Обприскувач

Обприскувач, що містить бак, гідравлічний насос, нагнітач повітря, механізм приводу нагнітача повітря, повітряну камеру, колектори з розпилювачами робочої рідини та розташованими паралельно їм повітропроводами, виконаними у вигляді жорстких труб, в отвори яких встановлені насадки для подачі стиснутого повітря, які формують плоскі струмені, що розширюються і охоплюють факел розпилу робочої рідини на всій ширині захвату обприскувача, та механізм регулювання висоти установки розпилювачів, який відрізняється тим, що діаметр повітропроводів знаходиться в межах 1,0-2,0 діаметра колекторів, а нагнітач повітря виконаний у вигляді повітродувки з тиском на виході від 30 кПа до 50 кПа та швидкістю від 170 м/с до 220 м/с. Корисна модель відноситься до сільськогосподарського машинобудування, зокрема до машин для захисту рослин. Відомий обприскувач [Заявка ЕР 0 326 045 ЄПВ, МПК А01М7/00], який містить штангу, гідравлічні колектори з розпилювачами і конічні надувні еластичні повітропроводи, виготовлені із пластмаси (поліестер, полівінілхлорид або поліетилен), розташовані паралельно колекторам. Повітропроводи роздуваються за допомогою потоку стиснутого повітря, створюваного нагнітачем, виконаним у вигляді осьового вентилятора. Діаметр повітропроводу у центрі біля осьового вентилятора приблизно 500мм, а у кінці повітропроводу - приблизно 100мм. Внизу повітропроводи закінчуються безперервною поздовжньою щілиною, яка переривається лише у місцях складання штанги. Вентилятор подає повітря у кількості 1500м 3 на 1м довжини штанги зі швидкістю від 0 до 30м/с. Повітряний потік надходить зверху розпиленої робочої рідини приблизно на 200-300мм нижче розпилювачів. Повітропроводи можуть проверта тись і тим самим змінювати орієнтацію щілини відносно поверхні рослин. Недоліком даного обприскувача є те, що подача стиснутого повітря через безперервну поздовжню щілину, яка має велику площу поперечного перерізу, потребує великої витрати повітряного потоку, а також великих енерговитрат на привод осьового вентилятора та громіздких повітропроводів. Наявність еластичних повітропроводів великого діаметра, що значно перевищує діаметр колектора, збільшує парусність штанги, що вимагає конструкції з підвищеною міцністю на згинання і, відповідно, збільшує металоємність штанги обприскувача. Відомий також обприскувач серії COMMANDER TWIN FORCE фірми "Hardi" (Данія) [TWIN FORCE - e xcellent performance regardless of conditions. COMMANDER TWIN FORCE: Prospect/ HARDI. - Taastrup: Hardi International A/S, 2000. P.1,6], система пневматичного осадження якого має розміщені на штанзі виготовлені із полівінілхлориду надувні еластичні поворотні повітропроводи конічної форми великого діаметра, що значно (19) UA (11) 34213 (13) U (21) u200605351 (22) 16.05.2006 (24) 11.08.2008 (46) 11.08.2008, Бюл.№ 15, 2008 р. (72) БАРАНОВСЬКИЙ ОЛЕКСАНДР СЕМЕНОВИЧ, UA, П'ЯТАЧЕНКО ВАСИЛЬ ІВАНОВИЧ, U A, БАРАНОВСЬКИЙ ТАРАС ОЛЕКСАНДРОВИЧ, U A (73) НАЦІОН АЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР "ІНСТИТУТ МЕХАНІЗАЦІЇ ТА ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА " УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ Н АУК, U A (56) US 5176322, 05.01.1993 DK 156806, 28.08.1995 GB 685211, 31.12.1952 US 3804332, 16.04.1974 US 4026469, 31.05.1977 UA a200602714, 15.06.2006 AU 14546/83, 01.12.1983 EP 326045, 02.08.1989 EP 0704157, 03.04.1996 3 34213 4 перевищує діаметр колектора. Подача повітряного рху із повітропроводів. Провертанням повітропропотоку в кількості 2000м 3/год на 1м довжини штанводу навколо осі можна змінювати орієнтацію ги з максимальною швидкістю 35м/с для правої і повітряного потоку відносно поверхні рослин. Делівої частин повітропроводу здійснюється двома які параметри цього обприскувача наведені у праосьовими вентиляторами. Осадження краплин ці: Вікович І.А. Констр укції і динаміка штангових робочої рідини, яка надходить із розпилювачів, обприскувачів. - Львів: Вид-во Національного унірозташованих нижче повітропроводів, здійснюєтьверситету "Львівська політехніка", 2003. - С.192. ся стиснутим повітряним потоком через вихідні У даного обприскувача присутні ті самі вади, отвори великого діаметра, які проходять вздовж що і у наведених вище. У нього подача стиснутого повітропроводів. повітря з повітропроводів здійснюється через У наведеному обприскувачі недоліком є те, що отвори діаметром 44мм, що вимагає великої подадля осадження краплин робочої рідини необхідна чі та значних енерговитрат для привода осьового велика подача двох осьових вентиляторів, що вивентилятора. Розташування повітропроводів вище магає їв великих розмірів (діаметри 630мм), значрозпилювачів робочої рідини призводить до того, них енерговитрат та складної конструкції для їх що швидкість повітряного потоку затухає в значній автономного привода. мірі до входження його у зону розпилених краплин. Відомі також обприскувачі СПРИДО-ТРАЙН, Наявність повітропроводів великого діаметра збіСПРИДОМАТ Д2 і СПРИДО-ПОРТ фірми RAU (Нільшує парусність штанги, що вимагає конструкції меччина) [Техника для опрыскивания. Высококаіз підвищеною міцністю на згинання та призводить чественные навесные и прицепные опрыскиватедо збільшення металоємності штанги. Крім того, ли: Проспект/ RAU. Weilheim/Teck: обприскувач потребує автономну систему для Maschinenfabrik RAU GmbH, 1996. - C.10-11] із привода вентилятора. пневматичним осадженням краплин RAU AirPlus Спільним недоліком для всіх наведених вище мають розміщені на штанзі надувні еластичні пообприскувачів є те, що невисокий тиск, створюваворотні повітропроводи конічної форми з отворами ний осьовими вентиляторами (не більше 4кПа) великого діаметра. Осадження краплин робочої [Дурнов П.И. Насосы, вентиляторы, компрессоры. рідини, яка подається через розпилювачі, розта- К.; Одесса: Ви ща школа. Головное изд-во, 1985. шовані нижче повітропроводів, здійснюється стисС.105], та невелика швидкість повітряного потоку нутим повітряним потоком, створюваним двома (30-45м/с на виході із отворів повітропроводів) не осьовими вентиляторами, через отвори повітронадають додаткової кінетичної енергії краплинам проводів. Подача повітря становить 40тис. розпиленої робочої рідини та не приводять до 62тис.м 3/год (при ширині обприскування 12-24м), а зменшення часу досягнення краплинами поверхні максимальна швидкість повітря 45м/с. рослин, чим обумовлюється випаровування крапНедоліком даного обприскувача є те, що осалин в процесі обприскування. Це призводить до дження краплин розпиленої робочої рідини вимазменшення ефективності застосування пневматигає великої подачі осьових вентиляторів. Система чного осадження краплин робочої рідини за допопневматичного осадження складна за конструкцімогою стиснутого повітря, яке надходить із надувєю, оскільки потребує гідромоторів та велику поних еластичних повітропроводів, та погіршення тужність (24-40кВт) для автономної системи приекології довкілля. Крім того, застосування надуввода великогабаритних осьових вентиляторів них еластичних повітропроводів обмежує викорисдіаметром 750-1000мм. Крім того, наявність повіттання високого тиску повітряного потоку для збіропроводів великого діаметра, що значно перевильшення швидкості осідання краплин. Також щує діаметр колектора, збільшує парусність штанважко, а у деяких випадках і неможливо регулюваги, що потребує конструкції із підвищеною міцністю ти висоту установки розпилювачів відносно поверна згинання, що призводить до збільшення метахні, що обробляється, щоб використовувати при лоємності штанги обприскувача. різній висоті рослин. Відомий також [обприскувач фірми "DEGANIA Найближчим аналогом винаходу (прототип) є SPRAYERS" (Ізраїль) (DEGANIA SPRAYERS. обприскувач [патент 5 176 322 США, НКВ 239/77, Spraying with best results: Prospect. - Emek МПК В05В1/26], що включає бак, гідравлічний наHayarden: Degania Bet. - P.I, 2], який містить горисос, нагнітач повітря, механізм привода нагнітача зонтальну штангу із закріпленими на ній колектоповітря, повітряну камеру, колектори з розпилюварами з розпилювачами робочої рідини та розтачами робочої рідини та розташованими паралельшованими паралельно їм з можливістю но їм повітропроводами, виконаними у вигляді провертання навколо осі надувними еластичними жорстких труб, в отвори яких встановлені насадки повітропроводами з отворами для подачі стиснудля подачі стиснутого повітря, які формують плостого повітря, яке подається через нагнітач, викокі струмені, що розширюються і охоплюють факел наний у вигляді осьового вентилятора. Повітророзпилу робочої рідини на всій ширині захвату проводи циліндричної форми великого діаметра, обприскувача, та механізм регулювання висоти що значно перевищує діаметр колектора, виготовустановки розпилювачів. Нагнітач повітря виконалені із полівінілхлориду, наповнюються за допомоний у вигляді відцентрового вентилятора радіусом гою осьового вентилятора і мають отвори діамет500мм, який приводиться в дію через механізм ром 44мм розташовані з внутрішнього боку. Під привода від вала відбору потужності енергетичноповітропроводами на відстані 200-300мм розташого засобу або в альтернативному варіанті від вані колектори з розпилювачами робочої рідини. окремого бензинового двигуна потужністю приблиПотік робочої рідини, яка подається через розпизно 50к.с. (37кВт). У цьому варіанті відцентровий лювачі, осаджується повітрям, яке надходить звевентилятор створює повітряний потікз тиском 25 5 34213 6 дюймів водяного стовпа (6,4кПа) при частоті оберобробки (передпосівна чи післясходова обробка), тання колеса вентилятора 3000хв-1. Повітропровостадії розвитку рослин та їх розмірів. ди обприскувача з шириною захвату від 14м до Задачею корисної моделі є обприскувач, в 20м виготовлені зі сталевих труб діаметром 8 якому завдяки новій конструкції системи пневмадюймів. Така конструкція повітропроводів дозвотичного осадження краплин робочої рідини досяляє застосовувати більш високий внутрішній тиск гається підвищення ефективності застосування повітря на відміну від надувних еластичних повітпестицидів, покращення показників якості викоропроводів, які можуть бути застосовані лише для нання технологічного процесу обприскування, низького тиску повітря. В отвори повітропроводів зменшення енерговитрат і металоємності штанги встановлені насадки, виконані у вигляді згладжеобприскувача та покращення екології довкілля. них конічних повітряних трубок, які формують плоЗадача вирішується завдяки тому, що обприсскі струмені, що розширюються і охоплюють факел кувач, що включає бак, гідравлічний насос, нагнірозпилу робочої рідини на всій ширині захвату тач повітря, механізм привода нагнітача повітря, обприскувача. Вище повітропроводів, паралельно повітряну камеру, колектори з розпилювачами їм, розташовані колектори, причому діаметр повітробочої рідини та розташованими паралельно їм ропроводів значно перевищує діаметр колекторів. повітропроводами, виконаними у вигляді жорстких На верхній плоскій поверхні кожної насадки устатруб, в отвори яких встановлені насадки для подановлені розпилювачі робочої рідини. Повітряний чі стиснутого повітря, які формують плоскі струмепотік, що виходить із насадок, розташованих нижні, що розширюються і охоплюють факел розпилу че розпилювачів робочої рідини, розкриває листя робочої рідини на всій ширині захвату обприскуварослин, що дозволяє краплинам робочої рідини, ча, та механізм регулювання висоти установки які вводяться у повітряний потік зверху, надходити розпилювачів, відрізняється тим, що діаметр повідо листя рослин і обробляти його. Регулювання тропроводів знаходиться в межах (1,0-2,0) діаметвисоти установки розпилювачів над поверхнею ра колекторів, а нагнітач повітря виконаний у вирослин, що обробляються, здійснюється за допогляді повітродувки з тиском на виході від 30кПа до могою гідроциліндра шляхом переміщення повіт50кПа та швидкістю від 170м/с до 220м/с. ропроводів, а, відповідно, і колекторів з розпилюЗавдяки тому, що конструкція повітропроводів вачами робочої рідини відносно стійок виконана у вигляді жорстких труб діаметром, що вертикальної рамки обприскувача. знаходиться в межах (1,0-2,0) діаметра колекторів, Недоліком прототипу є наявність металевих це приводить до зниження металоємності обприсповітропроводів великого діаметра - 8 дюймів кувача. (203мм), що значно перевищує діаметр колекторів. Виконання нагнітача повітря у вигляді повітроВиконання повітропроводів такого розміру призводувки дає можливість змінити параметри процесу і дить до значного збільшення металоємності консвиконувати осадження повітряним потоком з тиструкції. Повітряний потік, що ви ходить широким ком на виході від 30кПа до 50кПа та швидкістю від струменем із насадок, виконаних у вигляді згла170м/с до 220м/с. Застосування таких параметрів джених конічних повітряних трубок, які мають веосадження надає краплинам робочої рідини, коли лику площу поперечного перерізу, вимагає велику вони вже сформовані і більше не подрібнюються, подачу та значних енерговитрат для привода надодаткової кінетичної енергії, що приводить до гнітача повітря, виконаного у вигляді відцентровопідвищення швидкості їх руху та зменшує час дого вентилятора. Розташування насадок повітросягнення краплинами поверхні рослин. Це дає проводів із кроком, рівним кроку розпилювачів, можливість зменшити випаровування краплин в призводить до значної нерівномірності розподілу процесі обприскування, що підвищує е фективність робочої рідини за шириною захвату обприскувача застосування пестицидів і покращує екологію до(у місцях установки розпилювачів щільність відвкілля. Крім того, виконання нагнітача повітря у кладень робочої рідини значно вища, ніж у місцях, вигляді повітродувки і наявність відповідних насарозташованих між розпилювачами). Розпилені док дозволяє зменшити витрату повітря і, відповікраплини робочої рідини, що вводяться зверху у дно, зменшити необхідні енерговитрати для приповітряний потік, який має велику подачу, що розвода повітродувки. криває листя рослин, обробляють не лише листя Запропоноване конструкційне вирішення обпрослин, але також досягають поверхні Ґрунту, що рискувача відображається також на зменшенні призводить до погіршення екології довкілля. Занерівномірності розподілу робочої рідини за ширистосування нагнітача повітря у вигляді відцентроною захвату обприскувача. вого вентилятора, що створює тиск 25 дюймів воПриклад виконання запропонованої корисної дяного стовпа (6,4кПа) та швидкість не більшу моделі показано на кресленнях, де: 59м/с [Черкасский В.М., Романова Т.М., Ка уль Р.А. Фіг.1 - гідравлічно-пневматична схема обприсНасосы, компрессоры, вентиляторы. - 2-е изд., кувача; перераб. и доп. - М.: Энергия, 1968. - С.147] не Фіг.2 - вузол кріплення насадки із сформовадозволяє збільшува ти швидкість руху краплин, що ним плоским струменем повітряного потоку; не приводять до зменшення часу досягнення краФіг.3 - вид А на Фіг.2. плинами поверхні рослин, чим обумовлюється Обприскувач містить бак 1 для робочої рідини, випаровування краплин в процесі обприскування. який всмоктувальним трубопроводом 2 через триКрім того, обприскувач не дозволяє регулювати ходовий кран 3 і всмоктувальний фільтр 4 сполукут входження повітряного потоку і, відповідно, чений з гідравлічним насосом 5. Напірний труборозпиленої робочої рідини в залежності від виду провід 6 від гідравлічного насоса 5 через електромагнітний клапан 7 сполучений з гідравлі 7 34213 8 чною мішалкою 8, а через нагнітальний фільтр верхні рослин, що обробляються, і включають вал тонкого очищення 9 за допомогою рукава 10 - з відбору потужності енергетичного засобу. Гідраврегулятором тиску 11. Регулятор тиску 11 рукавалічний насос 5 всмоктувальним трубопроводом 2 ми 12 сполучений з гідравлічними колекторами 13, через триходовий кран 3 і всмоктувальний фільтр розміщеними на штанзі (на кресленнях не показа4 напірним трубопроводом 6 подає робочу рідину на), а рукавом 14 - із баком 1. У колекторах 13 усдо електромагнітного клапана 7, звідки частина тановлені розпилювачі 15. робочої рідини через гідравлічну мішалку 8 надхоПовітродувка 16 приводиться в рух від вала дить у бак 1 для перемішування. Друга частина відбору потужності енергетичного засобу. Вона робочої рідини через фільтр тонкого очищення 9 через повітряну камеру 17 за допомогою рукавів рукавом 10 надходить до регулятора тиску 11, де 18 сполучена із повітропроводами 19, які розтавона розподіляється на три потоки і рукавами 12 шовані паралельно гідравлічним колекторам 13 під певним тиском надходить до гідравлічних конижче них. Повітропроводи 19 виконані у вигляді лекторів 13 з розпилювачами 15. Надлишок робожорстких труб, наприклад, із сталі або пластмаси, чої рідини з регулятора тиску 11 рукавом 14 поведіаметром, що знаходиться в межах (1,0-2,0) діартається у бак 1. Робоча рідина, яка під тиском метра колекторів. Повітропроводи кріпляться до виходить із розпилювачів 15, подрібнюється і у штанги і мають можливість провертання навколо вигляді краплин надходить до поверхні рослин. своєї осі. Повітропроводи 19 сполучені між собою Повітряний потік, який створюється повітродугнучкими рукавами 20. Вздовж повітропроводів вкою 16, через повітряну камеру 17 рукавами 18 виконані отвори, крок розташування яких менший надходить до повітропроводів 19. Через щілинні кроку розташування розпилювачів 15 на гідравлічотвори овальної форми в насадках 22 повітряний них колекторах 13. До повітропроводів 19 закріппотік, який виходить з тиском від 30кПа до 50кПа лені штуцери 21 так, що їх отвори співпадають з та швидкістю від 170м/с до 220м/с, формує плоскі отворами повітропроводів. В отвори повітропрострумені, що розширюється, і охоплюють факел водів встановлені насадки 22, виконані таким чирозпилу робочої рідини на всій ширині захвату ном, що вони формують плоскі струмені, що розштанги. Стр умені повітряного потоку надають краширюється, і охоплюють факел розпилу робочої плинам додаткової кінетичної енергії, що приворідини на всій ширині захвату штанги. Отвори надить до збільшення швидкості їх руху та зменшує садок на вході мають циліндричну форму, яка далі час досягнення краплинами поверхні рослин. Це переходить у конічну форму у вигляді конфузора, дає можливість зменшити випаровування краплин а із конфузора - в овальну форму зі щілинним робочої рідини в процесі обприскування, що підотвором, що розширюється, на виході. Для наданвищує ефективність застосування пестицидів і ня повітряному потоку більшої швидкості площа покращує екологію довкілля. Зміну кута входження вихідного перерізу щілинного отвору овальної фоповітряного потоку відносно поверхні рослин здійрми насадки менша площі вихідного перерізу конснюють провертанням повітропроводів навколо фузора. Сусідні насадки біля розпилювачів робосвоєї осі. чої рідини розташовані симетрично їм. Насадки 22 Випробування дослідного зразка обприскувача закріплені у штуцерах 21 за допомогою байонетз пневматичним осадженням шириною захвату них головок 23, які забезпечують правильну уста18м проводились з використанням повітропровоновку насадок. Повітродувка 16 кінематично зв'ядів, виготовлених зі сталевих тр уб діаметром зана з гідравлічним насосом 5. Регулювання 32мм, при діаметрі колектора рівному 25мм. Крок висоти розміщення розпилювачів над поверхнею розташування осей розпилювачів робочої рідини рослин, що обробляються, здійснюється за допостановив 50см. Крок розташування осей насадок могою гідроциліндра (на кресленнях не показавздовж повітропроводів був менший кроку осей ний), прикріпленого до рами обприскувача і з'єдрозпилювачів і становив 25см. наного зі штангою. Осадження краплин здійснювали повітряним Обприскувач працює наступним чином. Перед потоком, створюваним повітродувкою, через 72 початком роботи заправляють бак 1 робочою рінасадки повітропроводів з наступними параметдиною, заїжджають обприскувачем на поле, устарами: новлюють необхідну висоту розпилювачів від поТиск повітряного потоку, кПа 30 40 50 Швидкість повітряного потоку, м/с 170 200 220 Випробуваннями установлено покращення показників якості виконання технологічного процесу. Густота покриття краплинами поверхні, що обробляється, збільшилась в 1,46 раза (від 37шт/см 2 без осадження до 54шт/см 2 з осадженням, при допустимій густоті не менше 30шт/см 2). Нерівномірність розподілу робочої рідини за ши Витрата повітря через 72 насадки, м 3 /год 425 490 550 риною захвату штанги зменшилась у 3,3 раза (від 43% без осадження до 13% - з осадженням краплин за допомогою повітряного потоку, при допустимій нерівномірності - до 25%). Зменшення витрати повітря дозволило зменшити енерговитрати на виконання процесу обприскування у 2,2 раза. 9 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 34213 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601