RU2206992C1 - Sprayer - Google Patents

Abstract

FIELD: agricultural engineering. SUBSTANCE: sprayer has fan, pump, atomizer and nozzle. Fan is designed to provide air/liquid flow rate ratio of from 0.14 to 1 and speed V_air of air flow from fan and speed V_eiguid of liquid from atomizer V_eiguid:V_air/V_eiguid=1 plus and minus 10%. Nozzle with flat walls is positioned on the path of air flowing from fan. Nozzle discharge section has width varying from maximal value at the top part to minimal value at the bottom part. Partitions are positioned in flow-through portion of nozzle at different angles to surface to be treated to define individual channels of different width. Sprayer provides air-liquid flow for supplying atomized liquid onto surface to be treated and speed of contacting with plant surface not in the excess of 5 m/s. EFFECT: reduced power consumption and material usage, maximal remoteness of spraying of air-liquid mixture, uniform distribution of said mixture over plant surfaces. 3 dwg

Description

Опрыскиватель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может использоваться для создания воздушно-жидкостного потока при нанесении распыленной жидкости на обрабатываемую поверхность во всех отраслях народного хозяйства, где необходимо равномерно распределить наносимое вещество по всей ширине захвата. Например, при дождевании или опрыскивании сельскохозяйственных угодий удобрениями или защитными средствами. The sprayer belongs to agricultural engineering and can be used to create an air-liquid flow when applying sprayed liquid to the treated surface in all sectors of the economy, where it is necessary to evenly distribute the applied substance across the entire width of the grip. For example, when sprinkling or spraying agricultural land with fertilizers or protective equipment.

Известно устройство по авторскому свидетельству 1563771 А1, МПК 5 В 05 В 1/04 от 14.03.88 "Формирователь плоской струи", где выходная кромка стержня с обращенной к выпускному отверстию сужающейся частью расположена в плоскости выпускного отверстия. В результате соударения пересекающихся струй происходит формирование плоской струи, ориентированной вдоль стержня и в направлении от выпускного отверстия. Соударение струй за пределами канала исключает турбулизацию жидкости в проточной части и повышает пропускную способность устройства, обеспечивая подачу жидкости с увеличенным расходом и большой дальностью струи, а также расширение угловых размеров плоской струи. При работе данного устройства и ему подобных образуется "мертвая" зона, куда вода не попадает. Ширина захвата у таких устройств мала. A device is known according to the copyright certificate 1563771 A1, IPC 5 V 05 V 1/04 dated 03/14/88 "Flat jet shaper", where the output edge of the rod with the tapering part facing the outlet is located in the plane of the outlet. As a result of the collision of intersecting jets, a flat jet is formed, oriented along the rod and in the direction from the outlet. The impact of the jets outside the channel eliminates the turbulence of the liquid in the flow part and increases the throughput of the device, ensuring the supply of liquid with an increased flow rate and long range of the jet, as well as the expansion of the angular dimensions of the flat jet. When this device and its like are used, a "dead" zone is formed where water does not enter. The capture width of such devices is small.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является "Опрыскиватель" по авторскому свидетельству 1366144, МПК 4 А 01 М 7/00 от 29.05.86, содержащее вентилятор с кожухом, шарнирно установленным на стойках. На кожухе тангенциально расположен корпус сопла. Сопло выполнено прямоугольной формы и состоит из двух частей. Нижняя часть подвижна и посредством двух тяг и шарнира связана с одной из стоек вентилятора. При изменении угла наклона сопла подвижная стенка перемещается, меняется его выходное сечение. Это позволяет эффективно проводить обработку деревьев за счет возможности регулирования дальности и размера струи аэрозоля при обработке тех или иных частей деревьев. The closest in technical essence and the achieved effect is "Sprayer" according to copyright certificate 1366144, IPC 4 A 01 M 7/00 from 05/29/86, containing a fan with a casing pivotally mounted on racks. On the casing, the nozzle body is tangentially located. The nozzle is made in a rectangular shape and consists of two parts. The lower part is movable and through two rods and a hinge connected to one of the fan racks. When changing the angle of the nozzle, the movable wall moves, its output section changes. This allows you to efficiently process the trees due to the ability to control the range and size of the aerosol jet when processing certain parts of the trees.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка опрыскивателя с шириной захвата до 100 м, создающего дальнеструйный воздушно-жидкостной поток, распределяющего его по всей ширине захвата, от опрыскивателя до самой возможно дальней точки, с равной скоростью встречи струи с обрабатываемой поверхностью, не превышающей 5 м/с при соприкосновении с обрабатываемыми растениями. The objective of the proposed technical solution is to develop a sprayer with a working width of up to 100 m, creating a long-range air-liquid flow, distributing it over the entire working width, from the sprayer to the furthest possible point, with an equal speed of meeting the jet with the treated surface, not exceeding 5 m / s in contact with treated plants.

Поставленная задача решается за счет того, что в опрыскивателе, содержащем вентилятор, насос, форсунку, сопло, на пути созданного при соблюдении соотношений расхода воздух/жидкость потока в пределах

где G_в - расход воздуха в кг/с;
G_ж - расход жидкости в кг/с,
и скоростей истечения воздуха из вентилятора и жидкости из форсунки

где V_возд - скорость истечения воздуха из вентилятора;
V_жидк - скорость истечения жидкости из форсунки,
расположено сопло с плоскими стенками, выходное сечение сопла выполнено переменной ширины, от максимальной вверху до минимальной внизу; в проточной части сопла сверху вниз размещены перегородки под разными углами к обрабатываемой поверхности, образующие отдельные каналы разной ширины.The problem is solved due to the fact that in the sprayer containing a fan, pump, nozzle, nozzle, in the way created while observing the air / liquid flow ratios within the range

where G _in - air flow in kg / s;
G _f - flow rate in kg / s,
and air flow rates from the fan and nozzle fluid

where V _air - the rate of flow of air from the fan;
V _fluid - the rate of fluid flow from the nozzle,
a nozzle with flat walls is located, the output section of the nozzle is made of variable width, from maximum at the top to minimum at the bottom; in the flowing part of the nozzle, partitions are placed from top to bottom at different angles to the surface to be treated, forming separate channels of different widths.

Сформированный при соблюдении вышеописанных соотношений расхода воздух/жидкость и выбранном соотношении скоростей истечения воздуха из вентилятора V_возд и жидкости из форсунки V_жидк воздушный поток позволяет при минимальных энергозатратах обеспечить максимальную, до 50 м, дальность выброса и транпортирование необходимого количества жидкости к обрабатываемой поверхности.Formed with observance of the above air / liquid flow ratios and the selected ratio of the rates of air flow from the fan V _air and liquid from the nozzle V, the _liquid air flow allows for a minimum range of up to 50 m of discharge and transportation of the required amount of liquid to the surface to be treated.

Выполнение выходного сечения сопла переменной ширины, от максимальной вверху до минимальной внизу, и размещение в проточной части сопла между плоскими стенками сверху вниз перегородок позволяет сформировать отдельные каналы разной ширины для струй с разной дальностью транспортировки жидкости, от максимально возможной до минимально необходимой, с одинаковой, безопасной при соприкосновении с обрабатываемыми растениями скоростью, не превышающей 5 м/с. The execution of the output section of the nozzle of variable width, from the maximum up to the minimum below, and the placement of partitions in the flow part of the nozzle between the flat walls from top to bottom allows the formation of separate channels of different widths for jets with different ranges of liquid transportation, from the maximum possible to the minimum necessary, with the same, safe in contact with treated plants at a speed not exceeding 5 m / s.

Расположение перегородок в проточной части сопла под разными углами к обрабатываемой поверхности позволяет получить разнонаправленные струи. Это дает возможность распределить жидкость по всей ширине захвата, от максимально доступной точки до устройства, без "мертвой зоны". The location of the partitions in the flowing part of the nozzle at different angles to the surface to be treated makes it possible to obtain multidirectional jets. This makes it possible to distribute the liquid over the entire width of the capture, from the maximum available point to the device, without a "dead zone".

Совокупность заявляемых признаков нова и позволяет при минимальных энергозатратах и минимальной материалоемкости обеспечить максимальную дальность выброса воздушно-жидкостной смеси, равномерное распределение по всей ширине захвата при одинаковой скорости соприкосновения с растениями от обрабатываемой поверхности, не превышающей 5 м/с. The combination of the claimed features is new and allows for minimum energy consumption and minimum material consumption to ensure the maximum range of the air-liquid mixture, a uniform distribution over the entire width of the capture at the same speed of contact with plants from the treated surface, not exceeding 5 m / s.

На фиг. 1 изображен опрыскиватель, общий вид; на фиг. 2 - опрыскиватель, вид спереди, и схема распределения струй воздушно-жидкостного потока; на фиг. 3 - выходное сечение сопла, вид А на фиг. 2. In FIG. 1 shows a sprayer, general view; in FIG. 2 is a sprayer, a front view, and a distribution diagram of jets of air-liquid flow; in FIG. 3 is an output section of a nozzle, view A in FIG. 2.

Опрыскиватель изображен на фиг. 1, где 1 - шасси, 2 - вентилятор, 3 - бак, 4 - насос, 5 - сопло, 6 - форсунка, 7 - перегородки, 8 - выходное сечение сопла, 9 - каналы. Стрелками показаны направления движения струй воздушно-жидкостного потока. The sprayer is shown in FIG. 1, where 1 is the chassis, 2 is the fan, 3 is the tank, 4 is the pump, 5 is the nozzle, 6 is the nozzle, 7 is the partition, 8 is the outlet section of the nozzle, 9 are the channels. Arrows indicate the direction of motion of the jets of air-liquid flow.

На шасси 1 смонтирован бак 3. Впереди бака расположен центробежный вентилятор 2. На выходе центробежного вентилятора 2 расположено сопло 5 с плоскими стенками, с выходным сечением 8 переменной ширины, от максимальной вверху до минимальной внизу, и с форсункой 6, представляющее общий канал для воздушно-жидкостного потока. В проточной части сопла 5 между плоскими стенками сверху вниз размещены перегородки 7 под разными углами к обрабатываемой поверхности, образующие отдельные разнонаправленные каналы 9 разной ширины, расположенные друг под другом. Верхний канал, обеспечивающий транспортировку жидкости на максимальное расстояние, имеет наибольшую ширину выходного сечения и направлен под углом +25...28 градусов к горизонту. Нижний канал, обрабатывающий поверхность в непосредственной близости у опрыскивателя, имеет минимальную ширину выходного сечения и направлен под углом -55.. .-62 градусов к горизонту. Остальные каналы, обрабатывающие остальную поверхность по всей ширине захвата, имеют ширину выходного сечения и направление, лежащие в вышеописанных пределах. A tank 3 is mounted on the chassis 1. A centrifugal fan 2 is located in front of the tank. At the outlet of the centrifugal fan 2 there is a nozzle 5 with flat walls, with an output section 8 of variable width, from maximum at the top to minimum at the bottom, and with nozzle 6, representing a common channel for air - liquid flow. In the flowing part of the nozzle 5 between the flat walls from top to bottom, partitions 7 are placed at different angles to the surface to be machined, forming separate multidirectional channels 9 of different widths, located one under the other. The upper channel, which provides transportation of liquid to the maximum distance, has the largest width of the outlet section and is directed at an angle of +25 ... 28 degrees to the horizon. The lower channel, which treats the surface in the immediate vicinity of the sprayer, has a minimum output section width and is directed at an angle of -55 .... -62 degrees to the horizon. The remaining channels processing the rest of the surface over the entire width of the grip have a width of the output section and a direction lying within the above-described limits.

Опрыскиватель работает следующим образом. The sprayer works as follows.

Жидкость поступает в воздушный поток, созданный центробежным вентилятором 2, со скоростью, равной скорости воздушного потока V_возд/V_жидк=1±10%, где V_возд - скорость истечения воздуха из вентилятора, V_жидк - скорость истечения жидкости из форсунки.The liquid enters the air stream created by the centrifugal fan 2 at a speed equal to the air stream velocity V _air / V _liquid = 1 ± 10%, where V _air is the rate of air flow from the fan, V _liquid is the speed of the liquid from the nozzle.

При этом отношение расходов жидкости должно быть в пределах 1>G_ж/G_в>0,14, где G_в - расход воздуха в кг/с, G_ж - расход жидкости в кг/с.Moreover, the ratio of fluid flow should be in the range 1> G _f / G _in > 0.14, where G _in - air flow in kg / s, G _f - fluid flow in kg / s.

В этих пределах (при диаметре капель 0,2-0,4мм) воздушно-жидкостная струя подчиняется законам газовых струй и дальнобойность ее несколько увеличивается за счет инерции капель. При G_ж/G_в>1 капли жидкости сливаются и выпадают из потока воздуха, не достигнув максимальной дальности, регламентированным соотношением.Within these limits (with a droplet diameter of 0.2-0.4 mm), the air-liquid jet obeys the laws of gas jets and its range is somewhat increased due to the inertia of the droplets. When G _f / G _in > 1, drops of liquid merge and fall out of the air stream, not reaching the maximum range, regulated by the ratio.

При отклонении от соотношения V_возд/V_жидк=1±10% приводит к потере кинетической энергии более скоростной струи и, следовательно, неоправданным затратам энергии для ее разгона.When deviating from the ratio V _air / V _liquid = 1 ± 10%, it leads to the loss of kinetic energy of a faster jet and, therefore, unjustified expenditure of energy for its acceleration.

При V_возд>V_жидк возникают потери на дробление капель.At V _air > V _liquid, there are losses due to droplet crushing.

При V_возд<V_жидк капли укрупняются и раньше выпадают из потока.At V _air <V, _liquid droplets become larger and earlier fall out of the stream.

Воздушно-жидкостный поток поступает в сопло 5 с плоскими стенками и выходным сечением переменной ширины, от максимальной вверху до минимальной внизу, и направляется перегородками 7, расположенными между плоскими стенками, по каналам 9 в виде отдельных струй, имеющих разную ширину и разную дальность на обрабатываемую поверхность по всей ширине захвата. The air-liquid flow enters the nozzle 5 with flat walls and an output section of variable width, from the maximum at the top to the minimum at the bottom, and is guided by partitions 7 located between the flat walls through the channels 9 in the form of separate jets having different widths and different ranges for the machined surface over the entire width of the grip.

Зависимость дальности струи от ширины выходного сечения плоского сопла 5 описывается формулой:

V_воздО - скорость воздуха на оси струи на расстоянии S;
V_воздВ - скорость воздуха на выходе из вентилятора const;
а - коэффициент турбулентности воздуха на выходе из вентилятора;
S - расстояние от выходного сечения сопла;
b - полуширина сопла.The dependence of the jet range on the width of the output section of the flat nozzle 5 is described by the formula:

V _air - air velocity on the axis of the jet at a distance S;
V _airB is the air velocity at the outlet of the fan const;
a - coefficient of turbulence of air at the outlet of the fan;
S is the distance from the outlet section of the nozzle;
b is the half width of the nozzle.

Верхний канал имеет наибольшую ширину выходного сечения, направлен под углом +24...+27 градусов к горизонту и обеспечивает транспортировку жидкости на максимальное расстояние. The upper channel has the largest width of the outlet section, it is directed at an angle of +24 ... + 27 degrees to the horizontal and ensures the transportation of liquid to the maximum distance.

Нижний канал имеет минимальную ширину выходного сечения, направлен под углом -55. . . -62 градусов к горизонту и обрабатывает поверхность в непосредственной близости у опрыскивателя. The lower channel has a minimum output section width, directed at an angle of -55. . . -62 degrees to the horizon and treats the surface in close proximity to the sprayer.

Промежуточные каналы имеют ширину выходного сечения и направление, лежащие в вышеописанных пределах, и обрабатывают поверхность по всей остальной ширине захвата при одинаковой скорости соприкосновения с растениями у обрабатываемой поверхности, не превышающей 5 м/с. The intermediate channels have an exit section width and direction lying within the above-described limits, and treat the surface along the rest of the working width at the same speed of contact with plants on the treated surface, not exceeding 5 m / s.

Claims (1)

Опрыскиватель, содержащий вентилятор, насос, форсунку, сопло, отличающийся тем, что на пути истечения из вентилятора, созданного при соблюдении отношений расхода воздух/жидкость потока в пределах

где G_в - расход воздуха, кг/сек;
G_ж - расход жидкости, кг/сек;
и скоростей истечения воздуха из вентилятора и жидкости из форсунки

где V_возд - скорость истечения воздуха из вентилятора;
V_жидк - скорость истечения жидкости из форсунки;
расположено сопло с плоскими стенками, выходное сечение сопла выполнено переменной ширины от максимальной вверху до минимальной внизу; в проточной части сопла сверху вниз размещены перегородки под разными углами к обрабатываемой поверхности, образующие отдельные каналы разной ширины.A sprayer containing a fan, pump, nozzle, nozzle, characterized in that on the path of flow from the fan, created while observing the air / liquid flow ratios within

where G _in - air flow, kg / s;
G _W - flow rate, kg / s;
and air flow rates from the fan and nozzle fluid

where V _air - the rate of flow of air from the fan;
V _fluid - the rate of fluid flow from the nozzle;
a nozzle with flat walls is located, the output section of the nozzle is made of variable width from maximum at the top to minimum at the bottom; in the flowing part of the nozzle, partitions are placed from top to bottom at different angles to the surface to be treated, forming separate channels of different widths.

Images