RU2149532C1 - Машина для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в механизации сельского хозяйства и относится, в частности, к машинам для внесения жидких средств химизации в почву. Машина содержит гидропневморезервуар с изолированными отсеками для азотных, фосфорных, калийных и других удобрений с полным использованием грузоподъемности машины и повышением надежности ее работы и эффективным перемешивающим устройством. Последнее выполнено в виде комбинации реактивной и механических мешалок. Распределительное устройство выполнено в виде параллелограммной штанги, имеющей возможность сжатия-растяжения и поворота вокруг своей оси в пределах рабочей ширины захвата, рабочими органами-форсунками с регулируемым расходом. Изобретение позволяет промышленно изготовить машину для дифференцированного внесения удобрения по всей площади обрабатываемого поля, с заданной дозой и качеством распределения удобрений на каждом элементарном участке поля при повышении производительности, надежности работы машины и снижении загрязнения окружающей среды. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Изобретение относится к области механизации сельского хозяйства, в частности к машинам для внесения жидких средств химизации в почву.

Известен способ внесения удобрений в почву, в основе которого лежит получение цифровой почвенной карты участков поля агроценозов, различающихся по типу почвы, содержанию питательных элементов, урожайности сельскохозяйственных культур и машина для дифференцированного внесения удобрений в соответствии с потребностями в питательных веществах каждого отдельного участка поля, содержащая емкости для твердых минеральных удобрений и ядохимикатов, компьютер с навигационным оборудованием, распределяющие, подающие и дозирующие устройства, последние в процессе работы изменяют состав и дозу удобрений в каждый данный момент времени под программируемый урожай (Заявка США N 85850358.4, кл. A 01 C 17/00, 1985, описание к Европейскому патенту 0181308 AI "Способ и устройство для внесения удобрений").

Данная машина предназначена для внесения основной дозы твердых минеральных удобрений. Единственный узел устройства, осуществляющий дозированную подачу жидких химикатов, состоит из насоса с гидроприводом и подающим трубопроводом. Такая конструкция машины фактически не пригодна для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений. При внесении же твердых туков с изменением их дозы от максимальных до минимальных значений резко меняется неравномерность распределения удобрений на рабочей ширине захвата, вследствие чего необходимо постоянно менять величину перекрытия смежных проходов машины в соответствии с изменением дозы удобрений, что практически неосуществимо. Подача твердых туков на транспортерную ленту на разном расстоянии от места их схода с нее, далее на центробежный диск и отдельно на него жидких химикатов не обеспечивает заданного технологического качества смешивания исходных компонентов. Дифференцированное внесение удобрений предполагает внесение на каждый элементарный участок поля различных по составу и дозе удобрений. При полном заполнении всех бункеров машины часть из них может быть не выработана, при заполнении их в соответствии с картой обрабатываемого поля часть из них может быть заполнена неполностью, что в том и в другом вариантах снижает производительность машины. Указанные недостатки не позволяют осуществить все требования дифференцированного внесения удобрений.

Известно устройство для транспортировки жидкого вещества, включающее резервуар для вещества и помещенную внутрь него эластичную емкость для газа, связанную посредством технологической арматуры с источником сжатого газа и выполняющую роль нажимной подушки на транспортируемое вещество с постоянным статистическим давлением (Заявка ФРГ N 2427041, кл. B 65 D 87/48, 1974).

Недостатком данного устройства является невозможность транспортировки нескольких различающихся по химическому составу веществ, что снижает его технологические возможности, а также низкая надежность устройства вследствие неравномерных растягивающих усилий по длине и поверхности газовой емкости, обусловленных ее несимметричным расположением относительно объема транспортируемого вещества (растягивающие усилия во входной части эластичного мешка будут больше, чем в дальних концах, что вызовет его быстрый износ).

Известен также резервуар в мобильном агрегате для нескольких, отличающихся между собой жидких химикатов, содержащий корпус, разделенный на продольные секции посредством эластичных перегородок, пространство между которыми связано с источником разрежения и создания избыточного давления, к которому также подключены барботажные мешалки, расположенные в каждой секции (Авт. св-во СССР N 1282837, кл. A 01 M 7/00, B 05 C 11/11, 1985).

Недостатком указанного устройства является то, что в процессе движения агрегата по обрабатываемому полю при неполном заполнении секций резервуара жидкими химикатами вследствие возможных колебаний жидкости возникают гидравлические удары, что влечет знакопеременные нагрузки на эластичные перегородки и быстрый их износ, а постоянное изменение центра тяжести резервуара в результате колебания жидкости при работе на склонах технически небезопасно и приводит к перевороту транспортной цистерны. При этом в процессе приготовления и транспортировки суспендированных жидких удобрений, содержащих малорастворимый хлористый калий, их непрерывное перемешивание и поддержание частиц во взвешенном состоянии посредством барботеров малоэффективно и не обеспечивает заданное равномерное распределение составляющих суспензию фаз по всему объему емкости, что, как следствие, приводит к неравномерному распределению питательных элементов по всей площади обрабатываемого поля и снижению эффективности дифференцированного внесения удобрений.

Известны механические и гидравлические перемешивающие системы, в частности по типу Сегнерева колеса, перемешивание в которых осуществляется посредством энергии обратно текущей от насоса жидкости с сочетанием механического и гидравлического эффекта (Тракторное оборудование для полевых культур. //Техника и технология безопасности применения средств защиты растений: Лекции курсов обучения по контролю за качеством применения пестицидов/ Госагропром СССР, СИБА-ГЕЙКИ АГ, Швейцария - М., 1987, - с. 7-8 ).

Этим системам свойственно низкое качество перемешивания. При работе таких мешалок недостаточные вертикальные и радиальные токи жидкости, малая турбулизация перемешиваемой массы жидкости приводят к образованию застойных зон в придонном слое резервуара и, как следствие, неравномерному распределению питательных элементов в объеме транспортируемых удобрений при дифференцированном внесении их в почву.

Известен дефлекторный распылитель, включающий корпус с выходным каналом полуцилиндрической формы с параболическим выступом по длине канала (Авторское св-во СССР N 1050620623, кл. A 01 M 7/00, B 05 B 1/26, 1982).

Недостатком распылителя при предложенной конфигурации выходного канала является трехвершинная эпюра распределения удобрений, поскольку крайние части струи жидкости, набегающей на дефлектор, несут большую часть потока, чем центральная, при этом с увеличением дозы вносимых удобрений (с повышением перепада давления перед форсункой) крайние экстремальные точки эпюры распределения перевысят центральную, что резко сужает допуск на перекрытие эпюр от смежных форсунок и не позволяет достичь требуемого качества распределения удобрений на рабочей ширине захвата машины. К тому же данный распылитель не регулирует расход вносимых удобрений и для дифференцированного внесения, когда требуется непрерывное изменение дозы в процессе работы машины, мало пригоден.

Известна плоскофакельная форсунка с установленной перед щелевым отверстием шаровой вставкой, посредством которой регулируется характер распределения жидкости в факеле распыла (Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкостей. - М.: Химия, 1979,- с. 56-59; Патент США N 3702175, 1970).

Недостатком данной форсунки является узкий по физико-химическим свойствам (плотности, вязкости, содержанию твердых включений) диапазон рабочих жидкостей, распыляемых щелевой форсункой, поэтому она практически не применяется в сельскохозяйственной практике для внесения суспендированных удобрений, имеющих твердые фракции калийных компонентов. При этом соударение струй внутри корпуса форсунки, вызывая турбулизацию обтекаемых шаровую вставку потоков, приводит к обратным токам жидкости и при наличии твердых включений в удобрениях выходное щелевое сопло забивается, и данная форсунка становится неработоспособной. Диапазон регулирования расхода в данной форсунке также не отвечает требованиям дифференцированного внесения удобрений.

Известен распределитель удобрений, включающий цистерну для удобрений, технологическую арматуру, ряд удобрительных трубок, размещенных на несущем устройстве, выполненном в виде параллелограмма (Заявка ФРГ N 3512226 A1, кл. A 01 C 23/00, 1985).

Такая конструкция не обеспечивает стабильность ширины захвата при сплошном поверхностном внесении жидких агрохимикатов с изменяющейся дозой в процессе движения машины.

Известна штанга с размещенными на ней распылителями агрохимикатов, выполненная в виде параллелограммов, позволяющих устанавливать заданное перекрытие смежных эпюр распределения (Заявка Франции N 2254176, кл. A 01 C 23/00, 1973).

Недостаток такого устройства - постоянное изменение ширины захвата при изменении эпюры распределения химикатов для сохранения заданного качества внесения на рабочей ширине захвата, при этом изменение ширины захвата делает невозможным точное совмещение смежных проходов машин - удобрителей при обратных проходах и, как следствие, не обеспечивает заданного качества распределения агрохимикатов по всей площади обрабатываемого поля при их дифференцированном внесении.

Известны более совершенный способ и устройство для дифференцированного внесения агрохимикатов в почву, наиболее близкие к предложенному по своей технической сущности и достигаемому результату, включающие спутниковую глобальную позиционную систему с приемниками, расположенными как на стационарной станции, так и на мобильном техническом средстве, которые показывают горизонтальные координаты положения агрегата в поле с размещенными на нем компьютером и устройством контроля и управления широкозахватной штангой с форсунками, распределяющими жидкие химикаты, емкостью для химикатов, насосом, связанным посредством трубопроводной, запорной и регулирующей технологической арматуры с рабочими органами-форсунками, обеспечивающими в совокупности точную дозу химиката на каждом участке поля в соответствии с программой обработки поля (Variable Rate Technology, A State of the Art Review "Технология переменных норм" - материалы ИНТЕРНЕТ).

Недостатки данного устройства: предназначено для внесения в почву одного состава удобрения иди средства защиты растений - это требует дополнительных проходов машины по полю для внесения недостающих питательных элементов, что приводит к снижению производительности машины; отсутствие эффективного перемешивающего устройства в случае внесения суспендированных удобрений не обеспечивает равномерное распределение компонентов суспензии во всем объеме цистерны машины; форсунки, распределяющие удобрения, выполнены без устройства регулирования расхода на каждой форсунке, что требует постоянного подбора как их проходного диаметра, так и шага расстановки на штанге при изменении дозы внесения и соответственно перепада давления перед форсункой для сохранения требуемого характера распределения и заданного допуска на перекрытие эпюр распределения от смежных форсунок; штанга не обеспечивает автоматическое регулирование шага расстановки форсунок при неизменной ширине захвата и изменение длины факела распыла удобрений. Указанные недостатки не позволяют эффективно осуществлять дифференцированное внесение удобрений данным устройством.

Целью настоящего изобретения является обеспечение дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений по всей площади обрабатываемого поля с заданной дозой и качеством распределения удобрений на каждом элементарном участке поля мобильной полевой машиной при повышении ее производительности, надежности работы и снижении загрязнения окружающей среды от химикатов.

Поставленная цель достигается изменением конструкций известных машин - удобрителей, это является "промышленно-применимым", т.к. может найти применение в области механизации сельского хозяйства для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений. В конструкцию машины введены: гидропневморезервуар, изолированный на отсеки для разных по составу удобрений эластичными перегородками и отсеком для нагнетания сжатого воздуха с возможностью осевого перемещения эластичных перегородок с равномерной концентрацией напряжений по всему периметру перегородок и полным использованием грузоподъемности машины; штанга из системы шарнирных параллелограммов, способных по заданной программе обработки поля автоматически сжиматься, растягиваться и поворачиваться вокруг своей оси без изменения рабочей ширины захвата машины с обеспечением заданного качества распределения удобрений по всей площади обрабатываемого поля; рабочие органы, распределяющие удобрения, - дефлекторные форсунки с автоматическим изменением расхода удобрений через каждую форсунку в зависимости от потребной дозы на каждом элементарном участке поля; перемешивающее устройство в виде комбинации реактивной и механических мешалок, обеспечивающее заданное технологическое качество перемешивания различных по составу удобрении и микроэлементов. Наряду с обычной гидравлической системой машина снабжена пневмосистемой для подачи удобрений к дозаторам, а также гидропневмоавтоматикой, управляемой от прибора управления и позволяющей автоматически обеспечивать заданные технологические режимы внесения удобрений при переходе с одного элементарного участка обрабатываемого поля на другой.

Предложенная машина изображена на схемах, где:
на фиг. 1 дана общая схема технологического оборудования машины;
на фиг. 2 - устройство гидробаков для перемешивания удобрений в машине в продольном разрезе;
на фиг. 3 - то же, разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 - то же, разрез Б-Б на фиг. 2;
на фиг. 5 - дефлекторная форсунка, вид сбоку в продольном разрезе;
на фиг. 6 - то же, разрез В-В на фиг. 5;
на фиг. 7 - то же, вид А на фиг. 5;
на фиг. 8 - штанга для распределения удобрений;
на фиг. 9 - то же, вид Б на фиг. 8;
на фиг. 10 - схема распределения удобрений от отдельной форсунки в ее продольной плоскости.

Машина для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений в почву содержит гидропневморезервуар 1, блок подачи 2 и блок регулирования 3 с расходом сжатого воздуха, блок дозирования жидких удобрений 4, блок распределения 5 удобрений и микроэлементов, гидробаки 6 и 7, емкости для микроэлементов 8, инжекторы 9, блок подачи удобрений 10, штангу 11 с установленными на ней электрошаговыми двигателями 12 и 13, на которой размещен ряд дефлекторных форсунок 14, каждая из которых также снабжена электрошаговым двигателем (на фиг. 1 не показан), прибор управления 15. Блоки 2, 3, 4, 5, 10 и штанга 11 с форсунками 14 связаны интерфейсами 16, 17, 18, 19, 20 и 21 соответственно с прибором управления 15. Резервуар 1 цилиндрической формы разделен не менее чем на четыре изолированных отсека 22 и 23 с эластичными перегородками 24 по периметру, жестко связанными с обечайкой резервуара 1, а центральная часть эластичных перегородок 24 закреплена в диски 25, имеющие возможность осевого перемещения вдоль оси 26, которая в каждом отсеке 22 и 23 герметично закрыта эластичными гофрами 27. Концы оси 26 жестко прикреплены к эллиптическим боковинам 28 резервуара 1. В верхней части резервуара 1 установлены заправочные горловины 29 с обратными клапанами 30, гидропневмозамки 31 и предохранительный клапан 32, а в нижней части - фильтр 33. Блок 2 включает компрессор 34, ресивер 35 с предохранительным клапаном 36, электромагнитные запорные клапаны 37, 38 и 39. Блок 2 посредством пневмотрубопроводов 40 и 41 связан с гидропневмозамками 31, пневмоклапаном давления 42 дифференциального типа, регуляторами потока 43 блока регулирования 3. Пневмоклапан 42 и регуляторы 43 связаны пневмопроводами 44 и 45 с отсеком 23 резервуара 1 и инжекторами 9 соответственно. Последние гидротрубопроводами 46 через быстрозапорные клапаны 47 соединены с емкостями 8. Электромагнитные катушки клапанов 47 подключены через интерфейс 48 к прибору управления 15. Инжекторы 9 гидротрубопроводами 49 соединены с электромагнитными клапанами 50 и 51 блока 5, выходные отверстия которых связаны трубопроводами 52 и 53 с гидробаками 6 и 7. Отсеки 22 резервуара 1 гидротрубопроводами 54 через электромагнитные запорные клапаны 55 подсоединены к импульсным дозаторам напорного истечения 56 блока 4, которые посредством трубопроводов 57, 58 и 59 через электромагнитные клапаны 60 и 61 связаны с баками 6 и 7. Блок 10 содержит насос 62 с регулируемой производительностью, который посредством напорных трубопроводов 63, 64 и 65 соответственно соединен через клапаны 66 и 67 с баками 6 и 7, а через регулятор давления 68 с коллектором 69 штанги 11. Байпасный трубопровод 70 через регулятор 71 и электроклапаны 72 и 73 подсоединен к перемешивающим устройствам баков 6 и 7. Гидробаки 6 и 7 идентичны, их количество в машине не менее двух. Каждый из баков 6 и 7 (фиг. 2, 3 и 4 ) состоит из обечайки 74 цилиндрической формы с нижним 75 и верхним 76 днищами. По оси симметрии баков установлен вал 77, закрепленный в подшипниках 78. В верхней части бака закреплена реактивная мешалка 79, имеющая входной канал 80, приемную камеру 81 и изогнутые трубчатые элементы 82 с выходными соплами 83 на концах. За реактивной мешалкой 79 на валу 77 размещены механические мешалки 84 в количестве не менее трех, диаметры которых образуют диаметры усеченного конуса с соотношением диаметров верхнего и нижнего основания 0,5 : 1, а наружный диаметр реактивной мешалки 79 больше диаметра D нижней механической мешалки 84. Штанга (фиг. 8 и 9) состоит из трех многозвенных шарнирных параллелограммов 85, 86 и 87, из которых два боковых 85 и 87 расположены в одной плоскости, а центральный 86 в плоскости, смещенной относительно плоскости расположения боковых. Концы центрального параллелограмма 86 связаны с концами боковых параллелограммов 85 и 87 реечно-винтовыми передачами, состоящими из верхних зубчатых реек 88, закрепленных на концах центрального параллелограмма 86, нижних зубчатых реек 89,закрепленных на концах боковых параллелограммов 85 и 87. Между рейками находятся винты 90, связанные через конические зубчатые передачи 91 с шаговыми электродвигателями 13, что в совокупности обеспечивает возможность заданного сжатия и растяжения системы параллелограммов. Для обеспечения постоянства рабочей ширины захвата L_р машины крайние концы боковых параллелограммов 85 и 87 жестко закреплены в форме штанги (на схеме не показана) и через оси 92, конические зубчатые передачи 93 связаны с шаговыми электродвигателями 12, что обеспечивает поворот штанги с форсунками вокруг своей оси на заданный угол. Форсунка 14 (фиг. 5, 6 и 7) для распределения жидких минеральных удобрений выполнена с регулируемым проходным сечением и содержит корпус 94 с входным каналом 95 конической формы, переходящим в сопловой канал 96, за выходным отверстием которого расположен дефлектор 97, имеющий в конечной части плоскость схода 98. Сопловой канал 96 выполнен фасонной формы и имеет в поперечном сечении форму эллипса, большая ось а - a которого параллельна большой оси b - b плоскости схода 98 дефлектора 97. В корпусе 94 форсунки по оси d - d, перпендикулярной продольной оси г - г соплового канала 96, перед его выходным отверстием размещен короткий цилиндрический шпиндель 99 с возможностью осевого перемещения по направляющим 100 в пазах 101 корпуса 94 форсунки. Верхняя часть шпинделя имеет головку 102, выполненную в форме сферо-эллиптического сегмента, который в продольном сечении форсунки имеет форму полуокружности, а в поперечном сечении форму полуэллипса. В верхней части соплового канала 96 симметрично головке 102 шпинделя 99 выполнено турбулизирующее седло 103, которое в поперечном сечении форсунки также выполнено эллиптической формы, а в продольном сечении по окружности. Хвостовик 104 шпинделя 99 через прецизионную резьбу взаимодействует с гайкой 105, установленной в подшипниках 106, исключающих возможность ее осевого перемещения. Гайка 105 через муфту 107 связана с валом шагового электродвигателя 108, закрепленного на корпусе 94 форсунки.

Машина для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений в почву работает следующим образом.

На основании цифровой почвенной карты сельскохозяйственного поля (не показана), отображающей отличающиеся участки поля по размерам, типу почвы, содержанию питательных элементов растений в них, координаты каждого элементарного участка, потребные дозы удобрений, их состав на каждом участке и заложенной в компьютер прибора управления 15 машины, определяется соотносительное количество азотных, фосфорных и калийных растворов и суспензий, необходимых для полной выработки резервуара 1 машины при заданной ее производительности. От стационарного или мобильного заправочного средства (не показаны) через заправочные горловины 29 резервуара 1 заполняются отсеки 22 соответственно азотными, фосфорными, калийными растворами и суспензиями минеральных удобрений. От компрессора 34 через ресивер 35 и открытый клапан 37 сжатый воздух по трубопроводу 40 подается к гидропневмозамкам 31, которые открываются для стравливания воздуха из отсеков 22 резервуара 1. После полного заполнения резервуара I от прибора управления 15 подается сигнал на клапан 37, он закрывается, подача воздуха в трубопровод 40 прекращается, гидропневмозамки 31 закрываются, а обратные клапаны 30 перекрывают заправочные горловины 29. Резервуар 1 становится герметичным. Наличие эластичных перегородок 24, симметрично расположенных относительно оси 26 с возможностью осевого перемещения дисков 25 вдоль оси 26, позволяет полностью использовать весь обьем резервуара 1 при наполнении его различными по составу жидкими удобрениями, обеспечивает равномерную концентрацию растягивающих напряжений по всему периметру перегородок 24 и, как следствие, полное использование грузоподъемности машины, повышение ее производительности и надежности в работе. В соответствии с картой обрабатываемого поля заполняются емкости 8 растворами необходимых микроэлементов, а перед началом движения машины по полю от прибора управления 15 через интерфейсы 16, 17, 18, 19 и 48 подается управляющий сигнал соответственно к блокам 2, 3, 4, 5 и клапанам 47. Клапаны 38, 39, 55, 60, 51 и 47 открываются. Клапан 42 и регулятор 43 устанавливают необходимую разность давлений в подводимых и отводимых потоках. Воздух от компрессора 34 через ресивер 35, клапаны 38 и 42 по трубопроводам 41 и 44 нагнетается в отсек 23 резервуара 1, где устанавливается необходимый перепад давления для подачи удобрений к дозаторам 56. Одновременно сжатый воздух по трубопроводам 41 и 45 подается к инжекторам 9, посредством которых инжектируется заданное количество растворов микроэлементов, поступающих к инжекторам от емкостей 8 по трубопроводам 46. Микроэлементы по трубопроводам 49 и 52 подаются в гидробак 6. В то же время удобрения из отсеков 22 резервуара 1 через фильтры 33 по трубопроводам 54 поступают к дозаторам 56, а от них по трубопроводам 57 и 56 в бак 6. Дозаторы 56, работая по заданной программе и управляемые прибором 15, отмеривают необходимое количество разных по составу удобрений для внесения их на каждый элементарный участок поля или заданной длине гона машины (в зависимости от технологии обработки поля). При наполнении бака 6 посредством управляющего сигнала, подаваемого от прибора 15 к блоку 5 клапаны 60 и 51 закрываются, подача удобрений и микроэлементов в бак 6 прекращается, при этом клапаны 61 и 50 открываются для заполнения бака 7 удобрениями и микроэлементами соответствующего состава и количества для обработки последующего элементарного участка поля. В начальный момент движения машины по полю сигнал от прибора 15 подается через интерфейсы 20 и 21 соответственно к блоку 10 и шаговым электродвигателям 12, 13 штанги 11. Клапаны 66 и 72 открываются, насос 62 включается, регуляторы 71 и 68 устанавливаются на заданный режим. Удобрения из бака 6 посредством насоса 62 одновременно подаются к коллектору 69 штанги 11 и к перемешивающему устройству (фиг. 2, 3 и 4 ) бака 6. Поток удобрений поступает под напором во входной канал 80 перемешивающего устройства, приемную камеру 81, трубчатые элементы 82 реактивной мешалки 79 и, вытекая из сопел 83 за счет реактивного действия, приводит во вращение вал 77 с мешалками 84. Струи удобрений, ударяясь в обечайку, 74 дробятся. В то же время нижняя механическая мешалка поднимает удобрения с придонного слоя - поток удобрений поочередно подхватывается следующими за нижней мешалками и подается вверх к свободной поверхности жидкости. Вследствие вращательного действия реактивной 79 и механических мешалок 84 в баках 6 и 7 возникает сложное трехмерное течение жидкости, при котором частицы удобрений перемещаются во всех направлениях. Выполнение перемешивающего устройства в виде комбинации реактивной мешалки, установленной в верхней части бака и следующих за ней механических мешалок с диаметрами, уменьшаемыми снизу вверх, образующими диаметры усеченного конуса с соотношением диаметров верхнего и нижнего основания 0,5:1, размещенных с реактивной мешалкой на одном валу, обеспечивает выравнивание средних значений окружной, радиальной, аксиальной составляющих скорости и, как следствие, обуславливает заданное технологическое качество перемешивания различных по составу удобрений и микроэлементов. От распределительного коллектора 69 штанги 11 жидкие удобрения поступают (фиг. 5, 6 и 7) в конический канал 95 каждой из форсунок, далее в сопловой канал 96, откуда поток жидкости набегает на дефлектор 97, плоскость схода 98 которого преобразует поток в плоский факел V-образной формы с корневым углом α определенного размера. В сопловом канале 96 поток жидкости обтекает сфероэллиптическую головку 102, представляя собой на выходе из сопла в поперечном сечении форму, близкую к части эллиптического кольца. Такая форма потока, набегающего на дефлектор 97, способствует более равномерному распределению поля скоростей в потоке, а при преобразовании части кинетической энергии потока в его потенциальную энергию давления на дефлекторе 97 более равномерному распределению удобрений по ширине l факела их распыла и в совокупности на рабочей ширине захвата L_р машины. Наличие турбулизирующего седла 103 в комбинации со сфероэллиптической головкой 102 обеспечивает потоку поперечные пульсации скорости, что придает ему дополнительную турбулентность и, как следствие, способствует распаданию факела удобрений на капли оптимального размера. Это исключает как брызгоунос, что снижает загрязнение окружающей среды, так и ожоги растений при их листовой подкормке, что повышает урожайность сельскохозяйственных культур. В процессе работы машины в соответствии с почвенной картой поля бортовой компьютер прибора управления 15 отслеживает широтно-долготные координаты машины, генерируемые ее навигационной системой (не показана) и передает в прибор управления 15 в каждый данный момент времени информацию о типе почвы и соотношении питательных элементов в ней, дозе и составе внесения удобрений на каждом элементарном участке или длине гона машины, направлении и скорости ее движения. При изменении дозы внесения удобрений в процессе движения машины по полю в шаговый двигатель 108 форсунки подается импульсный ток от прибора управления 15, вал шагового двигателя 108, поворачиваясь на угловую дискрету через муфту 107, вращает гайку 105, которая в свою очередь через хвостовик 104 передает поступательное движение шпинделю 99 со сфероэллиптической головкой 102, а последняя изменяет проходное сечение соплового канала 96, уменьшая его в случае уменьшения дозы удобрений и увеличивая при ее увеличении. Это позволяет регулировать дозу вносимых удобрений при переходе с одного элементарного участка поля на другой. При резком изменении дозы вносимых удобрений резко меняется их расход через проходное сечение форсунки и, как следствие, меняются (фиг. 8 ) корневой угол α факела распыла удобрений, его ширина l и допуск на перекрытие Δl эпюр распределения удобрений от смежных форсунок. Это влечет изменение неравномерности распределения удобрений на рабочей ширине захвата L_р и выход ее за пределы нормативных требований. В шаговые двигатели 13 штанги 11 от прибора управления 15 подается импульсный ток, каждый импульс которого обеспечивает поворот валов шаговых двигателей на определенный угол и соответственно через конические шестерни 91, реечно-винтовые передачи происходит сжатие или растяжение системы параллелограммов, соответственно меняется шаг расстановки t форсунок на штанге, вследствие чего допуск на перекрытие Δl устанавливается в пределах заданных значений, а неравномерность распределения удобрений на рабочей ширине захвата не выходит за пределы нормативных требований. Распад факела удобрений на капли заданного размера определяется при прочих равных условиях действием на поверхность факела аэродинамических сил, которые деформируют и разрывают плоский факел на капли. При малых дозах вносимых удобрений, низком перепаде давления на форсунке, а также при подкормке растений с высокой вегетативной частью, когда высота расположения форсунок h (фиг. 10) над обрабатываемой поверхностью недостаточна, факел удобрений не успевает раздробиться на капли. От прибора управления 15 в шаговые двигатели 12 подается импульсный ток, и они через конические зубчатые передачи 93 поворачивают параллелограммную штангу на заданный угол γ. При этом увеличивается длина факела распыла H и, как следствие, существенно повышается дисперсность распыла удобрений, которые распадаются на капли необходимого размера как для обработки растений, так и распределения их по поверхности почвы. По окончании работы машины в шаговые двигатели 108 форсунок подается от прибора 15 импульсный ток, через передачу винт - гайка они воздействуют на сфероэллиптические головки 102 форсунок, которые перемещаются вверх, плотно сопрягаясь с седлами 103, и перекрывают сопловые каналы 96. Это исключает пролив удобрений на почву и снижает ее локальное загрязнение химикатами.

Claims (3)

1. Машина для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений, представляющая собой транспортное средство с установленным на нем гидропневморезервуаром с изолированными отсеками для удобрений, накопительными гидробаками с перемешивающими устройствами, емкостями для микроэлементов, компрессором и нагнетательным насосом, системами дозирования, распределения и подачи удобрений и сжатого воздуха, распределителем удобрения, прибором управления, связанным со всеми системами, отличающаяся тем, что распределитель удобрения выполнен в виде параллелограммной штанги с форсунками, при этом штанга выполнена из системы шарнирных параллелограммов, из которых два боковых расположены в одной плоскости, центральный в плоскости, смещенной относительно плоскости боковых, и соединенный с концами боковых параллелограммов механизмом сжатия-растяжения всех параллелограммов в пределах постоянства рабочей ширины захвата машины, причем крайние части боковых параллелограммов снабжены механизмами поворота системы параллелограммов вокруг своей оси, а сопловой канал форсунок в поперечном сечении имеет форму эллипса, большая ось которого параллельна большой оси плоскости схода дефлектора, при этом перед выходным отверстием соплового канала перпендикулярно его продольной оси размещены с возможностью осевого перемещения сфероэллиптическая головка и выполненное на одной оси с ней в верхней части соплового канала турбулизирующее седло.

2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что гидропневморезервуар разделен не менее чем на четыре изолированных отсека эластичными перегородками, по периметру жестко связанных с обечайкой резервуара, а центральная часть эластичных перегородок закреплена в диски, имеющие возможность осевого перемещения вдоль оси, которая в каждом отсеке герметично закрыта эластичными гофрами.

3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что перемешивающее устройство выполнено в виде комбинации реактивной и установленных на одном вертикальном валу с ней механических мешалок, причем реактивная мешалка расположена в верхней части бака и имеет диаметр больше из наибольшего диаметра механических мешалок, а диаметры ниже расположенных механических мешалок в количестве не менее трех образуют диаметры усеченного конуса с соотношением диаметров верхнего и нижнего основания 0,5 : 1.

Images