РАСПЫЛИТЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ОПРЫСКИВАТЕЛЯ Российский патент 2016 года по МПК B05B1/14 A01G25/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к распылителям сельскохозяйственных опрыскивателей.

Известен распылитель сельскохозяйственного опрыскивателя с двумя (передней и задней) форсунками [1]. Ось факела распыла передней форсунки наклонена вперед по ходу рабочего перемещения опрыскивателя под неизменным углом 10° к вертикали. Ось факела распыла задней форсунки имеет обратное направление (в тыльную сторону) также под неизменным углом, но (-50°) к вертикали.

При работе распылителя вектор абсолютной скорости капель рабочей жидкости, истекающих из форсунок, за счет рабочей (переносной) скорости опрыскивателя наклоняется в сторону его перемещения. При перемещении опрыскивателя по полю с наперед заданной скоростью углы наклона к вертикали векторов абсолютной скорости капель выравниваются для обеих форсунок. Растения равномерно покрываются рабочей жидкостью с набегающей и тыльной стороны.

Однако, вследствие вариабельности состояний поля, характеризуемой переменными свойствами почвы и рельефа, в процессе работы приходится скорость опрыскивателя изменять. А для каждого варианта скорости опрыскивателя, приемлемой применительно к конкретным условиям, должны быть свои параметры наклона к вертикали осей факелов распыла передней и задней форсунок, обеспечивающие выравнивание углов наклона к вертикали векторов абсолютной скорости капель.

Для устранения недостатков известной конструкции предложено переднюю и заднюю форсунки распылителя периодически автономно поворачивать в продольно-вертикальной плоскости в зависимости от переменной величины рабочей скорости опрыскивателя так, чтобы углы наклона к вертикали векторов абсолютной скорости капель имели заданное значение β и были одинаковыми для обеих форсунок. Данное условие соблюдается, если при изменении рабочей скорости V углы наклона факелов распыла форсунок к вертикали откладывают по шкалам измерений согласно зависимостям

$${\alpha }_1=\beta -\arcsin \left(\frac{v}{v_1}\cos \beta \right)$$ - для передней форсунки и

$$-{\alpha }_2=\arcsin \left(\frac{v}{v_1}\cos \beta \right)+\beta$$ - для задней форсунки,

где V₁ и V₂ - относительная скорость капель, истекающих соответственно из передней и задней форсунок [2].

Однако вариабельность свойств почвы и рельефа, как правило, присутствует в пределах даже одного поля. Поэтому при работе опрыскивателя приходится периодически останавливать его и вручную перенастраивать наклон форсунок, что сопряжено с дополнительными затратами труда и снижает производительность опрыскивания. К тому же условия работы опрыскивателя изменяются не дискретно (скачкообразно), а непрерывно. Поэтому ручной дискретной перенастройке наклона форсунок сопутствуют участки работы опрыскивателя на неоптимальном режиме, что ухудшает качество исполнения приема.

Целью изобретения является снижение затрат труда, повышение производительности и качества опрыскивания посевов сельскохозяйственных культур.

Для достижения поставленной цели распылитель содержит переднюю и заднюю форсунки с возможностью автономного поворота в продольно-вертикальной плоскости. Поворот форсунок в этой плоскости осуществляется по зависимостям, обеспечивающим равенство углов наклона к вертикали векторов абсолютных скоростей их капель при переменной рабочей скорости опрыскивателя. Данное условие соблюдается корректировкой положения форсунок при работе опрыскивателя не дискретно вручную, а непрерывно автоматически - посредством блока управления поворотом форсунок.

Кинематическая связь корпусов форсунок с блоком управления их поворотом осуществляется посредством двух гидроцилиндров с автономными распределителями потока жидкости. Каждый из гидроцилиндров сопряжен лишь с одной из форсунок. Блок управления поворотом форсунок содержит также микропроцессорное устройство, которое управляет гидроцилиндрами посредством их распределителей потока жидкости. Микропроцессорное устройство по сигналам датчика с опорных колес непрерывно отслеживает рабочую скорость опрыскивателя. Гидроцилиндры автоматически поворачивают форсунки на требуемый угол.

Использование изобретения позволяет в режиме online непрерывно отслеживать рабочую скорость опрыскивателя и в соответствии с ее величиной автоматически оптимизировать углы наклона форсунок к вертикали. Это позволяет избежать затрат труда на ручную переналадку форсунок, вынужденных остановок опрыскивателя при его работе и непрерывно поддерживать оптимальные режимы опрыскивания.

На фиг. приведена конструктивная схема предлагаемого распылителя (вид сбоку).

Распылитель содержит переднюю 1 и заднюю 2 форсунки с возможностью автономного поворота в продольно-вертикальной плоскости на шарнирах 5 и 3. Ось факела распыла форсунки 1 имеет направление V₁ вперед по ходу рабочего перемещения опрыскивателя V. Направление же V₂ оси факела распыла форсунки 2 - обратное (назад). Форсунки 1 и 2 состоят в кинематической связи с блоком управления их поворотом, который содержит гидроцилиндры 6 и 4 с автономными распределителями потока жидкости 10 и 7, микропроцессорное устройство управления 8 и датчик рабочей скорости опрыскивателя с его опорных колес 9.

Работает распылитель следующим образом. Опрыскиватель перемещается по полю с переменной скоростью V, регистрируемой датчиком с колес 9. Сигнал скорости опрыскивателя поступает на микропроцессорное устройство управления 8, которое посредством распределителей потока жидкости 10 и 7 управляет гидроцилиндрами 6 и 5, автоматически поворачивающими форсунки 1 и 2 в шарнирах 5 и 3 на требуемый угол.

Блок управления поворотом форсунок декодирует сигналы датчика рабочей скорости опрыскивателя с его опорных колес 9 и поворачивает форсунки 1 и 2 по инструкциям

$${\alpha }_1=\beta -\arcsin \left(\frac{v}{v_1}\cos \beta \right)$$ - для передней форсунки и

$$-{\alpha }_2=\arcsin \left(\frac{v}{v_1}\cos \beta \right)+\beta$$ - для задней форсунки.

В приведенных инструкциях наиболее приемлемое значение угла β составляет $$\beta =\frac{1}{4}\pi$$ . Скорости V₁ и V₂ известны из технической характеристики используемых распылителей.

Таким образом производится непрерывное автоматическое выравнивание углов наклона к вертикали абсолютной скорости факелов распыла передней и задней форсунок распылителя при вариации рабочей скорости опрыскивателя.

Литература

1. Инжекторные распылители. TurboDrop^® HiSpeed Standart. Проспект фирмы Agrotop (Spray Technology). - ФРГ. - 2008. Internet .

2. Пат. 2416466. Российская Федерация, МПК B05B 1/14, A01M 11/00. Распылитель сельскохозяйственного опрыскивателя / Гуреев И.И.; заявитель и патентообладатель Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт земледелия и защиты почв от эрозии. - №2008146305/12; заявл. 24.11.2008; опубл. 27.05.2010, Бюл. №15. - 5 с.: ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к распылителям сельскохозяйственных опрыскивателей. В распылителе сельскохозяйственного опрыскивателя корпуса форсунок кинематически связаны с блоком управления поворотом форсунок, который декодирует сигналы датчика рабочей скорости опрыскивателя с его опорных колес. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности непрерывно отслеживать рабочую скорость опрыскивателя и в соответствии с ее величиной автоматически оптимизировать углы наклона форсунок к вертикали. Это позволяет избежать затрат труда на ручную переналадку форсунок, вынужденных остановок опрыскивателя при его работе и непрерывно поддерживать оптимальные режимы опрыскивания. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Распылитель сельскохозяйственного опрыскивателя, содержащий переднюю и заднюю форсунки с возможностью автономного поворота в продольно-вертикальной плоскости, угол наклона осей факелов распыла которых к вертикали установлен по зависимостям
- для передней форсунки и
- для задней форсунки,
где β - угол наклона к вертикали векторов абсолютных скоростей капель, истекающих из передней и задней форсунок; V - рабочая скорость опрыскивателя; V₁ и V₂ - относительная скорость капель, истекающих соответственно из передней и задней форсунок, отличающийся тем, что корпуса форсунок кинематически связаны с блоком управления поворотом форсунок, который декодирует сигналы датчика рабочей скорости опрыскивателя с его опорных колес.

2. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что блок управления снабжен двумя гидроцилиндрами с автономными распределителями потока жидкости и микропроцессорным устройством управления распределителями потока жидкости по сигналам датчика рабочей скорости опрыскивателя.

3. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что гидроцилиндры включены в гидросистему энергосредства, причем каждый из них сопряжен лишь с одной из форсунок.