RU195491U1

RU195491U1 - LIQUID SPRAY

Info

Publication number: RU195491U1
Application number: RU2019123645U
Authority: RU
Inventors: Раис Фаритович Сабиров; Айрат Расимович Валиев; Булат Гусманович Зиганшин; Дамир Тагирович Халиуллин; Андрей Владимирович Дмитриев; Ахмед Хассан Абделкарим омар Абделфаттах; Рустам Мингазизович Низамов; Радик Ильясович Сафин
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2020-01-29

Abstract

Устройство относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для распыления жидкости. Распылитель жидкости содержит цилиндрический корпус, имеющий центральное цилиндрическое отверстие с впускным газовым каналом, центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса, впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное с жидкостной кольцевой камерой. Газовое сопло и жидкостное сопло выполнены соосными. Жидкостное сопло расположено дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса. Жидкостная кольцевая камера и жидкостное сопло образованы пазами в цилиндрическом корпусе. В нижней части цилиндрического корпуса имеется смесительная камера, ограниченная с нижней стороны плоским диском. Площадь сечения газового сопла больше площади сечения жидкостного сопла в 3 раза. Жидкостная кольцевая камера выполнена в виде конуса. Техническим результатом полезной модели является обеспечение возможности равномерного распыления жидкого биологического препарата при давлении, не превышающем нормальное атмосферное более чем 2 раза, что обеспечивает максимально возможное сохранение количества жизнеспособности микроорганизмов, соответственно повысить эффективность применения биологических препаратов. 1 ил.The device relates to agricultural machinery, in particular to a device for spraying liquid. The liquid atomizer comprises a cylindrical body having a central cylindrical hole with an inlet gas channel, a central rod mounted in the central hole and having a part protruding from the cylindrical body, a liquid inlet channel, a liquid annular chamber connected to the liquid inlet channel, a liquid nozzle, associated with a liquid annular chamber. The gas nozzle and the liquid nozzle are made coaxial. The liquid nozzle is located further along the radius from the center line of the cylindrical body. The liquid annular chamber and the liquid nozzle are formed by grooves in a cylindrical body. In the lower part of the cylindrical body there is a mixing chamber bounded on the lower side by a flat disk. The cross-sectional area of the gas nozzle is 3 times larger than the cross-sectional area of the liquid nozzle. The liquid annular chamber is made in the form of a cone. The technical result of the utility model is the possibility of uniform spraying of a liquid biological product at a pressure not exceeding normal atmospheric more than 2 times, which ensures the maximum possible preservation of the amount of viability of microorganisms, respectively, to increase the efficiency of the use of biological preparations. 1 ill.

Description

Устройство относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для распыления жидкости.The device relates to agricultural machinery, in particular to a device for spraying liquid.

Известна форсунка с параболическим завихрителем [1]. Она содержит цилиндрическую камеру для подвода газа, осевой ороситель с дроссельными отверстиями для подвода жидкости и завихритель газожидкостного потока. Ороситель с дроссельными отверстиями заглушен с выходного конца центробежным элементом, состоящим из последовательно соединенных профилированных дисков, на торцевой части которых выполнены выступы и углубления в форме спирали Архимеда. Выступы на одном диске входят с зазором во впадины на другом диске с образованием канала в форме спирали Архимеда, сообщающегося с полостью цилиндрической камеры, в торцевой части которой расположен диск с перфорацией для входа газа, который своей внешней поверхностью жестко соединен с цилиндрической камерой, а внутренней поверхностью - с оросителем. В цилиндрической камере последовательно установлены два завихрителя. Завихритель, расположенный на входе газового потока, жестко скреплен с трубкой оросителя. Завихритель на выходе жестко скреплен с внутренней поверхностью цилиндрической камеры. Между завихрителями выполнены зазоры для взаимодействия с газом и жидкостью: тангенциальный зазор и осевой зазор. Каждый из завихрителей и выполнен в форме эллиптического параболоида, направляющие лопасти которого изогнуты по винтовой поверхности и образуют криволинейные конфузорные каналы.Known nozzle with a parabolic swirl [1]. It contains a cylindrical chamber for supplying gas, an axial sprinkler with throttle holes for supplying fluid and a swirl of gas-liquid flow. The sprinkler with throttle openings is muffled from the outlet end by a centrifugal element consisting of serially connected profiled disks, on the end of which there are protrusions and indentations in the form of a Archimedes spiral. The protrusions on one disk enter the cavities with a gap in the other disk with the formation of a channel in the form of an Archimedes spiral communicating with the cavity of the cylindrical chamber, in the end part of which there is a disk with perforation for gas inlet, which is rigidly connected to the cylindrical chamber by its outer surface and the inner surface - with a sprinkler. In a cylindrical chamber two swirlers are installed in series. The swirl located at the inlet of the gas stream is rigidly bonded to the irrigation tube. The swirl at the outlet is rigidly bonded to the inner surface of the cylindrical chamber. Between the swirlers there are gaps for interaction with gas and liquid: a tangential gap and an axial gap. Each of the swirls is made in the form of an elliptical paraboloid, the guide blades of which are curved along a helical surface and form curved confusor channels.

Недостатком данной конструкции является высокий уровень давления жидкости, который недопустим при распылении жидкости с биологическим препаратом.The disadvantage of this design is the high level of fluid pressure, which is unacceptable when spraying a liquid with a biological product.

Так же известна пневматическая форсунка [2], которая содержит корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру. Шнек запрессован в корпус с образованием конической камеры, расположенной над шнеком соосно диффузору и соединенной с ним последовательно. Шнек выполнен сплошным, а внешняя поверхность шнека представляет собой две последовательно соединенных поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой и расположена внутри корпуса, а вторая поверхность выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском. Распылительный диск расположен перпендикулярно оси корпуса и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса. Линия, образующая торцевую поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка. Поверхность распылительного диска, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса и имеет на периферийной части радиальные вырезы, чередующиеся со сплошной частью поверхности распылительного диска. Коаксиально и осесимметрично корпусу к его внешней поверхности прикреплен коллектор с, по крайней мере, тремя трубками для подвода воздуха, при этом нижняя часть трубок закреплена в диффузоре, охватывающем распылительный диск, а срез трубок выполнен в виде дросселирующих каналов, которые расположены напротив стержня, соединяющего распылительный диск со шнеком.Also known is a pneumatic nozzle [2], which contains a housing with a screw coaxially located in the lower part of the housing, and a fitting located in the upper part of the housing with a cylindrical fluid inlet connected to a diffuser, an axisymmetric housing and a fitting. The screw is pressed into the housing with the formation of a conical chamber located above the screw coaxially to the diffuser and connected in series with it. The auger is made continuous, and the outer surface of the auger consists of two surfaces connected in series, one of which is at least a single-helical screw groove with right or left thread and is located inside the housing, and the second surface is made smooth in the form of a body of revolution axisymmetrically connected with spray disc. The spray disk is perpendicular to the axis of the housing and protrudes beyond the end surface of the lower part of the housing. The line forming the end surface can be either a straight line or an nth-order curved line. The surface of the spray disk protruding beyond the end surface of the lower part of the housing is bent toward the lower part of the housing and has radial cutouts alternating with the solid part of the surface of the spray disk on the peripheral part. A collector with at least three air supply tubes is attached coaxially and axisymmetrically to the housing to its outer surface, while the lower part of the tubes is fixed in a diffuser enclosing the spray disk, and the tube cut is made in the form of throttling channels that are opposite the rod connecting spray disc with auger.

Недостатком данного устройства является то, что при распылении происходит преобразование энергии давления в скорости истечения жидкости, при этом происходит перепад давления и гибель бактерий входящих в препараты для биологической защиты растений.The disadvantage of this device is that when spraying, the pressure energy is converted to the rate of fluid flow, while there is a pressure drop and the death of bacteria included in the preparations for biological plant protection.

Прототипом является пневмоакустическая стержневая форсунка [3], содержащая цилиндрический корпус, имеющий центральное цилиндрическое отверстие с впускным газовым каналом, центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса, имеющего впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное с жидкостной кольцевой камерой, охватывающее центральный стержень, кольцевой резонатор, установленный на выступающей части центрального стержня, рабочая часть которого обращена к цилиндрическому корпусу, причем газовое сопло и жидкостное сопло выполнены соосными, жидкостное сопло расположено дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса, обечайку, охватывающую цилиндрический корпус, при этом жидкостная кольцевая камера и жидкостное сопло образованы пазами в цилиндрическом корпусе, ограниченными внутренней поверхностью обечайки, центральный стержень выполнен с диаметром, равным диаметру сопла, в центральном стержне выполнены продольные пазы, расположенные на расстояниях, не превышающих четверть длины волны рабочей частоты форсунки.The prototype is a pneumatic acoustic rod nozzle [3], comprising a cylindrical body having a central cylindrical hole with an inlet gas channel, a central rod mounted in the central hole and having a part protruding from the cylindrical body having a liquid inlet channel, a liquid annular chamber associated with fluid inlet, fluid nozzle coupled to a liquid annular chamber, spanning a central shaft, ring resonator mounted on a protrusion the main part of the central rod, the working part of which is facing the cylindrical body, the gas nozzle and the liquid nozzle being made coaxial, the liquid nozzle is located further along the radius from the center axis of the cylindrical body, the shell surrounding the cylindrical body, while the liquid annular chamber and the liquid nozzle are formed grooves in a cylindrical housing limited by the inner surface of the shell, the Central rod is made with a diameter equal to the diameter of the nozzle in the Central rod in Full longitudinal slots disposed at a distance not exceeding a quarter of the working wavelength of the nozzle frequency.

Недостатком прототипа является то, что процесс распыления жидкости происходит при сверхкритическом давлении, что является губительным для микроорганизмов, входящих в препараты для биологической защиты растений.The disadvantage of the prototype is that the process of spraying liquid occurs at supercritical pressure, which is detrimental to microorganisms included in preparations for biological plant protection.

Задачей изобретения является повышение эффективности применения жидких биологических препаратов.The objective of the invention is to increase the efficiency of liquid biological preparations.

Технический результат - распыление жидкого биологического препарата при максимально возможном сохранении количества жизнеспособности микроорганизмов в нем.EFFECT: spraying a liquid biological preparation while preserving the maximum amount of viability of microorganisms in it.

Технический результат достигается тем, что распылитель рабочего раствора биопрепарата, содержащий цилиндрический корпус, имеющий центральное цилиндрическое отверстие с впускным газовым каналом, центральный стержень, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса, впускной канал для жидкости, жидкостную кольцевую камеру, связанную с впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло, связанное с жидкостной кольцевой камерой, причем газовое сопло и жидкостное сопло выполнены соосными, жидкостное сопло расположено дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса, при этом жидкостная кольцевая камера и жидкостное сопло образованы пазами в цилиндрическом корпусе, в нижней части цилиндрического корпуса имеется смесительная камера, которая с нижней стороны ограничена плоским диском, площадь сечения газового сопла больше площади сечения жидкостного сопла в 3 раза, а жидкостная кольцевая камера выполнена в виде конуса.The technical result is achieved in that the sprayer of the working solution of a biological product containing a cylindrical body having a central cylindrical opening with an inlet gas channel, a central rod mounted in the central hole and having a part protruding from the cylindrical body, an inlet channel for liquid, a liquid annular chamber connected with a fluid inlet, a fluid nozzle coupled to the fluid annular chamber, the gas nozzle and the fluid nozzle being coaxial, fluid the nozzle is located further radially from the center axis of the cylindrical body, wherein the liquid annular chamber and the liquid nozzle are grooved in the cylindrical body, there is a mixing chamber in the lower part of the cylindrical body, which is bounded on the lower side by a flat disk, the gas nozzle cross-sectional area is larger than the area section of the liquid nozzle is 3 times, and the liquid annular chamber is made in the form of a cone.

Сущность предлагаемого устройства поясняется схемой.The essence of the proposed device is illustrated by the scheme.

Фиг. 1 - схема распылителя, аксонометрия, разрез.FIG. 1 is a diagram of a nebulizer, a perspective view, a section.

Распылитель жидкости содержит цилиндрический корпус 1 (фиг. 1), имеющий центральное цилиндрическое отверстие с впускным газовым каналом 2, центральный стержень 3, установленный в центральном отверстии и имеющий часть, выступающую из цилиндрического корпуса, впускной канал 4 для жидкости, жидкостную кольцевую камеру 5, связанную с впускным каналом для жидкости, жидкостное сопло 6, связанное с жидкостной кольцевой камерой, причем газовое сопло 7 и жидкостное сопло 6 выполнены соосными, жидкостное сопло расположено дальше по радиусу от центральной осевой линии цилиндрического корпуса 1, при этом жидкостная кольцевая камера 5 и жидкостное сопло образованы пазами в цилиндрическом корпусе 1, в нижней части которого имеется смесительная камера 8, ограниченная с нижней стороны плоским диском 9, площадь сечения газового сопла больше площади сечения жидкостного сопла в 3 раза, а жидкостная кольцевая камера 5 выполнена в виде конуса. Устройство работает следующим образом.The liquid atomizer comprises a cylindrical body 1 (Fig. 1) having a central cylindrical hole with a gas inlet 2, a central rod 3 mounted in the central hole and having a part protruding from the cylindrical body, a liquid inlet 4, a liquid annular chamber 5, connected to the fluid inlet, a liquid nozzle 6, connected to a liquid annular chamber, the gas nozzle 7 and the liquid nozzle 6 being coaxial, the liquid nozzle located further radially from the central the axial line of the cylindrical body 1, while the liquid annular chamber 5 and the liquid nozzle are formed by grooves in the cylindrical body 1, in the lower part of which there is a mixing chamber 8, bounded on the lower side by a flat disk 9, the cross-sectional area of the gas nozzle is larger than the cross-sectional area of the liquid nozzle in 3 times, and the liquid annular chamber 5 is made in the form of a cone. The device operates as follows.

Распылитель устанавливается в вертикальном положении и закрепляется хомутом. Корпус 1 распылителя имеет два входных штуцера 2 и 4. В один из них подается газ (воздух) под давлением, а во второй подается жидкость (рабочий раствор). Воздух, проходя через цилиндрическую полость и упираясь в ограничительный диск 9, меняет свое направление на 90° и попадает в смесительную камеру 8. Рабочий раствор, спускаясь по конусообразной поверхности внешней стенки жидкостной кольцевой камеры 5, закручиваясь, попадает в смесительную камеру 5, где смешивается с потоком воздуха. Далее смешанный рабочий раствор, обогащенный воздухом, распыляется в атмосферу. В рабочем растворе, обогащенным воздухом, не происходит губительного для бактерий перепада давления, так как для распыления используется его подача при давлении не более 1,5…2 атм. (0,15…0,2 МПа). Также, частицы раствора из-за закручивания жидкости при движении по стенкам конусообразной кольцевой камеры, при распылении двигаются по траектории логарифмической спирали, что приводит к снижению его сноса ветром или набегающего потока воздуха.The sprayer is installed in an upright position and secured with a clamp. The atomizer body 1 has two inlet nipples 2 and 4. Gas (air) is supplied to one of them under pressure, and liquid (working solution) is supplied to the second. Air passing through the cylindrical cavity and abutting against the restrictive disk 9 changes its direction by 90 ° and enters the mixing chamber 8. The working solution, descending along the conical surface of the outer wall of the liquid annular chamber 5, swirls, enters the mixing chamber 5, where it is mixed with a stream of air. Next, a mixed working solution enriched with air is sprayed into the atmosphere. In a working solution enriched with air, there is no pressure drop detrimental to bacteria, since its supply at a pressure of not more than 1.5 ... 2 atm is used for spraying. (0.15 ... 0.2 MPa). Also, particles of the solution due to the twisting of the liquid during movement along the walls of the conical annular chamber, during spraying, move along the trajectory of a logarithmic spiral, which reduces its drift by the wind or the incoming air flow.

Таким образом, такое конструктивное решение распылителя жидкости позволяет проводить равномерное распыление жидкого биологического препарата при давлении не превышающего нормального атмосферного более чем 2 раза, что обеспечивает максимально возможное сохранение количества жизнеспособности микроорганизмов, соответственно, повысить эффективность применения биологических препаратов.Thus, such a constructive solution of the liquid atomizer makes it possible to uniformly atomize a liquid biological preparation at a pressure not exceeding the normal atmospheric pressure more than 2 times, which ensures the maximum possible preservation of the amount of viability of microorganisms, respectively, increasing the efficiency of using biological preparations.

Полезная модель создана при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» по соглашению №14.610.21.0017 от 03 октября 2017 г., уникальный идентификатор проекта RFMEFI61017X0017.The utility model was created with the financial support of the Russian Ministry of Education and Science in the framework of the Federal Target Program “Research and Development in Priority Directions for the Development of the Russian Science and Technology Complex for 2014-2020” under agreement No. 14.610.21.0017 of October 3, 2017, a unique project identifier RFMEFI61017X0017.

Список использованной литературыList of references

1. Патент РФ №2636721, МПК В05В 1/34, В05В 7/00, B01F 3/04, B01F 5/02. Форсунка с параболическим завихрителем /О.С. Кочетов, заявл. 2016143959, 09.11.2016, опубл. 27.11.2017 бюлл. №33.1. RF patent No. 2636721, IPC B05B 1/34, B05B 7/00, B01F 3/04, B01F 5/02. Nozzle with a parabolic swirl / O.S. Kochetov, declared. 2016143959, 09/09/2016, publ. 11/27/2017 bull. No. 33.

2. Патент РФ №2631293, МПК В05В 1/00, F23D 11/00. Пневматическая форсунка / О.С. Кочетов, заявл. 2017104369, 10.02.2017, опубл. 20.09.2017 бюлл. №26.2. RF patent No. 2631293, IPC B05B 1/00, F23D 11/00. Pneumatic nozzle / OS Kochetov, declared. 2017104369, 02/10/2017, publ. 09/20/2017 bull. No. 26.

3. Патент РФ №2536957, МПК В05В 1/00. Пневмоакустическая стержневая форсунка / А.Н. Дубровский, заявл. 2013134991/05, 26.07.2013, опубл. 27.12.2014 бюлл. №36.3. RF patent No. 2536957, IPC B05B 1/00. Pneumoacoustic rod nozzle / A.N. Dubrovsky, declared 2013134991/05, 07.26.2013, publ. 12/27/2014 bull. No. 36.

Claims

A liquid atomizer comprising a cylindrical body having a central cylindrical opening with an inlet gas channel, a central rod mounted in the central opening and having a part protruding from the cylindrical body, a liquid inlet channel, a liquid annular chamber connected to the liquid inlet channel, a liquid nozzle associated with the liquid annular chamber, wherein the gas nozzle and the liquid nozzle are made coaxial, the liquid nozzle is located further along the radius from the Central axial a cylindrical body, wherein the liquid annular chamber and the liquid nozzle are formed by grooves in the cylindrical body, characterized in that in the lower part of the cylindrical body there is a mixing chamber, which is bounded on the lower side by a flat disk, the gas nozzle cross-sectional area is 3 times larger than the cross-sectional area of the liquid nozzle times, and the liquid annular chamber is made in the form of a cone.