СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ МАШИНА И УСТРОЙСТВО, И СПОСОБ ДЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОСТИ В ДОЗАТОР
AGRICULTURAL MACHINE AND DEVICE, AND METHOD FOR SUPPLYING LIQUID TO DISPENSER

Область техники
Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственной машине и, в частности, к устройству и способу подачи жидкости в дозатор.
Уровень техники
Дозаторы жидкости используют во многих устройствах для распыления жидкостей различных видов. Например, в сельскохозяйственном производстве посевной агрегат, такой как сажалка или рядовая сеялка, или опрыскиватель, может использоваться для распыления жидких инсектицидов, гербицидов и/или питательных веществ для почвы, таких как удобрения. Во многих случаях жидкость можно выкачивать из множества емкостей, которые выполнены с размерами, обеспечивающими легкое поднятие и перемещение, а затем можно разбавлять водой до применения жидкости на обрабатываемом поле. Емкости могут быть герметичными резервуарами, например, сжимаемыми емкостями, в которых хранят жидкость, что может способствовать предотвращению случайного разлития или утечки жидкости, хранимой в емкостях. В любом случае, при использовании множества емкостей с различными размерами и формой, которые оператор легко устанавливает и перемещает, можно обеспечить доставку жидкости, по существу, с размещением на сельскохозяйственной машине. Однако существующие дозаторы жидкости не обеспечены контролем опорожнения емкостей, и, следовательно, могут возникать ситуации, когда все емкости опорожнены во время полевых работ по распылению, что может потребовать замены емкостей в неподходящее время или в неподходящем месте.
Например, оператор посевного агрегата предпочел бы добавлять инсектицид в устройство одновременно с добавлением воды для разбавления и семян. Однако с существующими устройствами единственный способ удостовериться, что весь инсектицид в емкостях использован, заключается в том, чтобы проводить мероприятия по обработке инсектицидами до тех пор, пока все емкости не будут опорожнены, причем на этом этапе оператор должен снова заполнить емкости очередным запасом инсектицида. Время, когда это происходит, может не совпадать со временем, когда израсходованы запасы семян и воды, и, следовательно, оператор должен вновь сделать остановку для восстановления запасов семян и воды для разбавления, что приводит к потере производительности.
Несмотря на прогресс в этой области техники, все еще есть потребность в сельскохозяйственной машине, устройстве и способе для подачи жидкости в дозатор.
Краткое описание изобретения
Согласно настоящему изобретению создана сельскохозяйственная машина, устройство и способ для подачи жидкости в дозатор.
Изобретение, в одном его варианте, относится к устройству подачи жидкости в дозатор, который выполнен с возможностью распыления жидкости с использованием насоса, который гидравлически соединен с дозатором. Устройство включает в себя, по меньшей мере, одну первую емкость, выполненную с возможностью хранения жидкости, причем, по меньшей мере, одна первая емкость гидравлически соединена с насосом; вторую емкость, выполненную с возможностью хранения жидкости, причем вторая емкость гидравлически соединена с насосом; и дросселирующее устройство в гидравлическом сообщении со второй емкостью и насосом. Дросселирующее устройство выполнено с возможностью регулирования потока жидкости из второй емкости.
Изобретение, в другом его варианте, относится к сельскохозяйственной машине. Сельскохозяйственная машина включает в себя дозатор, выполненный с возможностью распыления жидкости для сельскохозяйственного производства; насос, гидравлически соединенный с дозатором. Устройство включает в себя, по меньшей мере, одну первую емкость, выполненную с возможностью хранения жидкости и гидравлически соединенную с насосом; вторую емкость, выполненную с возможностью хранения жидкости и гидравлически соединенную с насосом; и дросселирующее устройство в гидравлическом сообщении со второй емкостью и насосом. Дросселирующее устройство выполнено с возможностью регулирования потока жидкости для сельскохозяйственного производства из второй емкости.
Изобретение, еще в одном его варианте, относится также к способу подачи жидкости в дозатор. Способ включает в себя использование разрежения, по меньшей мере, относительно одной первой емкости для хранения жидкости и второй емкости для хранения жидкости; регулирование потока жидкости из второй емкости; обеспечение потока жидкости, по меньшей мере, из первой емкости в дозатор; опорожнение, по меньшей мере, одной первой емкости; и подачу жидкости из второй емкости в дозатор после опорожнения, по меньшей мере, одной первой емкости.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематический вид сельскохозяйственной машины, содержащей устройство для подачи жидкости для сельскохозяйственного производства в дозатор в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 - вид устройства, выполненного с возможностью подачи жидкости для сельскохозяйственного производства в дозатор в соответствии вариантом осуществления с фиг.1;
Фиг. 3 - схематический вид дросселирующего устройства, используемого в соответствии с вариантами осуществления с фиг. 1 и 2; и
Фиг. 4 - блок-схема, иллюстрирующая способ подачи жидкости в дозатор в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
На фиг.1 схематически изображена машина 10 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В настоящем варианте осуществления машина 10 является сельскохозяйственной машиной в виде посевного агрегата. Во время сельскохозяйственных работ машина 10 может перемещаться на обрабатываемом поле посредством основного модуля, например, сельскохозяйственного трактора (не показан). В других вариантах осуществления машина 10 может быть представлена другим типом сельскохозяйственной машины, таким как распылитель, а также может быть самоходной. Еще в других вариантах осуществления машина 10 также может быть любым устройством, которое используется для распыления жидкостей более чем из одной емкости.
Машина 10 может включать в себя дозатор 12, насос 14, устройство 16 для подачи жидкости в дозатор 12 и сигнальное устройство 17. Дозатор 12 машины 10 выполнен с возможностью распыления жидкости, например, жидкости для сельскохозяйственного производства, такой как гербицид, инсектицид, пестицид или удобрение, или другого питательного вещества для почвы во время посевных работ. В других вариантах осуществления жидкость может быть любой известной жидкостью для распыления, а машина 10 может быть любой машиной для распыления жидкости посредством капельной подачи, струйной подачи или распылением через одинарные или множественные выходные отверстия, например, сопла, которыми управляют по отдельности или вместе.
Дозатор 12 является рабочим органом машины 10, который управляет подачей жидкости из устройства 16 и может включать в себя насосы (не показаны) и клапаны (не показаны), определяющие способ, посредством которого распыляют жидкость, например, посредством сопел, капельных трубок, соосных с рядками сельскохозяйственной культуры, и при этом регулирует количество жидкости, распыляемой во время обычной эксплуатации машины 10.
В настоящем варианте осуществления насос 14 представляет собой насосную установку/клапанное устройство. Насос 14 гидравлически соединен с устройством 16 посредством всасывающего трубопровода 14А для жидкости, и гидравлически соединен с дозатором 12 посредством нагнетательного трубопровода 14B для жидкости. Насос 14 отделен относительно дозатора 12 в настоящем варианте изобретения, хотя в других вариантах осуществления насос 14 может быть частью дозатора 12. В любом варианте насос 14 выполнен с возможностью откачивания жидкости из емкостей для жидкости, например, созданием разрежения, посредством которого откачивается жидкость из емкостей, которому может помогать сила тяготения, и подавать жидкость в дозатор 12, где она может смешиваться, например, разбавляться водой, и распыляться в качестве смеси. В других вариантах осуществления жидкость может быть распылена без разбавления так, как, например, когда жидкость находится в готовой к использованию форме, например, в виде предварительно приготовленного раствора.
Сигнальное устройство 17 сопряжено с всасывающим трубопроводом 14А для жидкости посредством линии 17А для передачи сигналов управления. В настоящем варианте осуществления повышенное разрежение во всасывающем трубопроводе 14А для жидкости показывает, что одна или более из емкостей для жидкости опорожнены. Сигнальное устройство 17 выполнено с возможностью для обеспечения предупреждения оператора машины 10 о том, что некоторые из емкостей для жидкости могут быть опорожнены в результате повышенного разрежения.
Как показано на фиг.2, устройство 16 включает в себя отсеки 18, множество сжимаемых емкостей 20А-20Н, трубопровод 22 и дросселирующее устройство 24. Отсеки 18 выполнены с возможностью удерживания и закрепления емкостей 20А-20Н, которые выполнены с возможностью хранения жидкости, применяемой с помощью дозатора 12. Отсеки 18 могут включать в себя дверцы (сняты для ясности), которые удерживают емкости 20А-20Н на месте во время работы машины 10.
Каждая из емкостей 20А-20Н в настоящем варианте осуществления является сжимаемой емкостью в форме полимерной оболочки 26, содержащейся внутри кожуха 28, который может быть помещен в отсек 18 оператором машины 10. Кожухи 28 могут быть вентилируемыми с тем, чтобы давать оболочкам 26 возможность складывания и опорожнения, когда жидкость из них выкачана, причем без создания противодавления, что в противном случае может помешать складыванию емкостей 20А-20Н и/или иначе возможного обратного воздействия потока жидкости из емкостей 20А-20Н. В других вариантах осуществления емкости 20А-20Н содержат ниппель 30, который выполнен с возможностью гидравлического соединения с разветвленным трубопроводом 22, по которому жидкость может перекачиваться для подачи в дозатор 12.
Трубопровод 22 включает в себя ответвления 32А-32Н в точном соответствии с емкостями 20А-20Н, а также включает в себя короткие соединительные детали 34А и 34В и Т-образный фитинг 36. Каждое из ответвлений 32А-32Н гидравлически соединено с одной из соответствующих емкостей 20А-20Н ниппелем 30 на одном конце, и гидравлически соединен на другом конце с соответствующей деталью из коротких соединительных деталей 34А и 34В. Короткие соединительные детали 34А и 34В гидравлически соединены с Т-образным фитингом 36. Т-образный фитинг 36 гидравлически соединен с всасывающим трубопроводом 14А для жидкости. Каждая из емкостей 20А-20Н вследствие этого гидравлически соединена с насосом 14; так что жидкость может закачиваться насосом 14 из емкостей 20А-20Н через ответвления 32А-32Н и короткие соединительные детали 34А и 34В в Т-образный фитинг 36 и всасывающий трубопровод 14А для жидкости для подачи в дозатор 12 посредством насоса 14.
Дросселирующее устройство 24 находится в гидравлическом сообщении еще с одной из емкостей 20А-20Н, которую следует опорожнять последней во время обычных работ по использованию дозатора 12. В настоящем варианте осуществления емкость 20Н следует опорожнять последней и, следовательно, дросселирующее устройство 24 устанавливают так, чтобы регулировать поток жидкости из емкости 20Н. Соответственно, дросселирующее устройство 24 находится в гидравлическом сообщении с емкостью 20Н и с насосом 14 посредством трубопровода 22. Дросселирующее устройство 24 выполнено с возможностью регулирования потока жидкости, поступающей из емкости 20Н, например, посредством предотвращения потока ниже заданного перепада давления по всему дросселирующему устройству 24. В настоящем варианте осуществления дросселирующее устройство 24 встроено в ответвление 32Н трубопровода 22. Альтернативно предусмотрено, что дросселирующее устройство 24 может быть выполнено с возможностью установки на ниппеле 30 емкости 20Н и гидравлически соединено с ответвлением 32Н. Однако следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления одно или более дросселирующих устройств могут быть позиционированы так, чтобы регулировать поток жидкости из более, чем одной емкости последовательно и/или параллельно для того, чтобы опорожнять емкости в заданной последовательности. Например, второе дросселирующее устройство, например, дросселирующее устройство 24А, может быть встроено в короткую соединительную деталь 34А для регулирования потока жидкости из группы емкостей, например, емкостей 20Е-20Н, так что из емкостей 20А-20Н емкости 20А-20D будут опорожнены первыми благодаря дросселирующему устройству 24А, регулирующему поток жидкости из емкостей 20Е-20Н. Емкости 20Е-20G из емкостей 20Е-20Н будут опорожнены первыми благодаря дросселирующему устройству 24, регулирующему поток жидкости из емкости 20Н. В таких вариантах осуществления рабочие перепады давления дросселирующего устройства 24А, например, давление открытия клапана и/или давление полного потока, могут быть ниже, чем рабочие перепады давления дросселирующего устройства 24.
Дросселирующее устройство 24 согласно фиг.3 показано схематически в поперечном разрезе в закрытом положении. В настоящем варианте осуществления дросселирующее устройство 24 находится в форме тарельчатого обратного клапана, хотя следует понимать, что другие типы дросселирующих устройств могут быть использованы без отступления от объема настоящего изобретения. Как тарельчатый обратный клапан дросселирующее устройство 24 может включать в себя корпус 38, тарельчатый клапан 40, седло 42 клапана и пружину 44. Пружина 44 обеспечивает силу смещения для установки тарельчатого клапана 40 относительно седла 42 клапана, выполненного в корпусе 38, и, таким образом, выполненного с возможностью закрытия дросселирующего устройства 24, чтобы посредством этого регулировать поток из емкости 20Н. Пружина 44 выполнена с возможностью удерживания дросселирующего устройства 24 в закрытом положении ниже заданного перепада давления во всем дросселирующем устройстве 24. В варианте примера осуществления изобретения дросселирующее устройство 24 в форме тарельчатого обратного клапана, имеющего перепад давлений для открытия клапана приблизительно 0,3 фунта на квадратный дюйм (psi) и перепад давлений полного потока приблизительно 1,0 psi при 8-10 унциях в минуту, при этом считают достаточным для предотвращения потока из емкости 20Н до тех пор, пока не опорожнены емкости 20А-20G, в то же время обеспечивая поток из емкости 20Н после опорожнения емкостей 20А-20G. При достаточном разрежении, созданном насосом 14, в дополнение к гидростатическому напору в результате высоты положения потока относительно высоты тарельчатого клапана, смещение пружины 44 может быть преодолено, позволяя потоку проходить через дросселирующее устройство 24 в насос 14 в направлении 46 из емкости 20Н в дозатор 12.
Далее, со ссылкой на фиг.4 описан способ для подачи потока в дозатор 12.
На этапе S100 разрежение, которое не обеспечивает давление открытия клапана дросселирующего устройства 24, создано в отношении емкостей 20А-20Н, например, насосом 14.
На этапе S102 поток жидкости из одной или более выбранных емкостей, которые выбраны для опорожнения последними, например, емкость 20Н в настоящем варианте изобретения, регулируется дросселирующим устройством 24, например, так как разрежение, созданное на этапе S100, является недостаточным для преодоления давления открытия клапана дросселирующего устройства 24.
На этапе S104 жидкость из емкостей 20А-20Н подается в дозатор 12.
На этапе S106 емкости 20А-20G опорожняются, например, во время обычных работ дозатора 12, что приводит к сжиманию емкостей 20А-20G.
На этапе S108 разрежение в разветвленном трубопроводе 22 повышается, например, в результате опорожнения и сжимания емкостей 20А-20G, что открывает дросселирующее устройство 24 для обеспечения потока из емкости 20Н. Повышенное разрежение детектируется сигнальным устройством 17, которое обеспечивает предупреждение оператору о том, что емкости 20А-20G опорожнены.
На этапе S110 жидкость из емкости 20Н подается в дозатор 12 посредством использования повышенного разрежения.
Как описано выше, во время эксплуатации машины 10 и дозатора 12 жидкость может быть выкачана из емкостей 20А-20G до выкачивания из емкости 20Н в результате работы дросселирующего устройства 24, а предупреждающий сигнал может быть подан оператору машины 10 и дозатору 12 о том, что емкости 20А-20G опорожнены.
Например, желательно, чтобы оператор восстанавливал запас жидкости, содержавшейся в емкостях, одновременно с пополнением семян и воды, что может повышать производительность машины 10. Однако при отсутствии настоящего изобретения каждая из емкостей может быть только частично опорожнена ко времени, когда оператору необходимо пополнять запас воды и семян. В таких случаях оператор может не пожелать пополнить частично опорожненные емкости, поскольку выполнение этого будет излишней тратой финансовых ресурсов. Вместо этого оператор может пополнить находящиеся на борту (машины) запасы воды и семян, и вновь приступить к полевым работам. Как только запас жидкости в емкостях израсходован, оператору необходимо снова остановить машину 10 в ходе полевых работ для восполнения опорожненных емкостей. Однако посредством принудительного воздействия на одну или более емкостей так, чтобы они не были доступны для дозатора 12 до тех пор, пока не опорожнены другие емкости, обеспечивается резервный минимально допустимый или необходимый, запас, так что оператор может продолжать выполнение работ с использованием жидкости в оставшейся одной или более емкостей, например, в емкости 20Н в настоящем варианте осуществления изобретения. Это может обеспечить оператору возможность проявлять гибкость для пополнения запасов воды и семян, также как опорожненных емкостей для жидкости. Кроме того, повышенное разрежение в результате действия дросселирующего устройства может приводить к более полному опорожнению сжимаемых емкостей, например, емкостей 20А-20G.
Из имеющегося описания предпочтительного варианта осуществления изобретения, очевидно, что могут быть осуществлены различные усовершенствования без отступления от объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.