Универсальная газодинамическая установка дисперсной химической и биологической обработки

Полезная модель относится преимущественно к сельскому хозяйству и предназначена для дисперсного опрыскивания зерновых и технических культур против возбудителей болезней и борьбы с сорняками. Может быть использована также для борьбы с саранчой, колорадским жуком и другими насекомыми, а также для дезинфекционной обработки животноводческих, птицеводческих и производственных помещений, емкостей транспортных средств, другого подвижного состава и т.п. Принцип действия данной установки основан на дисперсном опрыскивании различных объектов водными и иными растворами ядохимикатов и препаратов путем создания дисперсной жидкостно-воздушной эмульсии и направляемой газовоздушным потоком на эти объекты и осаждаемой на обрабатываемой поверхности в виде дисперсного облака. Сущность предлагаемой установки заключается в следующем. Предлагаемое устройство как и известное устройство смонтировано на транспортном средстве, например, на грузовом автомобиле ЗИЛ-131 и агрегатируется с ним. Установка содержит, например, авиационный газотурбинный двигатель модели АИ-9, который используется обычно по прямому своему назначению во вспомогательной силовой установке самолета или вертолета. К этому двигателю подсоединена топливная магистраль посредством трубопровода с дроссельным электрокраном и электронасосом с топливной емкостью. Установка содержит также емкость с рабочим раствором ядохимикатов и препаратов с магистралью его подачи, снабженной дроссельным электрокраном, электроклапаном и манометром с возможностью подачи рабочего раствора на гидродиепергатор, установленный в потоке выходящих газов из газотурбинного двигателя, а также содержит магистраль сжатого воздуха, отобранного от компрессора газотурбинного двигателя и предназначенного для подачи его на гидродиопергатор. Существенными отличиями предлагаемой установки от известного генератора аэрозолей является то, что в ней содержится дополнительно насос, приводимый, например, сжатым воздухом, отобранным от компрессора газотурбинного двигателя, а насос соединен с двумя магистралями одновременной подачи рабочего раствора о возможностью - по первой

магистрали перекачивания рабочего раствора из емкости вновь в емкость и соответственно его постоянного перемешивания, а по второй магистрали подачи рабочего раствора на гидродиспергатор, при этом все системы установки - подачи топлива на газотурбинный двигатель, подачи рабочего раствора и сжатого воздуха подсоединены к блоку автоматизированного управления и регулирования режимами работы всей установки. Кроме этого, предлагаемая установка содержит дополнительно магистраль подачи сжатого воздуха, отобранного от компрессора газотурбинного двигателя на гидродиспергатор с возможностью продувки последнего после окончания работы установки. Также в предлагаемой установке может быть использован микропроцессор, подсоединенный, например, к блоку автоматизированного управления, предназначенный для автоматизации процессов работы всей установки по заданной программе функционирования. Данная установка может содержать также комплекс приборов, связанных с глобальной системой спутниковой навигации, а в необходимых случаях содержать и комплекс приборов и агрегатов дистанционного бесконтактного управления всей установкой.

Полезная модель относится преимущественно к сельскому хозяйству и предназначена для дисперсного опрыскивания зерновых и технических культур против возбудителей болезней и борьбы с сорняками. Может быть использована также для борьбы с саранчой, колорадским жуком и другими насекомыми, а также для дезинфекционной обработки животноводческих, птицеводческих и производственных помещений, емкостей транспортных средств, другого подвижного состава и т.п.

Принцип действия данной установки основан на дисперсном опрыскивании различных объектов водными и иными растворами ядохимикатов и препаратов путем создания дисперсной жидкостно-воздушной эмульсии и направляемой газовоздушным потоком на эти объекты и осаждаемой на обрабатываемые поверхности в виде дисперсного облака.

Известен "Аэрозольный генератор" по описанию изобретения к патенту РФ №2236131, класс МПК 7 А 01 М 7/00, опубликовано в Бюл. №26 20.09.2004 г. (1).

Данный "Аэрозольный генератор" смонтирован на транспортной базе и содержит термомеханический и пневматический контуры, которые включают трубопроводы воздушной, жидкостной и топливной магистралей с приборами и запорной арматурой, емкости топлива, рабочей и охлаждающей жидкости.

Конструкция этого генератора обеспечивает возможность одновременной работы двух контуров - термомеханического и пневматического. Кроме этого, устройство содержит также контур охлаждения рабочего раствора потоком сжатого воздуха, отобранного от компрессора газотурбинного двигателя.

Недостатком данного аэрозольного генератора является сложная конструкция устройства, а также отсутствие автоматизации систем управления и регулирования режимами работы устройства.

Целью при создании предлагаемой установки является разработка

более совершенной конструкции универсальной газодинамической установки дисперсной химической и биологической обработки, которая работала бы в автоматизированном и автоматическом режимах и обеспечивала при этом эффективную и экономичную работу.

Указанная цель и технический результат реализуются следующим образом.

Предлагаемое устройство как и известное устройство смонтировано на транспортном средстве, например, на грузовом автомобиле ЗИЛ-131 и агрегатируется с ним. Установка содержит, например, авиационный газотурбинный двигатель модели АИ-9, который используется обычно по прямому своему назначению во вспомогательной силовой установке самолета или вертолета.

К этому двигателю подсоединена топливная магистраль посредством трубопровода с дроссельным электрокраном и электронасосом с топливной емкостью.

Установка содержит также емкость с рабочим раствором ядохимикатов и препаратов с магистралью его подачи, снабженной дроссельным электрокраном, электроклапаном и манометром с возможностью подачи рабочего раствора на гидродиспергатор, установленный в потоке выходящих газов из газотурбинного двигателя, а также содержит магистраль сжатого воздуха, отобранного от компрессора газотурбинного двигателя и предназначенного для подачи его на гидродиспергатор.

Существенными отличиями предлагаемой установки от известного генератора аэрозолей является то, что в ней содержится дополнительно насос, приводимый, например, сжатым воздухом, отобранным от компрессора газотурбинного двигателя, а насос соединен с двумя магистралями одновременной подачи рабочего раствора с возможностью - по первой магистрали перекачивания рабочего раствора из емкости вновь в емкость и соответственно его постоянного перемешивания, а по второй магистрали подачи рабочего раствора на гидродиспергатор, при этом все системы установки - подачи топлива в газотурбинный двигатель, подачи рабочего раствора и сжатого воздуха подсоединены к блоку автоматизированного управления и регулирования режимами работы всей установки.

Кроме этого, предлагаемая установка содержит дополнительно магистраль подачи сжатого воздуха, отобранного от компрессора газотурбинного двигателя на гидродиспергатор с возможностью продувки последнего после окончания работы установки.

Также в предлагаемой установке может быть использован микропроцессор,

подсоединенный, например, к блоку автоматизированного управления, предназначенный для автоматизации процессов работы всей установки по заданной программе функционирования.

Данная установка может содержать также комплекс приборов, связанных с глобальной системой спутниковой навигации, а в необходимых случаях содержать и комплекс приборов и агрегатов дистанционного бесконтактного управления всей установкой.

В качестве близкого аналога предлагаемой универсальной газодинамической установке дисперсной химической и биологической обработки можно принять "Аэрозольный генератор" по патенту РФ №2236131 (1).

На представленном чертеже изображена принципиальная схема предлагаемой установки.

Предлагаемая установка содержит следующие изделия, агрегаты, приборы, узлы и детали.

На транспортной базе, например, в кузове грузового автомобиля ЗИЛ-131 на прочной стальной раме-станине укреплен авиационный газотурбинный двигатель (ГТД) 1 модели АИ-9, который по топливной магистрали 2 соединен посредством электроклапана 3 и электронасоса 4 с топливной емкостью 5.

На раме-станине укреплена также емкость 6 рабочего раствора, например, водного раствора ядохимикатов или препаратов. От компрессора ГТД 1 по магистрали 7 сжатый воздух через электроклапан 8 поступает на пневмопривод насоса 9, который по магистрали 10 соединен с емкостью рабочего раствора 6. На магистрали 10 установлен электрокран 11.

Насос 9 по магистрали рабочего раствора 12 также сообщается с емкостью 6 и может перекачивать рабочий раствор из емкости 6 вновь в емкость 6 по магистралям 10 и 12 для постоянного перемешивания рабочего раствора с препаратами. На магистрали 12 установлены манометр 13 и электрокран 14.

От магистрали 12, отходящей, от насоса 9, отведена вторая магистраль 15, предназначенная для подачи рабочего раствора на гидродиспергатор 16. На магистрали 15 установлены манометр 17, электрокран 18 и электроклапан 19.

От компрессора ГТД 1 отведена магистраль 20 подачи сжатого воздуха на гидродиспергатор 16. На магистрали 20 установлен также электроклапан 21. Предлагаемая установка содержит также блок автоматизированного управления 22, соединенный по электросхеме со всеми агрегатами и приборами управления установки, а к блоку

автоматизированного управления подсоединен пульт управления 23, установленный, например, в кабине водителя транспортного средства. К блоку управления 22 может быть подсоединен микропроцессор 24, предназначенный для автоматизации процессов работы всей установки по заданной программе функционирования.

Предлагаемая установка может содержать также комплекс приборов, связанных с глобальной системой спутниковой навигации, который предназначен, например, для координации транспортного средства и определения его положения на обрабатываемой площади, например, на бескрайних степных просторах.

Кроме этого, установка может содержать комплекс приборов и агрегатов дистанционного бесконтактного управления всей установкой.

Предлагаемая установка работает следующим образом. По команде оператора с пульта управления 23 и соответственно с блока автоматизированного управления 22 топливо из емкости 5 электронасосом 4 через открытый электрокран 3 по трубопроводу 2 подается на вход насоса-регулятора газотурбинного двигателя 1.

После выхода ГТД 1 на номинальный режим работы также по команде оператора с блока управления 22 открывается электроклапан 8 подачи сжатого воздуха, отобранного от компрессора ГТД 1, и по магистрали ? сжатый воздух поступает на пневмопривод насоса 9, а на магистрали 10 открывается электрокран 11, и насос начинает перекачивать рабочий раствор по магистралям 10 и 12 из емкости 6 и обратно в емкость 6.

В это время электрокран 14 на магистрали 12 уже открыт и рабочий раствор по магистралям 10 и 12 начинает циркулировать из емкости 6 и вновь в емкость 6 и соответственно рабочий раствор перемешивается до равномерной и номинальной концентрации в нем препаратов.

По прошествии примерно 15-20 минут рабочий раствор подготовлен к применению. Затем, также по команде с блока управления 22 на магистрали 15 открывается электроклапан 19 и рабочий, раствор поступает на форсунки гидродиспергатора 16, в котором рабочий раствор преобразуется в дисперсные частицы и они подхватываются потоком выходящих газов из ГТД 1 и в виде дисперсного облака направляются в сторону обрабатываемого объекта, например, поля с сельскохозяйственными растениями и далее это облако подхватывается воздушным потоком (ветром) и широкой полосой покрывает обрабатываемую площадь.

После окончания опрыскивания поля, когда прекращается подача рабочего раствора на гидродиспергатор 16 насосом 9, по команде с

блока управления 22 открывается электроклапан 21 на магистрали 20 подачи сжатого воздуха на гидродиспергатор 16 и последний продувается сжатым воздухом и соответственно очищается от остатков рабочего раствора. По завершении и этой операции прекращается работа и ГТД 1, а установка транспортируется к другому объекту.

Автоматическое управление работой всей установки может осуществляться микропроцессором 24 по заданной программе функционирования установки.

По мере необходимости предлагаемая установка может быть снабжена комплексом приборов, связанных с глобальной системой спутниковой навигации, а также комплексом приборов и оборудования дистанционного управления установкой.

Предлагаемая установка, смонтированная на транспортном средстве, во время обработки поля движется в направлении перпендикулярном направлению ветра, при этом дисперсная масса, вырабатываемая установкой, перемещается по обрабатываемой площади ветром при умеренной его скорости и равномерно покрывает поле широкой полосой постепенно осаждаясь.

При этом, дальность полета дисперсной массы в виде облака или ширина захвата поля достигает 250-300 метров, а скорость движения транспортного средства с этой установкой должна быть в пределах 25-30 км/час.

Медианный массовый диаметр дисперсной капли или дисперсность распыла рабочего раствора в предлагаемой установке находится в пределах 120-160 мкм (микрон), что является оптимальным и соответствует рекомендациям ученых и специалистов.

Предлагаемая универсальная газодинамическая установка дисперсной химической и биологической обработки изготовлена в г.Омске и опробована с положительными результатами в июне-августе 2004 года на полях Омской области, Ставропольского края, а также Бурятской АО.

Установка обеспечивает следующие технико-экономические показатели эффективности работы:

- расход рабочего раствора - 1,5-2,5 л/га;

- распределение густоты покрытия растений по эффективной ширине захвата - 100%;

- ширина захвата поля за один проход - 250-300 м;

- медианный массовый диаметр капли (дисперсность) - 120-160 мкм;

- производительность установки - 600 га/час.

Литература:

1. "Аэрозольный генератор" по описанию изобретения к патенту РФ №2236131, класс МПК 7 А 01 М 7/00, опубликовано в Бюл. №26 20.09.2004 г.

1. Универсальная газодинамическая установка дисперсной химической и биологической обработки, смонтированная на транспортной базе и, содержащая: по меньшей мере газотурбинный двигатель с подсоединенной к нему топливной магистралью, которая посредством дроссельного электрокрана и электронасоса соединена с топливной емкостью; емкость с рабочим, по меньшей мере водным раствором препаратов с магистралью его подачи, снабженной дроссельным электрокраном, электроклапаном и манометром с возможностью подачи рабочего раствора на гидродиспергатор, установленный в потоке выходящих газов из газотурбинного двигателя; магистраль сжатого воздуха, отобранного от компрессора газотурбинного двигателя и, предназначенного для подачи на гидродиспергатор, отличающаяся тем, что содержит дополнительно насос, приводимый по меньшей мере сжатым воздухом, отобранным от компрессора газотурбинного двигателя, а насос соединен с двумя магистралями одновременной подачи рабочего раствора с возможностью - по первой магистрали перекачивания рабочего раствора из емкости и вновь в емкость и соответственно его постоянного перемешивания, а по второй магистрали - подачи рабочего раствора на гидродиспергатор, при этом все системы установки - подачи топлива на газотурбинный двигатель, подачи рабочего раствора и сжатого воздуха подсоединены к блоку автоматизированного управления и регулирования режимами работы всей установки.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что содержит дополнительно магистраль подачи сжатого воздуха, отобранного от компрессора газотурбинного двигателя на гидродиспергатор с возможностью продувки последнего после окончания работы установки.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере блок автоматизированного управления содержит микропроцессор, предназначенный для автоматизации процессов работы всей установки по заданной программе функционирования.