СИСТЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ ПРОТРАВИТЕЛЕЙ СЕМЯН Российский патент 2017 года по МПК A01C1/08 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано для протравливания семян сельскохозяйственных культур.

Известна система приготовления рабочей жидкости (в дальнейшем РЖ) протравителей семян, содержащая установленную между загрузочным и разгрузочным спиралевидным транспортерами устройства бак с РЖ протравителя для дальнейшего ее смешивания с семенами /Исаев Ю.М., Воронина М.В., Шуреков А.В. Спирально-винтовой протравливатель. Механизация и электрификация сельского хозяйства; 2008 г., №7. - С. 11-12/.

К недостаткам системы следует отнести:

- сложность и громоздкость конструкции и кинематики приводов рабочих органов;

- отсутствие перемешивающего устройства в баке для приготовления РЖ позволяет использовать только водорастворимые препараты, но не РЖ, которая может быть представлена протравителем в форме суспензии, эмульсии, а также многокомпонентных смесей, требующих постоянного перемешивания в процессе протравливания семян непосредственно в самом баке по всему его объему. Например, смесь защитно-стимулирующих препаратов в таком количественном соотношении: фунгицид Клад, КЭ - 0,5 л/т + микроудобрение Рутвитал BP - 0,3 л/т + инсектицид Табу, КЭ - 0,7 л/т + 9 микроэлементов + стимулятор роста иммуноцитофит - 1 таблетка - 0,0005 кг/т при протравливании семян пшеницы и другие;

- размещение бака с протравителем в верхней части агрегата является нарушением правил техники безопасности для обслуживающего персонала, особенно при устранении возникающих неисправностей, настройке на соответствующий режим работы, а также при заправке бака как препаратами, так и водой в соответствующих пропорциях.

Известна система протравливания семян камерного передвижного протравливателя ПС-20К-4 /Руководство по эксплуатации «ООО «Агрохиммаш», г. Ставрополь. - 2012/, содержащая загрузочный транспортер, приемный бункер, камеру протравливания, бак для загрузки протравителем (в дальнейшем препаратом) и водой и приготовления в нем РЖ, насос для забора РЖ из бака и ее подачи в камеру протравливания.

Недостатком системы, наряду с повышенными материало- и энергоемкостью рабочих органов, является крупногабаритный бак вместимостью 300 дм³ и отсутствие перемешивающего устройства в нем, что ограничивает эксплуатацию данной машины при использовании препаратов в форме суспензии.

Известна «Система приготовления рабочей жидкости протравливателя», содержащая резервуар с наружной и внутренней секциями для поочередного приготовления в них РЖ с общей восьмисекционной заправочной горловиной, каждая из секций которой снабжена сложным в изготовлении и монтаже пружинно-клапанным механизмом (Патент RU №2436273, C2 МПК A01C 1/08, 13.04.2009. Бюл. №35).

Недостатками системы также являются:

- наряду с повышенной удельной материало-энергоемкостыо процесса заправки компонентами резервуара вместимостью 300 дм³ и их перемешивания в нем, ручное управление заправкой и подачей препаратов в резервуар, а также трудоемкость монтажно-демонтажных работ;

- при повышенной концентрации РЖ в форме суспензии гидравлический способ перемешивания в секциях не обеспечивает равномерной ее концентрации по высоте резервуара.

Наиболее близкой к заявленной системе является система протравливания семян агрегатом ПС-22 /Инструкция по эксплуатации протравливателя ПС-22. ООО «Гатчинсельмаш», г. Гатчина Ленинградской обл., 2014 г./, содержащая бак прямоугольной формы для приема препарата и воды, с установленным в нем штанговым центробежным насосом для гидравлического перемешивания РЖ с одновременной ее подачей через кран-регулятор и датчик расхода к форсунке (распылителю), механическую мешалку, загрузочный транспортер, приемный бункер для семян, камеру протравливания, выгрузной шнек

Недостатками системы являются повышенные металлоемкость и энергоемкость приготовителя РЖ с баком вместимостью 200 дм³. Эксцентричное размещение мешалок - механической с цепным приводом и гидравлической - у основания бака не обеспечивают полнообъемного перемешивания РЖ.

Кроме того, гидравлический насос при максимальной подаче РЖ в камеру протравливания практически не участвует в ее перемешивании, что в целом приводит к недопротравливанию семян и снижению урожайности возделываемой культуры. Прямоугольная, в виде параллелепипеда, форма бака с углом 90° между его сторонами и основанием приводит к уменьшению фактической концентрации подаваемой в камеру протравливания суспензии в силу оседания ее твердых частиц в периферийной части основания по углам бака и вследствие неравномерной интенсивности потоков по его высоте и, соответственно, объемной плотности перемешиваемой жидкости, а также непостоянства полей скоростей по высоте уровня РЖ, что, в целом, приводит к неравномерности концентрации РЖ, подаваемой в камеру протравливания в процессе опорожнения бака, снижая при этом качество протравливания семян и эффективность использования дорогостоящих препаратов.

Задачей, решаемой изобретением, является совершенствование процесса протравливания семян на основе изменения конструкции приготовителя РЖ, обеспечивающей автономный забор препарата и воды из соответствующих емкостей посредством встроенного в заборно-напорном трубопроводе смесительного устройства в виде струйного насоса, соединенного пассивным соплом с баком для препарата, активным соплом посредством форкамеры и напорной магистрали - с источником водоснабжения, а посредством смесительной камеры, диффузора и нагнетательного трубопровода вода - их смешивание с образованием РЖ и ее подачу в камеру протравливания семян.

Технический результат: упрощение конструкции, снижение материало-энергоемкости технологического процесса протравливания семян за счет высвобождения агрегата для приготовления РЖ, потерь препаратов и загрязнения окружающей среды, повышение сменной производительности, улучшение сангигиены труда оператора.

Поставленная задача решается тем, что в протравливателе вместо бака для предварительного приготовления РЖ вместимостью 200…300 дм³ с размещенными в нем мешалками с относительно высокой потребляемой мощностью установлен бак в форме цилиндра с овально-коноидальным (воронкообразным) днищем вместимостью до 65 дм³, заполняемый препаратом или многокомпонентной смесью препаратов с возможностью установки в нем переносной механической, например шнековой, мешалки с обеспечением функционирования протравливателя семян в непрерывном режиме работы, без остановок для выполнения заправочных операций и приготовления РЖ. Вместимость бака объемом 65 дм³ соответствует максимальной норме расхода современных препаратов в количестве 2 дм³ на одну тонну подлежащих протравливанию семян.

При использовании смеси многокомпонентных препаратов в различных формах (суспензия, эмульсия, смачивающий порошок и др.) предусмотрено выполнение по центру бака заправочной горловины замкового соединения для установки и фиксирования съемной механической, например шнековой, мешалки с приводом от электродвигателя с вариатором частоты вращения вала. Симплекс геометрического подобия мешалки: Г_D=D/d_м, где D - внутренний диаметр гладкостенного бака; d_м - диаметр мешалки, зависит от концентрации смеси и находится в пределах, определяемых неравенствами:

1,04≤Г_D≤2,0 (тихоходная мешалка) ÷

÷ 2,0≤Г_D≤8 (быстроходная мешалка).

/Васильцов Э.А., Ушаков В.Г. «Аппараты для перемешивания жидких сред.Справочное пособие». Ленинград. Машиностроение. Ленинградское отделение. 1979/.

Основание (днище) полости бака с препаратом посредством заборной магистрали с установленными в ней краном-дозатором и расходомером соединено с пассивным соплом струйного насоса, активное сопло которого с профилированными наружной и внутренней стенками с коноидальной поверхностью посредством кольцевой форкамеры и напорной магистрали с установленными в ней краном-дозатором, гидронасосом и расходомером соединено с источником водоснабжения, а камера смешения, диффузор и нагнетательная магистраль - с камерой протравливания семян.

Кроме того, стенки сопел смесительной камеры диффузора и кольцевой форкамеры снабжены абразивостойким покрытием.

Перечень позиций на чертежах.

На фиг. 1 представлена технологическая схема функционирования устройства;

на фиг. 2 - вертикальный разрез струйного насоса.

1 - бак для препарата (смесей препаратов);

2 - горловина с фланцем крепления электропривода мешалки;

3 - съемная механическая мешалка;

4 - электропривод мешалки;

5 - заборный трубопровод;

6, 29 - краны-дозаторы;

7 - пассивное сопло;

8 - струйный насос;

9 - кольцевая форкамера;

10 - активное сопло струйного насоса;

11, 12 - профилированные наружная и внутренняя стенки активного сопла с коноидальной поверхностью;

13 - смесительная камера;

14 - диффузор;

15 - абразивостойкое покрытие;

16 - фигурное кольцо;

17, 19, 20 - фланцы;

18 - кожух;

21 - нагнетательный трубопровод;

22 - камера протравливания;

23 - дисковый распылитель;

24 - бункер исходного материала (непротравленных семян);

25 - выгрузной шнек протравленных семян;

26 - патрубок;

27 - напорный трубопровод;

28 - гидронасос;

30 - заправочная горловина;

Р_п - расходомер препарата;

Р_в - расходомер воды.

Система приготовления РЖ протравителей семян содержит бак 1 для протравителей или их смесей (фиг. 1) с горловиной 2, выполненный с возможностью установки в нем съемной, механической, например шнековой, мешалки 3 с электроприводом 4. Выполненное в овально-коноидальной (воронкообразной) форме основание бака 1 с углом конуса γ≤120° посредством заборного трубопровода 5 и установленными в нем краном-дозатором 6 и расходомером Р_п соединено с пассивным для препарата соплом 7 струйного насоса 8 (фиг. 2), содержащим кольцевую форкамеру 9, сопряженную с активным соплом 10 с профилированными наружной 11 и внутренней 12 стенками активного сопла, смесительную камеру 13, диффузор 14. Обе стенки 11 и 12 имеют коноидальную форму. Смесительная камера 13, диффузор 14 и кольцевая форкамера 9 снабжены абразивостойким покрытием 15, которое закреплено разрезным фигурным кольцом 16 и фланцами 17. Впускная часть корпуса струйного насоса 8 заключена в кожух 18, соединенный посредством фланцев 19 с заборным для препарата трубопроводом 5, а выпускная часть диффузора 14 посредством фланцев 20 и нагнетательного трубопровода 21 - с полостью камеры протравливания 22 с размещенным в ней дисковым распылителем 23 и соединенной в верхней части с бункером исходного материала - непротравленных семян 24, а в нижней части - с выгрузным шнеком протравленных семян 25.

В свою очередь кольцевая форкамера 9 струйного насоса 8 посредством патрубка 26 (фиг. 1, 2) и напорного трубопровода 27 с размещенными в нем расходомером Р_В, гидронасосом-дозатором 28 и краном-дозатором 29 соединена с источником водоснабжения (не показан). Кроме того, бак 1 снабжен заправочной горловиной 30, содержащей радиальное отверстие (не показано) для сообщения полости бака 1 с атмосферой.

Устройство функционирует следующим образом.

В начале рабочей смены бак 1 через горловину 30 заправляют препаратом и осуществляют настройку системы посредством кранов-дозаторов 6 и 29 и гидронасоса 28 на заданный режим ее функционирования, соответствующий соблюдению пропорции дозирования препарата и воды, л/мин, для их смешения в смесительной камере 13 струйного насоса 8 для заданной производительности протравливателя по семенам, т/ч.

При использовании для протравливания семян порошковидных препаратов или многокомпонентных смесей препаратов в баке 1 устанавливают механическую мешалку 3 с электроприводом 4.

Включают в работу основные рабочие органы для подачи семян из бункера 24 в камеру протравливания 22 с последующим открытием крана-дозатора 29 для забора и подачи воды в форкамеру 9 струйного насоса 8 и крана 6 для забора препарата из бака 1 и его поступления по трубопроводу 5 через пассивное сопло 7 струйного насоса 8 в смесительную камеру 13 за счет образующегося разрежения при перепаде давления в ней и диффузоре 14. Образованная смесь сред из смесительной камеры 13 поступает в диффузор 14, в котором кинетическая энергия струи смеси частично преобразуется в потенциальную энергию. Полученная смесь из диффузора 14 по нагнетательному тельному трубопроводу 21 поступает на вращающийся дисковый распылитель 23, создающий внутри камеры протравливания 22 сплошной диспергированный факел распыленной РЖ, обволакивающей препаратом кольцевой поток семян, поступающих затем в выгрузной шнек 25 и далее - на зерноток или в заправщик сеялок (не показано). По завершению работ бак 1 через горловину 30 заполняют чистой водой и промывают систему.

Использование одного бака для препарата вместимостью до 65 дм³ с высвобождением приготовителя РЖ вместимостью 200-300 дм³ позволяет уменьшить удельную материалоемкость устройства, сократить трудо- энергозатраты на приготовление РЖ, повысить эксплуатационный коэффициент использования сменного времени и, соответственно, сменную производительность протравливателя за счет устранения операций на заправку агрегата компонентами препарата и приготовление РЖ; устранить потери препаратов и загрязнение окружающей среды за счет сокращения технологических остановок на заправку резервуара водой и препаратами и их перемешивание с одновременным улучшением сангигиены труда обслуживающего персонала, а также сократить расход воды на промывку крупногабаритного бака от остатков препаратов.

Система относится к сельскохозяйственному машиностроению. Система включает источник водоснабжения, бак для протравителей семян сельскохозяйственных культур, струйный насос, заборно-напорную и нагнетательную магистрали, гидронасос, краны-дозаторы воды и протравителя, расходомеры, камеру протравливания. Для функционирования системы в непрерывном режиме цилиндрический бак для протравителя снабжен механической мешалкой с электроприводом, а его основание овально-коноидальной формы соединено с пассивным соплом струйного насоса, активное сопло которого соединено трубопроводом с размещенными в нем гидронасосом, расходомером и краном-дозатором - с источником водоснабжения. Смесительная камера струйного насоса и диффузор посредством нагнетательного трубопровода соединены с камерой протравливания семян агрегата. Использование системы позволяет уменьшить материалоемкость и энергоемкость техпроцесса протравливания семян, сократить трудозатраты, улучшить санитарно-гигиенические условия труда и безопасность обслуживающего персонала, уменьшить загрязнение экосистемы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система приготовления рабочей жидкости протравителей семян, включающая бак для приема воды и препарата, гидравлическую мешалку, заборно-напорную магистраль, гидронасос, камеру протравливания, бункер для семян и выгрузной шнек, отличающаяся тем, что заборно-напорная магистраль снабжена струйным насосом, пассивное сопло которого посредством заборного трубопровода с установленными в нем краном-дозатором и расходомером соединено с содержащим препарат баком вместимостью 65 дм³, снабженным съемной механической мешалкой с электроприводом, а активное сопло струйного насоса посредством кольцевой форкамеры, напорного трубопровода с установленными в нем краном-дозатором, гидронасосом и расходомером соединено с источником водоснабжения, а смесительная камера и диффузор посредством нагнетательной магистрали соединены с камерой протравливания семян.

2. Изобретение по п. 1, отличающееся тем, что съемная мешалка установлена в вертикальной плоскости по всей высоте бака цилиндрической формы, а его основание выполнено в овально-коноидальной форме с углом конуса γ≤120°.