RU2751057C1

RU2751057C1 - Hydropneumatic sprayer

Info

Publication number: RU2751057C1
Application number: RU2020125938A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Назаров; Николай Михайлович Иванов; Николай Степанович Яковлев; Ирина Владимировна Некрасова; Ирина Васильевна Коптева
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2021-07-07

Abstract

FIELD: agricultural engineering.

SUBSTANCE: invention relates to agricultural engineering. The hydropneumatic sprayer has a rod with liquid nozzles, a pump mounted on a gearbox, a container for a solution of pesticides and a centrifugal fan. A pneumatic distributor is installed at the end of the fan bell. On the outer side of the pneumatic distributor, the branch pipes are fixed according to the number of air distributors connected to the pneumatic nozzles on the bar, which includes two lower branches and two upper branches (one of which is hydraulic), a connecting plate located between the lower branch and the upper hydraulic branch. Moreover, for the formation of plane A, the width of the platform formed by the two lower branches of the bar is made smaller than the width of the platform formed by the two upper branches of the bar by a predetermined amount. In this case, the liquid sprayers are fixed along the height of the hydraulic branch at the end of the extensions with a reversed spray pattern parallel to the plane A, in the direction of movement of the unit, and the pneumatic nozzles are installed on the rod in the plane A below the attachment points of the liquid sprayers.

EFFECT: increased uniformity of air flow distribution.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к средствам механизации для защиты сельскохозяйственных растений химическими средствами от сорняков, вредителей и болезней.The invention relates to agricultural engineering, in particular to means of mechanization for protecting agricultural plants with chemical agents from weeds, pests and diseases.

Известны штанговые опрыскиватели с системами воздушного сопровождения, имеющие над основной штангой распределительный воздухопровод (Panneton В., Piche М. Interaction between application volume, airflow, and spray quality in air?assisted spraying / B. Panneton at al. // Transactions of the ASAE. - 2005. - Vol. 48(1), P. 37-44). Установленный на опрыскивателе вентилятор нагнетает воздух в распределительную систему, выполненную в виде кожуха. При работе опрыскивателя направленный воздушный поток из отверстий распределительного воздухопровода захватывает капли рабочей жидкости и активно внедряет их в стеблестой. За счет завихрений может обеспечиваться эффект объемной обработки растений.Known boom sprayers with air support systems having a distribution air duct above the main boom (Panneton B., Piche M. Interaction between application volume, airflow, and spray quality in air? Assisted spraying / B. Panneton at al. // Transactions of the ASAE . - 2005. - Vol. 48 (1), P. 37-44). A fan mounted on the sprayer blows air into the housing-style distribution system. During the operation of the sprayer, the directed air flow from the holes of the distribution air duct captures droplets of the working fluid and actively introduces them into the stalk. By means of the swirls, the effect of the volumetric treatment of the plants can be achieved.

Недостатком данного технического средства являются высокие затраты на изготовление распределительной системы, ее монтаж на штанги опрыскивателя и обслуживание.The disadvantage of this technical means is the high cost of manufacturing the distribution system, its installation on the sprayer boom and maintenance.

Известен опрыскиватель с пневмомеханическим распылом (RU 2050133), содержащей бак для рабочей жидкости, связанный трубопроводами с дисковыми распылителями, снабженный центральным дозатором воздушного потока, дозаторами-распределителями воздушно-жидкостного потока. Воздуходувка при этом соединена пневмопроводами с центральным дозатором воздушного потока и непосредственно с дисковым распылителем для принудительного осаждения диспергированной жидкости. Дозаторы-распределители воздушно-жидкостного потока соединены трубопроводами с центральным дозатором воздушного потока, пультом управления подачи рабочей жидкости и дисковыми распылителями.Known sprayer with pneumatic mechanical spray (RU 2050133), containing a tank for the working fluid, connected by pipelines with disk atomizers, equipped with a central air flow dispenser, dispensers-distributors of air-liquid flow. In this case, the blower is connected by pneumatic lines to the central air flow meter and directly to the disk atomizer for forced sedimentation of the dispersed liquid. The metering-distributors of the air-liquid flow are connected by pipelines with the central metering unit of the air flow, the control panel for the supply of the working fluid and disk sprayers.

Недостатком опрыскивателя с пневмомеханическим распылом является сложность конструкции, определяемая многоступенчатостью системы подачи сжатого воздуха к исполнительным механизмам, и связанные с этим большие потери его напора по пути доставки, а также высокая неравномерность распределения воздушных масс по воздушным паспределителям.The disadvantage of a sprayer with pneumatic mechanical spray is the complexity of the design, determined by the multistage system for supplying compressed air to the actuators, and the associated large losses of its pressure along the delivery route, as well as the high uneven distribution of air masses along the air distributors.

Известен опрыскиватель ультрамалообъемный (RU 2479997), включающий раму, резервуар, уравнительную емкость, питательный трубопровод, пневматический распылитель и струеобразующее устройство с двумя струеобразователями с воздушными соплами щелевого типа, состоящими из трех скрепленных пластин с размещенными между ними прокладками, при этом на входе цилиндрического корпуса распылителя установлен конфузор, а на выходе диффузор, струеобразующее устройство содержит верхний и нижний струеобразователи и верхнюю и нижнюю питательные трубки, размещенные соответственно над и под выходным отверстием воздушного сопла.Known ultra-low-volume sprayer (RU 2479997), including a frame, a reservoir, an equalizing tank, a feed pipeline, a pneumatic sprayer and a jet-forming device with two jet formers with slot-type air nozzles, consisting of three fastened plates with spacers placed between them, while at the inlet of the cylindrical body a confuser is installed at the sprayer, and the diffuser at the outlet, the jet-forming device contains upper and lower jet-formers and upper and lower feed tubes located, respectively, above and below the outlet of the air nozzle.

К недостаткам опрыскивателя ультрамалообъемного следует отнести конструктивную сложность струеобразующего устройства, а также образование и стекание жидкостного конденсата, образованного воздушно-капельной струей, проходящей через диффузор, на подстилающую поверхность.The disadvantages of an ultra-low-volume sprayer include the structural complexity of the jet-forming device, as well as the formation and drainage of liquid condensate formed by an air-droplet jet passing through the diffuser onto the underlying surface.

Известен опрыскиватель (RU 2347364), содержащий раму, емкость для раствора, насос, жидкостную магистраль высокого давления с форсунками, воздухопровод высокого давления с выходными отверстиями и вентилятор, при этом воздухопровод высокого давления разделен в продольном направлении на верхнюю и нижнюю камеры, причем жидкостные форсунки расположены внутри верхней камеры, а выходные отверстия выполнены с регулируемым сечением и расположены в нижней камере.Known sprayer (RU 2347364) containing a frame, a container for the solution, a pump, a high-pressure liquid line with nozzles, a high-pressure air line with outlet openings and a fan, while the high-pressure air line is divided in the longitudinal direction into upper and lower chambers, and the liquid nozzles are located inside the upper chamber, and the outlet openings are made with an adjustable cross-section and are located in the lower chamber.

Недостатком опрыскивателя является высокая неравномерность распределения воздушного-капельной смеси по выходным отверстиям нижней камеры, а также образование и стекание жидкостного конденсата, образованного на стенках и перегородке воздухопровод высокого давления.The disadvantage of the sprayer is the high uneven distribution of the air-droplet mixture over the outlet openings of the lower chamber, as well as the formation and drainage of liquid condensate formed on the walls and partition of the high-pressure air duct.

Наиболее близкими по техническому решению и достигаемому результату являются многофункциональные опрыскиватели (RU 2707628, 2705784), взятые за прототип, общими элементами которых является штанга с распылителями, вентилятор с раструбом, насос и емкость для раствора ядохимикатов, установленный на редукторе центробежный вентилятор и насос с приводом от карданной передачи энергосредства, на каждом раструбе вентилятора, в противоположном направлении друг от друга шарнирно закреплены воздуховоды с возможностью изменения положения в плоскости, перпендикулярной поверхности почвы, с одной стороны воздуховода - снизу закреплены трубопроводы с распылителями, а с другой -сверху рамка жесткости конструкции воздуховода, на конечной части которого установлены распыливающие насадки с форсунками по периметру окружности, причем воздуховоды и трубопроводы изготовлены из пластикового материала с резиновыми манжетами в соединениях.The closest in technical solution and the achieved result are multifunctional sprayers (RU 2707628, 2705784), taken as a prototype, the common elements of which are a boom with nozzles, a fan with a bell, a pump and a container for a solution of pesticides, a centrifugal fan mounted on a gearbox and a pump with a drive from the cardan transmission of the power unit, on each fan bell, in the opposite direction from each other, air ducts are hinged with the ability to change their position in a plane perpendicular to the soil surface, on one side of the air duct, pipelines with nozzles are fixed from below, and on the other, the frame of the duct structure is fixed at the top , on the end part of which there are spray nozzles with nozzles along the perimeter of the circumference, and the air ducts and pipelines are made of plastic material with rubber cuffs in the joints.

К основным недостаткам многофункциональных опрыскивателей следует отнести возможный «запор» центробежного вентилятора вследствие малого расхода воздуха через распыливающие насадки, а также не решение вопроса принудительной доставки диспергированного распылителями материала на подстилающую поверхность для исключения его сноса ветром.The main disadvantages of multifunctional sprayers include the possible "blockage" of the centrifugal fan due to the low air flow through the spray nozzles, as well as the failure to resolve the issue of forced delivery of the material dispersed by the sprayers to the underlying surface to prevent it from being blown away by the wind.

Техническим результатом является упрощение и снижение металлоемкости конструкции, и повышение равномерности распределения воздушного потока по распыливающим воздушным насадкам, снижение сноса распыленного препарата за пределы обрабатываемой площади.The technical result is to simplify and reduce the metal consumption of the structure, and to increase the uniformity of the distribution of the air flow over the atomizing air nozzles, and to reduce the drift of the sprayed preparation outside the treated area.

Технический результат достигается тем, что согласно изобретению, опрыскиватель гидропневматический, включающий емкость для раствора ядохимикатов, штангу с гидравлическими и пневматическими распылителями, вентилятор с раструбом, насос и емкость для рабочей жидкости, установленный на редукторе центробежный вентилятор, с приводом от карданной передачи энергосредства, на раструбе которого закреплен пневматический распределитель, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда, с двух сторон которого в противоположном направлении друг от друга по линии установленных штанг, выполнены в два ряда в вертикальной плоскости отверстия, а с внешней стороны закреплены патрубки пневматического распределителя 18 по количеству воздушных распределителей на штанге. Нагнетаемый в пневматический распределитель воздушный поток по воздуховодам подается к пневматическим насадкам и, воздействуя на диспергированный распылителями жидкости препарат для защиты растений, подаваемый к ним через верхнюю гидравлическую ветвь штанги, принудительно осаждает ее на подстилающую поверхность, обеспечивая минимальный снос ветром с обрабатываемого участка.The technical result is achieved by the fact that according to the invention, the sprayer is hydropneumatic, including a container for a solution of pesticides, a boom with hydraulic and pneumatic sprayers, a fan with a bell, a pump and a container for a working fluid, a centrifugal fan mounted on a gearbox, driven by a cardan transmission of a power tool, on the bell of which a pneumatic distributor is fixed, made in the form of a rectangular parallelepiped, on both sides of which, in the opposite direction from each other along the line of the installed rods, are made in two rows in the vertical plane of the holes, and on the outside are fixed the pipes of the pneumatic distributor 18 according to the number of air distributors on barbell. The air flow injected into the pneumatic distributor is fed through the air ducts to the pneumatic nozzles and, acting on the plant protection drug dispersed by the liquid sprays, supplied to them through the upper hydraulic branch of the boom, forcibly settles it on the underlying surface, ensuring minimal wind drift from the treated area.

На фиг. 1-3 схематично изображен гидропневматический опрыскиватель (фиг. 1 - вид сзади; фиг. 2 - разрез по распределителю; фиг. 3 - вид сверху).FIG. 1-3 schematically shows a hydropneumatic sprayer (Fig. 1 is a rear view; Fig. 2 is a section through the distributor; Fig. 3 is a top view).

На чертежах приняты следующие обозначения позиций: 1 - верхняя ветвь штанги; 2 - распылитель жидкости; 3 - воздуховоды; 4 - шарнирное соединение; 5 - гидравлический шланг высокого давления; 6 - рама; 7 - емкость для раствора ядохимикатов; 8 - вентилятор; 9 - заливная горловина; 10 - соединительный шланг; 11 - насос; 12 - штуцер; 13 - пневматический распределитель; 14 - пневматическая насадка; 15 - нижняя ветвь штанги; 16 - укосина жесткости; 17 - стяжка ветвей штанги; 18 - патрубок пневматического распределителя; 19 - верхняя гидравлическая ветвь штанги; 20 - удлинитель; 21 - кронштейн крепления пневматического распределителя.In the drawings, the following designations of positions are adopted: 1 - the upper branch of the bar; 2 - liquid sprayer; 3 - air ducts; 4 - articulated joint; 5 - high pressure hydraulic hose; 6 - frame; 7 - container for a solution of pesticides; 8 - fan; 9 - filler neck; 10 - connecting hose; 11 - pump; 12 - fitting; 13 - pneumatic distributor; 14 - pneumatic nozzle; 15 - the lower branch of the bar; 16 - stiffening jib; 17 - tie rod branches; 18 - branch pipe of the pneumatic distributor; 19 - upper hydraulic branch of the boom; 20 - extension cord; 21 - bracket for fastening the pneumatic distributor.

Гидропневматический опрыскиватель содержит раму 6, на которой закреплены емкость 7 для раствора ядохимикатов (рабочей жидкости) с заливной горловиной 9, редуктор (клиноременная передача) для привода вентилятора и насоса (на фиг. не показаны), вентилятор 8 с установленным на окончании его раструба пневматическим распределителем 13, насос 11, штанга с пневматическими насадками 14 и распылителями жидкости 2. Емкость 7 соединена с насосом 11 соединительным шлангом 10, а насос 11 соединен с верхней гидравлической ветвью штанги 19. Штанга представляет из себя развернутую пространственную структуру, включающую две верхних ветви - верхнюю ветвь штанги 1 и верхнюю гидравлическую ветвь штанги 19, служащую одновременно жидкостной магистралью для транспортировки препарата для защиты растений и две нижние ветви штанги 15. Штанга состоит, по меньшей мере, из трех секций - центральной и двух боковых, соединенных между собой шарнирными соединениями 4. Для передачи препарата в боковые секции верхние гидравлические ветви штанги 19 соединены гидравлическими шлангами высокого давления 5 через штуцера 12. Для смещения в вертикальной плоскости, установленных на раме пневматических насадок 14 и распылителей жидкости 2, ширина площадки, образованная двумя нижними ветвями штанги 15 выполнена меньшей, чем ширина площадки, образованной двумя верхними ветвями штанги 1 и 19 на величину

где: h - расстояние между верхними и нижними ветвями штанги; tgα - угол наклона соединительной пластины между нижними и верхними ветвями штанги (α=35-40°), образуя плоскость А. Распылители жидкости 2 закреплены на окончании удлинителей 20, равных b=150 мм, с обращенным факелом распыла параллельного плоскости А в направлении движения агрегата Пневматические насадки 14 устанавливаются на плоскости А ниже точек крепления распылителей жидкости 2 на 200 мм по одной оси под углом 25…30° к плоскости факела распыла.The hydropneumatic sprayer contains a frame 6, on which are fixed a container 7 for a solution of pesticides (working fluid) with a filler neck 9, a gearbox (V-belt drive) for driving a fan and a pump (not shown in the figure), a fan 8 with a pneumatic distributor 13, pump 11, rod with pneumatic nozzles 14 and liquid nozzles 2. Tank 7 is connected to pump 11 with a connecting hose 10, and pump 11 is connected to the upper hydraulic branch of the rod 19. The rod is an expanded spatial structure, which includes two upper branches - the upper branch of the boom 1 and the upper hydraulic branch of the boom 19, which simultaneously serves as a liquid line for transporting the plant protection product and two lower branches of the boom 15. The boom consists of at least three sections - a central one and two lateral ones, interconnected by hinged joints 4 .To transfer the drug to the side sections, the upper The hydraulic branches of the boom 19 are connected by high-pressure hydraulic hoses 5 through the fittings 12. For vertical displacement of the pneumatic nozzles 14 and liquid nozzles 2 installed on the frame, the width of the platform formed by the two lower branches of the bar 15 is made smaller than the width of the platform formed by the two upper branches of the

rod

1 and 19 by the amount

where: h is the distance between the upper and lower branches of the bar; tgα is the angle of inclination of the connecting plate between the lower and upper branches of the boom (α = 35-40 °), forming plane A. Liquid nozzles 2 are fixed at the end of extensions 20, equal to b = 150 mm, with an inverted spray pattern parallel to plane A in the direction of travel unit Pneumatic nozzles 14 are installed on plane A below the points of attachment of liquid sprayers 2 by 200 mm along one axis at an angle of 25 ... 30 ° to the plane of the spray.

Гидропневматический опрыскиватель работает следующим образом.The hydropneumatic sprayer works as follows.

Рабочая жидкость поступает из емкости 7 самотеком к насосу 11, который подает ее под давлением в боковые секции верхних гидравлических ветвей штанги 19 к распылителям жидкости 2 (щелевого типа). Одновременно с этим воздух от источника избыточного давления -вентилятора 8, поступает под постоянным давлением в пневматический распределитель 13, откуда по воздуховодам 3 он транспортируется к пневматическим насадкам 14. Рабочая жидкость, проходя через распылители жидкости 2 диспергируется и распространяется при определенным факеле распыла под углом α в сторону вектору движения агрегата. Плоскопараллельная струя воздушного потока, формируемая пневматическими насадками 14, вектор движения которой направлен под углом β в противоположенную от движения агрегата сторону, воздействует на факел распыла рабочей жидкости, принудительно осаждает ее на подстилающую поверхность, обеспечивая сокращение времени доставки полученной воздушно-капельной смеси на подстилающую поверхность и минимальный снос ветром с обрабатываемого участка.The working fluid flows from the container 7 by gravity to the pump 11, which supplies it under pressure to the side sections of the upper hydraulic branches of the boom 19 to the fluid nozzles 2 (slot type). At the same time, the air from the source of overpressure, the fan 8, is supplied under constant pressure to the pneumatic distributor 13, from where it is transported through the air ducts 3 to the pneumatic nozzles 14. The working fluid, passing through the liquid nozzles 2, is dispersed and spreads at a certain spray pattern at an angle α towards the vector of movement of the unit. A plane-parallel jet of air flow, formed by pneumatic nozzles 14, the vector of movement of which is directed at an angle β in the direction opposite to the movement of the unit, acts on the spray jet of the working fluid, forcibly deposits it on the underlying surface, providing a reduction in the delivery time of the resulting air-droplet mixture to the underlying surface and minimal wind drift from the treated area.

Таким образом, по сравнению с прототипами, устраняется возможный «запор» центробежного вентилятора, вследствие использования пневматического распределителя с распределенными в вертикальной плоскости по обеим его сторонам патрубками пневматического распределителя, что обеспечивает беспрепятственное прохождение сжатого воздуха к пневматическим насадкам, а также решение вопроса принудительной доставки диспергированной рабочей жидкости на подстилающую поверхность и исключения ее сноса ветром с обрабатываемого участка.Thus, in comparison with prototypes, a possible "blockage" of a centrifugal fan is eliminated due to the use of a pneumatic distributor with pneumatic distributor nozzles distributed in a vertical plane on both sides, which ensures unhindered passage of compressed air to pneumatic nozzles, as well as a solution to the issue of forced delivery of dispersed working fluid on the underlying surface and exclusion of its drift by the wind from the treated area.

Claims

A hydropneumatic sprayer containing a boom with liquid nozzles, a pump mounted on a gearbox, a container for a solution of pesticides and a centrifugal fan, characterized in that a pneumatic distributor is installed at the end of the fan bell, made in the form of a rectangular parallelepiped, on both sides of which in opposite directions from each other along the lines of the boom, they are arranged in two rows in the vertical plane of the hole, and on the outside of the pneumatic distributor, the branch pipes are fixed according to the number of air distributors connected to the pneumatic nozzles, on the boom, which includes two lower branches and two upper branches - one of which is hydraulic, a connecting plate located between the lower branch and the upper hydraulic branch, and for the formation of plane A, the width of the platform formed by the two lower branches of the bar is made smaller than the width of the platform formed by the two upper branches of the bar by an amount inu

where: h is the distance between the upper and lower branches of the bar; α is the angle of inclination of the connecting plate, equal to 35-40 °, while the liquid sprayers are fixed along the height of the hydraulic branch at the end of the extensions, the length of which is equal to the value b = 150 mm, with a reversed spray pattern parallel to plane A, in the direction of movement of the unit, and pneumatic nozzles are installed on the boom in plane A below the attachment points of the liquid sprayers by 200 mm along one axis at an angle β = 25-30 ° to the plane of the spray torch.