Устройство для опрыскивания камыша, растущего в элементах оросительной системы рисовых чеков Российский патент 2023 года по МПК A01H7/00 B05B1/34 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может использоваться при модернизации опрыскивателей для химической защиты рисовых чеков от камыша, растущего в элементах оросительной системы.

Известен опрыскиватель, предназначенный для опрыскивания посевов полевых культур, включающий смонтированные на раме емкость, насос, гидравлические коммуникации, систему очистки, штангу с распылителями (Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины / В.М. Халанский, И.В. Горбачев. - М: КолосС, 2004. - С.228).

К недостаткам данного опрыскивателя можно отнести невозможность обработки камыша, растущего в элементах оросительной системы рисовых чеков, из-за ограниченности высоты подъема штанги.

Известен опрыскиватель для обработки высокостебельных культур, включающий смонтированные на раме емкость, насос, гидравлические коммуникации, систему очистки, поворотную штангу с распылителями, имеющую возможность поворота по отношению к продольно-вертикальной плоскости симметрии опрыскивателя (патент РФ №2403987, 27.04.2009).

К недостаткам этого опрыскивателя можно отнести также невозможность его использования для обработки камыша, растущего в элементах оросительной системы рисовых чеков, из-за особенностей конструкции штанги.

Известен опрыскиватель, имеющий вентилятор, приводящийся от гидромотора, с системой воздуховодов и эластичных рукавов - ресиверов большого диаметра (Технологические и методологические аспекты применения техники для защиты растений в странах ЕС: метод, реком. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2016. - С.115-116). Воздух, поступающий от вентилятора в воздуховоды, выходит из них через узкую щель вдоль штанги, образуя направленный воздушный поток - «воздушную завесу».

Недостатком данного опрыскивателя является отсутствие связи между параметрами опрыскивателя и размерными характеристиками метелок камыша, которые и являются объектом обработки.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является опрыскиватель для обработки камыша, растущего в элементах оросительной системы рисовых чеков, включающий смонтированные на раме емкость, насос, гидравлические коммуникации, систему очистки, поворотную штангу с расположенными на ней по траектории параболы, полученной по выражению у=-0,075471698х² - 0,015094339x+4,8 распылителями в виде патрубков с наконечниками для распыления, стойку опоры на раме опрыскивателя за емкостью, к верхней части которой одним концом шарнирно закреплена поворотная штанга, который имеет защитно-камерное устройство, выполненное из листа упругого материала скрученного в вертикальной плоскости по форме спирали Архимеда и жестко установленного на каждом патрубке распылителя с возможностью расположения внутри этого устройства наконечника для распыления с расстоянием от его оси до центра спирали по вертикали равное шагу спирали не менее 20 см (патент РФ №214688. Кл. А01М 7/00, 2022 г. - прототип).

Недостаткам опрыскивателя для обработки камыша, растущего в элементах оросительной системы рисовых чеков, можно отнести отсутствие в конструкции штанги возможности создания «воздушной завесы» для целенаправленной обработки метелок камыша, вследствие чего происходят потери рабочего раствора в канал рисового чека.

Техническим результатом изобретения является сокращение потерь рабочего раствора, за счет обеспечения связи конструктивных параметров штанги опрыскивателя, шага отверстий воздуховодов с размерными характеристиками камыша, растущего в элементах оросительной системы рисовых чеков.

Технический результат достигается тем, что устройство для опрыскивания камыша, растущего в элементах оросительной системы рисовых чеков, включающий смонтированные на раме емкость, насос, гидравлические коммуникации, систему очистки, поворотную штангу с расположенными на ней по траектории параболы, полученной по выражению у=-0,075471698х² - 0,015094339x+4,8 распылителями в виде патрубков с наконечниками для распыления, стойку опоры на раме опрыскивателя за емкостью, к верхней части которой одним концом шарнирно закреплена поворотная штанга, имеющая защитно-камерное устройство, выполненное из листа упругого материала скрученного в вертикальной плоскости по форме спирали Архимеда и жестко установленного на каждом патрубке распылителя с возможностью расположения внутри этого устройства наконечника для распыления с расстоянием от его оси до центра спирали по вертикали равное шагу спирали не менее 20 см, согласно изобретению имеет приводимый от гидромотора вентилятор с системой воздуховодов, которые закреплены на конечной точке правой формы спирали Архимеда каждого защитно-камерного устройства и имеют отверстия для создания воздушного потока с углом не превышающим угол между горизонталью и касательной к спирали Архимеда, проведенной через отверстия воздудоводов, которые имеют шаг не более 25 см, причем для определения расстояния между этими отверстиями в зависимости от длины поворотной штанги и количества отверстий использовано уравнение:

где:

z - расстояние между отверстиями, см;

х - длина поворотной штанги, см;

у - количество отверстий, шт.

Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что за счет такого выполнение конструкции для обработки камыша рисовых чеков обеспечивается целенаправленная обработки метелок камыша за счет создания «воздушной завесы» в защитно-камерном устройстве вследствие чего происходят снижение потерь рабочего раствора в канал рисового чека.

По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена совокупность признаков, аналогичная заявляемой, позволяющая получить технический результат, который не присущ известным техническим решениям, что позволяет судить о новизне и изобретательском уровне предложения.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами.

На фигуре 1 представлен опрыскиватель (вид слева); на фигуре 2 - опрыскиватель (вид сверху); на фигуре 3 - разрез А-А защитно-камерного устройства; а) - с указанием условий создания воздушного потока с углом α не превышающим угол между горизонталью и касательной к спирали α₀ (α<α₀), проведенной через отверстия воздудоводов; б) с указанием направления потоков рабочей жидкости; на фигуре 4 - технологический процесс работы опрыскивателя на рисовом чеке.

Устройство для опрыскивания камыша, растущего в элементах оросительной системы рисовых чеков (фиг. 1, 2), включает смонтированные на раме 1 емкость 2, насос 3, гидравлические коммуникации 4, систему очистки 5, поворотную штангу 6 с расположенными на ней по траектории параболы, полученной по выражению у=-0,075471698x² - 0,015094339х+4,8 распылителями 7 в виде патрубков с наконечниками 8 для распыления, стойку 9 опоры 10 на раме опрыскивателя за емкостью 2, к верхней части которой одним концом шарнирно закреплена поворотная штанга 6, которая имеет защитно-камерное устройство 11 (фиг. 3), выполненное из листа упругого материала скрученного в вертикальной плоскости по форме спирали Архимеда 12 и жестко установленного с помощью сварки на каждом патрубке распылителя 7 с возможностью расположения внутри этого устройства наконечника 8 для распыления с расстоянием от его оси до центра спирали по вертикали равное шагу спирали не менее 20 см. Опрыскиватель имеет вентилятор 13 (фиг. 1, 2), приводящийся от гидроматора 14, с системой воздуховодов 15, которые крепятся на конечной точке 16 правой формы спирали Архимеда 12 защитно-камерного устройства 11 и имеют отверстия 17 для создания воздушного потока с углом α не превышающим угол между горизонталью и касательной к спирали α₀ (α<α₀), проведенной через отверстия воздудоводов, которые имеют шаг t не более 25 см (фиг. 1, 2), причем уравнение расстояния между отверстиями (z), длиной штанги (х) и количеством отверстий (у) имеет вид z=968,27 - 5,16x+1,89у+0,0072x² - 0,01xy+0,01y².

Поворотная штанга 6 (фиг. 1, 2) имеет рукоятку 18 для перемещения в горизонтальной плоскости, которая поднимается (опускается) в вертикальной плоскости на высоту расположения метелок камыша с помощью гидроцилиндра 19. Для фиксации поворотной штанги в заданном положении служит палец 20.

Признак «отверстия для создания воздушного потока имеют шаг не более 25 см, причем уравнение использованное для определения расстояния между отверстиями (z), длиной штанги (х) и количеством отверстий (у) имеет вид z=968,27 - 5,16x+1,89у+0,0072х² - 0,01ху+0,01y²» получен в результате изучение размерных характеристик камыша в Краснодарском крае (таблица 1).

По итогам измерения расстояний между метелками в 10 рисовых чеках получено среднее расстояние между метелками 25 см. Увеличение расстояния ведет к созданию недостаточной «воздушной завесы» под каждую метелку и соответственно не равномерной их обработке.

На основании проведенных измерений в 10 рисовых чеках для расстояния (z) между отверстиями метелками, ширины разрастания камыша в канале (длиной штанги - х) и количества метелок (отверстий - у) был построен график поверхности (фиг. 4), уравнение которого имеет вид z=968,27 - 5,16х+1,89у+0,0072х²-0,01ху+0,01y².

Рассмотрим признак «системой воздуховодов, которые крепятся на конечной точке правой формы спирали Архимеда защитно-камерного усройства». При подаче воздуха снизу, под распыленные факелы капель рабочего раствора уменьшаются потери пестицида в канал и улучшается распределение капель в метелке. Применение воздушного потока для уменьшения сноса капель является эффективным способом. Капля, движущаяся с большой скоростью, более устойчива к сносу, чем капля того же размера, движущаяся с меньшей скоростью. Направленный воздушный поток, взаимодействуя с распыленными каплями (выходящими из распылителей), ускоряет их и уменьшает зависание, а следовательно, и снижает потенциал сноса капель естественным движением воздушных масс.

Признак «конечная точка правой формы спирали Архимеда» можно пояснить следующим. Спираль Архимеда - траектория точки М (принимаем за конечную точку), которая равномерно движется вдоль луча OV с началом в О (https://ru.wikipedia.org/wiki/Архимедова_спираль) (принимаем за начальную точку). При вращении луча против часовой стрелки получается правая спираль.

Признак «отверстия для создания воздушного потока с углом не превышающим угол между горизонталью и касательной к спирали» позволяет обеспечивать направленную подачу воздушного потока в защитно-камерное устройство. Мелкодисперсные капли пестицида в воздушном потоке активно проникают вглубь густых метелок и за счет завихрений обволакивают их большую часть.

В конструкции защитно-камерного устройства использован принцип спирали Архимеда, т.е. множества точек, участвующих одновременно в двух равномерных движениях - вдоль прямой и по окружности.

Такое выполнение конструкции для обработки камыша рисовых чеков обеспечивает равномерную и целенаправленную обработку метелок камыша, растущего в элементах оросительной системы рисовых чеков, вследствие чего происходит снижение потерь рабочего раствора в канал рисового чека.

Устройство для опрыскивания камыша рисовых чеков работает следующим образом. Перед началом обработки поворотная штанга 6 (фиг. 1, 2) перемещается рукояткой 18 в горизонтальной плоскости, затем поднимается (опускается) в вертикальной плоскости на высоту расположения метелок камыша гидроцилиндром 19 и фиксируется пальцем 20 в заданном положении. Далее производится перемещение агрегата по периметру рисового чека с внутренней его части. Во время работы необходимо соблюдать рекомендуемую скорость движения опрыскивателя V_o для внесения, требуемого по агротребованиям количества рабочего раствора (фиг. 3а). Из наконечника 8 для распыления под напором подается рабочая жидкость со скоростью V_ж.

Вентилятором 13, приводимый от гидроматора 14, с системой воздуховодов 15 подается воздушный поток. Воздуховоды 15 крепятся на конечной точке 16 правой формы спирали Архимеда защитно-камерного устройства 11 и имеют отверстия 17 через которые подается воздушный поток со скоростью V_e под углом α не превышающим угол между горизонталью и касательной к спирали α₀ (α<α₀), что обеспечивает направленный поток в защитно-камерное устройство 11. При подаче воздуха снизу, под распыленные факелы капель рабочего раствора уменьшаются потери пестицида на почву и улучшается распределение капель в растительной массе. Применение воздушного потока для уменьшения сноса капель является эффективным способом. Капля, движущаяся с большой скоростью, более устойчива к сносу, чем капля того же размера, движущаяся с меньшей скоростью. Направленный воздушный поток, взаимодействуя с распыленными каплями (выходящими из распылителей), ускоряет их и уменьшает зависание, а следовательно, и снижает потенциал сноса капель естественным движением воздушных масс.

В результате поток вовлекается в окружное движение ω (фиг. 3б) в защитно-камерном устройстве 11, обеспечивающее защиту от попадания пестицида в канал за счет создания зоны интенсивной обработки метелок.

Действие препарата направлено на обработку не всей рисовой оросительной системы, а только метелок, что в итоге обеспечивает точную обработку сорняка и исключает засоренность плоскостей рисовых чеков путем разрастания корневой системы и сокращает расходы рабочего раствора. Обработка позволяет исключить сжигание растительных остатков в межсезонье, значительно улучшить регулировку водного режима за счет очищения дренажной системы и снятия большого сопротивления движению воды во время залива и сброса.

С уничтожением высокостебельных сорных растений значительно увеличивается аэрация на плоскостях чеков, что в определенной степени снижает развитие болезней и приводит к более быстрой просушке рисовых чеков после сброса воды перед уборкой.

Такое выполнение конструкции для обработки камыша рисовых чеков обладает новым свойством - обеспечение целенаправленной обработки метелок камыша за счет создания «воздушной завесы» в защитно-камерном устройстве вследствие чего происходят снижение потерь рабочего раствора в канал рисового чека.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может использоваться при модернизации опрыскивателей для химической защиты рисовых чеков от камыша. Устройство включает смонтированные на раме емкость, насос, гидравлические коммуникации, систему очистки, поворотную штангу с расположенными на ней распылителями в виде патрубков с наконечниками для распыления и стойку опоры на раме опрыскивателя за емкостью. К верхней части емкости одним концом шарнирно закреплена поворотная штанга, имеющая защитно-камерное устройство, выполненное из листа упругого материала, скрученного в вертикальной плоскости по форме спирали Архимеда и жестко установленного на каждом патрубке распылителя с возможностью расположения внутри этого устройства наконечника для распыления. Устройство имеет приводящийся от гидромотора вентилятор с системой воздуховодов, которые закреплены на конечной точке правой формы спирали Архимеда у каждого защитно-камерного устройства и имеют отверстия для создания воздушного потока с углом, не превышающим угол между горизонталью и касательной к спирали Архимеда, проведенной через отверстия воздуховодов, которые имеют шаг не более 25 см. Изобретение обеспечивает сокращение потерь рабочего раствора. 4 ил., 1 табл.

Устройство для опрыскивания камыша, растущего в элементах оросительной системы рисовых чеков, включающее смонтированные на раме емкость, насос, гидравлические коммуникации, систему очистки, поворотную штангу с расположенными на ней по траектории параболы, полученной по выражению у=-0,075471698х²-0,015094339х+4,8, распылителями в виде патрубков с наконечниками для распыления, стойку опоры на раме опрыскивателя за емкостью, к верхней части которой одним концом шарнирно закреплена поворотная штанга, имеющая защитно-камерное устройство, выполненное из листа упругого материала, скрученного в вертикальной плоскости по форме спирали Архимеда и жестко установленного на каждом патрубке распылителя с возможностью расположения внутри этого устройства наконечника для распыления с расстоянием от его оси до центра спирали по вертикали, равным шагу спирали не менее 20 см, отличающееся тем, что имеет приводящийся от гидромотора вентилятор с системой воздуховодов, которые закреплены на конечной точке правой формы спирали Архимеда у каждого защитно-камерного устройства и имеют отверстия для создания воздушного потока с углом, не превышающим угол между горизонталью и касательной к спирали Архимеда, проведенной через отверстия воздуховодов, которые имеют шаг не более 25 см, причем для определения расстояния между этими отверстиями в зависимости от длины поворотной штанги и количества отверстий использовано уравнение

где z - расстояние между отверстиями, см;

х - длина поворотной штанги, см;

у - количество отверстий.