Способ изменения угла наклона факелов распыла форсунок сельскохозяйственного опрыскивателя при его перемещении по полю
METHOD FOR CHANGING ANGLE OF INCLINATION OF SPRAY TORCHES OF NOZZLES OF AGRICULTURAL SPRAYER, WHEN IT IS MOVED ACROSS FIELD

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к распылителям сельскохозяйственных опрыскивателей.
Известен целостный распылитель с двумя (передней и задней) форсунками [1]. Ось факела распыла передней и задней форсунок наклонена вперед по ходу рабочего перемещения опрыскивателя под неизменным углом к вертикали. При работе опрыскивателя с увеличением его рабочей скорости угол наклона к вертикали вектора абсолютной скорости капель для передней форсунки увеличивается, а для задней - уменьшается. Поэтому покрытие растений каплями рабочей жидкости происходит неравномерно вследствие изменения скорости перемещения и встречного потока воздуха.
Наиболее близким к предлагаемому решению является регулируемый распылитель с двумя (передней и задней) форсунками [2]. Для работы опрыскивателя оси факелов распыла форсунок могут устанавливаться вручную после проведения расчетов по приведенной аналитической зависимости, которая связывает начальный угол установки и скорость перемещения опрыскивателя.
Эффективной работа форсунок будет в случае точного поддержания заданной скорости опрыскивателя, что позволит качественно наносить на растения рабочую жидкость.
При движении опрыскивателя в полевых условиях еще одним фактором, существенно влияющим на поведение мелких капель после их истечении из наконечника является ветер, который всегда присутствует на поле, и направление его может быть как встречным, так и попутным. Поэтому скорость ветра будет существенным фактором, который изменит направление абсолютной скорости истечения рабочей жидкости. Разрешено работать в поле при скоростях ветра до 5 м/с.
Эффективная работа опрыскивателя возможна лишь в единственном случае - при перемещении его по полю с наперед заданной скоростью, когда углы наклона к вертикали векторов абсолютной скорости капель для обеих форсунок выравниваются, и при отсутствии ветра. Этим обеспечивается равномерное покрытие рабочей жидкостью растений с набегающей и тыльной сторон.
В процессе же работы опрыскивателя, вследствие вариабельности состояний поля, характеризуемой переменными свойствами почвы, рельефом, контурностью и воздействием ветра, приходится рабочую скорость изменять и приспосабливаться к воздействию ветра на мелкокапельное распыление рабочей жидкости. А для каждой рабочей скорости и скорости ветра, приемлемой применительно к конкретным условиям, и воздействии потока воздуха в зависимости от скорости ветра, должны быть свои параметры наклона осей факелов распыла передней и задней форсунок. Учет этого параметра известной конструкцией не предусмотрен, что в условиях практической эксплуатации не позволит с высоким качеством обработать полевые культуры без перерасхода дорогих ядохимикатов.
Для устранения недостатков работы опрыскивателя, повышения качества работы опрыскивателя посредством более полного покрытия листьев растений рабочей жидкостью с набегающей и тыльной сторон предлагается две форсунки одного распылителя выполнять с возможностью поворота в продольно-вертикальной плоскости с учетом не только скорости перемещения опрыскивателя, но и с учетом скорости ветра. Это позволит оси факелов распыла передней и задней форсунок ориентировать в зависимости от рабочей скорости опрыскивателя и скорости ветра, чтобы углы наклона к вертикали векторов абсолютной скорости факелов имели заданное значение и были одинаковыми для передней и задней форсунок.
На фиг. 1 приведена конструктивная схема распылителя (вид сбоку), на фиг. 2 - планы скоростей: а) с учетом скорости попутного ветра; б) с учетом скорости встречного ветра.
1
2
1
2
1
2
Распылитель содержит в продольно-вертикальной плоскости переднюю 1 и заднюю 2 форсунки, закрепленные на шарнирах 3 и 4. Ось факела распыла форсунки 1 имеет направление V вперед по ходу рабочего перемещения опрыскивателя V. Направление же V оси факела распыла форсунки 2 - обратное (назад). Шарниры 3 и 4 установлены на кронштейне 5 штанги 6 опрыскивателя и обеспечивают форсункам 1 и 2 возможность поворота w и w в продольно-вертикальной плоскости. Углы α и α наклона к вертикали осей факелов распыла форсунок 1 и 2 контролируются по шкалам измерителей 7 и 8.
Работает распылитель следующим образом. Опрыскиватель перемещается по полю с известной скоростью V в условиях действия потока воздуха со скоростью ±Vв. Величины расчетных углов поворота определяют из схемы планов скоростей с учетом скорости и направления ветра (фиг. 2) и получают аналитическое выражение в виде:
1
2
1
2
Скорости V и V истечения из форсунок рабочей жидкости являются также известными из технической характеристики распылителей, скорость воздуха определяется по метеоусловиям. Подставляя значения параметров в формулы (1) и (2) (таблица), определяют углы α и α наклона к вертикали форсунок 1 и 2. Определенные по указанным формулам значения углов откладывают по шкалам измерителей 7 и 8 и фиксируют, что обеспечивает равномерное покрытие рабочей жидкостью растений с набегающей и тыльной сторон для любой наперед заданной рабочей скорости опрыскивателя и скорости ветра.
1
1
2
1
2
Пример осуществления способа. Перед началом работы опрыскивателя в поле устанавливают режим его работы исходя из текущих полевых условий. Задают скорость движения опрыскивателя по полю со скоростью V=1 м/сек. Скорость истечения рабочей жидкости из передней форсунки V=10 м/сек согласно технической характеристике распылителя. Скорость попутного ветра Vв=1 м/сек согласно данным метеосводки или полевых измерений. Угол наклона к вертикали векторов абсолютных скоростей капель, истекающих из передней и задней форсунок β=20 град. По формуле (1) определяют угол наклона передней форсунки α=19,8 град. Аналогично определяют угол наклона задней форсунки α=21 град. Затем по шкале измерителя 7 устанавливают угол наклона передней форсунки 1 и по шкале измерителя 8 угол наклона задней форсунки 2 и фиксируют их. В случае встречного ветра скоростью 1 м/сек угол α=16,9 град, а угол α=23,8 град, при скорости 5 м/сек, соответственно, 20 и 19,6 град. Таким образом, правильный выбор режима работы сельскохозяйственного опрыскивателя с учетом направления и скорости ветра и настройка работы распылителей под необходимым углом наклона обеспечивают равномерное покрытие рабочей жидкостью растений с набегающей и тыльной сторон.
Литература
1. Двухфакельные (двухструйные) инжекторные распылители Hypro GAT110 для опрыскивателя. Режим доступа http://spray.at.ua/index/dvuldifakelnye_inzhektornye_raspyliteli_hypro_gat110_dlja_opryskivateljа/0-195
2. МКП А01М 11/00, патент РФ RU 2416466. Бюл. №11, 20.04.2011.