Импульсный дождевальный аппарат Советский патент 1993 года по МПК A01G25/02 B05B1/08 

Изобретение относится к технике полива сельскохозяйственных культур и может быть использовано е системах импульсного дождевания.

Известен импульсный дождевальный аппарат, включающий ствол с насадкой, во- довоздушный бак, снабженный запальным устройством, патрубками для подачи горючей смеси и воды в полость бака.

Недостатком указанного аппарата явля- .ется то, что в нем для приготовления горючей смеси необходимо применять ресивер. При этом с увеличением объема выплескиваемой воды например до 5 м , размеры ресивера недопустимо возрастают. Последнее значительно затрудняет создание транспортного варианта аппарата.

Известен импульсный дождевальный аппарат, включающий ствол с насадкой, водовоздушный бак, камеру сгорания, магистраль подвода воздуха в камеру сгорания, систему пневмопривода топливного насоса с размещенным в корпусе дифференциальным поршнем, надпоршневая полость малого диаметра которого сообщается с топливным баком и форсункой, размещенной в стенке камеры сгорания, электрическую сеть зажигания с прерывателем зажигания горючей смеси.

Подача топлива к камеру сгорания производится насосами непосредственного впрыска.

Недостатком устройства является то, что для пневмопривода одного из насосов используется высокотемпературный газ, поступающий из .камеры сгорания с температурой 2700°С.

1ак как при воздействии упомянутой температуры механические характеристики конструкционных материалов существенно снижаются, то надежность пневмопривода низкая.

Низка также надежность перемещения поршня второго насоса, так как для его перемещения используются малые усилия от действия на поршень гидростатического давления топливного бака, составляющего менее 0,05 кгс/см2.

Низкая надежность является причиной того, то указанный аппарат не используется.

Целью изобретения является устранение низкой надежности путем использования для пневмопривода холодного газа и устранения плунжерного насоса с низкими перемещающими усилиями на плунжере.

Указанная цель достигается тем, что в импульсном дождевальном аппарате, включающем ствол насадкой, водовоздушный бак. камеру сгорания, магистраль подвода

воздуха в камеру сгорания, систему пневмопривода топливного насоса с размещенным в корпусе дифференциальным поршнем, надпоршневая полость малого

диаметра которого сообщена с топливным баком и форсункой, размещенной в стенке камеры сгорания, электрическую сеть зажигания с прерывателем зажигания горючей смеси, прерыватель электрической сети зажигания выполнен в виде датчика давления, а система пневматического пневмопривода топливного насоса снабжена клапаном предельного давления и реле давления, при этом надпоршневая полость большого диа5 метра дифференциального поршня сообщена с реле давления и посредством клапана предельного давления - с магистралью подвода воздуха в камеру сгорания, подпорш- невая полость большого диаметра

0 сообщена с подпоршневой полостью малого диаметра, надпоршневая полость малого диаметра через обратный клапан с топливным баком, а промежуточная полость через жиклер - с атмосферой и магистралью под5 вода воздуха в камеру сгорания.

Для обеспечения заданной временной задержки зажигания в магистрали подвода воздуха к реле давления установлена пнев- моемкость с жиклером на входе, сообщен0 ная через жиклер с атмосферой,

Для повышения полноты сгорания топлива в стенке корпуса установлен регулируемый по высоте упор, ограничивающий перемещение дифференциального поршня.

5 . .

Для улучшения качества смесеобразо- . вания на стенке камеры сгорания размещен блок форсунок, полости которых сообщены каналом,

0 Совокупность указанных признаков проявляет в предлагаемом устройстве в сравнении с известными техническими решениями иные свойства, заключающиеся в устранении воздействия высокотемпера5 турного газа на детали пневмопривода. Этим исключаются их разрушения при многократном срабатывании. Значительно уве- личиваются располагаемые усилия,, предназначенные для перемещения порш0 ня насоса. Перечисленными техническими решениями повышается надежность устройства.

Введением в устройство пневмоемко- сти и регулируемого упора улучшается пол5 нота сгорания топлива.

На чертеже представлена схема аппарата.

Аппарат содержит водовоздушный бак 1, ствол 2 с насадкой, запорное устройство 3, камеру 4 сгорания, соответственно патрубки 5-9 подвода воды, подвода горючего, подвода воздуха в камеру сгорания, слива, выхлопа, форсунку (блок форсунок) 10, запальное устройство 11, дифференциальный поршень 12, корпус 13, надпоршневую полость 14 малого диаметра, топливный бак 15, надпоршневую полость 16 большого диаметра, сопло 17, клапан 18 предельного давления, поршень 19, наружная полость 20 сопла, магистраль 21 подвода воздуха в камеру сгорания, реле 22 давления, пневмоемкость 23, жиклеры 24, 26, 27, 35, промежуточную полость 25, упор 28, обратные клапаны 29 - 32, колесное шасси 33, компрессор 34, датчик 36 давления, неподвижные контакты 37 электрической сети зажигания.

Аппарат состоит из водовоздушного бака 1, сообщенного со стволом 2, на котором установлены насадок и запорное устройство 3. .

Бак 1снабжен камерой сгорания 4, патрубками 5-9 подвода воды, горючего, воздуха, слива воды, выхлопа продуктов сгорания соответственно, а также форсункой (или блоком форсунок) 10 и запальным устройством 11, размещенным в стенке камеры сгорания.

Система топливоподачи аппарата состоит из дифференциального поршня 12, помещенного в корпусе 13. Надпоршневая полость 14 малого диаметра сообщена каналом с топливным баком 15 и форсункой 10, размещенной в стенке камеры сгорания.

Надпоршневая полость 16сообщена каналом с внутренней полостью сопла 17 клапана 18 предельного давления.

Сопло 17 за крыто торцом подпружиненного поршня 19. Наружная полость 20 сопла сообщена каналом с магистралью 21 подвода воздуха в камеру сгорания.

Надпоршневая полость 16 сообщена также каналом с реле давления 22, которое снабжено датчиком давления 36, выполняющим роль прерывателя зажигания.

Реле давления 22 установлено в системе пневмопривода топливного насоса и снабжено неподвижными контактами 37 электрической сети зажигания, которые замыкает прерыватель.

Упомянутая сеть имеет устройство, например, электронное, обеспечивающее временную задержку поступления электрической команды от реле 22 к запальному устройству 11 (электронное устройство на фиг.1 не изображено).

Вместо электронного устройства, обеспечивающего временную задержку зажига- ния, может быть использована пневмоемкость 23 с жиклером 35 на входе.

установленная в магистрали подвода давления к реле 22 и сообщенная через жиклер 24 с атмосферой.

Пневмоемкость 23 уступает электрон- 5 ному устройству по массе и габаритам, однако обладает большей надежностью при эксплуатации в полевых условиях.

Ход дифференциального поршня 12 ограничивается упором 28, который регулиру0 ется по высоте.

Обратные клапаны 29 - 32 устраняют обратные перетоки топлива, газов и воды.

Аппарат размещается на раме колесного шасси 33.

5 Аппарат работает циклами (импульсами) следующим образом. Через патрубок 5 в бак 1 заливается вода до заданного уровня А, при этом патрубок 9 выхлопа открыт. После заполнения бака 1 водой патрубок 9

0 выхлопа закрывается, и сжатый воздух от компрессора 34 начинает заполнять полость камеры сгорания 4 и полость 20 клапана предельного давления 18.

С нарастанием давления воздуха в ка5 мере сгорания 4 увеличивается давление в полости 25. Так как полость 16 сообщена с атмосферой, то перепад давлений между полостями 16 и 25 увеличивается. В результате этого дифференциальный поршень 12

0- перемещается, засасывая в полость 14 горючее (например, бензин) из бака 15. Дифференциальный поршень перемещается до касания упором 28.

При нарастании давления воздуха в ма5 гистрали 21 ( до 8 кгс/см) поршень 19 под действием этого давления преодолевает усилие пружины и, смещаясь относительно сопла 17, открывает доступ сжатого воздуха в полость 16 и линию реле давления 22 с

0. датчиком давления 36,

Под действием давления дифференциальный поршень 12 перемещается, вытесняя горючее из полости 14 в камеру, сгорания 4, при этом горючее протекает че5 рез форсунку 10, распыливаясь в обьеме камеры сгорания 4.

Под действием давления мембрана датчика давления 36 замыкает электрическую сеть системы зажигания.

0 Однако напряжение на запальном устройстве 11 появляется не сразу, а с задержкой, например, за счет действия электронного устройства, обеспечивающего временную задержку поступления элект5 рической команды реле 22 к запальному устройству 11 (электронное устройство не изображено). Задержка необходима для обеспечения полного вытеснения топлива из полости 14 и распределения распыленного топлива по всему обьему камеры сгорания 4 до появления искры на запальном устройстве 11.

В случае применения для достижения временной задержки зажигания пневмоем- кости 23, устройство работает следующим образом. После срабатывания клапана 18 искра на запальном устройстве 11 появляется после заполнения сжатым воздухом емкости 23 через жиклер 35. Необходимое время задержки зажигания достигается подбором объема емкости 23 и проходного сечения жиклера 35.

С появлением искры топливная смесь воспламеняется и сгорает, при этом давление в камере сгорания повышается до 70 кгс/см .. Автоматическая система управления открывает клапан 3 и вода через ствол 2 с насадкой выбрасывается из аппарата струей в заданном направлении. Вслед за водой через ствол и насадок истекают газообразные продукты сгорания.

После автоматически начинается следующий цикл работы аппарата.

При изменении температуры окружающей атмосферы изменяется масса воздуха, поступающего в объем камеры сгорания. .При этом, если количество подаваемого в камеру сгорания топлива остается постоянным, то возникает отклонение соотношения топлива и воздуха от оптимального значения. Последнее приводит к перерасходу топлива и выбросу экологически вредных продуктов неполного сгорания топлива в атмосферу,

Для исключения упомянутых недостатков устройства необходимо при изменении температуры атмосферного воздуха изменять количество топлива, подаваемого в каФормула изобретения

1. Импульсный дождевальный аппарат, включающий ствол с насадкой, водовоздуш- ный бак, камеру сгорания, магистраль подвода воздуха в камеру сгорания, систему пневмопривода топливного насоса с размещенным в корпусе дифференциальным поршнем, надпоршневая полость малого диаметра которого сообщена с топливным баком и форсункой, размещенной в стенке камеры сгорания, электрическую сеть зажигания прерывателем зажигания горючей смеси, отличющийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, прерыватель зажигания выполнен в виде датчика давления, а система пневмопривода топливного насоса снабжена клапаном предельно- то давления и реле давления, при этом надпоршневая полость большого диаметра

меру сгорания. С этой целью в стенке корпуса установлен регулируемый по высоте упор 28, ограничивающий перемещение дифференциального поршня. Положение

упора устанавливается в зависимости от температуры окружающей атмосферы. Это позволяет обеспечить подачу топлива в количестве, необходимом для его полного сгорания,

При выполнении аппарата на увеличенный объем выплескиваемой воды необходимо увеличивать объем камеры сгорания. Однако, при значительных размерах камеры сгорания распыл топлива одной

форсункой не обеспечивает необходимого качества смесеобразования (необходимой однородности смеси и топлива и воздуха). Последнее приводит к неполному сгоранию топлива. Поэтому при размерах камеры сгорания, например более 0,5 м3, распыл топлива следует производить через блок форсунок, представляющий собой набор форсунок, размещенных в стенке камеры сгорания в определенном порядке, выбираемом по результатам эксперимента, при этом полости форсунок сообщены каналом, по которому подводится топливо.

Применение изобретения в дальнеструйных импульсных дождевальных аппаратахпозволит улучшить их эксплуатационные свойства: повысить надежность до .значения, при котором становится целесообразным использование аппарата для орошения сельскохозяйственных культур, сенокосов и пастбищ; на 10% снизить потребный расход топлива; уменьшить выбросы, загрязняющие атмосферу.

дифференциального поршня сообщена с реле давления и посредством клапана предельного давления - с магистралью подвода воздуха камеру сгорания, подпоршневая полость .большого диаметра сообщена с подпоршневой полостью малого диаметра, надпоршневая полость малого диаметра через обратный клапан - с топливным баком, а промежуточная полость через жиклер - с атмосферой и магистралью подвода воздуха камеру сгорания,.

2. Аппарат по п.1,отличающийся тем, что с целью обеспечения заданной временной задержки зажигания, в магистрали подвода воздуха к датчику давления - прерывателю электрической сети зажигания установлена пневмоемкость с жиклером на входе, сообщенная через жиклер с атмосферой.

3. Аппарат по п.1,отличающийся4. Аппарат по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения полноты сгора- тем, что для повышения качества смесеооб- ния топлива при изменении температуры разования, в стенке камеры сгорания раз- окружающей среды, на стенке корпуса уста- мещен блок форсунок, полости которых новлен регулируемый по высоте упор для сообщены каналом, ограничения перемещения дифференциального поршня.

Изобретение относится к технике полива сельскохозяйственных культур, и может быть использовано в системах импульсного дождевания и позволяет улучшить эксплуатационные свойства импульсного дождевального аппарата: повысить надежность, на 10% снизить потребный расход топлива, уменьшить выбросы, загрязняющие атмосферу. Аппарат состоит из водовоздушного бака 1, кожуха 4 камеры сгорания, размещенной в баке 1, ствола 2 с насадком, датчика давления 36, выполняющего функции прерывателя зажигания, реле давления 22 в системе пневмопривода топливного насоса, снабженного контактами 37 электрической сети зажигания, которые замыкает прерыватель. При замыкании электрической сети зажигания напряжение на запальном устройстве 11 возникает не сразу, а с задержкой, что обеспечивает полное вытеснение топлива из полости 14 и распределение распыленного топлива по всему объему камеры сгорания 4 до появления искры на запальном устройстве 11,3 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л