УЗЕЛ ДЛЯ РАСПРЫСКИВАНИЯ ЖИДКОСТИ, РАСПРЫСКИВАЮЩАЯ ФОРСУНКА И СПОСОБ ОПРЫСКИВАНИЯ
LIQUID SPRAYING UNIT, SPRAY NOZZLE AND SPRAYING METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится в целом к узлам распрыскивающих форсунок и, более конкретно, к узлам распрыскивающих форсунок, в частности выполненным с возможностью распрыскивания сельскохозяйственных химикатов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Сельскохозяйственные опрыскиватели в общем случае имеют распрыскивательную штангу с множеством распрыскивающих форсунок, выполненных с возможностью распрыскивания жидких химикатов сверху указанных растений. Зерновые культуры типа пшеницы, например, на определенном этапе вызревания, восприимчивы в отношении воздействия грибка. Хотя существуют фунгициды, позволяющие эффективно бороться с такими грибками и предотвращать их появление, указанное покрытие растений должно быть очень полным. Поскольку колосья пшеницы ориентированы вертикально, то сложно осуществлять полное покрытие колоса растения посредством распрыскивания сверху колоса, выполняемого известными сельскохозяйственными опрыскивателями. Также может быть затруднено эффективное покрытие колосьев пшеницы без излишнего и затратного расхода химикатов.
ЗАДАЧИ И РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Задачей настоящего изобретения является обеспечение создания узла распрыскивающих форсунок, выполненного с возможностью распрыскивания сельскохозяйственных химикатов на сложные для опрыскивания зерновые культуры с более полным покрытием.
[0004] Еще одной задачей является обеспечение создания узла распрыскивающих форсунок, как охарактеризовано выше, который выполнен с возможностью направления опрыскивательных струй с различных мест и под различными углами на зерновые культуры во время одного прохода опрыскивателя для более эффективного покрытия растения химикатами.
[0005] Еще одной задачей является обеспечение создания узла распрыскивающих форсунок вышеуказанного типа, который более эффективно осуществляет полное покрытие растения разбрызгиванием с меньшим расходом химикатов.
[0006] Еще одной задачей является обеспечение создания узла распрыскивающих форсунок вышеуказанного вида, имеющего относительно простую конструкцию и обеспечивающего экономичность изготовления.
[0007] Еще одной задачей является обеспечение создания усовершенствованного способа распрыскивания фунгицидов на зерновые культуры типа пшеницы.
Изобретения относится к узлу для распрыскивания жидкости, содержащему подающую штангу для подачи жидкости для перемещения в направлении движения, распрыскивающую форсунку для распрыскивания жидкости, имеющую корпус форсунки с впускным устройством для жидкости, сообщающимся по текучей среде с указанной подающей штангой для подачи жидкости, и канал для протекания жидкости, проходящий вдоль оси указанного корпуса форсунки, при этом корпус форсунки имеет первое выпускное отверстие для выпуска находящейся под давлением жидкости из указанного канала для протекания жидкости и первый дефлекторный выступ, имеющий кромочный участок для направления находящейся под давлением жидкости, выпускаемой из первого выпускного отверстия, под первым углом к оси указанного корпуса форсунки в ведущем направлении относительно движения штанги, а также корпус форсунки имеет второе выпускное отверстие для выпуска находящейся под давлением жидкости из указанного канала для протекания жидкости и вторую дефлекторную поверхность выступа для направления выпускаемой жидкости из второго выпускного отверстия в заднем направлении относительно указанного движения штанги и под вторым углом к оси указанного корпуса форсунки, отличным от первого угла.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления корпус форсунки закрепляется в зависимом отношении от подающей штанги для подачи жидкости с вертикально расположенной осью форсунки.
Преимущественно первый угол около 30°, а второй угол около 75°.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления первая дефлекторная поверхность включает в себя участок криволинейной поверхности и плоский кромочный участок, ориентированный под первым углом, а вторая дефлекторная поверхность включает в себя участок криволинейной поверхности и плоский кромочный участок, ориентированный под вторым углом к оси форсунки.
Предпочтительно канал для жидкости включает в себя дозирующее отверстие для ускорения жидкости под давлением, направленной через корпус форсунки и коллекторную расширительную камеру ниже его по потоку, а также первое и второе выпускные отверстия, каждое из которых сообщается по текучей среде с коллекторной расширительной камерой.
Предпочтительно корпус форсунки включает в себя внешнюю корпусную вставку и внутреннюю корпусную вставку, расположенные внутри внешнего корпуса, определяющего часть канала для протекания жидкости, включая дозирующее отверстие.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления первое выпускное отверстие определяется горизонтально ориентированным каналом, а горизонтально ориентированный канал сообщается с коллекторной расширительной камерой через первый вертикальной ориентированный канал.
Предпочтительно второе выпускное отверстие определяется и сообщается с коллекторной расширительной камерой через второй вертикальной ориентированный канал, параллельный первому вертикально ориентированному каналу.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения коллекторная расширительная камера определяется внутри внешнего корпуса форсунки, непосредственно ниже по потоку от внутренней корпусной вставки.
Преимущественно, первое выпускное отверстие расположено на отличном уровне от уровня второго выпускного отверстия.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления первое выпускное отверстие расположено на более низком уровне, чем второе выпускное отверстие.
Предпочтительно канал для протекания жидкости, включает в себя форсуночную зону для ускорения потока жидкости, направленного через корпус форсунки и создание перепада давления в нем перед выпуском из выпускного отверстия, корпус форсунки имеющий кольцевой воздухопропускной канал, имеющий впускное отверстие, сообщающееся с окружающим воздухом вне форсунки, причем кольцевой воздухопропускной канал включает канал Вентури, сообщающийся с форсуночной зоной таким образом, что сжатый поток жидкости проходит через форсуночную зону, всасывает окружающий воздух на впуске окружающего воздуха и канала Вентури для смешивания с потоком жидкости перед выпуском из выпускного отверстия.
Предпочтительно корпус форсунки включает в себя коллекторную расширительную камеру в нижнем течении сообщающейся по текучей среде с форсуночной зоной, в которой поток жидкости проходит и расширяется перед выпуском из выпускного отверстия, а первое и второе выпускные отверстия находятся в жидкостном сообщении с коллекторной расширительной камерой.
Второй аспект настоящего изобретения относится к распрыскивающей форсунке, содержащей корпус форсунки, выполненный с возможностью вертикальной установки и движения в данном направлении перемещения, при этом корпус форсунки имеет впускное устройство для жидкости для приема находящейся под давлением жидкости из источника подачи жидкости и канал для протекания жидкости, проходящий через корпус форсунки, а также корпус форсунки имеет первое выпускное отверстие для выпуска находящейся под давлением жидкости из указанного канала для протекания жидкости и первый дефлекторный выступ, имеющий кромочный участок для направления находящейся под давлением жидкости, выпускаемой из первого выпускного отверстия, под первым углом к вертикали в ведущем направлении относительно направления движения корпуса форсунки, а также корпус форсунки имеет второе выпускное отверстие для выпуска находящейся под давлением жидкости из указанного канала для протекания жидкости и вторую дефлекторную поверхность выступа для направления выпускаемой жидкости из указанного второго выпускного отверстия в заднем направлении относительно направления движения корпуса форсунки и под вторым углом к вертикали, отличным от первого угла.
Преимущественно первое выпускное отверстие расположено на отличном уровне от уровня второго выпускного отверстия.
Предпочтительно канал для протекания жидкости включает в себя форсуночную зону для ускорения потока жидкости, направленного через корпус форсунки и создание перепада давления в нем перед выпуском из выпускного отверстия, корпус форсунки, имеющий кольцевой воздухопропускной канал, имеющий впускное отверстие, сообщающееся с окружающим воздухом вне форсунки, причем кольцевой воздухопропускной канал включает канал Вентури, сообщающийся с форсуночной зоной таким образом, что сжатый поток жидкости проходит через форсуночную зону, всасывает окружающий воздух на впуске окружающего воздуха и канала Вентури для смешивания с потоком жидкости перед выпуском из выпускного отверстия.
Третий аспект настоящего изобретения относится к способу опрыскивания вертикально ориентированным растениям в поле распрыскивающими форсунками, установленными в зависимом отношении от подающей штанги для подачи жидкости, перемещаемой в направлении движения через поле, включающий этапы направления первой опрыскивательной струи жидкости из распрыскивающих форсунок на растения под первым углом к вертикали в направлении движения штанги по мере перемещения штанги через поле и одновременно направления второй опрыскивательной струи из распрыскивающих форсунок на растения в заднем направлении относительно направления движения штанги и под углом к вертикали, отличным от первого угла.
Преимущественно способ включает распыление жидкости в ведущем направлении от уровня, отличного от уровня, с которого жидкость распыляется в пошерстном направлении.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения способ включает распыление жидкости в ведущем направлении от уровня ниже, чем уровень, от которого жидкость распылена в пошерстном направлении.
Предпочтительно способ включает рисунок окружающего воздуха в потоке жидкости внутри распылительной форсунки для уноса в жидкости, проходящей через форсунки перед выпуском в ведущем и пошерстном направлениях.
[0008] Другие задачи и преимущества изобретения станут очевидными после прочтения последующего подробного описания со ссылкой на чертежи, на которых:
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] на фиг. 1 показан вертикальный разрез иллюстративного узла распрыскивающей форсунки в соответствии с изобретением;
[0010] на фиг. 2 показан увеличенный вертикальный разрез внешнего корпуса форсунки проиллюстрированного узла распрыскивающей форсунки;
[0011] На фиг. 3 и 4 показаны увеличенные фрагменты разрезов внешнего корпуса форсунки, выполненные в плоскостях 3 и 4 по фиг. 2 и
[0012] На фиг. 5 показан увеличенный фрагмент разреза одного из выпускных отверстий для жидкости иллюстративного внешнего корпуса форсунки, выполненный в плоскости линии 5-5 по ФИГ. 3.
[0013] Изобретение может быть реализовано в различных модификациях и альтернативных конструкциях, однако на чертежах показан конкретный иллюстративный вариант его реализации, который будет подробно описан ниже. При этом следует отметить, что конкретная раскрытая форма реализации изобретения не должна трактоваться как ограничивающая его объем, а наоборот, изобретение включает все модификации, альтернативные конструкции и эквиваленты, раскрытые в рамках его сущности и объема.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014] В частности, на чертежах показан иллюстративный узел 10 распрыскивающей форсунки в соответствии с изобретением, установленный на подающей штанге 11 для подачи жидкости, такой как штанга сельскохозяйственных опрыскивателей. Штанга 11 в этом примере имеет трубчатую конструкцию, через которую происходит направление жидкости из емкости для подачи. Каждый узел 10 распрыскивающей форсунки установлен на соответствующем стволе 12 для подачи жидкости, закрепленным в зависимом отношении с обеспечением сообщения по текучей среде на штанге 11. В этом примере внутри ствола 12 обычным способом установлен цилиндрический фильтр 15. Для съемного закрепления узла 10 распрыскивающей форсунки на стволе 12 используется удерживающий накидной элемент 14, который может быть выполнен как раскрыто в патенте США No. 4,527,745 (Butterfield et al.), правопреемником по которому является заявитель по настоящей заявке. Следует отметить, что множество таких узлов 10 распрыскивающей форсунки установлены с опорой вдоль штанги 11 на расстоянии друг от друга в боковом направлении для перемещения через поле в направлении движения штанги, как показано стрелкой 16 на фиг. 1.
[0015] Проиллюстрированная распрыскивающая форсунка 10 по существу имеет двухчастную конструкцию, содержащую внешний корпус 20 и внутреннюю корпусную вставку 21. Внешний корпус 20 форсунки выполнен с кольцевым удерживающим выступом 22, прикрепленным к стволу 12 впускного устройства для жидкости штанги 11, с кольцевой уплотнительной прокладкой 24, расположенной между ними. Внутренняя корпусная вставка 21 в этом случае имеет кольцевую конструкцию, выполненную с возможностью размещения внутри полости 25 в переднем по потоку конце внешнего корпуса 20, и образует канал 27 для жидкости, сообщающийся со стволом 12 для подачи жидкости.
[0016] Канал 27 для жидкости, образованный внутренней корпусной вставкой 21, включает в себя форсуночную зону, включающую в себя дозирующее отверстие 28, в котором находится указанный поток жидкости, и расположенную далее по потоку расширительную камеру, включающую в себя первый цилиндрический участок 27а камеры, расположенный непосредственно далее по потоку дозирующего отверстия 28, и расширяющиеся наружу конические канальные участки 27b, 27с, расположенные за ним далее по потоку. Канал 27 внутренней корпусной вставки в свою очередь сообщается с цилиндрической коллекторной расширительной камерой 29 внутри внешнего корпуса 20. Внутренняя корпусная вставка 21 в этом примере имеет проходящий наружу кольцевой выступ 30, расположенный между ее концами, и концевой участок 31 с внутренним сужением далее по потоку, которые выполнены с возможностью плотной посадки с уплотнительным взаимодействием во внутреннюю полость 25 внешнего корпуса 20 форсунки.
[0017] Согласно одной особенности изобретения узел распрыскивающих форсунок имеет пару выпускных отверстий, выполненных с возможностью распрыскивания жидкостей на сельскохозяйственные зерновые культуры с различных высот и положений и под различными углами к центральной вертикальной оси узла распрыскивающей форсунки во время одного прохода распрыскивательной штанги через поле. Более конкретно, узел распрыскивающих форсунок имеет пару выпускных отверстий, выполненных с возможностью направления раздельных конфигураций ведущего и заднего распрыскиваний под различными углами на передние и задние стороны листьев растения во время прохода распрыскивательной штанги через поле. С этой целью, в иллюстративном варианте реализации изобретения, внешний корпус 20 форсунки имеет первое или ведущее выпускное отверстие 35 для распрыскивания жидкости, сообщающееся с коллекторной расширительной камерой 29 для направления жидкости на дефлекторную поверхность 36, ориентированную под относительно небольшим углом α, таким как приблизительно 30°, к вертикальной оси узла 10 форсунок в направлении перемещения, т.е. ведущем направлении распрыскивательной штанги 11. Проиллюстрированная дефлекторная поверхность 36 включает в себя участок 36а криволинейной поверхности и плоский кромочный участок 36b, который образует угол выпуска распрыскивательной струи. Ведущее выпускное отверстие 35 в этом случае образовано горизонтальным каналом 38, который сообщается с вертикальным каналом 39, который в свою очередь сообщается с коллекторной расширительной камерой 29. Горизонтальный канал 38 содержит первый участок 38а канала, который сообщается между вертикальным каналом 39, и конический участок 38b с внутренним сужением, который в свою очередь сообщается с канальным участком 38с меньшего диаметра. Для упрощения производства литьевого формования выполнена пробка 40, закрывающая конец горизонтального канала напротив выпускного отверстия 35.
[0018] При осуществлении изобретения внешний корпус 20 форсунки выполняют имеющим второе выпускное отверстие 45 для разбрызгивания жидкости и дефлекторную поверхность 46 для направления струи распрыскивания жидкости в заднем направлении относительно движения штанги и под отличным углом к вертикали, чем имеет первое выпускное отверстие 35, и дефлектор 36 для обеспечения эффективного покрытия противоположной стороны листвы растений. Второе выпускное отверстие 45, которое в этом случае также расположено выше, чем первое выпускное отверстие 35, образовано вертикальным каналом 48, который осуществляет сообщение между коллекторной расширительной камерой 29 на стороне, противоположной стороне вертикального канала 39, и по касательной с дефлекторной поверхностью 46, имеющей криволинейный участок 46а и плоский кромочный участок 46b, проходящий назад по отношению к направлению перемещения. Кромочный участок 46b в этом случае проходит по существу под большим углом  φ к вертикальной оси узла распрыскивающей форсунки, чем кромочный участок 36b дефлекторной поверхности, таким как около 75°, в ведущем направлении.
[0019] Необходимо отметить, что по мере перемещения распрыскивательной штанги 11 через поле в направлении перемещения 16 выпуск распрыскивательной струи из второго или заднего выпускного отверстия 45 будет попадать на противоположную сторону листвы растений и под отличным углом относительно вертикали, чем выпуск распрыскивательной струи из первого или ведущего выпускного отверстия 35, с осуществлением по существу полного покрытия листвы и, в частности, вертикально проходящих колосьев пшеницы.
[0020] В соответствии с одним вариантом реализации изобретения каналы 38, 39 и 48, которые сообщаются с коллекторной расширительной камерой 29 и которые образуют ведущее и заднее выпускные отверстия 35, 45 имеют такое эффективное проходное сечение, что ведущая и задняя опрыскивательные струи имеют по существу равное распределение жидкости. В этом случае каналы 38, 39, которые сообщаются с первым или ведущим выпускным отверстием 35 и образуют их, имеют больший размер, чем более короткий в длину пропускной канал 48, который образует второе или заднее выпускное отверстие 45, так что при выпуске жидкости из ведущего и заднего выпускных отверстий по существу осуществляется ее равное распределение. Вертикальный пропускной канал 48, который образует заднее выпускное отверстие 45, в этом случае имеет цилиндрическую конструкцию, которая сообщается по касательной с дефлекторной поверхностью 46 выступа, а горизонтальный канал 38 образует ведущее выпускное отверстие 35 и имеет цилиндрическую боковую стенку 50а, участок с плоской частью 50b, как показано на фиг. 5, который проходит по касательной к дефлекторной поверхности 36.
[0021] Согласно еще одной особенности проиллюстрированного варианта реализации изобретения узел 10 распрыскивающей форсунки имеет воздуховыпускные каналы 55, которые обеспечивают сообщение между окружающим воздухом и форсуночной зоной внутренней корпусной вставки 21, в этом случае с участком 27а канала непосредственно далее по потоку дозирующего отверстия 28, таким образом, что окружающий воздух затягивается в поток жидкости и увлекается в частицы струи жидкости для распрыскивания, создаваемые в это время и выпускаемые из ведущего и заднего выпускных отверстий 35, 45. Вследствие перепада давления, обусловленного прохождением жидкости через форсуночную зону, и увлечения воздуха в частицы струи жидкости для распрыскивания, очень мелкие тонкие частицы жидкости, которые в противном случае подвергаются смещению и которые сложно направлять на листву растения, по существу устраняются из конфигураций выпускаемой распрыскивательной струи. С этой целью в проиллюстрированном варианте реализации изобретения корпусная вставка 21 форсунки имеет множество каналов 58 Вентури, сообщающихся в поперечном направлении с участком 27а канала впускного устройства для жидкости непосредственно далее по потоку относительно дозирующего отверстия 28. Каждый канал 58 Вентури в этом случае сообщается с кольцевым каналом 59 для протекания воздуха, окружающим корпусную вставку 21 форсунки, которая в свою очередь сообщается с окружающим воздухом через множество воздуховпускных каналов 55, проходящих радиально через элемент 20 в виде внешнего корпуса форсунки. Кольцевой воздухопропускной канал 59 в этом примере образован между внутренним периметром полости 25 элемента наружного корпуса и внешним периметром корпусной вставки 21 форсунки. Очевидно, что при направлении находящейся под давлением жидкости через дозирующее отверстие 28 и на участок 27а канала, скоростной поток, получаемый в результате этого, приводит к образованию отрицательного давления в воздухопропускных каналах 58 Вентури, затягивая окружающий воздух через кольцевой канал 59 и каналов 55 для впуска окружающего воздуха для взаимного смешивания с потоком жидкости, при этом воздух увлекается в частицы струи жидкости для распрыскивания по мере их выпуска из ведущего и заднего выпускных отверстий 35, 45 для более надежного направления на листву растения без нежелательных смещения и расхода химикатов.