RU138902U1

RU138902U1 - PNEUMATIC HYDRAULIC SPRAY OF PESTICIDES SOLUTIONS

Info

Publication number: RU138902U1
Application number: RU2013107260/13U
Authority: RU
Inventors: Иван Михайлович Киреев; Зинаида Михайловна Коваль
Original assignee: Иван Михайлович Киреев; Зинаида Михайловна Коваль
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-03-27

Abstract

Пневмогидравлический распылитель растворов пестицидов, содержащий распылители жидкости, конусообразный рассекатель воздушного потока, патрубок воздуховода в виде конусообразного диффузора и гидромагистраль для подачи раствора пестицида к распылителям жидкости, отличающийся тем, что в конструкции пневмогидравлического распылителя патрубок воздуховода в виде конусообразного диффузора и конусообразный рассекатель воздушного потока выполнены усеченными секущей плоскостью, проходящей через точку на окружности основания диффузора, боковые поверхности диффузора и конусообразного рассекателя, при делении его основания пополам, а примененный щелевой распылитель жидкости в устройстве установлен таким образом, что капли факела распыла жидкости внедряются в воздушный поток, выходящий из сопла устройства в форме сектора.A pneumatic-hydraulic sprayer of pesticide solutions containing liquid sprayers, a cone-shaped air flow divider, a duct in the form of a cone-shaped diffuser and a hydraulic manifold for supplying a pesticide solution to the liquid sprayers, characterized in that in the design of the pneumatic-hydraulic sprayer, the air pipe in the form of a cone-shaped diffuser and truncated secant plane passing through a point on the circumference of the base of the diffuser, the lateral surfaces of the diffuser and the cone-shaped divider, when dividing its base in half, and the slotted liquid atomizer used in the device is installed in such a way that droplets of the spray jet are introduced into the air stream leaving the nozzle of the device in the form of a sector.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к методам и средствам обеспечения качества выполнения технологического процесса при ультрамалообъемной (УМО) обработке полевых культур пестицидами и может быть использована как пневматическое устройство для мелкодисперсного нанесения растворов пестицидов на растения.The proposed utility model relates to methods and means for ensuring the quality of the process during ultra-low-volume (ULV) treatment of field crops with pesticides and can be used as a pneumatic device for finely dispersed application of pesticide solutions on plants.

Известно устройство (Пат. на полезную модель 78406 Российская Федерация, МПК⁷ А01М 7/00. Пневмомеханический распылитель растворов пестицидов [Текст] / Киреев И.М., Скорляков В.И., Коваль З.М..; заявитель и патентообладатель ГНУ СКС ВИМ Россельхозакадемии. - №2008125712/22; заявл. 24.06.2008; опубл. 27.11.2008, Бюл. №33. - 3 с: ил.), содержащее диск, конусообразный рассекатель воздушного потока и патрубок воздуховода в виде конусообразного диффузора.A device is known (Pat. For utility model 78406 Russian Federation, IPC ⁷ A01M 7/00. Pneumomechanical sprayer of pesticide solutions [Text] / Kireev IM, Sklyakov VI, Koval Z.M ..; applicant and patent holder GNU SCS VIM of the Russian Academy of Agricultural Sciences - No. 2008125712/22; claimed on June 24, 2008; published on November 27, 2008, Bull. No. 33. - 3 s: ill.), Containing a disk, a cone-shaped air flow divider and a duct in the form of a cone-shaped diffuser.

Технологический процесс нанесения растворов пестицидов на объекты обработки пневмомеханическим распылителем растворов пестицидов осуществляется следующим образом.The technological process of applying pesticide solutions to objects treated with a pneumomechanical sprayer of pesticide solutions is as follows.

Воздух подается во внутреннее пространство устройства, образованное конусообразным диффузором и конусообразным рассекателем воздушного потока, которые обеспечивают создание наклонной к горизонту плоской воздушной струи кольцеобразной формы.Air is supplied to the internal space of the device, formed by a cone-shaped diffuser and a cone-shaped air flow divider, which ensure the creation of a ring-shaped flat air jet inclined to the horizon.

Сбрасываемый с периферии диска монодисперсный капельный поток на определенном расстоянии и под углом к направлению струи внедряется в ее боковую поверхность и, с возрастающей к оси струи скоростью воздуха, транспортируется к объектам обработки.A monodispersed droplet discharged from the periphery of the disk at a certain distance and at an angle to the direction of the jet is introduced into its side surface and, with an air velocity increasing to the axis of the jet, is transported to the processing objects.

Затухание осевой скорости воздуха υ_m, м·с^-1, плоскопараллельной струи определяется законом

,The attenuation of the axial air velocity υ _m , m · s ^-1 , plane-parallel jet is determined by law

,

где υ_о - скорость воздуха на выходе из устройства, м·с.where υ _о - air speed at the outlet of the device, m · s.

При угле наклона струи к направлению полета капель, например, 25…° и расположении дискового распылителя над поверхностью почвы на высоте 0,6 м, ширина распределения раствора пестицида на растениях составляет 2,92 м.When the angle of the jet to the direction of flight of the droplets, for example, 25 ... ° and the location of the disk sprayer above the soil surface at a height of 0.6 m, the distribution width of the pesticide solution on plants is 2.92 m.

Для пневмотранспортирования капель раствора пестицида к растениям, необходимо и достаточно, чтобы скорость воздуха у растений составляла не менее 5 м·с^-1. Такая величина скорости воздушного потока обеспечивается скоростью воздуха на выходе из устройства 22,4 м·с^-1. Расход воздуха, проходящий через сечение кольцеобразного канала шириной 0,01 м, составляет 805,7 м³/ч.For pneumatic transportation of drops of a pesticide solution to plants, it is necessary and sufficient that the air speed in plants is at least 5 m · s ^-1 . This value of the air flow rate is provided by the air velocity at the outlet of the device 22.4 m · s ^-1 . The air flow passing through the cross section of the annular channel with a width of 0.01 m is 805.7 m ³ / h.

Недостатком пневмомеханического распылителя растворов пестицидов, содержащего диск является то, что вращающиеся распылители дороги, сложны в изготовлении и эксплуатации, энергоемки (15 кВт на диспергирование 1 т жидкости) и кроме того, обладают вентиляционным эффектом. Механическое распыливание используют главным образом для дробления вязких жидкостей и суспензий. Вязкость жидкости оказывает стабилизирующее воздействие, затрудняя развитие волновых явлений, а, следовательно, и распыливание; при увеличении поверхностного натяжения происходит замедление распада жидкости на капли.The disadvantage of the pneumomechanical sprayer of pesticide solutions containing the disk is that the rotating sprayers are expensive to manufacture and operate, energy-intensive (15 kW for dispersing 1 ton of liquid) and, moreover, have a ventilation effect. Mechanical spraying is mainly used for crushing viscous liquids and suspensions. The viscosity of the liquid has a stabilizing effect, complicating the development of wave phenomena, and, consequently, spraying; with an increase in surface tension, the decomposition of the liquid into drops slows down.

При механическом диспергировании дробление жидкости в значительной мере зависит от ее расхода. При очень малом расходе на кромке вращающегося диска возникает жидкий тор, который под действием центробежных сил деформируется, так что на нем образуются шаровидные узлы, отрывающиеся в виде капель. При увеличении расхода жидкости узлы вытягиваются в тонкие струи и нити, число которых увеличивается, достигая постоянной величины. При дальнейшем увеличении расхода нити не могут пропустить всю жидкость из тора, тор сбрасывается с кромки и образует пленку; которая вытягивается, распадаясь на нити и крупные капли.With mechanical dispersion, the crushing of a liquid largely depends on its flow rate. At a very low flow rate, a liquid torus appears on the edge of the rotating disk, which is deformed under the action of centrifugal forces, so that spherical nodes are formed on it, breaking off in the form of drops. With increasing fluid flow, the nodes are pulled into thin jets and threads, the number of which increases, reaching a constant value. With a further increase in the flow rate, the threads cannot pass all the liquid from the torus, the torus is discharged from the edge and forms a film; which stretches, breaking up into threads and large drops.

Известно также устройство (Пат. на полезную модель 91807, МПК⁷ А01М 7/00 Пневмогидравлический распылитель растворов пестицидов [Текст] / Киреев И.М., Коваль З.М. Ревенко В.Ю.; заявитель и патентообладатель ГНУ СКС ВИМ Россельхозакадемии. - №2009136869/22; заявл. 05.10.2009; опубл. 10.03.2010, Бюл. №7. - 3 с: ил.), состоящее из патрубка воздуховода в виде конусообразного диффузора, рассекателя воздушного потока, плоских сходящихся сопел и щелевых распылителей, позволяющее сократить потребление энергии на диспергирование жидкости от 3,75 до 7,50 раза.A device is also known (Pat. For utility model 91807, IPC ⁷ A01M 7/00 Pneumohydraulic sprayer of pesticide solutions [Text] / Kireyev IM, Koval Z.M. Revenko V.Yu .; applicant and patentee GNU SKS VIM of the Russian Agricultural Academy. - No. 2009136869/22; claimed 05.10.2009; published March 10, 2010, Bull. No. 7. - 3 s: ill.), Consisting of a duct pipe in the form of a cone-shaped diffuser, an air flow divider, flat converging nozzles and slotted nozzles , allowing to reduce the energy consumption for dispersing the liquid from 3.75 to 7.50 times.

Технологический процесс нанесения растворов пестицидов на объекты обработки пневмогидравлическим распылителем растворов пестицидов аналогичен предыдущему.The technological process of applying pesticide solutions to objects treated with a pneumohydraulic sprayer of pesticide solutions is similar to the previous one.

Недостатком такого устройства является повышенный расход жидкости при наличии в конструкции устройства четырех щелевых распылителей жидкости. Например, при рабочем давлении 4,0 Бар суммарный расход жидкости, создаваемый четырьмя распылителями (LU-01 AD-01) с минимальным проходным сечением сопла составляет 1,8 л/мин, что соответствует расходу рабочей жидкости от 92,5 л/га до 37 л/га при скорости передвижения от 4,0 км/час до 10,0 км/час.The disadvantage of this device is the increased fluid flow when there are four slotted liquid sprays in the device design. For example, at a working pressure of 4.0 Bar, the total fluid flow generated by four nozzles (LU-01 AD-01) with a minimum nozzle cross-section is 1.8 l / min, which corresponds to a working fluid flow from 92.5 l / ha to 37 l / ha at a speed of movement from 4.0 km / h to 10.0 km / h.

Общим недостатком таких устройств является широкий диаметр аэродисперсного потока в области объекта обработки в направлении движения устройства, требующий конструктивного сочленения устройства с техническим средством на безопасном расстоянии по причине аэрозольного химического взаимодействия с элементами средства.A common disadvantage of such devices is the wide diameter of the aerodispersed flow in the area of the processing object in the direction of movement of the device, which requires a structural connection of the device with the technical tool at a safe distance due to aerosol chemical interaction with the elements of the tool.

Цель полезной модели - повышение производительности работ при проведении химических мероприятий по защите растений.The purpose of the utility model is to increase the productivity of work during chemical plant protection measures.

Для обеспечения поставленной цели предлагается пневмогидравлический распылитель растворов пестицидов, схема конструкции которого на чертеже приведена видами а) и б).To ensure this goal, a pneumohydraulic sprayer of pesticide solutions is proposed, the design diagram of which is shown in the drawing in types a) and b).

Предлагаемое устройство пневмогидравлического распылителя растворов пестицидов состоит из патрубка воздуховода в виде конусообразного диффузора 1 и конусообразного рассекателя воздушного потока 2, усеченных секущей плоскостью 3, а также щелевого распылителя жидкости 4.The proposed device of the pneumohydraulic sprayer of pesticide solutions consists of a duct pipe in the form of a cone-shaped diffuser 1 and a cone-shaped air flow divider 2, truncated by the cutting plane 3, and also a slotted liquid spray 4.

Технологический процесс нанесения растворов пестицидов на объекты обработки пневмогидравлическим распылителем растворов пестицидов осуществляется следующим образом.The technological process of applying pesticide solutions to objects treated with a pneumohydraulic sprayer of pesticide solutions is as follows.

Воздух подается во внутреннее пространство устройства, образованное патрубком воздуховода в виде конусообразного диффузора 1 и конусообразным рассекателем воздушного потока 2, выполненными усеченными секущей плоскостью 3, проходящей через точку на окружности основания диффузора, боковые поверхности диффузора 1 и конусообразного рассекателя 2, при делении его основания пополам. Устройство обеспечивает создание наклонной к горизонту плоской воздушной струи в форме сектора. Подача раствора пестицида к примененному в устройстве щелевому распылителю жидкости 4 осуществляется через гидромагистраль, который установлен таким образом, что капли факела распыла жидкости внедряются в воздушный поток, выходящий из сопла устройства в форме сектора.Air is supplied to the internal space of the device, formed by a conduit pipe in the form of a cone-shaped diffuser 1 and a cone-shaped air flow divider 2, made by a truncated secant plane 3 passing through a point on the circumference of the diffuser base, the lateral surfaces of the diffuser 1 and the cone-shaped divider 2, in half . The device provides the creation of inclined to the horizon of a flat air stream in the form of a sector. The pesticide solution is supplied to the slotted liquid atomizer 4 used in the device through a hydraulic line, which is installed in such a way that droplets of the liquid spray plume are introduced into the air stream leaving the nozzle of the device in the form of a sector.

Капли раствора пестицида под действием скоростного напора воздуха деформируются, распадаются на более мелкие и транспортируются к объектам обработки.Drops of a pesticide solution under the action of high-speed air pressure are deformed, decomposed into smaller ones and transported to the processing objects.

Преимущество предлагаемой полезной модели состоит в том, что она позволяет в 4 раза уменьшить расход жидкости на единицу ширины распределения раствора пестицида.The advantage of the proposed utility model is that it allows 4 times to reduce the flow rate per unit width of the distribution of the pesticide solution.

Следует отметить также, что размер и однородность капель, при нанесении монодисперсных капель растворов пестицидов на растения, являются вторичными критериями качества, влияющими на степень покрытия обрабатываемой поверхности. Известно при этом, что экономическую, биологическую и экологическую эффективность используемых препаратов для защиты растений определяют:It should also be noted that the size and uniformity of the drops when applying monodispersed drops of pesticide solutions on plants are secondary quality criteria that affect the degree of coverage of the treated surface. It is known at the same time that the economic, biological and environmental effectiveness of the used preparations for plant protection is determined by:

- густота (плотность) покрытия осевшими при диспергировании рабочей жидкости каплями обрабатываемой поверхности;- the density (density) of the coating deposited during the dispersion of the working fluid drops of the treated surface;

- процент осаждения рабочей жидкости (препарата) на обрабатываемом объекте.- the percentage of deposition of the working fluid (drug) on the treated object.

Густота покрытия и процент осаждения препарата на обрабатываемом объекте достигаются диспергированием рабочей жидкости на мелкие капли (мелкокапельное опрыскивание).The density of the coating and the percentage of sedimentation of the drug on the treated object are achieved by dispersing the working fluid into small drops (small drop spraying).

Получение мелкодисперсного аэрозоля с применением предлагаемого устройства обеспечивается дополнительным дроблением капель факела распыла, создаваемых щелевым соплом гидравлического распылителя и направленных в высокоскоростной поток воздушной струи.The preparation of a fine aerosol using the proposed device is provided by additional crushing of the spray torch droplets created by the slotted nozzle of the hydraulic atomizer and directed into a high-speed air stream.

Преимущество предлагаемого устройства со щелевым распылителем жидкости состоит в том, что гидравлическое распыливание - самое экономичное по потреблению энергии (2-4 кВт на диспергирование 1 т жидкости). Этот способ подвода энергии, расходуемой непосредственно на диспергирование, широко распространен вследствие сравнительной его простоты, несмотря на то, что распыл довольно грубый и неоднородный. В тоже время воздушный поток, выходящий из сопла предлагаемой конструкции устройства, осуществляет дополнительное дробление, внедряемых в него от факела распыла, крупных капель на мелкие капли. Например, создаваемые щелевым распылителем с оранжевым соплом LU-01 AD-01 при давлении жидкости 4 Бар и объемным ее потоком 0,45 л/мин, капли со средним размером 200 мкм, дробятся под действием скоростного воздушного потока более 65 м/с, когда критерий Вебера превышает 14.The advantage of the proposed device with a slotted liquid atomizer is that hydraulic atomization is the most economical in energy consumption (2-4 kW for dispersing 1 ton of liquid). This method of supplying energy spent directly on dispersion is widespread due to its comparative simplicity, despite the fact that the spray is rather rough and heterogeneous. At the same time, the air stream leaving the nozzle of the proposed device design carries out additional crushing of large drops into small drops introduced into it from the spray torch. For example, droplets with an average size of 200 μm created by a slot nozzle with an orange nozzle LU-01 AD-01 at a liquid pressure of 4 Bar and its volume flow of 0.45 l / min are crushed under the action of a high-speed air stream of more than 65 m / s, when Weber's criterion exceeds 14.

Такое дробление капель в высокоскоростном потоке воздушной струи исключает необходимость создания больших давлений жидкости, например 4,0 Бар, перед соплом распылителя (LU-01 AD-01). Вполне достаточно давления жидкости 2,5 Бар, при котором потребный расход рабочей жидкости сокращается до 40%. При этом создаваемые крупные капли дальше летят и внедряются в воздушный поток с увеличивающейся относительной скоростью к его оси для осуществления вторичного дробления на более мелкие капли.Such droplet crushing in a high-speed air stream eliminates the need for high fluid pressures, such as 4.0 Bar, in front of the spray nozzle (LU-01 AD-01). A fluid pressure of 2.5 bar is sufficient, at which the required flow rate of the working fluid is reduced to 40%. In this case, the large droplets created fly further and are introduced into the air flow with an increasing relative speed to its axis for secondary crushing into smaller droplets.

Конструкция предлагаемого устройства исключает необходимость создания воздушного потока кольцеобразной формы, т.к. распространению частиц аэрозоля во внешнюю среду оказывает сопротивление встречный воздушный поток в процессе движения предлагаемого устройства.The design of the proposed device eliminates the need to create an air flow ring-shaped, because the spread of aerosol particles into the external environment is resisted by the oncoming air flow during the movement of the proposed device.

Со стороны усеченной части предлагаемой конструкции устройства упрощается расположение конструктивно-регулировочных приспособлений для установки пространственного расположения щелевого распылителя, подвода к нему рабочей жидкости.On the part of the truncated part of the proposed device design, the arrangement of structural adjusting devices for setting the spatial location of the slotted spray gun and supplying working fluid to it is simplified.

Большее количество капель за счет дробления высокоскоростным потоком воздуха позволит увеличить высоту расположения устройства над объектами обработки, ширину захвата, безопасную скорость его передвижения, а также повысить производительность работ при проведении химических мероприятий по защите растений.A larger number of droplets due to crushing by a high-speed air flow will increase the height of the device above the processing objects, the working width, the safe speed of its movement, as well as increase the productivity of work during chemical measures to protect plants.

Расположение устройства в непосредственной близости к техническому средству в навесном варианте упрощает его конструктивно-технологическое сочленение со средством.The location of the device in close proximity to the technical tool in the mounted version simplifies its structural and technological joint with the tool.

Claims

A pneumatic-hydraulic sprayer of pesticide solutions containing liquid sprayers, a cone-shaped air flow divider, a duct in the form of a cone-shaped diffuser and a hydraulic manifold for supplying a pesticide solution to the liquid sprayers, characterized in that in the design of the pneumatic-hydraulic sprayer, the air pipe in the form of a cone-shaped diffuser and truncated secant plane passing through a point on the circumference of the base of the diffuser, the lateral surfaces of the diffuser and the cone-shaped divider, when dividing its base in half, and the slotted liquid atomizer used in the device is installed in such a way that droplets of the spray jet are introduced into the air stream leaving the nozzle of the device in the form of a sector.