Устройство для внесения в почву жидких минеральных удобрений
DEVICE FOR INTRODUCING LIQUID MINERAL FERTILIZERS INTO THE SOIL

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к устройствам для внесения в почву жидких минеральных удобрений в почву при возделывании зерновых культур.
Известно "Устройство для распределения жидкости" (SU №1069664), имеющее приемную камеру с подводящим и отводящими патрубками, образованную путем сечения конуса вращения с вертикальной осью горизонтальной плоскостью и эллиптической поверхностью, касательной к его вертикальной оси, вершина конуса вращения обращена вниз, а подводящий и отводящие патрубки расположены соответственно в нижней и в верхней частях приемной камеры по касательной к ее эллиптической поверхности.
К недостаткам устройства такого типа нужно отнести то, что они не рассчитаны на деление малых объемов жидкости, имеют высокую неравномерность распределения жидкости по выходным каналам и значительные энергозатраты.
Известно «Устройство для распределения жидких и аэрируемых удобрений» (RU №2134034), содержащий трубопровод, корпус, распределительную головку с делителем и криволинейными лопастями и патрубки отвода. Рабочая поверхность делителя выполнена в виде вращающейся псевдосферы. Патрубки распределительной головки расположены радиально к концентрической поверхности корпуса в соответствии с направлением вектора абсолютной скорости истечения удобрений.
Недостатком этого устройства является то, что происходит значительная потеря скорости перемещения воздушно-капельной смеси в пневмопроводах, ведущих к почвозаделывающим рабочим органам, вследствие ее расходования на привод вращающейся псевдосферы.
Известно также «Устройство распыления жидкости и распылительная головка (варианты)» (RU №2434686), содержащего распылительную головку с ориентированной поперечно отклоняющей кромкой, предназначенной для получения направленного вниз распределения выбрасываемой распыленной жидкости. При этом в распылительной головке для выброса с регулируемым распределением распыленной жидкости корпус содержит первую камеру для жидкости, имеющую первую продольную ось, и вторую камеру для жидкости, сообщающуюся с первой камерой для жидкости и имеющую вторую продольную ось, проходящую перпендикулярно первой продольной оси.
К недостаткам устройства нужно отнести высокую сложность изготовления. Кроме того, нужны дополнительные технические решения для доставки распыленного препарата к почвозаделывающим рабочим органам.
Известен «Распылитель жидкости» (RU №2329873), содержащий корпус, выходное сопло и патрубок подачи жидкости, соосно установленный в полости корпуса с образованием между внутренней поверхностью корпуса и патрубком подачи жидкости кольцевого канала, сообщенного с отверстием подвода газа.
Недостатком этого устройства является сложность его изготовления и применения в сельскохозяйственных машинах для внесения в почву жидких форм минеральных удобрений.
Известно «Распределительное устройство для массообменных аппаратов» (RU №2033848), включающее вращающийся распределитель с отверстиями для орошающей жидкости, выполненный в виде диска с радиальными лопатками, закрепленными по его периферии, на которые тангенциально подается поток жидкости, а по внешнему контуру диска установлены наклонные лопатки, на которые подается поток газа (пара).
К недостаткам устройства нужно отнести сложность изготовления и наличия насоса высокого давления для создания высоконапорной струи жидкости.
Наиболее близким по технической сущности заявляемому устройству и взятому за прототип, является «Устройство для дозирования и равномерного распределения жидкостей, вносимых в смеси с газами в почву» (SU №1512509), содержащее смесительно-распределительную камеру, имеющую выходные штуцеры, соединенные питательными магистралями с подкормочными трубками рабочих органов, жидкостную форсунку, установленную по центру смесительно-распределительной камеры и соединенную с жидкостной подводящей магистралью, подводящие магистрали подачи жидкости и газов, а в корпусе смесительно-распределительной камеры установлены расположенные по окружности газоструйные эжекторы, причем сопла газоструйных эжекторов установлены соосно с осями и выходных штуцеров, а число эжектирующих газовых сопел равно числу выходных штуцеров.
К основному недостатку предлагаемого технического решения следует отнести сложность его изготовления, а также наличие компрессора для создания высоконапорной и высокоскоростной струи газа (воздуха) для транспортировки газовоздушной смеси к рабочим органам.
Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение деления потока жидкости на равные части по расходу, устойчивое транспортирование газовоздушной смеси к рабочим органам для внесения жидких форм минеральных удобрений в почву, упрощение конструкции и снижение энергозатрат.
Технический результат достигается тем, что согласно изобретению, устройство для внесения в почву жидких минеральных удобрений содержит камеру для распыления препарата, которая расположена между верхним и нижним модулями, соединенными между собой распределительной тарелкой. Верхний модуль включает в себя цилиндр, через который поступает скоростной поток воздуха для подачи его к приемным штуцерам, установленными в его нижнем основании по его окружности в количестве, равному количеству рабочих органов для внесения жидких форм минеральных удобрений в почву. Угол наклона приемных патрубков - 45°. Нижняя часть этих штуцеров имеют фаски, выполненные также под углом 45°. Штуцеры устанавливаются горизонтально срезанной частью и обращены короткой стороной к центру камеры для распыления жидких минеральных удобрений. Нижний модуль содержит отводящие штуцера в количестве равном количеству приемных штуцеров, каждый из которых расположен на одной оси с соответствующими приемными штуцерами и установленные в изолированных друг от друга отверстиях приподнятого края распределительной тарелки по одному под углом 45°. Внутренний диаметр приемных штуцеров меньше внутреннего диаметра отводящих штуцеров. Распределительная тарелка выполнена в виде ломаной конструкции, состоящей из основания, приподнятого края под углом 45°, образующая которого равна наружному диаметру отводящего штуцера и отбортовки, выполненной по внешнему контуру приподнятого края под углом 90° к нему в сторону приемных штуцеров. Внутренний диаметр отбортовки равен диаметру установленных по окружности окончаний приемных штуцеров. По приподнятому краю распределительной тарелки выполнены отверстия диаметром, равным наружному диаметру отводящих штуцеров и в количестве соответствующему количеству этих патрубков и расположенных равномерно по его окружности. В верхней части камеры под расходящимися под углами 45° отводящими штуцерами установлена форсунка центробежного типа для распыления жидких минеральных удобрений. Высота установки плоского выходного сопла форсунки относительно горизонтального основания приемных штуцеров определяется корневым углом факела распыла.
На фиг. 1 и 2 схематично изображено устройство для внесения в почву жидких минеральных удобрений (фиг. 1 - фронтальный разрез; фиг. 2 - разрез распределительной тарелки).
На чертежах приняты следующие обозначения позиций:
1
2
1
1 - цилиндр; 2 - приемные штуцера; 3 - отбортовка; 4 - отводящие штуцера; 5 -распределительная тарелка; 6 - отверстие; 7 - днище распределительной тарелки; 8 - плоское выходное сопло форсунки; 9 - камера; 10 - приподнятый край распределительной тарелки; 11 - форсунка; 12 - основание распределительной тарелки; 13 - горизонтальное основание приемных штуцеров; D - внутренний диаметр приемных штуцеров; D - внутренний диаметр отводящих штуцеров; h - расстояние от днища распределительной тарелки до основания приемных штуцеров; h - расстояние от плоского выходного сопла форсунки до основания приемных штуцеров.
Устройство для внесения в почву жидких минеральных удобрений содержит камеру 9 для их распыления, расположенную между верхним и нижним модулями, соединенными между собой распределительной тарелкой 5. Верхний модуль, состоящий из цилиндра 1, имеет установленные на своем нижнем основании по окружности приемные штуцера 2, в количестве, равном количеству рабочих органов для внесения жидких минеральных удобрений в почву. Для устойчивой транспортировки воздушно-капельной смеси жидких минеральных удобрений к рабочим органам для их внесения в почву наклон приемных патрубков определяется углом 45°. Приемные штуцеры устанавливаются горизонтально срезанной под углом 45° частью и обращены короткой стороной к центру камеры для распыления препарата.
Нижний модуль содержит отводящие штуцера 4 расположенные на соответствующих осях приемных штуцеров 1, являясь их продолжением, установлены в изолированных друг от друга отверстиях 6 приподнятого края 10 распределительной тарелки 5 по одному под углом 45°.
Распределительная тарелка 5 состоит из основания 12, идущего от него приподнятого края 10 под углом 45°, образующая которого равна наружному диаметру отводящих штуцеров 4. По внешнему контуру приподнятого края 10 под углом 90° в сторону приемных штуцеров 2, выполнена отбортовка 3.
Внутренний диаметр отбортовки 3 равен диаметру установленных по окружности окончаний приемных штуцеров 2. По приподнятому краю распределительной тарелки 5 выполнены отверстия 6 диаметром, равным наружному диаметру отводящих штуцеров 4 и в количестве соответствующему количеству этих штуцеров и расположенных равномерно по его окружности.
В верхней части камеры 9 под расходящимися под углами 45° отводящими штуцерами 4 установлена форсунка 11 центробежного типа для распыления жидких минеральных удобрений.
1
Высота установки h плоского выходного сопла 8 форсунки 11 относительно горизонтального основания 13 приемных штуцеров 2 определяется корневым углом факела распыла и рассчитывается по формуле  где b - расстояние от центра форсунки до края внутренней стороны приемных штуцеров 2; α - корневой угол факела распыла. Для устойчивого транспортирования распыленных жидких минеральных удобрений к движущемуся воздушному потоку от приемных штуцеров 2 к отводящим штуцерам 4 расстояние h между днищем распределительной тарелки 7 до основания приемных штуцеров 2 составляет не менее 30 мм.
1
2
1
2
Для создания эффекта эжекции внутренний диаметр приемных штуцеров D меньше внутреннего диаметра отводящих штуцеров D и определяется из условия D=0,8 D.
Устройство для внесения в почву жидких минеральных удобрений работает следующим образом. Жидкие минеральные удобрения от насоса (не показан) поступают в форсунку центробежного типа 11, которая производит их распыление в камере 9. В эту же камеру из цилиндра 1 через приемные штуцеры 2 подается под давлением сжатый газ (воздух). Факел распыленных центробежной форсункой жидких минеральных удобрений перемещается к движущемуся воздушному потоку от приемных штуцеров 2 к отводящим штуцерам 4. За счет эжектирования распыленный факел из камеры 9 увлекается скоростным воздушным потоком, сформированная воздушно-капельная масса ускоряется и направляется в отводящие штуцеры 4 с большой скоростью и подается по гибким материалопроводам в распределительные зоны рабочих органов (не показаны) и вносится в почву.
Такое конструктивное исполнение устройства для внесения в почву жидких минеральных удобрений упрощает конструкцию по сравнению с прототипом, обеспечивает деление потока жидкости на равные части по расходу, устойчивое транспортирование газовоздушной смеси к рабочим органам для внесения жидких минеральных удобрений в почву и снижение энергозатрат.