Способ изменения угла наклона факелов распыла форсунок сельскохозяйственного опрыскивателя при его перемещении по полю Российский патент 2022 года по МПК A01M7/00 

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

Известен целостный распылитель с двумя (передней и задней) форсунками [1]. Ось факела распыла передней и задней форсунок наклонена вперед по ходу рабочего перемещения опрыскивателя под неизменным углом к вертикали. При работе опрыскивателя с увеличением его рабочей скорости угол наклона к вертикали вектора абсолютной скорости капель для передней форсунки увеличивается, а для задней - уменьшается. Поэтому покрытие растений каплями рабочей жидкости происходит неравномерно вследствие изменения скорости перемещения и встречного потока воздуха.

Наиболее близким к предлагаемому решению является регулируемый распылитель с двумя (передней и задней) форсунками [2]. Для работы опрыскивателя оси факелов распыла форсунок могут устанавливаться вручную после проведения расчетов по приведенной аналитической зависимости, которая связывает начальный угол установки и скорость перемещения опрыскивателя.

Эффективной работа форсунок будет в случае точного поддержания заданной скорости опрыскивателя, что позволит качественно наносить на растения рабочую жидкость.

При движении опрыскивателя в полевых условиях еще одним фактором, существенно влияющим на поведение мелких капель после их истечении из наконечника является ветер, который всегда присутствует на поле, и направление его может быть как встречным, так и попутным. Поэтому скорость ветра будет существенным фактором, который изменит направление абсолютной скорости истечения рабочей жидкости. Разрешено работать в поле при скоростях ветра до 5 м/с.

Эффективная работа опрыскивателя возможна лишь в единственном случае - при перемещении его по полю с наперед заданной скоростью, когда углы наклона к вертикали векторов абсолютной скорости капель для обеих форсунок выравниваются, и при отсутствии ветра. Этим обеспечивается равномерное покрытие рабочей жидкостью растений с набегающей и тыльной сторон.

В процессе же работы опрыскивателя, вследствие вариабельности состояний поля, характеризуемой переменными свойствами почвы, рельефом, контурностью и воздействием ветра, приходится рабочую скорость изменять и приспосабливаться к воздействию ветра на мелкокапельное распыление рабочей жидкости. А для каждой рабочей скорости и скорости ветра, приемлемой применительно к конкретным условиям, и воздействии потока воздуха в зависимости от скорости ветра, должны быть свои параметры наклона осей факелов распыла передней и задней форсунок. Учет этого параметра известной конструкцией не предусмотрен, что в условиях практической эксплуатации не позволит с высоким качеством обработать полевые культуры без перерасхода дорогих ядохимикатов.

Для устранения недостатков работы опрыскивателя, повышения качества работы опрыскивателя посредством более полного покрытия листьев растений рабочей жидкостью с набегающей и тыльной сторон предлагается две форсунки одного распылителя выполнять с возможностью поворота в продольно-вертикальной плоскости с учетом не только скорости перемещения опрыскивателя, но и с учетом скорости ветра. Это позволит оси факелов распыла передней и задней форсунок ориентировать в зависимости от рабочей скорости опрыскивателя и скорости ветра, чтобы углы наклона к вертикали векторов абсолютной скорости факелов имели заданное значение и были одинаковыми для передней и задней форсунок.

На фиг. 1 приведена конструктивная схема распылителя (вид сбоку), на фиг. 2 - планы скоростей: а) с учетом скорости попутного ветра; б) с учетом скорости встречного ветра.

Распылитель содержит в продольно-вертикальной плоскости переднюю 1 и заднюю 2 форсунки, закрепленные на шарнирах 3 и 4. 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). Шарниры 3 и 4 установлены на кронштейне 5 штанги 6 опрыскивателя и обеспечивают форсункам 1 и 2 возможность поворота w₁ и w₂ в продольно-вертикальной плоскости. Углы α₁ и α₂ наклона к вертикали осей факелов распыла форсунок 1 и 2 контролируются по шкалам измерителей 7 и 8.

Работает распылитель следующим образом. Опрыскиватель перемещается по полю с известной скоростью V в условиях действия потока воздуха со скоростью ±Vв. Величины расчетных углов поворота определяют из схемы планов скоростей с учетом скорости и направления ветра (фиг. 2) и получают аналитическое выражение в виде:

Скорости V₁ и V₂ истечения из форсунок рабочей жидкости являются также известными из технической характеристики распылителей, скорость воздуха определяется по метеоусловиям. Подставляя значения параметров в формулы (1) и (2) (таблица), определяют углы α₁ и α₂ наклона к вертикали форсунок 1 и 2. Определенные по указанным формулам значения углов откладывают по шкалам измерителей 7 и 8 и фиксируют, что обеспечивает равномерное покрытие рабочей жидкостью растений с набегающей и тыльной сторон для любой наперед заданной рабочей скорости опрыскивателя и скорости ветра.

Пример осуществления способа. Перед началом работы опрыскивателя в поле устанавливают режим его работы исходя из текущих полевых условий. Задают скорость движения опрыскивателя по полю со скоростью V=1 м/сек. Скорость истечения рабочей жидкости из передней форсунки V₁=10 м/сек согласно технической характеристике распылителя. Скорость попутного ветра Vв=1 м/сек согласно данным метеосводки или полевых измерений. Угол наклона к вертикали векторов абсолютных скоростей капель, истекающих из передней и задней форсунок β=20 град. По формуле (1) определяют угол наклона передней форсунки α₁=19,8 град. Аналогично определяют угол наклона задней форсунки α₂=21 град. Затем по шкале измерителя 7 устанавливают угол наклона передней форсунки 1 и по шкале измерителя 8 угол наклона задней форсунки 2 и фиксируют их. В случае встречного ветра скоростью 1 м/сек угол α₁=16,9 град, а угол α₂=23,8 град, при скорости 5 м/сек, соответственно, 20 и 19,6 град. Таким образом, правильный выбор режима работы сельскохозяйственного опрыскивателя с учетом направления и скорости ветра и настройка работы распылителей под необходимым углом наклона обеспечивают равномерное покрытие рабочей жидкостью растений с набегающей и тыльной сторон.

Литература

1. Двухфакельные (двухструйные) инжекторные распылители Hypro GAT110 для опрыскивателя. Режим доступа http://spray.at.ua/index/dvuldifakelnye_inzhektornye_raspyliteli_hypro_gat110_dlja_opryskivateljа/0-195

2. МКП А01М 11/00, патент РФ RU 2416466. Бюл. №11, 20.04.2011.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Предложен способ изменения угла наклона факелов распыла форсунок сельскохозяйственного опрыскивателя, состоящего из передней и задней форсунок с осями факелов распыла, наклоненных к вертикали в продольно-вертикальной плоскости одна вперед, а вторая назад по ходу рабочего перемещения опрыскивателя. Угол наклона рассчитывают с учетом рабочей скорости опрыскивателя, скоростей истечения капель рабочей жидкости из передней и задней форсунок, а также скорости и направления ветра. После того как значения углов наклона факелов распыла форсунок получены, их откладывают по шкалам измерителей и фиксируют. Изобретение обеспечивает высокую эффективность в процессе опрыскивания растений. 2 ил., 1 табл.

Способ изменения угла наклона факелов распыла форсунок сельскохозяйственного опрыскивателя, состоящего из передней и задней форсунок с осями факелов распыла, наклоненными к вертикали в продольно-вертикальной плоскости одна вперед, а вторая назад по ходу рабочего перемещения, характеризующийся тем, что определяют скорость перемещения опрыскивателя по полю, скорость истечения капель рабочей жидкости из передней и задней форсунок и скорость и направление ветра и рассчитывают углы наклона по формулам:

где α₁ и α₂ - углы наклона к вертикали осей факелов распыла, соответственно, передней и задней форсунок;

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,

Vв - скорость ветра («+») - по направлению движения опрыскивателя, «-» - против направления движения опрыскивателя,

после того как значения углов наклона факелов распыла форсунок получены, их откладывают по шкалам измерителей и фиксируют.