Распылитель для внесения пестицидов в виде пены
FOAM PESTICIDE SPRAYER

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к устройствам для обработки сельскохозяйственных культур рабочими жидкостями пестицидов в виде пены.
Известен способ внесения пестицидов, включающий применение рабочих растворов химических препаратов в виде пенных структур с заданным соотношением пестицида в растворе пенообразующего вещества, обеспечивающий высокую степень густоты покрытия листьев растений, равномерное распределение рабочего раствора по обрабатываемой поверхности, повышение эффективности действия пестицидов при уменьшении нормы внесения, снижение воздействия внешних факторов на качество обработки и загрязнение пестицидами окружающей среды (патент KZ 26988, МПК А01С 23/00, 2013).
Известен инжекционный распылитель, включающий корпус, распылительное сопло в виде конфузора, эжекционную насадку, дефлектор для преобразования выходной цилиндрической струи жидкости в плоский факел распыла, при этом, для повышения площади покрытия листовой поверхности растений и удержания на ней пестицида в рабочую жидкость вводят пенообразователь заданной концентрации (А.С. СССР №654296, B05B 1/04, A01M 7/00, 1975).
Недостатком данного распылителя является недостаточный уровень пенообразования с низким уровнем кратности пены, значительная потеря энергии струи при ее ударе о плоскую поверхность дефлектора и, вследствие ударного преобразования кинетической энергии потока струи в потенциальную энергию давления на плоском дефлекторе, неравномерное распределение рабочей жидкости по ширине факела распыла и, как следствие, неравномерная обработка сельскохозяйственных культур пестицидами.
Известно распыливающее сопло для смешивания жидкостей и газов, содержащее корпус, противоположные каналы для жидкости и воздуха, выполненные соосно в корпусе, дефлектор, дно которого соединяет каналы (патент USA №3675855, cl. 239-59, July, 11, 1972). При введении в жидкость поверхностно-активного вещества на выходе из сопел при соударении струй жидкости и газа рабочая жидкость получает вспененную структуру. Недостатком данного устройства являются непроизводительные потери энергии потоков жидкости и газа в результате соударения струй, что сказывается на равномерности распределения жидкости при сходе с дефлектора, а при введении пенообразователя в жидкость низкий уровень кратности пены.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности действия пестицидов, снижение их норм внесения, предотвращение потерь пестицидов, снижение рисков загрязнения окружающей среды пестицидами путем создание распылителя для пестицидов в виде пены.
Поставленная техническая задача достигается тем, что у распылителя пестицидов в виде пены, содержащего корпус с цилиндрическим буртиком для крепления, каналы для подачи воздуха и рабочей жидкости, полую камеру для рабочей жидкости с крышкой, камеру смешения, пенообразующий элемент, дефлектор; согласно изобретению, полая камера для рабочей жидкости выполнена по образующей эллиптического цилиндра корпуса распылителя и соединена радиальными каналами с камерой смешения, причем оси радиальных каналов пересекаются в одной точке на продольной оси эллиптического цилиндра корпуса, входной канал выполнен предпочтительно в виде усеченного эллиптического полого конуса, соединенного меньшим основанием с входным отверстием камеры смешения, а камера смешения выполнена в виде полого эллиптического цилиндра, соединенного выходным отверстием с пенообразующим элементом, при этом пенообразующий элемент выполнен в виде усеченного эллиптического конуса, заполненного материалом с пористой структурой, с открытыми сообщающимися порами-каналами во всем объеме пористого материала, причем оси больших оснований эллиптических конусов входного канала, пенообразующего элемента и оси оснований эллиптического цилиндра камеры смешения перпендикулярны продольной оси эллиптического цилиндра корпуса и лежат в одной плоскости с продольной и поперечными осями эллиптического цилиндра корпуса; дефлектор выполнен в виде части поверхности эллипсоида вращения с длинной осью, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей по продольной оси эллиптического цилиндра корпуса, малой осью, параллельной продольной оси, вертикальной осью, нормальной к продольной оси эллиптического цилиндра корпуса и совпадающей с малой осью выходного отверстия пенообразующего элемента.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 - вид сбоку, распылитель в продольном разрезе; на фиг. 2- то же, вид А снизу в разрезе C-C на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, поперечный разрез B-B на фиг. 1; на фиг. 4 - то же, поперечный разрез D-D на фиг. 1.
Распылитель содержит корпус 1 с цилиндрическим буртиком для крепления 2, канал 3 - для подачи воздуха, канал 4 - для подачи рабочей жидкости, полую камеру 5 - для рабочей жидкости с крышкой 6, камеру смешения 7, пенообразующий элемент 8, дефлектор 9.
Корпус 1 выполнен в форме эллиптического цилиндра с продольной осью n-n и поперечной осью s-s. Полая камера 5 для рабочей жидкости выполнена по образующей эллиптического цилиндра корпуса 1 и соединена радиальными каналами 10 с камерой смешения 7, причем оси a-a, b-b, c-c, d-d радиальных каналов 10 пересекаются в одной точке P на продольной оси n-n эллиптического цилиндра корпуса 1. Входной канал 3 в виде усеченного эллиптического полого конуса 11, соединенного меньшим основанием с входным отверстием 12 камеры смешения 7, выполненной в виде полого эллиптического цилиндра 13, соединенного выходным отверстием 14 с пенообразующим элементом 8. Пенообразующий элемент 8 выполнен в виде усеченного эллиптического конуса 15, заполненного материалом с пористой структурой с открытыми сообщающимися порами-каналами во всем объеме пористого материала, причем оси m-m, k-k, больших оснований эллиптических конусов 11, 15 входного канала 3 и пенообразующего элемента и оси l-l оснований эллиптического цилиндра 13 камеры смешения перпендикулярны продольной оси n-n эллиптического цилиндра корпуса 1 и лежат в одной плоскости с продольной n-n и поперечными s-s осями эллиптического цилиндра корпуса 1.
Дефлектор 9 выполнен в виде части поверхности эллипсоида вращения 16 с длинной осью x-x, перпендикулярной вертикальной плоскости, проходящей по продольной оси n-n эллиптического цилиндра корпуса 1, малой осью y-y, параллельной продольной оси n-n, вертикальной осью z-z, нормальной к продольной оси n-n и совпадающей с малой осью r-r выходного отверстия 17 пенообразующего элемента 8.
Предложенная форма дефлектора 9 обеспечивает плавное преобразование потока пены в широкий плоский факел с минимальной диссипацией энергии потока, что увеличивает рабочую ширину захвата распылителя и уменьшает затраты энергии на пенообразование.
Выполнение полой камеры 5 для рабочей жидкости по образующей эллиптического цилиндра корпуса 1 и соединение камеры 5 радиальными каналами 10 с камерой смешения 7 обеспечивает симметричную и равномерную подачу рабочей жидкости в камеру смешения 5.
Выполнение входного канала 3 предпочтительно в виде усеченного эллиптического полого конуса позволяет, с одной стороны, обеспечить сопряжение с камерой смешения 7, выполненной в форме эллиптического цилиндра, с другой стороны, увеличить скорость потока воздуха при входе в камеру смешения 7, и, как следствие, кинетическую энергию потока воздуха для инжекции рабочей пенообразующей жидкости из каналов 10.
Выполнение пенообразующего элемента 8 в распылителе в форме усеченного эллиптического конуса 15 позволяет получать заведомо широкий слой образуемой пены на выходе 17 из пенообразующего элемента 8.
Выполнение пенообразующего элемента 8 в виде пористого материала обеспечивает получение монодисперсной мелкоячеистой пены с высокой стабильностью (устойчивостью) пены во времени. Размер пор пористого материала определяет дисперсность пены. При этом пористый материал может быть, как твердым телом, так и выполненным из предварительно свитой в спираль, а затем спутанной и спрессованной проволоки (патент RU №2442664, МПК A01M 7/00, 2010).
Работает распылитель следующим образом.
От источника подачи воздуха мобильного опрыскивателя (не показано) воздух под заданным давлением подается в канал 3 и далее в камеру смешения 7. Одновременно от насосного агрегата и распределительного коллектора мобильного опрыскивателя (не показано) рабочая пенообразующая жидкость пестицида с заданной концентрацией пенообразователя поступает в канал 4 и заполняет кольцевую камеру 5. Из кольцевой камеры 5 по радиальным каналам 10 рабочая жидкость поступает в камеру смешения 7, орошает ее полость, обеспечивая равномерное распределение рабочей жидкости внутри полости в плоскости, нормальной продольной оси n-n. В камере 7 происходит смешивание пенообразующей жидкости пестицида с воздухом с образованием газожидкостной смеси. Из камеры 7 газожидкостной поток поступает в пористый элемент 8, где происходит дополнительное взаимодействие газа и жидкости, посредством которого на выходе 17 пористого элемента 8 образуется пена. Получаемая пена, посредством дефлектора 9, преобразуется в широкий факел V-образной формы и наносится на растения, покрывает, например, пропашные культуры при их ленточной обработке.
Данный распылитель объединяет в себе функцию пеногенератора и устройства внесения рабочей жидкости пестицида в виде пены.
Применение данного распылителя обеспечивает повышение эффективности действия пестицидов, снижение их норм внесения, предотвращение потерь пестицидов, снижение рисков загрязнения окружающей среды пестицидами.