Многопоточный распределитель жидкости

Полезная модель относится к сельскохозяйственному производству, в частности к устройствам для внесения в почву питательных растворов и других жидких химических сред, например суспензий бактериальных препаратов, при возделывании зерновых культур. Устройство содержит основание, распределительную камеру с выходными отверстиями для стока жидкости (суспензии), патрубки, расположенные по окружности основания, дефлектор, дозирующую жидкостную форсунку с калиброванным отверстием, выполненную по центру распределительной камеры с механизмом продольного перемещения в виде винтовой пары и фиксатора (гайки). При этом дефлектор выполнен в виде чаши, внутренний диаметр которой равен диаметру делительной окружности выходных отверстий патрубков для отвода жидкости (суспензии) к рабочим органам, и установлен днищем вверх перпендикулярно к оси движения потока жидкости на расстоянии, равном ¼ диаметра калиброванного отверстия дозирующей жидкостной форсунки, от ее верхнего основания, а выходные отверстия патрубков для отвода жидкости (суспензии) к рабочим органам имеют с внутренней стороны распределительной камеры фаски, соприкасающиеся друг с другом и с основанием усеченного конуса, установленного по центру основания распределительной камеры. Полезная модель обеспечивает повышение технологической эффективности прототипа, снижение энергозатрат на дозирование и равномерное распределение по рабочим органам жидкостей, вносимых в почву, и упрощение его конструкции.

Полезная модель относится к сельскохозяйственному производству, в частности к устройствам для внесения в почву питательных растворов и других жидких химических сред, например суспензий бактериальных препаратов, при возделывании зерновых культур, может быть использована в химической промышленности и других отраслях, где требуется деление жидкости на равные части.

Известно "Устройство для разделения потока жидкости на равные части" (Патент РФ 2056503, 1996 г. 6 Е21В 34/16, F17D 3/14), содержащее подводящий трубопровод, распределитель, выполненный в виде камеры смешения, снабженной мелкоячеистой сеткой, конусом, а напротив подводящего трубопровода симметрично установленный направляющий аппарат, отводящие трубопроводы, выполненные с поворотом на 180° и с самотечным участком.

Недостатком описанной конструкции являются сложность изготовления и высокая неравномерность распределения потоков жидкости при отклонении устройства от вертикальной оси.

Известно устройство "Делитель потока жидкости на равные части" (Патент РФ 2107159, 1998 г. 6 Е21В 43/34), содержащее корпус, выполненный в виде вертикального цилиндра с диаметром, большим диаметра подводящего трубопровода, и окнами одинакового прямоугольного сечения на боковой поверхности, установленными на одной и той же высоте, а отводящие трубопроводы выполнены в виде патрубков, прикрепленных к корпусу наклонно, при этом устройство выполнено с возможностью обеспечения перелива потока жидкости в патрубки через эти окна и поддержания столбов жидкости в каждом из патрубков ниже уровня перелива жидкости из корпуса.

К недостаткам данной конструкции следует отнести то, что для обеспечения равномерного распределения потока жидкости на равные части нужно, чтобы трубопроводы для отвода жидкости имели одинаковые сечения и длину в целях обеспечения равенства суммарных гидравлических сопротивлений при движении жидкости. Однако конструктивное решение распределителя не позволяет выполнить все эти требования. Кроме того, распределитель не обеспечивает требуемое качество деления потока жидкости при отклонении устройства от вертикальной оси.

Известно "Устройство для распределения жидкости" (А.с. СССР 1069664, 1984 г. А01С 23/02), имеющее подводящий и отводящие патрубки, выполненные по касательной к эллиптической поверхности устройства.

К недостаткам устройства такого типа нужно отнести высокую неравномерность распределения жидкости по выходным каналам и значительные энергозатраты.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому устройству является "Устройство для дозирования и равномерного распределения жидкостей, вносимых в почву с газами" (А.с. СССР 1512509, 1989 г. А01С 23/02), содержащее распределительную камеру, имеющую выходные штуцеры, расположенные по окружности основания, дефлектор, установленный перед выходным отверстием жидкостной форсунки и жидкостную форсунку с калиброванным отверстием, выполненную по центру распределительной камеры с механизмом продольного перемещения в виде винтовой пары и фиксатора (гайки).

Недостатком этого устройства является сложность изготовления и высокие энергозатраты, связанные с использованием источников сжатого газа для распределения и транспортирования жидких препаратов в почву.

Задачей заявляемой полезной модели является снижение энергозатрат на дозирование, равномерное распределение по рабочим органам жидкостей, вносимых в почву, и упрощение конструкции.

При проведении работ, связанных с внесением в почву суспензий бактериальных препаратов, необходимо соблюдать требуемое давление этих суспензий (не более 0,2 МПа) в дозирующих или распределительных устройствах с целью максимальной сохранности самих бактерий. Поэтому применение дозирующе - распределяющих устройств, надежных в работе и точных в дозировании при невысоких давлениях подачи суспензии, является одним из основных условий эффективности технологического процесса внесения в почву бактериальных препаратов.

Поставленная задача решается тем, что в многопоточном распределителе жидкости, содержащем основание, распределительную камеру с выходными отверстиями для стока жидкости (суспензии), патрубки, расположенные по окружности основания, дефлектор, дозирующую жидкостную форсунку с калиброванным отверстием, выполненную по центру распределительной камеры с механизмом продольного перемещения в виде винтовой пары и фиксатора (гайки), согласно предлагаемой полезной модели, дефлектор выполнен в виде чаши, внутренний диаметр которой равен диаметру делительной окружности выходных отверстий патрубков для отвода жидкости (суспензии) к рабочим органам и установлен днищем вверх перпендикулярно к оси движения потока жидкости на расстоянии, равном ¼ диаметра калиброванного отверстия дозирующей жидкостной форсунки, от ее верхнего основания, а выходные отверстия патрубков для отвода жидкости (суспензии) к рабочим органам имеют с внутренней стороны распределительной камеры фаски, соприкасающиеся друг с другом и с основанием усеченного конуса, установленного по центру основания распределительной камеры.

Основным условием, обеспечивающим качественное деление потока жидкости на равные части в предлагаемом устройстве, является условие непрерывности этого потока. Исходя из равенства расходов жидкости в сечениях, определяемых диаметром d калиброванного отверстия дозирующей жидкостной форсунки (Q₁), величиной b - расстоянием между торцом форсунки и отражателем (Q₂) при

и используя уравнение непрерывности течения

где ₁, ₂ - живые сечения потоков;

₁, ₂ - средние скорости в соответствующих живых сечениях потоков, определяем, что данное условие реализуется при установке дефлектора перпендикулярно к оси движения потока жидкости (суспензии) на расстоянии, равном ¼ диаметра калиброванного отверстия дозирующей жидкостной форсунки, от ее верхнего основания.

На фиг.1 представлен разрез устройства, а на фиг.2 - вид сверху (без крышки).

Устройство включает основание 1, распределительную камеру 6, сформированную корпусом 2, усеченным конусом 4, установленными по центру основания 1, и дефлектором 7. Усеченный конус 4 имеет резьбовое отверстие для установки дозирующей жидкостной форсунки 5 с калиброванным отверстием. Устройство также включает крышку 3, имеющую в нижней части дефлектор 7 в виде плоскости с отогнутыми краями вниз по окружности. Распределительная камера 6 имеет выходные отверстия 8 для стока жидкости (суспензии), которые выполнены по окружности основания 1. Кроме того устройство включает патрубки 9 для отвода жидкости (суспензии) к рабочим органам, направленные вниз под острым углом к вертикальной оси корпуса 2.

Дозирующая жидкостная форсунка 5 с калиброванным отверстием имеет механизм продольного перемещения в виде винтовой пары и фиксатора (гайки) для облегчения настройки зазора между ее основанием и дефлектором 7. После выбора положения дозирующая жидкостная форсунка 5 закрепляется гайкой 10. Расход жидкости (суспензии) регулируется диаметром калиброванного отверстия дозирующей жидкостной форсунки 5 и рабочим давлением в системе.

Для того, чтобы распределенная жидкость не задерживалась на входе в патрубки 9 и не сливалась бы при отклонении многопоточного распределителя жидкости от вертикальной оси в такие же патрубки, занимающие нижнее положение, выходные отверстия 8 распределительной камеры имеют с внутренней стороны распределительной камеры 6 фаски, соприкасающиеся друг с другом и с основанием усеченного конуса 4, установленного по центру основания 1 распределительной камеры 6. Распределение сформированного "факела распыла" жидкости осуществляется по диаметру выходных отверстий 8, при этом диаметр внутренней окружности дефлектора 7 равен диаметру делительной окружности D этих отверстий.

Устройство работает следующим образом.

Жидкость (суспензия), нагнетаемая из бака машины насосом (не показан), поступает к дозирующей жидкостной форсунке 5 с калиброванным отверстием многопоточного распределителя жидкости. Проходя по калиброванному отверстию дозирующей жидкостной форсунки 5, поток жидкости (суспензии) поступает в зазор между ее торцом и дефлектором 7, где происходит упругое деформирование потока, его транспортирование по горизонтальному участку дефлектора 7 и отклонение вектора распределения движущегося потока в пленке на необходимый угол для подачи транспортируемого материала к требуемому количеству патрубков 9. Равномерность распределения жидкости (суспензии) при этом не зависит от вертикальной установки многопоточного распределителя жидкости, так как распределяющие силы преобладают над гравитационными.

Такое конструктивное выполнение многопоточного распределителя жидкости обеспечивает повышение технологической эффективности прототипа, снижение энергозатрат на дозирование и равномерное распределение по рабочим органам жидкостей, вносимых в почву, и упрощение его конструкции.

Устройство для многопоточного и равномерного распределения жидкости, вносимой в почву, содержащее основание, распределительную камеру с выходными отверстиями для стока жидкости (суспензии), патрубки, расположенные по окружности основания, дефлектор, дозирующую жидкостную форсунку с калиброванным отверстием, выполненную по центру распределительной камеры с механизмом продольного перемещения в виде винтовой пары и фиксатора (гайки), отличающееся тем, что дефлектор выполнен в виде чаши, внутренний диаметр которой равен диаметру делительной окружности выходных отверстий патрубков для отвода жидкости (суспензии) к рабочим органам, и установлен днищем вверх перпендикулярно к оси движения потока жидкости на расстоянии, равном 1/4 диаметра калиброванного отверстия дозирующей жидкостной форсунки, от ее верхнего основания, а выходные отверстия патрубков для отвода жидкости (суспензии) к рабочим органам имеют с внутренней стороны распределительной камеры фаски, соприкасающиеся друг с другом и с основанием усеченного конуса, установленного по центру основания распределительной камеры.