 - кронштейн крепления пневматического распределителя.
Гидропневматический опрыскиватель содержит раму 6, на которой закреплены емкость 7 для раствора ядохимикатов (рабочей жидкости) с заливной горловиной 9, редуктор (клиноременная передача) для привода вентилятора и насоса (на фиг. не показаны), вентилятор 8 с установленным на окончании его раструба пневматическим распределителем 13, насос 11, штанга с пневматическими насадками 14 и распылителями жидкости 2. Емкость 7 соединена с насосом 11 соединительным шлангом 10, а насос 11 соединен с верхней гидравлической ветвью штанги 19. Штанга представляет из себя развернутую пространственную структуру, включающую две верхних ветви - верхнюю ветвь штанги 1 и верхнюю гидравлическую ветвь штанги 19, служащую одновременно жидкостной магистралью для транспортировки препарата для защиты растений и две нижние ветви штанги 15. Штанга состоит, по меньшей мере, из трех секций - центральной и двух боковых, соединенных между собой шарнирными соединениями 4. Для передачи препарата в боковые секции верхние гидравлические ветви штанги 19 соединены гидравлическими шлангами высокого давления 5 через штуцера 12. Для смещения в вертикальной плоскости, установленных на раме пневматических насадок 14 и распылителей жидкости 2, ширина площадки, образованная двумя нижними ветвями штанги 15 выполнена меньшей, чем ширина площадки, образованной двумя верхними ветвями штанги 1 и 19 на величину  где: h - расстояние между верхними и нижними ветвями штанги; tgα - угол наклона соединительной пластины между нижними и верхними ветвями штанги (α=35-40°), образуя плоскость А. Распылители жидкости 2 закреплены на окончании удлинителей 20, равных b=150 мм, с обращенным факелом распыла параллельного плоскости А в направлении движения агрегата Пневматические насадки 14 устанавливаются на плоскости А ниже точек крепления распылителей жидкости 2 на 200 мм по одной оси под углом 25…30° к плоскости факела распыла.
Гидропневматический опрыскиватель работает следующим образом.
Рабочая жидкость поступает из емкости 7 самотеком к насосу 11, который подает ее под давлением в боковые секции верхних гидравлических ветвей штанги 19 к распылителям жидкости 2 (щелевого типа). Одновременно с этим воздух от источника избыточного давления -вентилятора 8, поступает под постоянным давлением в пневматический распределитель 13, откуда по воздуховодам 3 он транспортируется к пневматическим насадкам 14. Рабочая жидкость, проходя через распылители жидкости 2 диспергируется и распространяется при определенным факеле распыла под углом α в сторону вектору движения агрегата. Плоскопараллельная струя воздушного потока, формируемая пневматическими насадками 14, вектор движения которой направлен под углом β в противоположенную от движения агрегата сторону, воздействует на факел распыла рабочей жидкости, принудительно осаждает ее на подстилающую поверхность, обеспечивая сокращение времени доставки полученной воздушно-капельной смеси на подстилающую поверхность и минимальный снос ветром с обрабатываемого участка.
Таким образом, по сравнению с прототипами, устраняется возможный «запор» центробежного вентилятора, вследствие использования пневматического распределителя с распределенными в вертикальной плоскости по обеим его сторонам патрубками пневматического распределителя, что обеспечивает беспрепятственное прохождение сжатого воздуха к пневматическим насадкам, а также решение вопроса принудительной доставки диспергированной рабочей жидкости на подстилающую поверхность и исключения ее сноса ветром с обрабатываемого участка.