Описание конечного продукта и технологий

Описание конечного продукта и технологий.

Описание конечного продукта соответствующих выше описанных технологий целесообразно провести в разрезе принципиальных схем устройств опрыскивателей и его распылителей. Базовыми продуктами, с помощью которых можно проводить коммерческую химическую защиту сельскохозяйственных культур, являются волновое опрыскивание + монодисперсное супермикронное (ГАРД) опрыскивание (заявленный продукт); волновое опрыскивание + термомеханическое аэрозольное (ГРД) распыление; волновое опрыскивание + вентиляторное распыление; наземное штанговое опрыскивание + центробежное или веерное распыление; наземное штанговое опрыскивание + вращательное распыление; авиационное штанговое опрыскивание + центробежное или веерное распыление; авиационное штанговое опрыскивание + вращательное распыление.

 

Волновое опрыскивание + монодисперсное супермикронное ( аэрозольный генератор ГАРД) распыление.

 Аэрозольный генератор ГАРД – универсальная многооперационная установка, без ограничения области применения при использовании пестицидов, за счёт совмещения в одном механизме функций аэрозольного генератора регулируемой дисперсности и дистанционного мелко- и крупнокапельного опрыскивателя, обладает возможностью применения пестицидов в аэрозольном режиме. Шкала диапазона дробления капель: от 3 до 50 мкм, в режиме УМО – от 50 до 100 мкм., в режимах мелкокапельного – от 100 до 300 мкм и крупнокапельного – от 200 до 400 мкм опрыскивания, с плавной или ступенчатой регулировкой капель рабочей жидкости.

Генератор установлен на грузовой автомобиль повышенной проходимости (типа КАМАЗ или Урал) и включает в себя дизельный двигатель, с мультипликатором передающий крутящий момент к пневмомеханическому контуру состоящего из центробежного компрессора и насосной станции, диспергирующего устройства, производящего  дробление и рассеивание  жидкости в сверхзвуковой струе воздуха. Распыленная жидкость энергией потока  воздуха выносится в атмосферу, где образуется монодисперсное облако аэрозоля. На установке имеются баки с рабочей жидкостью, гидравлическая и пневматическая системы, позволяющие производить кроме всего прочего, промывку, продувку и консервацию магистралей, с целью поддержания их в рабочем состоянии.  Диспергирующее устройство является элементом конструкции генератора, выполняющим функции регулирования расхода жидкости и распыляющего  воздуха, напрямую определяющими дисперсность аэрозоля и возможность её регулирования. Давление в напорной магистрали, подающей жидкость в диспергирующее устройство, поддерживается постоянным на заданном уровне. Генератор кратковременно подключается   к  пневматической  системе  автомобиля. Контроль и управление, дистанционные и осуществляются оператором с  переносного пульта и бортового компьютера непосредственно   из самой  кабины транспортного средства.  Генератор включает в себя дизельный двигатель со сцеплением и коробкой перемены передач, центробежный компрессор и вихревой самовсасывающий насос, приводимые в работу от двигателя, диспергирующее устройство, в котором производится диспергирование предварительно распылённой жидкости в сверхзвуковой струе воздуха, получаемого из компрессора.

Аэрозольные генераторы ГАРД обладают наиболее предпочтительным, пневмомеханическим контуром разбиения жидкости, принцип работы которого заключается в дроблении капель препарата в прямом скачке уплотнения, характерном для сверхзвукового потока воздуха и также позволяющим использовать комбинированный способ распыливания рабочей жидкости, увеличивающий эксплуатационные возможности генератора ГАРД.

Аэрозольный генератор ГАРД предназначен для применения пестицидов, включая все применяемые биопрепараты, и физиологически активные вещества, путем обработки травянистой и кустарниковой растительности, молодняка, и взрослых насаждений, десикационных работ, при защите сельскохозяйственных культур и лесного фонда от вредителей, возбудителей болезней и сорной растительности, борьбе с лесными и степными пожарами, фумигационных обработок производственных помещений, складов и т. д., аэрозольных вакцинаций в животноводстве и птицеводстве.

Транспортная скорость генератора – 30 - 120 км/час, рабочая 5 - 30 км/час, в зависимости от конкретных условий обработки. Рабочая жидкость находится в двух баках емкостью по 1000 литров каждый, с возможностью раздельной или одновременной подачи  жидкости в диспергирующее устройство. Обеспечено принудительное перемешивание химической жидкости в баках. Запас топлива обеспечивает обработку 5000-8000 га обрабатываемых площадей. Заправка баков препаратом, производится переливом непосредственно из тары фирмы-производителя (пластмассовые или металлические канистры емкостью 5 - 20 л), либо прямой закачкой рабочей жидкости в баки установки ГАРД посредством собственной автономной насосной станции.

Управление установкой - элеюрическое, дистанционное, с полной телеметрией и контролем основных параметров обработки и погодных условий, позволяющих реализовывать выбранную стратегию технологии обработок, осуществляется с пульта управления и персонального компьютера, расположенного в кабине автомобиля. Аэрозольный генератор оборудован профессиональной метеостанцией «Davis», сельскохозяйственного назначения с функцией прогнозирования метеоусловий на ближайшие 3 – 4 часа,  также в список штатного оборудования входит система спутниковой навигации GPS (Глонасс) с алгоритмом привязки аэрозольного генератора по отношению к ветру (угол наклона) и обрабатываемой поверхности, инфракрасный прожектор для определения местонахождения объектов уничтожения. Экипаж - 2 человека: водитель и оператор. Расход топлива максимальный - не более 35 кг/час. Агрегат прост в обслуживании и ремонте, для которого достаточно оборудованного гаража любого лесхоза или обычного предприятия сельхозтехники. Генератор может быть легко снят и так же легко установлен на шасси грузового автомобиля, при необходимости использования оного для перевозки грузов.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ  АЭРОЗОЛЬНЫХ ОБРАБОТОК.

Аэрозольные обработки проводятся перемещением аэрозольного облака ветром поперёк обрабатываемого поля. Аэрозольное облако создается аэрозольным генератором ГАРД, который движется по дорогам вдоль полей (или непосредственно по полю) так, чтобы ветер сносил облако непосредственно на обрабатываемую территорию. Аэрозольные обработки проводятся либо просто с дорог вдоль полей (т.е. без заезда, на поле), либо с минимальным числом проездов по полям (не более одного, двух проходов по полям шириной 2-4 км). Массивы полей или отдельные поля для обработок, а также маршрут движения генератора ГАРД по дорогам вдоль или посередине поля выбираются с таким расчётом, чтобы направление ветра было примерно перпендикулярно ходу движения генератора, соблюдать это позволяет бортовая профессиональная метеостанция и система спутниковой навигации с постоянным контролем и телеметрией основных показателей технологии обработки. Отклонения от перпендикулярного направления допускается в пределах ± 300, , что также контролируется с помощью бортового компьютера. Окончательный выбор маршрута и трассировка, производится с исходных позиций на обрабатываемых полях с применение спутниковых навигационных систем ориентирования.

 

1. Назначение аэрозольного генератора ГАРД.

1.1. Аэрозольный генератор ГАРД служит для  пестицидной обработки, способом оптимальной дисперсности в технологиях:

-уничтожения кровососущих насекомых

-борьбы против насекомых-вредителей в т.ч. и при чрезвычайных ситуациях, связанных с их нашествиями

-борьбы против возбудителей болезней растений

-внекорневые подкормки, в том числе регуляторами роста

-уничтожения сорняков и нежелательной древесно-кустарниковой растительности

-обработки помещений большого объема - складов, элеваторов, аэрозольная вакцинация скота и птицы, животноводческих помещений против вредителей и болезней.

-внесения удобрений, дефолиантов и т.п.

-десикационные обработки.

-предпосевной обработки семян

- борьба со степными и лесными пожарами.

1.2. Аэрозольный генератор ГАРД может быть применен в технологиях, требующих размер частиц препарата, соответствующих аэрозольному, УМО, мелкокапельному и крупнокапельному опрыскиванию.

2. Характеристики аэрозольного генератора ГАРД.

 

Производительность от 300 до 1500 га/ час.

Скорость на гоне 5-30 км/час.

Ширина захвата от 10 до 3000 м.

Расход рабочей жидкости 3-50 л/га.

Объём баков 2000 л.

3. Основные технические данные и характеристики.

 

Тип - Аэрозольный генератор с пневмомеханическим контуром распыления препарата («холодный» контур)

Привод - от дизельного двигателя ЯМЗ-238

Система подачи препарата:

Химический насос, тип - ВКС центробежный;

Привод - от шкива дизеля через клиноременную передачу;

Маслосистема - совмещенная с дизелем, циркуляционная с охлаждением

Компрессор:

Тип - центробежный одноступенчатый со специально доработанной проточной частью;

Максимальное давление сжатого воздуха, кгс/ см2...................... 1,9

Расход сжатого воздуха, не менее, кг/с…………………………...1,1

потребляемая мощность, кВт...........................................................160

Минимальное давление масла на входе в компрессор, кгс/см2 ....1,5

Примечание: параметры приведены для стандартных условий

Номинальная частота вращения привода ИСВ, об/мин................1850-1950

Сухая масса  генератора ГАРД, кг, не более........................................................3700

Габаритные размеры, мм. не более:

-длина……………………..4700

-ширина…………………...2200

-высота…………………….2000

Аэрозольный генератор ГАРД позволяет получать капли дисперсностью: ММО от 3 до 50 мкм, в режиме УМО – от 50 до 100 мкм, в режимах мелкокапельного – от 100 до 300 мкм и крупнокапельного – от 200 до 400 мкм опрыскивания, с плавной или ступенчатой регулировкой капель рабочей жидкости.

 

Фото аэрозольного генератора ГАРД.

gard1

gard2

 

На рис. 5.1-5.2 принципиальная схема аэрозольного генератора ГАРД.

ris51-52

1.    Автомобиль КамАЗ.

2.    Баки с рабочей жидкостью.

3.    Бак с промывочной жидкостью.

4.    Насос подачи рабочей жидкости.

5.    Радиатор.

6.    Двигатель ЯМЗ-238.

7.    Двухступенчатая КПП.

8.    Воздуховод.

9.    Диспергирующее устройство.

10.  Компрессор центробежный.

11.  Несущая рама.

12.  Фара-искатель (инфракрасный прожектор).

13.  Топливный бак.

14.  Трубопроводы с системой управления.

15.  Профессиональная метеостанция с функцией прогноза метеоусловий.

16.  Система спутниковой навигации.

17.  Бортовой компьютер с функцией телеметрии и контроля параметров технологии обработки.


Диспергатор регулируемой дисперсности.

Диспергатор регулируемой дисперсности (в дальнейшем тексте – «диспергатор») работает следующим образом: на вход полости 1 подаётся поток сжатого воздуха с давлением, обеспечивающим сверхкритический перепад давления на диспергаторе. Поток воздуха делится на два самостоятельных потока: основной, разгоняющийся в конфузорном сопле, образованном  деталями 13 и 16, и его косым срезом 8, до сверхзвуковой скорости, и вспомогательный, аналогично разогнанный до звуковой скорости в конфузорном сопле, образованном деталями 5 и 16. В полость 3 под значительным давлением подаётся жидкость, вытекающаю с большой скоростью и тонкой плёнкой, конусообразной формы через кольцевую щель между деталями 5 и 20 (плунжер). Плёнка разрывается на отдельные частицы жидкости на 1-ом этапе процесса диспергации, обусловленном кинетической энергией плёнки и аэродинамическим воздействием дисперсной (воздушной) среды на плёнку.

Дисперсная среда, состоящая из частиц жидкости, попадает в зону действия ультразвукового излучения во вспомогательной части потока воздуха из сопла, возбуждаемого ультразвуковым генератором Гартмана 6, в котором происходит 2-ой этап диспергации, в котором и происходит дальнейшее диспергирование, под воздействием ультразвуковых колебаний воздуха.

Далее дисперсная среда попадает в основную часть потока воздуха из сопла, где под аэродинамическим воздействием сверхзвукового потока происходит 3-ий этап окончательной диспергации дисперсной среды в аэрозоль, уносимый потоком воздуха.

Дисперсность аэрозоля определяется величиной расхода жидкости, который регулируется осевым перемещением детали 13, путём её вращения по резьбе 12.

(Иллюстрация-описание: RU,  №37473, U1, от 27.04.2004, МПК,: 7В05В17/00, 7/12, 7/28).

disp1

Фото диспергирующего устройства.

disp2

Фото генератора ГАРД в работе и фото аэрозольного облака.

oblako1

oblako2

oblako3

 

Волновое опрыскивание + термомеханическое аэрозольное (ГРД) распыление.

Основным агрегатом ГРД является авиационный турбореактивный двигатель – вспомогательная установка. Процесс образования аэрозоля состоит из двух стадий. В первой из них образуется скоростной поток горячего газа (продуктов сгорания керосина в воздухе). Во второй стадии в этом скоростном потоке горячего газа, имеющего температуру 400 - 600°С, распыляется раствор пестицида в минеральном масле; образуются «первичные» капельки раствора. При распылении и последующем движении газокапельной взвеси происходит частичное испарение содержащегося в каплях растворителя и пестицида. Смесь паров и газа, в которой взвешены не полностью испарившиеся капли, выходя из сопла генератора в атмосферу, образуют турбулентную свободную струю, в которой происходит перемешивание газа и паров с окружающим относительно холодным воздухом. Пары охлаждаются и становятся пересыщенными  и конденсируются как спонтанно, так и на ядрах конденсации, которыми служат не полностью испарившиеся капельки, содержащиеся в газообразных продуктах сгорания газовые ионы, частицы сажи и т.п. В результате образуются огромные количества мельчайших «вторичных» капелек и не полностью испарившихся «первичных»  капелек, взвешенных в воздухе, с образованием неоднородного термомеханического аэрозоля. Дробление пестицидных жидкостей производится струёй сжатого воздуха, отбираемого от компрессора авиадвигателя, в пневматических распылителях - диспергаторах. В зависимости о соотношения расходов сжатого воздуха и диспергируемой жидкости образуются аэрозоли с медианно-массовыми  диаметрами частиц от 10 до 100 мкм. Относительно весовое количество мельчайших «вторичных» капелек конденсационного происхождения приблизительно равно относительному количеству испарившегося раствора. Мощность диспергирования составляет от 3 до 30 л/мин жидкого пестицидного препарата. Диспергирование  химической жидкости производится по трём независимым каналам, имеющим разные углы выброса аэрозоли и включение которых в работу производится оператором в зависимости от вида обработок и размеров полей.

Турбоагрегат устанавливается в кузове автомашины высокой проходимости, например КАМАЗ или УРАЛ-5557. Транспортная скорость генератора - 30-80 км/час, рабочая - от 10 до 30 км/час, в зависимости от конкретных условий обработки. Рабочие жидкости размещаются в двух баках емкостью по 500 литров с возможностью раздельной или одновременной подачи хим. жидкости в распылители. Обеспечено принудительное перемешивание рабочей жидкости в баках. Авиационный керосин ТС-1 (топливо для турбореактивного двигателя) размещается в баках общей емкостью 1000 литров. Запас топлива обеспечивает обработку 5000-8000 га полей. Заправки баков пестицидными жидкостями производятся либо их переливанием в баки непосредственно из тары фирмы-производителя (пластмассовые или металлические канистры емкостью 5-20 л), либо закачкой пестицидной жидкости в баки установки ГРД с помощью авто топливозаправщика. Диапазон размеров аэрозольного облака составляет от 200 до 2500 м.  Производительность генератора ГРД при обработках посевов пшеницы и других зерновых культур в степных условиях (Северный Казахстан) составляет 500 - 3000 га за ночную смену. Ширина обрабатываемой полосы - до 2000 м, производительность до 1000  га/час.

Производительность зависит от рельефа местности, вида вредных насекомых, болезней и сорняков, типа применяемых пестицидов, ландшафтных условий, площадей посевов сельскохозяйственных культур, наличием дорог по краям полей, расположением обрабатываемых массивов полей по отношению к населённым пунктам и лесозащитным полосам, метеорологических условий обработки.

Генератор ГРД, как и термомеханическая технология образования аэрозоля была придумана в 60-ые годы прошлого столетия в СССР и к этому конструкторскому изобретению не применялись жёсткие рыночные требования сегодняшнего дня. Поэтому это конструкторское решение, как и его технология, не получила распространение. Использование ГРД фиксируется нами на рынке как редкое явление и больше связано со случайной загрузкой некоторых расконсервированных объектов.

Схема термомеханического аэрозольного генератора приведена на рис. 6. Воздуходувка 4 нагнетает воздух в камеру сгорания 5, в которой происходит сгорание топлива, распыливаемого форсункой 6. Образовавшийся горячий газ (400-600°С) вытекает в атмосферу посредством насадка Вентури 3, в узкое сечение которого нагнетается насосом 2 раствор пестицида в минеральном масле (например, в дизельном топливе). Раствор, распыливаемый скоростным потоком горячего газа в насадке 3, частично испаряется. С точки зрения термодинамики генератор рассмотренного типа сходен с газотурбинным двигателем внутреннего сгорания, но его назначение – не образование силы тяги, а создание скоростной струи горячего газа; создаваемая им тяга мала, степень сжатия мала, давление в камере сгорания незначительно (но достаточно для получения высокой скорости газа в узком сечении выпускного насадка). У мощного аэрозольного генератора МАГ-3, смонтированного на грузовой автомашине, источником горячих газов для испарения рабочего раствора служит авиационный турбореактивный двигатель ВК-1, отработавший свой лётный ресурс на самолёте. В реактивной трубе двигателя крепится цилиндрическая испарительная камера, внутри которой расположен кольцевой коллектор. Рабочий раствор подаётся в газовый поток через отверстия в этом коллекторе. Производительность генератора по расходу жидкости при температуре газового потока 400 -500°С до 400 л/мин, ёмкость резервуара для раствора 1700 л.

Рисунок 6

Схема термомеханического аэрозольного генератора.

aerogen

Интегральные кривые распределения размеров образующихся капель принципиально похожи как на рис. 9

У генератора ГРД есть недостаток в связи с особенностями применяемой им конденсационной технологии образования аэрозоля. Тёплое облако плывёт всегда только вверх. Поэтому указываемые в технических характеристиках  генератора ГРД широта захвата до 2500 м. не отражает реального положения вещей, т.к. реально, облако начинает оседать с отметки не 0, а например, 1000 м. Приверженцы ГРД с этим «недугом» борются, эксплуатируя установку в небольшом диапазоне  ночного времени суток. У аэрозольного генератора ГАРД таких эксплуатационных ограничений не существует, хотя этот режим для него, так же является благоприятным в силу снижения флуктуаций по ветру.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ  АЭРОЗОЛЬНЫХ ОБРАБОТОК с помощью генератора аэрозоля ГРД.

Режимные характеристики при проведении аэрозольных обработок с помощью ГРД назначаются из следующих соображений:

  • Оптимальная скорость ветра должна быть в пределах от 1 до 5 м/с.;
  • Выбор режимов аэрозольных обработок - оптимальных диаметров частиц (мкм) линейного расхода пестицида (скорости движения аэрозольного генератора ГАРД) - производится по таблицам и графикам прилагаемых к технической документации  генератора ГАРД; во внимание принимается вид пестицидов  и объектов обработки, а также требуемая или доступная ширина обработки (захвата);
  • Сезон обработок - весенне-летний период. Аэрозольные обработки проводятся в вечернее время - через 30 мин - 1 час после захода солнца,  (например, у генератора ГАРД нет таких серьёзных ограничений по скорости ветра) ночные и утренние часы - за 1 час до восхода солнца.

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ВО ВРЕМЯ ОБРАБОТОК.

Оптимальные аэрозольные обработки проводятся при так называемых температурно-инверсных устойчивых или нейтральных состояниях приземного слоя атмосферы. Такие условия типичны летом в позднее вечернее и ночное время. Контроль устойчивости приземного слоя атмосферы производится по измерениям градиентов температуры между высотами 0.5 и 2 м от поверхности почвы (температура воздуха должна быть вверху на 0, 5 - 10С выше, чем внизу). При отсутствии возможности точного измерения градиента температуры рекомендуется начинать обработки не ранее, чем через 0.5 часа после захода солнца и прекратить их за 0.5 часа до восхода солнца. Аэрозольные обработки необходимо проводить при ветрах от 1 до 5 м/сек, устойчивом по силе и направлению. Не допускаются обработки при ветре, превышающем, 5 м/сек. а также в предгрозовую и дождливую погоду, когда ветер имеет шквалистый характер и сильно изменяется по направлению. Недопустимо работать в штилевую погоду, когда ветер практически отсутствует и имеет переменную направленность.

По сравнению с аэрозольными генераторами на базе авиационных газотурбинных двигателей,  ГАРД имеет следующие преимущества перед ГРД:

  • Простота в техническом обслуживании и ремонте, пожарная безопасность;
  • Доступный вид топлива и низкий расход;
  • Низкий уровень шума на рабочих местах водителя и оператора;
  • Низкая температура сжатого воздуха, не влияющая на токсичность инсектицидов и биопрепаратов.

Использование авиадвигателей (ТА-6А, ВК, М701, АИ-25 и т п.) в качестве силовой установки и источника раскаленных газов на термомеханическом режиме работы обеспечивает диспергирование рабочей жидкости в высокотемпературном скоростном потоке выходящих газов, с последующей конденсацией парогазовой смеси в более холодном воздухе. Высокая температура газов приводит к разложению части действующего вещества препарата и получению облака аэрозоля с полидисперсным составом частиц. Получаемый на таких установках аэрозоль неустойчив, теряются заявленные производителем, свойства  препарата. Аэрозоль, в высокой степени вероятности, подвержен  сносу и максимально ограничен в применении в густонаселённых районах по санитарно-гигиеническим требованиям;

Использование в качестве силовой установки дизельного двигателя обеспечивает простоту эксплуатации и ремонта в условиях неспециализированного предприятия, случалось и в полевых условиях, без потери времени и главным образом своими силами. Использование в составе конструкции распространённых узлов и агрегатов автотракторной техники обеспечивает возможность простой замены их при ремонте;

Большой ресурс, применение повсеместно употребляемых, дешёвых расходных материалов. Низкий расход и доступный вид ГСМ - дизельное топливо, дизельное масло;

Отсутствие необходимости в длительном, специализированном обучении персонала;

Способность регулирования частиц аэрозоля в широких пределах, позволяющей, применять инсектициды, фунгициды, гербициды, гормональные и биологические препараты, другие биологически активные вещества, а также растворимые формы минеральных удобрений.

 

Волновое опрыскивание + вентиляторное распыление.

Устройство вентиляторного полевого опрыскивателя  с пневматическим распылителем (См. рис. 7) показано на рис. 8.

Рисунок 7

Схема воздухо-струйного распылителя.

aerogen2

 

Воздух нагнетается высоконапорным вентилятором посредством насадок Вентури. Жидкость подается помпой через жиклёры 1 в узкое сечение 2 насадки Вентури, где дробится на мелкие капли скоростным потоком воздуха. Из диффузора насадки 3 выбрасывается наружу турбулентная воздушно-капельная струя (струя грубодисперсного аэрозоля), которая может быть направлена с наклоном вверх, в сторону ветра (обработка методом волны). При использовании гидравлических распылителей, рассмотренных выше, значительная скорость жидкости относительно воздуха обеспечивается истечением её из отверстия под большим давлением. В воздухоструйном распылителе значительная скорость жидкости относительно воздуха обеспечивается скоростным движением воздуха, а жидкость вводится в воздушный поток под небольшим избыточным давлением, т.е. с небольшой скоростью.

Рисунок 8

Схема вентиляторного опрыскивателя.

vent_opr

 

Жидкость из резервуара 1, снабжённого гидравлической мешалкой, поступает к насосу 2 и нагнетается к наконечникам, помещённым в выходном насадке вентилятора 3 (иногда он выполняется в виде трубки Вентури). Образовавшиеся капли выбрасываются вместе с воздухом наружу в виде турбулентной воздушно-капельной струи.

На рис. 9 приведены стендовым методом интегральные кривые распределения размеров образующихся капель при распределении воды воздушным потоком в узком сечении насадка Вентури диаметром 120 мм при скорости воздуха 135 м/с. Заявленное распыление полидисперсное. Замечания, сделанные выше относительно гидравлических штанговых опрыскивателей, сохраняются.

Рисунок  9

Интегральные кривые распределения размеров образующихся капель

Расход жидкости (литров/мин); 1 - 10; 2 - 20; 3 – 30.

kriv_vent_opr

Для снижения неравномерности отложений рабочей жидкости по ширине захвата применяют много сопловые распылители. При значительной ширине захвата обеспечивается возможность дозирования жидкости посредством истечения её через практически большое (практически не засоряемое) отверстие. Использование полевых вентиляторных опрыскивателей с пневматическим распылителем позволило решить многие важные задачи. Обеспечить мелкокапельное опрыскивание, не только пропашных, но и сплошных культур, СО, МО и УМО. Проводить обработки больших площадей в сжатые сроки при сильных ветрах, когда применение сельскохозяйственной авиации не разрешается. Недостатки этих опрыскивателей обусловлены тем, что ветер может меняться по величине и направлению; при неправильном учёте скорости ветра и направления или при отклонениях направления ветра от первоначального может существенно повышаться неравномерность наложения пестицида при опрыскивании. Кроме того, при работе эти опрыскиватели образуют значительную фракцию мелких капель, которые могут сноситься ветром на соседние поля. Разработаны методы оптимизации, обеспечивающие соответствие между углом наклона  выпускного насадка, расходом  жидкости и шириной захвата, с одной стороны,  скоростью и направлением ветра – с другой; предложены устройства для измерения скорости и направления ветра при движении опрыскивателя по полю. Благодаря большой ширине захвата, полевые вентиляторные опрыскиватели, в отличие от гидравлических штанговых, могут работать, не только с большими нормами расхода, но и с малыми (МО и УМО). Не только с водными разбавленными (т.е. летучими), но и с концентрированными мало летучими препаратами и маслами, то есть, когда испарением капелек, практически можно пренебречь.

Наземное штанговое опрыскивание + центробежное или веерное распыление.

Из всех тракторных штанговых опрыскивателей ОП-2000М является самым распространённым (25% доля всех штанговых наземных опрыскивателей). Поэтому приведём технические характеристики и описание, именно, по этой марки.

 

Изготовитель:

Адрес:

ОАО «Казанская сельхозтехника»

422700, Республика Татарстан, с.Высокая Гора, ул. Полковая, 4

 

Результаты испытаний (краткие)

Опрыскиватель ОП-2000М

Назначение

Предназначен для обработки полевых культур, в том числе возделываемых по интенсивной технологии, пестицидами, гербицидами, а также для внесения жидких и других минеральных удобрений путем поверхностного опрыскивания.

Качество работы:

Заданный расход рабочей жидкости, л/га

300

Фактический расход рабочей жидкости, л/га

250,6-282,0

Отклонения фактического расхода от заданного, %

10,0-10,5

Рабочая ширина захвата, м

18,2

Неравномерность расхода рабочей жидкости между аппаратами, %

5,1-6,1

Повреждения растений (механические), %

0,85-0,90

Производительность, Га/ч

12,5

Условия эксплуатации:

 

Навеска (присоединение) на трактор (способ агрегатирования)

Полуприцепной

Перевод в рабочее и транспортное положение

Гидравлический

Настройка рабочих органов

Механическая, с использованием регулятора давления

Время подготовки машины к работе, человеко-часов.

0,27

Агрегатирование

1,4; МТЗ-80/82

Потребляемая мощность, кВт

2,6 (на ВОМ трактора)

Трудоёмкость ежесменного Технического Обслуживания, человеко-часов.

0,33

Эксплуатационная надёжность

Удовлетворительная

Удобство управления

Удобно

Безопасность выполнения работ

Обеспечена

   

Описание конструкции машины.

Опрыскиватель ОП-2000М является полуприцепной машиной. Состоит из следующих узлов: рамы; бака для рабочей жидкости с гидравлической мешалкой; насоса с приводом; регулятора-распределителя с манометром; штанги; механизма подъема и раскладывания штанги; нагнетательной и всасывающей коммуникаций с заборным фильтром; рабочих щелевых форсунок.

Рама – сварная.

Бак рабочей жидкости,  изготовлен из полиэтилена. В верхней части бака расположена заливная горловина, в которой установлен заливной фильтр. Горловина плотно закрывается крышкой при помощи прижима и ручки.

Гидравлическая мешалка включает трубу с отверстиями и рукав, по которому поступает жидкость от регулятора давления через распределительный клапан.

Насос диафрагменный, марки AR 135 BР.

Штанги с коллекторами и форсунками состоят из 5 секций: центральная секция, две промежуточные и две крайние.

Регулятор-распределитель – предназначен для регулирования рабочего давления, распределения раствора по секциям коллектора и перелива неиспользуемой жидкости обратно в бак. Для контроля давления рабочей жидкости служит манометр.

 

Техническая характеристика.

Показатели

Численные значения

Габаритные размеры, мм:

 

в рабочем положении

4920?18320?2580

в транспортном положении

5290?2920?2580

Ширина захвата, м

18,2

Пределы регулирования штанги по высоте, мм

860 - 1320

Масса, кг

1180

Вместимость бака, л

1980

Рабочая скорость, км/ч

5,5 - 7,6

 

Результаты испытаний.

Качество работы:

Испытания опрыскивателя проведены на внесении гербицида «Багира» (Лантера) против злаковых сорняков средней высотой 13,4 см на посевах моркови сорта «Шансон», высота растений 42,1 см.

Показатели качества работы отвечают требованиям ТУ и НД на испытываемую машину при незначительном превышении расхода жидкости (10%). Расход жидкости через один распылитель составил: при давлении 0,2 МПа – 0,78 л/мин; 0,3 МПа – 0,93 л/мин; при давлении 0,4 МПа – 1,05 л/мин;  0,5 МПа – 1,16.

Неравномерность расхода рабочей жидкости между аппаратами составила 5,1% - 6,1%.

Фактическая подача рабочей жидкости насосом - 130 л/мин. Опрыскиватель вписывается в технологию производства овощных и пропашных культур по ширине колеи, дорожному просвету, высоте подъема штанги, расходу рабочей жидкости.

Производительность

Производительность за час основного времени 12,50 га/ч. Коэффициент надежности выполнения технологического процесса  1,0.

Расход топлива за время основной работы при рабочей скорости 6,87 км/ч и давлении 0,5 МПа составил 6,0 кг/ч.

Данные получены на поле ровным рельефом, выровненным микрорельефом, влажность почвы 19,36 %, скорость ветра в период обработки - 3,0 - 3,1 м/с,  при рабочем давлении 0,5 МПа.

Выработка за нормативную смену составляет 29 га.

Безопасность движения

Агрегат в составе трактора МТЗ-82 и опрыскивателя ОП-2000М приспособлен к движению по дорогам со скоростью до 16 км/ч. Безопасность движения обеспечивается без дополнительного оборудования машин специальной сигнализацией и тормозами

Техническое обслуживание (ТО)

Трудоемкость технического обслуживания – ежесменного - 33 человека - часов,  периодического (через 60 часов) – 0,78 человека -часов, сезонного (постановка на хранение и снятие с хранения) – 7,65 человека - часов.

Руководство по эксплуатации  составлено качественно и в достаточном для эксплуатации опрыскивателя объеме.

 

Заключение по результатам испытаний.

Испытанный образец опрыскивателя ОП-2000М удовлетворяет основным требованиям ТУ по показателям назначения, надежности, безопасности и эргономичности, рекомендуется к постановке на производство.

Испытания проведены:

ФГУ «Владимирская МИС», 601120, Владимирская обл., Петушинский р-н,  п. Нагорный, ул. Горячкина, д.2

Испытания провел:

Красников М.Е.

Источник информации:

Протокол испытаний №03-32-03 (4140162) от 15 октября 2003г.

 

Фото опрыскивателя ОП-2000М.

op2000m

Самоходные импортные штанговые опрыскиватели (Смотри следующую фотографию ниже) более производительные (выше рабочая скорость перемещения и высокая манёвренность) и эффективные в вопросах регулирования качества и экономичности опрыскивания, чем ОП-2000М, но не на много, чтобы акцентировать на этом внимание в сравнении с остальным конструкторскими решениями. Кроме того, по отзывам эксплуатационников, эти опрыскиватели плохо адаптированы к российским полям ввиду их небольшого клиренса.  На российском сельскохозяйственном рынке эти модели из-за своей дороговизны не менее 4 - 5 млн. руб. встречаются на вооружении у крупных сельскохозяйственных производителей и в экзотических количествах.

Фото самоходного опрыскивателя.

samohod_opr

Центробежные распылители находят широкое применение в современных тракторных опрыскивателях и в опрыскивателях, устанавливаемых на самолётах. Широкое распространение центробежных распылителей объясняется простотой их конструкции, надёжность, эффективностью распыления. Основное отличие центробежного распылителя от распылителей других типов заключается в том, что жидкость, протекающая через него, закручивается, т.е. приобретает момент количества движения относительно оси сопла. Схема центробежного распылителя приведена на рис. 10. Жидкость под давлением нагнетается через тангенциальный входной канал 1 в камеру закручивания 2, где интенсивно вращается. При выходе из сопла 3 жидкость образует коническую плёнку, становящуюся всё тоньше по мере удаления от сопла. Эта плёнка неустойчива и под действием аэродинамических сил и поверхностного натяжения распадается на капли. Коэффициент расхода и угол факела – важные характеристики центробежного распылителя, они получили свою экспертную формализацию. Но главные характеристики распылителя – это качество распыления жидкости, т.е. средний размер образующихся капель и степень полидисперсности (разброс значений диаметров) образующегося аэрозоля. Для центробежных распылителей различных конструкций при различных режимах распыления вопрос получения монодисперсного аэрозоля пока не решён и продолжает оставаться открытым.

Рисунок 10

Схема центробежного распылителя.

centr_rasp

Центробежные распылители чаще применяются в гидравлическом штанговом опрыскивании (Смотри рис. 11).

Рисунок 11

Схема штангового опрыскивателя.

shtang_opr

Жидкость из резервуара 1, снабжённого мешалкой, поступает к насосу 2 и нагнетается им под давлением к установочным на поперечной штанге 3 распыливающим наконечникам 4 (центробежным распылителям).

На рисунке 12 приведены: полученные стендовым методом, интегральные кривые распределения размеров, образующихся капель на рабочих режимах для веерного и центробежного распылителей.

Рисунок  12

Интегральные кривые распределения размеров образующихся капель,

Вода, л/мин; Р = 5 атм.

kriv_centr_opr kriv_centr_opr.png2

На рисунке ?g – количество жидкости, заключённой в каплях размером меньше d.

На рисунке видно, что неравномерность расхода жидкости через отдельные распылители зависит от точности и качества их изготовления (размер сопла, диаметр и высота камеры завихрения, чистота обработки), расстояния между смежными распылителями, высоты расположения их над растениями, режима работы (расход и давление жидкости, её свойства). У центробежных распылителей средняя неравномерность за счёт качества изготовления составляет 10 %, а амплитуда неравномерности составляет 40 %. При опрыскивании штанговым опрыскивателем с центробежным распылителем пестицид распыляется по обрабатываемой поверхности неравномерно; отклонения минимальных значений плотности отложений от среднего варьирует от 20 до 50 %. Веерные распылители обеспечивают более равномерное распределение (?20 %).

Дозирование жидкости обеспечивается истечением её под давлением через отверстия распылителей. Практически для получения приемлемого качества распыления жидкости наземные гидравлические штанговые опрыскиватели применяют при давлении жидкости в несколько атмосфер, что при размере дозирующего отверстия 0,5 - 1 мм. И при средних скоростях передвижения трактора по полю (10 км/ч), соответствуют расходам жидкости, исчисляемым десятками и сотнями литров на гектар (мало- и среднеобъёмное опрыскивание). Это возможно, лишь при использовании водных разбавленных пестицидных препаратов. Поскольку распыление полидисперсное, даже при значительном среднем размере капель, образуется фракция очень мелких капель, которые благодаря летучести воды быстро испаряются. Возникает проблема сноса образовавшихся очень мелких частиц ветром на соседние поля.

Другое важное ограничение гидравлических штанговых опрыскивателей – их относительно невысокая производительность. Скорость движения тракторного опрыскивателя по полю ограничена, и поэтому его производительность определяется шириной захвата. У большинства штанговых опрыскивателей ширина захвата (дина штанги) не превышает 10 м., что соответствует невысокой производительности, порядка 5 га/час. Известны попытки увеличить длину штанги (ширину захвата) до 30 - 50 м., но с увеличением дины штанги быстро растут конструкционные и эксплуатационные затраты. Относительно малая ширина захвата затрудняет использование штанговых опрыскивателей при обработке сплошных культур (например, пшеницы).

Таким образом, основная область эффективного использования наземных штанговых гидравлических опрыскивателей – мало- и среднеобъёмное опрыскивание пропашных культур водными разбавленными пестицидными препаратами с невысокой производительностью.

Дальнейшее совершенствование штанговых гидравлических опрыскивателей направлено, главным образом, на обеспечение и контроль заданной нормы расхода препарата и повышение равномерности распределения жидкости по ширине захвата. Создаются так же не отдельные дозаторы, а дозирующие системы с автоматической стабилизацией давления и нормы расхода жидкости на единицу площади, контролируемые даже бортовым компьютером.

Наземное штанговое опрыскивание + вращательное распыление.

Вращающиеся распылители привлекают большее внимание, т.к. в отличие от рассмотренных гидравлических и воздухоструйных распылителей они могут при очень малых расходах жидкости образовывать капли примерно одинакового регулируемого размера (монодисперсное опрыскивание). Вращающиеся распылители используются как на наземных, так и на авиационных носителях. На рис. 13 показана схема многоконусного распылителя, используемого в штанговом тракторном зарубежных опрыскивателях.

Рисунок  13

Схема многоконусного распылителя.

mnogokonus_rasp

На рисунке применяются распылители, состоящие из 2,3 или 5 конусов диаметром 80 мм. С зубчатой периферией. Многоконусный распылитель заключён в цилиндрический кожух 2 с кольцевой щелью 3, занимающей примерно 1/3 длины окружности. Жидкость подаётся на распылитель под давлением с контролируемым по ротаметру 4 расходом. Капли выбрасываются через кольцевые щели в виде сектора, направленного вдоль направления движения распылителя. Часть жидкости, осаждённая внутри кожуха, последовательно стекает с каждого конуса на смежный нижний; самый нижний конус 5 распыливает жидкость в виде полного веера. На тракторном штанговом опрыскивателе установлено пять распылителей, укреплённых на поперечной штанге. Привод распылителя осуществляется ротором электродвигателя. Размер капель регулируется в пределах 150 – 400 мкм, норма расхода от 5 до 50 л/га.

Интегральные кривые распределения размеров образующихся капель принципиально похожи как на рис. 15

Часть 2 читать 


Группа компаний

ООО «ГАРД-Хайбулла» 

450105 Россия,Республика Башкортостан,г.Уфа, ул.Самаркандская, д.1 корпус 2

ООО Центр Новых Технологий  "Техарсенал"

"Остерегайтесь подделок

оборудования ГАРД!!!"


Контактное лицо:

Абдразяков Олег Наилевич

Моб. тел.: +7 (917) 373-18-83

E-mail: oleg-abdrazyakov@yandex.ru 

             gard-ufa@mail.ru

Рейтинг@Mail.ru