ПЕННЫЙ МАРКЕР Российский патент 2005 года по МПК A01B69/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к устройствам, наносящим пенные маркерные метки на поверхность обрабатываемого поля для ориентации и точного совмещения последующих смежных проходов широкозахватных сельскохозяйственных агрегатов.

Известен пенообразователь, предназначенный для маркировки полей, включающий источник газа, резервуар для пенообразующего раствора, внутри которого установлен поплавок с пористым элементом для распыла газа в пенообразующий раствор, выходной патрубок для пены, регулирующую, запорную и трубопроводную арматуру (SU 967312 А1, 23.10.1982).

Недостатками данного устройства является то, что по мере расхода пенообразующей жидкости и опускания поплавка увеличивается пенообразующий объем над поплавком, что приводит к изменению структуры, плотности пены и, как следствие, переменной стабильности ее на сельскохозяйственном поле; применение данной конструкции на широкозахватных штанговых машинах-удобрителях и опрыскивателях требует оснащения их специальными следоуказателями для ориентации по маркерному следу, который наносится по продольной оси симметрии машины - это усложняет применение устройства на таких машинах; отсутствие в устройстве пенонакопителя с изменяющимся объемом не позволяет менять режим нанесения маркерных меток (от импульсно получаемых порций пены необходимого объема до ее непрерывной струи), что ограничивает область использования такого устройства.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является выбранный в качестве прототипа пенный следоуказатель, лишенный части недостатков вышеуказанного устройства, содержащий барботажный пеногенератор, пенопроводы, пенонакопители, систему подачи и распределения сжатого воздуха и пены, пульт управления (DЕ 133883 А, 27.12.1979).

Такой следоуказатель обеспечивает получение пены с равномерной плотностью и, как следствие, повышается устойчивость пенных маркерных меток на обрабатываемом поле при неблагоприятных метеорологических условиях.

Недостатками известного устройства являются: ограниченный диапазон расходных характеристик по пене, поскольку в пеногенераторе следоуказателя выдувание (получение) пены происходит на перфорированном (сеточном) кожухе, что возможно только в определенном интервале скорости потока воздуха, значения которого зависят при прочих равных условиях от размеров ячеек сетки (см. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. 2-е изд., перераб. - М.: Химия, 1983. - С.127), поэтому для образования пены с более высокой скоростью необходимо менять в пеногенераторе типоразмер ячеек сеток, а это нетехнологично и снижает производительную работу с/х агрегата; выполнение выходного сопла для пены (пенонакопителя) с нерегулируемыми длиной и объемом не позволяет менять режим нанесения пенного маркерного следа от импульсно получаемых порций пены до ее непрерывной струи, что ограничивает область использования такого устройства, например, в случае маркирования поля пеной при опрыскивании гербицидами растений с высокой вегетативной частью непрерывная струя пены обеспечивает стабильную маркерную линию в отличие от дискретной, когда некоторые метки пены не задерживаются на растениях, падают на почву и исчезают из зоны видимости - это нарушает качество маркирования и приводит к неравномерности внесения средств защиты растений выше нормативного значения и, как следствие, снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Техническим результатом, достигаемым при реализации данного изобретения, является расширение технологических возможностей процесса маркирования поля пеной при работе полевых сельскохозяйственных машин и получение высококачественной пены с возможностью ее нанесения на обрабатываемые участки от дискретных меток различной величины до непрерывной струи.

Указанный технический результат достигается тем, что в пенном маркере, содержащем барботажный пеногенератор, пенопроводы, пенонакопители, систему подачи и распределения воздуха и пены, пульт управления, согласно изобретению барботажный пеногенератор выполнен с пенообразующим пространством постоянного объема, причем площадь диаметральной поверхности барботера пеногенератора равна или меньше площади кольцевой поверхности пенообразования, а пенонакопители выполнены в виде телескопического соединения не менее двух трубчатых элементов, на выходе последнего из которых установлены один или несколько пластинчатых стабилизатора пены.

В конструкцию пенного маркера введен барботажный пеногенератор с пенообразующим пространством постоянного объема и определенным соотношением площади поверхности барботера и кольцевой поверхности пенообразования, а также пенонакопители с автоматически регулируемой длиной, снабженные стабилизаторами пены.

Предложенный маркер изображен на чертежах, где: на фиг.1 изображен общий вид маркера с размещением его на широкозахватной полевой машине; на фиг.2 - комбинированная принципиальная схема маркера с продольным разрезом пеногенератора; на фиг.3 - пенонакопитель в продольном разрезе.

Пенный маркер устанавливается на полевую машину 1, например, для поверхностного внесения жидких средств химизации, имеющую широкозахватную штангу 2, и содержит пеногенератор 3, ресивер 4, блок 5 подачи сжатого воздуха и распределения пены, пенопроводы 6 и 7, пенонакопители 8 и 9, размещенные на конечных частях штанги 2. Пеногенератор 3 состоит из резервуара 10 цилиндрической формы, по оси симметрии которого установлен барботер 11 с поплавком 12 и пористым элементом 13 в виде шарового сегмента. Между стенкой резервуара и наружной цилиндрической поверхностью поплавка имеется в виде кругового кольца зазор 14 для выхода пены. По оси поплавка жестко закреплен трубчатый стержень 15, на который насажен поршень 16 с уплотнениями 17 и 18. Внутренняя поверхность поршня 16, поверхность пенообразующей жидкости и поплавка 12 в совокупности со стенками бака 10 образуют пенообразующее пространство 19 постоянного объема. Между поплавком 12 и поршнем 16 установлена распорная пружина 20. В верхней части стержня 15 имеются ограничитель 21 и дросселирующие отверстия 22 для подачи воздуха в пористый элемент 13. Поршень 16 снабжен гибким выводным рукавом 23 для подачи пены в пенопроводы 6 и 7. Наружная часть поршня 16 ограничивает в верхней части в баке 10 воздушную надпоршневую полость. В верхней части резервуара 10 установлены вентиль 24 и заправочная горловина 25. Блок 5 включает запорные электроклапаны 26, 27 и 28, редукционный клапан 29 и манометр 30. Блок 5 и пенонакопители 8 и 9 управляются посредством пульта 31. Пенонакопители 8 и 9 соединяются с пеногенератором 3 пенопроводами 6 и 7. Пенонакопитель состоит из трубчатого корпуса 32, шагового электропривода 33 с барабаном 34 для наматывания троса 35. В корпусе 32 установлен пенораспределитель 36 с подводящим штуцером 37. Соосно на корпус 32 надеты стаканы 38 и 39, которые в развернутом положении удерживаются возвратными пружинами 40 и 41 и шплинтами 42. При этом жесткость пружины 40 выше, чем пружины 41. В выходной части нижнего стакана 39 размещены стабилизаторы (одна или несколько крестообразных пластин) 43, в центральной части которых закреплен трос 35.

Предложенный маркер работает следующим образом.

Подготовленная к работе машина 1 ставится на обрабатываемом поле в точке въезда. От пульта 31 в блок 5 подается сигнал на открытие клапана 26. Сжатый воздух от компрессора (на схеме не указан) поступает в ресивер 4 и далее через клапаны 26 и 29 в надпоршневую полость резервуара 10. Клапан 29 редуцирует (уменьшает) давление воздуха до необходимого значения. Под действием силы давления воздуха, действующей на поршень 16, не превышающей подъемной силы, действующей на плавающий поплавок 12, поршень 16 опускается вниз, сжимая пружину 20, открываются отверстия 22, воздух поступает в полость барботера 11, откуда посредством пористого элемента 13 распыляется в верхний слой пенообразующего раствора в виде большого количества мелких пузырьков, образуя на выходе кругового кольца 14 пену, наполняющую подпоршневое пространство 19.

В начальный момент движения машины 1 от пульта 31 подается сигнал на открытие одного из клапанов 27 или 28, например 27, и получаемая пена по гибкому рукаву 23 и пенопроводу 6 поступает через штуцер 37 пенонакопителя 8 в пенораспределитель 36, из которого в корпус 32, стаканы 38, 39 и далее под действием силы тяжести наносится в виде порций определенного объема на поверхность обрабатываемого поля, образуя маркерную линию из пенных меток. При этом стабилизатор 43 предупреждает преждевременный срыв порций пены при ее выходе из пенонакопителя. Для увеличения частоты получения пенных меток от пульта 31 в шаговый электродвигатель 33 подается сигнал на его включение, вал двигателя 33 вращает барабан 34, который наматывает трос 35 на длину, равную длине сжатия пружины 41, и втягивает нижний стакан 39, следующий за ним стакан 38 остается на месте вследствие большей жесткости пружины 40 по сравнению с пружиной 41. Для получения непрерывной струи пены, в случае обработки растений с высокой вегетативной частью, электрошаговый двигатель 33 включается посредством пульта 31, барабан 34, вращаясь, наматывает трос 35 на длину, равную длине сжатия пружин 40 и 41, стаканы 38 и 39 втягиваются, длина пенонакопителя уменьшается до продольного размера корпуса 32 и пена выходит из пенонакопителя непрерывной струей, образуя непрерывную маркерную линию.

Выполнение над барботером пеногенератора пенообразующего пространства постоянного объема позволяет по мере расхода пенообразующей жидкости и независимо от него получать пену как со стабильными характеристиками: плотностью, дисперсностью, так и стабилизировать режим подачи пены к пенонакопителям - это повышает качество маркирующего материала - пены и, как следствие, устойчивость пенных маркерных меток на обрабатываемом поле, а также повышает технологическую эффективность процесса маркирования, например, не выходя за пределы нормативных значений коэффициента вариации отклонения шага размещения маркерных меток в маркерной линии от заданных агротехническими требованиями значений.

Выполнение площади диаметральной поверхности барботера равной или меньше площади кольцевой поверхности ценообразования выбрано из расчета наиболее эффективной зоны получения слоя подвижной пены, что расширит диапазон расходных характеристик по пене и обеспечивает стабильный режим работы маркера при дискретном и непрерывном способе нанесения маркирующего вещества.

Выполнение пенонакопителей в виде трубчатых элементов телескопического типа обусловлено необходимостью получать маркерную линию как в виде дискретных меток пены, так и в виде сплошной пенной струи - это расширяет технологические возможности процесса маркирования, например, при обработке сельскохозяйственных полей, имеющих культуры с высокой вегетативной частью при некорневой подкормке растений, внесении средств защиты растений дискретно нанесенные метки пены могут западать за растения и исчезать из зоны видимости, непрерывная струя пены образовывает более четкую и видимую линию маркирования.

Установка на выходе пенонакопителей одного или нескольких пластинчатых стабилизаторов пены позволяет избежать преждевременного срыва выходящих порций пены при неблагоприятных метеорологических условиях.

Изменение конструкций известных устройств для маркирования поля пеной является "промышленно применимым", так как может быть использовано на полевых сельскохозяйственных машинах для их ориентации и точного совмещения смежных проходов.

Пенный маркер относится к сельскохозяйственной технике, в частности к устройствам, наносящим метки на поверхность обрабатываемого поля для ориентации и точного совмещения последующих смежных проходов широкозахватных сельскохозяйственных агрегатов. Данная конструкция позволяет расширить технологические возможности процесса маркирования поля пеной при работе полевых сельскохозяйственных машин и получить высококачественную пену с возможностью ее нанесения на обрабатываемые участки от дискретных меток различной величины до непрерывной струи. Пенный маркер содержит барботажный пеногенератор, пенопроводы, пенонакопители, систему подачи и распределения сжатого воздуха и пены, пульт управления. Барботажный пеногенератор выполнен с пенообразующим пространством постоянного объема. Площадь диаметральной поверхности барботера пеногенератора равна или меньше площади кольцевой поверхности пенообразования. Пенонакопители выполнены в виде телескопического соединения не менее двух трубчатых элементов, на выходе последнего из которых установлены один или несколько пластинчатых стабилизаторов пены. 3 ил.

Пенный маркер, содержащий барботажный пеногенератор, пенопроводы, пенонакопители, систему подачи и распределения сжатого воздуха и пены, пульт управления, отличающийся тем, что барботажный пеногенератор выполнен с пенообразующим пространством постоянного объема, причем площадь диаметральной поверхности барботера пеногенератора равна или меньше площади кольцевой поверхности пенообразования, а пенонакопители выполнены в виде телескопического соединения не менее двух трубчатых элементов, на выходе последнего из которых установлены один или несколько пластинчатых стабилизаторов пены.