Изобретение относится к распылительной технике и может быть использовано преимущественно для опрыскивания сельскохозяйственных культур, в частности к способам устройства малообъемного опрыскивания сельскохозяйственных культур.
Наиболее близким к изобретению является способ распыления жидких веществ, включающий подачу жидкости к распыливающему устройству с последующим дроблением жидкости и транспортировкой ее газовым потоком.
Наиболее близким к изобретению является устройство для распыления жидких веществ, содержащее корпус с патрубками подачи жидкости и газового потока, размещенную в корпусе жидкостную камеру, сообщенную с патрубком подачи жидкости и имеющую выпускное средство для подачи жидкости в полость корпуса, в камеру основного дробления и выпускное сопло.
Недостатком известных способа и устройства является полидисперсное распыление, приводящее к низкому качеству обработки поверхности и высокому расходу рабочего вещества.
Технический результат изобретения снижение расхода рабочего вещества и обеспечение возможности управления процессом дробления.
В части способа это достигается тем, что в способе распыления жидкости веществ, включающем подачу жидкости к распыливающему устройству с последующим дроблением жидкости и транспортировкой ее газовым потоком, согласно изобретению, жидкость к распыливающему устройству подают с вязкостью в пределах 0,87·10-3 ≅μ≅1,5 Па · с с содержанием С, нерастворенных частиц по отношению к количеству С2 жидкости, пропускаемой через распыливающее устройство в единицу времени в пределах 1≅(С1+C2)/С2≅1,9 и максимальным размером d нерастворенных частиц в пределах 0 ≅ d ≅ 5 мм, под давлением Р1 подачи жидкости в пределах 0,02 ≅ Р1 ≅ 150 атм, соотношение давления жидкости к давлению газового потока поддерживают в пределах 1,2 ≅ P1/Р2 ≅ 1,5·103, при этом дробление жидкости осуществляют, пропуская ее через отверстия с последующим многоэтапным дроблением, включающим на первом этапе механическое дробление путем удара струи о неподвижное препятствие с образованием частиц объемом V1, выбираемым по отношению к объему V2 подаваемой для дробления в единицу времени жидкости в пределах 10-9 ≅ V1/V2 ≅1, на втором этапе осуществляют взаимодействие полученных частиц жидкости с n струями газового потока, количество которых выбирают в пределах 1 ≅ n ≅ 109, при этом производят инерционное сепарирование мелких частиц и дробят крупные перекрещивающимися струями газового потока с образованием частиц с объемом V3, отношение которого к объему V1 выбирают в пределах 10-9 ≅ V3/V1 ≅ 1, на последнем этапе дробления производят сепарацию наиболее крупных частиц объемом V4 с последующим дроблением до объемов V5, отношение которого к объему V4 поддерживают в пределах 10-6 ≅V5/V4≅ 1 причем при дроблении частиц жидкости струями газового потока осуществляют их насыщение объемами газа V6, которые выбирают по отношению к объему V3, поддерживая суммарный объемный расход qг газа по отношению к объемному расходу qж в пределах 10-3 ≅qг/qж ≅ 103.
В части устройства технический результат достигается тем, что в устройстве для распыления жидких веществ, содержащем корпус с патрубками подачи жидкости и газового потока, размещенную в корпусе жидкостную камеру, сообщенную с патрубком подачи жидкости и имеющую выпускное средство для подачи жидкости в полость корпуса, камеру основного дробления и выпускное сопло, согласно изобретению выходной участок патрубка подачи жидкости размещен в жидкостной камере и выполнен с отверстиями в его боковой стенке, патрубок подачи газового потока выполнен в виде размещенного в полости корпуса сменного воздухозаборника с обращенной к жидкостной камере торцовой стенкой, имеющего в торцовой и боковой стенках отверстия для подачи струй газового потока в полость корпуса, выпускное средство для подачи жидкости в полость корпуса выполнено в виде щелевого отверстия в стенке жидкостной камеры, обращенной к торцовой стенке воздухозаборника с образованием в полости корпуса камеры предварительного дробления, отношение площади S1, щелевого отверстия к площади S2 торцовой стенки воздухозаборника выбрано в пределах 0,011 ≅S1/S2 ≅ 1,2 ·103, отношение величины S ширины щелевого зазора к расстоянию l между стенкой жидкостной камеры и торцовой стенкой воздухозаборника в пределах 1,3 ·10-2 ≅ δ/l ≅1,4 ·103 между наружной поверхностью боковой стенки патрубка и внутренней поверхностью корпуса образована камере основного дробления протяженной формы, при этом отверстия на боковой стенке воздухозаборника выполнены с переменными и уменьшающимися в направлении перемещения потока шагом и минимальным размером сечения и под углом α между перпендикулярами к выходным плоскостям отверстий и касательными к образующей стенки воздухозаборника, выбранным в пределах 10о ≅ α ≅170о, отношение площади S3 входного отверстия камеры основного дробления к площади S4 ее выходного отверстия выбрано в пределах 2,1·10-2 ≅ S3/S4 ≅ 3,2 ·102, отношение объема V7 камеры основного дробления объему V8 камеры предварительного дробления выбрано в пределах 5,2· 10-2 ≅ V7/V8 ≅ 4,6·102, причем воздухозаборник в зоне выходного сопла выполнен с отогнутой боковой стенкой с острой кромкой, образующей с выходным торцем корпуса зону сепарации и окончательного дробления в виде изогнутого канала, угол β острой кромки выбран в пределах 10о ≅ β ≅170о, отношение площади заострения S5 отогнутой боковой стенки к площади S4 выходного отверстия камеры основного дробления выбрано в пределах 0,48 ·10-2 ≅ S5/S6 ≅ 6,1· 102, отношение площади S6 выходного отверстия зоны окончательного дробления к переменной площади S7 входного отверстия воздухозаборника выбрано в пределах 0,1 ≅ S6/S7 ≅3,1, а отношение суммарной площади S8 отверстий торцовой стенки воздухозаборника и площади S9 отверстий боковой стенки воздухозаборника к площади S7входного отверстия воздухозаборника выбрано в пределах 10-3≅(S8+S9)/S7≅2.
На фиг.1 представлено устройство для распыления жидких веществ, разрез; на фиг.2 узел I на фиг.1.
Устройство содержит корпус 1 с жидкостной камерой 2, которая сообщена с патрубком 3 подачи жидкости, выходной участок которого размещен в жидкостной камере и выполнен с отверстиями 4 в его боковой стенке. Жидкостная камера 2 имеет выпускное средство для подачи жидкости в полость корпуса, камеру основного дробления.
Устройство имеет также патрубок подачи газового потока, выполненный в виде размещенного в полости корпуса сменного воздухозаборника 5, имеющего обращенную к жидкостной камере торцовую стенку 6. Воздухозаборник 5 выполнен с отверстиями 7 и 8 для подачи струй газового потока в полость корпуса соответственно в торцовой 6 и боковой 9 стенках.
Выпускное средство для подачи жидкости в полость корпуса выполнено в виде щелевого отверстия 10 в стенке 11 жидкостной камеры 2, обращенной к торцовой стенке 6 воздухозаборника с образованием в полости корпуса камеры 12 предварительного дробления. Отношение площади S1, щелевого отверстия 10 к площади S2 торцевой стенки 6 воздухозаборника выбрано в пределах 0,011 ≅ S1/S2 ≅ 1,2·103. Отношение величины S ширины щелевого зазора к расстоянию l между стенкой 11 жидкостной камеры 2 и торцевой стенкой 6 воздухозаборника выбрано в пределах 1,3 ·10-2≅ S/l ≅ 1,4·103. Между наружной поверхностью боковой стенки 9 патрубка и внутренней поверхностью корпуса 1 образована камера 13 основного дробления протяженной формы. Отверстия 8 на боковой стенке 9 воздухозаборника 5 выполнены с переменным и уменьшающимся в направлении перемещения потока шагом и минимальным размером сечения и под углом α между перпендикулярами к выходным плоскостям отверстий и касательными к образующей стенки 9 воздухозаборника 5. Угол α выбирается в пределах 10о ≅ α ≅ 170о.
Отношение площади S3 входного отверстия 14 камеры 13 основного дробления к площади S4 ее выходного отверстия 15 выбрано в пределах 2,1· 10-2 ≅ S3/S4 ≅ 3,2 ·102.
Отношение объема V7 камеры 13 основного дробления к объему V8камеры 12 предварительного дробления выбрано в пределах 5,2 ·10-2 ≅ U7/U8 ≅ 4,6 ·102. Воздухозаборник 5 в зоне выходного сопла 16 выполнен с отогнутой боковой стенкой 17 с острой кромкой 18, образующей с выходным торцом 19 зону 20 сепарации и окончательного дробления в виде изогнутого канала. Угол заострения β острой кромки выбран в пределах 10о ≅ β ≅170о. Отношение площади S5 отогнутой боковой стенки 17 к площади S4 выходного отверстия 15 камеры 13 основного дробления выбрано в пределах 0,48 ·10-2≅S5/S4 ≅ 6,1·102. Отношение площади S6 выходного отверстия зоны 20 окончательного дробления к переменной площади S7 входного отверстия 21 выбрано в пределах 0,1 ≅ S6/S7 ≅ 3,1. Отношение суммарной площади S8 отверстий 7 торцевой стенки 6 воздухозаборника 5 и площади S9 отверстий 8 боковой стенки 9 воздухозаборника 5 к площади S7 входного отверстия 21 воздухоозаборника 5 выбрано в пределах 10-3≅(S8+S9)/S7≅10.
Площадь S4 взаимосвязана с площадью S7 соотношением 10-3 ≅S4/S7 ≅ 10.
Сменный воздухозаборник имеет полость 22 для подачи газа в камеру 12 предварительного дробления через отверстия 7 и в камеру 13 основного дробления через отверстия 8 в боковой стенке 9, т.е. отверстие 7 и 8 образуют два участка подачи газа. Третий участок поворота и транспортировки распыленной жидкости ограничен отогнутой боковой стенкой 17, отверстием выходного сопла 16.
Объем третьего участка определен либо кинетическими особенностями рассеяния распыленной рабочей жидкости, подаваемыми в зону третьего участка струями рабочего газа, либо расположением и конструктивными особенностями поверхностей орошаемых рабочей жидкостью объектов. Для подачи рабочего газа в воздухозаборник 5 предусмотрено газоподающее устройство 23.
Способ осуществляют следующим образом.
Преимущественно в качестве основного компонента рабочего вещества выбирают воду, а в качестве нерастворенных частиц частицы жидкости, нерастворимые в основном компоненте, коллоидные или твердые частицы. В качестве рабочего газа преимущественно выбирают воздух.
Жидкость к распыливающему устройству подают с вязкостью в пределах 0,87· 10-3 ≅μ≅ 1,5 Па · с, содержанием C1 нерастворенных частиц по отношению к количеству С2 жидкости, пропускаемой через распыливающее устройство в единицу времени в пределах 1 ≅ (С1+C2)/С2 ≅1,9 и максимальным размером d нерастворенных частиц в пределах 0 ≅ d ≅ 5 мм, под давлением Р, подачи жидкости в пределах 0,02 ≅ Р1 ≅ 150 атм.
Соотношение давления жидкости к давлению газового потока поддерживают в пределах 1,2 ≅ Р1/Р2 ≅ 1,5 ·103. Дробление жидкости осуществляют следующим образом. По патрубку 3 жидкость поступает в жидкостную камеру 2 через отверстия 4.
Затем жидкость пропускают через щелевое отверстие 10, которое может быть выполнено в виде кольцевого отверстия или произвольной формы.
После прохода жидкости через щелевое отверстие 10 происходит ее последующее многоэтапное дробление. На первом этапе струя ударяется о торцовую стенку 6 воздухозаборника с образованием частиц с объемом V1, выбираемым по отношению к объему V2 подаваемой для дробления в единицу времени жидкости в пределах 10-9 ≅ V1/V2 ≅ 1.
На втором этапе происходит взаимодействие полученных частиц жидкости с h струями газового потока, поступающими через отверстия 7 торцовой стенки 6 воздухозаборника 5. Количество струй выбирают в пределах 1 ≅ n ≅ 109, при этом производят инерционное сепарирование мелких частиц и дробят крупные перекрещивающимися струями газового потока с образованием частиц с объемом V3. Отношение V3 к объему V1, выбирают в пределах 10-9 ≅V3/V1 ≅ 1. На последующем этапе дробления производят сепарацию наиболее крупных частиц объемом V4 с последующим дроблением до объемов V5. Отношением объема V5 к объему V4 поддерживают в пределах 10-6 ≅ V5/V4 ≅ 1.
При дроблении частиц жидкости струями газового потока осуществляют их насыщение объемами газа V6, которые выбирают по отношению к объему V3, поддерживая суммарный объемный расход qг, газа по отношению к объемному расходу жидкости qж в пределах 10-3 ≅ qг/qж ≅ 103.
Наиболее эффективное газонасыщение распыляемых частиц жидкости осуществляют на основных этапах их дробления, когда суммарную площадь поверхности частиц раздробленной жидкости увеличивают на несколько порядков по отношению к суммарной площади поверхности подаваемого в единицу времени объема жидкости.
Между этапами предварительного и окончательного дробления может быть осуществлен не один выше описанный этап (основной), а m этапов, на каждом из которых осуществляется последовательное измельчение дробимых частиц рабочей жидкости от объема V1 до V3.
Использование: малообъемное опрыскивание сельскохозяйственных культур. Сущность изобретения: жидкость к распыливающему устройству подают с вязкостью в пределах 0,87•10-3≅ μ ≅ 1,5 Пa•c содержанием C, нерастворенных частиц по отношению к количеству C2 жидкости, пропускаемой через распыляющее устройство в единицу времени в пределах 1 ≅ (C1 + C2)/C2 ≅ 1,9 и максимальным размером d нерастворенных частиц в пределах 0 ≅ d ≅ 5 мм, под давлением P1, подачи жидкости в пределах 0,02 ≅P1 ≅ 150 атм. Соотношение давления жидкости к давлению газового потока поддерживают в пределах 1,2 ≅ P1/P2 ≅ 1,5 • 103. Дробление жидкости осуществляют, пропуская ее через отверстия с последующим многоэтапным дроблением, включающим на первом этапе механическое дробление путем удара струи о неподвижное препятствие с образованием частиц с объемом V1, выбираемым по отношению к объему V2 подаваемой для дробления в единицу времени жидкости в пределах 10- 9 ≅ V1/V2 ≅1. На втором этапе осуществляют взаимодействие полученных частиц жидкости с n струями газового потока, количество которых выбирают в пределах 1 ≅ n ≅ 109, при этом производят инерционное сепарирование мелких частиц и дробят крупные пересекающимися струями газового потока с образованием частиц с объемами V3, отношение которого к объему V1 выбирают в пределах 10- 9 ≅ V3/V1 ≅ 1. На последнем этапе дробления производят сепарацию наиболее крупных частиц объемом V4 с последующим дроблением до объемов V5 отношение которого к объему V4 поддерживают в пределах 10-9 ≅ V5/V4 ≅ 1. При дроблении частиц жидкости струями газового потока осуществляют их насыщение объемами газа V6, которые выбирают по отношению к объему V3, поддерживая суммарный расход qг газа по отшению к объемному расходу qж жидкости в пределах 10-3 ≅ qг/qж ≅ 103. В устройстве выходной участок патрубка 3 подачи жидкости размещен в жидкостной камере 2 и выполнен с отверстиями 4 в его боковой стенке. Патрубок подачи газового потока выполнен в виде размещенного в полости корпуса 1 сменного воздухозаборника 5 с обращенной к жидкостной камере 3 торцовой стенкой 6, имеющего в торцовой и боковой стенках отверстия 7 и 8 для подачи струй газового потока в полость корпуса. Выпускное средство для подачи жидкости в полость корпуса 1 выполнено в виде щелевого отверстия 10 в стенке 11 жидкостной камеры, обращенной к торцовой стенке 6 воздухозаборника с образованием в полости корпуса камеры 12 предварительного дробления. Отношение площади S1 щелевого отверстия 10 к площади S2 торцовой стенки воздухозаборника 5 выбрано в пределах 0,011 ≅ S1/S2 ≅ 1,2•103. Отношение величины S ширины щелевого зазора к расстоянию l между стенкой 11 жидкостной камеры и торцовой стенкой воздухозаборника выбрано в пределах 1,3•10- 2 ≅ S/l ≅ 1,4•103. Между наружной поверхностью боковой стенки патрубка 5 и внутренней поверхностью корпуса образована камера 13 основного дробления протяженной формы. Отверстия на боковой стенке воздухозаборника выполнены с переменными и уменьшающимися в направлении перемещения потока шагом минимальным размером сечения и под углом α между перпендикулярами к выходным плоскостям отверстий и касательным к образующей стенки воздухозаборника, выбранным в пределах 10° ≅ α ≅ 170° Отношение площади S3 входного отверстия камеры основного дробления к площади S4 ее выходного отверстия выбрано в пределах 2,1•10-2 ≅ S3/S4 ≅ 3,2•102. Отношение объема V7 камеры 13 основного дробления к объему V8 камеры 12 предварительного дробления выбрано в пределах 5,2•10-2 ≅ V7/V8 ≅ 4,6•102. Воздухозаборник 5 в зоне выходного сопла 16 выполнен с отогнутой боковой стенкой 17 с острой кромкой 18, образующей с выходным торцом корпуса зону сепарации и окончательного дробления в виде изогнутого канала 20. Угол заострения β острой кромки выбран в пределах 10° ≅ α ≅ 170° Отношение площади S5 отогнутой боковой стенки 17 к площади S4 выходного отверстия камеры основного дробления выбрано в пределах 0,48•10-2 ≅ S5/S4 ≅ 6,1•102. Отношение площади S6 выходного отверстия 21 воздухозаборника выбрано в пределах 0,1 ≅ S6/S7 ≅ 3,1, а отношение суммарной площади S8 отверстий торцовой стенки воздухозаборника и площади S9 отверстий боковой стенки воздухозаборника к площади S7 входного отверстия воздухозаборника выбрано в пределах 10-3 ≅ (S8 + S9)/S7 ≅ 10. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. 
и максимальным размером d нерастворимых частиц в пределах 0 ≅ d ≅ 5 мм, под давлением P1 подачи жидкости в пределах 0,02 ≅ P1 ≅ 150 атм, соотношение давления жидкости и давления газового потока поддерживают в пределах 1,2 ≅ P1/P2 ≅ 1,5 • 103, при этом дробление жидкости осуществляют, пропуская ее через отверстия с последующим многоэтапным дроблением, включающим на первом этаже механическое дробление путем удара струи о неподвижное препятствие с образованием частиц с объемом V1, выбираемым по отношению к объему V2 подаваемой для дробления в единицу времени жидкости в пределах 10- 9 ≅ V1/V2 ≅ 1, на втором этапе осуществляют взаимодействие полученных частиц жидкости с n струями газового потока, количество которых выбирают в пределах 1 ≅ n ≅ 109, при этом производят инерционное сепарирование мелких частиц и дробят крупные перекрещивающимися струями газового потока с образованием частиц с объемом V3, соотношение которого и объема V1 выбирают в пределах 10- 9 ≅ V3/ V1 ≅ 1, на последнем этапе дробления производят сепарацию наиболее крупных частиц объема V4 с последующем дробление до объемов V5, соотношение которого и объема V4 поддерживают в пределах 10- 6 ≅ V5/V4 ≅ 1, причем при дроблении частиц жидкости струями газового потока осуществляют их насыщение объемами газа V6, которые выбирают по отношению к объему V3, поддерживая суммарный объемный расход qг газа по отношению к объемному расходу qж жидкости в пределах 10- 3 ≅ qг/qж ≅ 103.
| Способ пневмораспыла жидкости и устройство для его осуществления | 1988 |
|
SU1653853A1 |
| Кипятильник для воды | 1921 |
|
SU5A1 |
