Обоснование параметров пневмораспыливающего устройства аэрозольного опрыскивателя

1.1 Агроклиматическая характеристика зон возделывания культуры и особенности механизированных работ

Крым относится к полузасушливым зонам страны, так как годовая сумма выпадающих осадков не превышает в засушливые годы 260…280 мм, во влажные 600…650 мм.

Рельеф местности в зоне равнинный, с неглубокими стоками и понижениями в поймах рек.

Преобладающие ветры - восточные и северо-восточные, в прибрежных районах - бриз. Часто наблюдаются суховеи: слабые суховеи наблюдаются ежегодно, сильные в два года из трех.

Продолжительность зимнего периода в Крыму колеблется до 76 дней.

Весна отличается интенсивным нарастанием тепла, обычно короткая - 30…40 дней. Лето жаркое, засушливое и продолжается около пяти месяцев.

Осень характеризуется увеличением облачности и числа дождливых дней.

Климат зоны характеризуется большими запасами тепла. Так, суммы температур выше 10⁰ достигают в северных районах - 2800⁰, а в крайних южных - 3400⁰. Средняя месячная температура воздуха самого теплого месяца (июля) - +21⁰ + 24⁰ С, а самого холодного (января) - -3 ⁰С…-5 ⁰С.

На преобладающей части южной степной зоны Украины влажность почвы в период весенних поливных работ недостаточна. Обусловлено это прежде всего малым количеством осадков, быстрым нарастанием температуры воздуха и почвы, способствующей увеличению испарения почвенной влаги.

Наиболее распространенный химический метод борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур основан на обработке насаждений опрыскиванием или опыливанием ядохимикатами. Сроки обработок обусловливаются данными Государственной карантинной инспекции и лабораторий на основе осенних, весенних и летних обследований по определению видового и количественного состава вредителей и болезней. Наибольший эффект защитные мероприятия дают при проведении их в максимально сжатые сроки, т.е. в течение трех, максимум, пяти дней.

Сельскохозяйственные культуры рекомендуется опрыскивать при температуре не ниже 5°С в сухую и безветренную погоду или при незначительном ветре. Если температура воздуха более 20°С, то опрыскивание проводят ранним утром или поздним вечером, т.е. в условиях пониженной температуры. Опыливать растения лучше ранним утром, так как в это время роса еще не высохла и пылевидный ядохимикат хорошо прилипает к листовой поверхности.

Качество покрытия листовой поверхности ядохимикатами зависит от качества приготовления рабочих жидкостей (при опрыскивании), измельчения ядохимикатов (при опыливании), распыла ядохимикатов (как жидких, так и порошкообразных), скорости движения агрегатов.

Основные требования к опрыскивателям.

1. Распыливающие устройства опрыскивателей должны:

а) обеспечить наиболее равномерный (по величине капель) распыл жидкости;

б) обеспечить полное и равномерное опрыскивание всего растения (обрабатываемого объекта) или определенных частей его в зависимости от местонахождения вредителей или мест поражения болезнью;

в) не засоряться во время работы;

г) не допускать большого сноса распыленной жидкости в нежелательную сторону и выпадения ее на поверхность почвы;

2. Опрыскиватели должны обеспечивать требуемые расходы жидкости на единицу обрабатываемой поверхности при высоких рабочих скоростях.

3. Расход жидкости через распыливающие устройства опрыскивателей (кроме специально предусматриваемых случаев) должен быть равномерным с одинаковым содержанием яда в течение всего времени работы.

4. Опрыскиватели должны иметь хорошую маневренность, проходимость и устойчивость в работе, не повреждать обрабатываемые растения.

Опрыскиватели должны быть универсальными, пригодными для обработки различных культур.

Резервуары опрыскивателей должны легко освобождаться от остатков ядохимикатов.

Рабочие части опрыскивателей, особенно насосов и распыливающих устройств, должны быть стойкими против износа и коррозии.

При опрыскивании машины должны равномерно распределять пестициды по площади поля с заданной нормой. Допускается неравномерность распределения рабочих жидкостей по ширине захвата до 30%, а по длине гона до 25%. Допустимое отклонение фактической дозы от заданной при опрыскивании +15% и -20%. Опрыскивать посевы можно при скорости ветра не более 5 м/с, опыливать - не более 3 м/с при температуре воздуха не выше 23° и при отсутствии восходящих токов воздуха. Не рекомендуется обрабатывать посевы перед ожидаемыми осадками или во время дождя. Если в течение суток после опрыскивания прошел дождь, то опрыскивание повторяют. Не следует опрыскивать растения в период их цветения. Приготовленная рабочая жидкость должна быть равномерна по концентрации, неравномерность не должна превышать ±5%

Нормы расхода рабочей жидкости при малообъемном опрыскивании, дисперсность распыла, плотность и неравномерность покрытия обрабатываемых культур оговорены следующими требованиями (табл. 1.1).

Таблица 1.1 - Агротехнические требования к качеству работы малообъемных опрыскивателей

Объект обработки	Расход рабочей жидкости, л/га	Размеры осевших капель, мкм	Густота покрытия, капель/см2, не менее
Многолетние насаждения (сады, виноградники)	100…500	100…250	30

1.2. Классификация опрыскивателей

Опрыскиватели предназначены для дробления (диспергирования) жидких ядохимикатов и равномерного нанесения их в мелко распыленном виде на растения или почву с целью борьбы с вредителями и возбудителями болезней растений, уничтожения сорняков, десикации растений, а также для дезинсекции помещений.

Анализируя существующие конструкции всех опрыскивателей, можно их классифицировать следующим образом:

По назначению опрыскиватели разделяют на специализированные и универсальные. Специальные опрыскиватели применяют для обработки определенных культур (например, хлопчатник, виноградники, хмельники и т. п.). Универсальные за счет их переоборудования могут применяться для обработки различных сельскохозяйственных культур, отличающихся высотой, облиственностью, схемой посева и посадки.

По технологическому процессу распыла и способу нанесения рабочей жидкости на обрабатываемую поверхность опрыскиватели можно разделить на гидравлические, вентиляторные, аэрозольные и электростатические. В гидравлических дробление рабочей жидкости происходит за счет гидравлического давления и под его действием; капли наносятся на обрабатываемые объекты. В вентиляторных опрыскивателях рабочая жидкость может дробиться на капли как под действием гидравлического давления, так и под одновременным действием воздушной струи, создаваемой вентилятором опрыскивателя. В электростатических опрыскивателях дробление рабочей жидкости может осуществляться одним из указанных выше способов. Однако при выходе капель распыла из сопла распылителя им сообщается определенный электрический заряд, который обеспечивает надежную фиксацию капель при контакте с обрабатываемой поверхностью растений.

По степени дисперсности распыла и нормам внесения (по расходным характеристикам) жидких ядохимикатов на единицу обрабатываемой площади различают три группы: полнообъемные, малообъемные и ультрамалообъемные опрыскиватели.

Полнообъемные опрыскиватели распыливают рабочую жидкость слабой концентрации на крупные капли размером более 250 мкм и вносят ее на полевых культурах с дозами 300...600 л/га, на многолетних насаждениях - 800...2000 л/га.

Малообъемные опрыскиватели распыливают рабочую жидкость высокой концентрации на капли размером 50...250 мкм и вносят ее при обработке полевых культур с дозами 10...200 л/га, а многолетних насаждений - 100...500 л/га.

Ультрамалообъемные опрыскиватели распыливают высококонцентрированный жидкий препарат на капли размером 25... 125 мкм и вносят с дозами 1...5 л/га на полевых культурах и 5...25 л/га на многолетних насаждениях. Как правило, препараты для таких опрыскивателей поступают с заводов в готовом виде и не требуют дополнительных затрат на приготовление и транспортировку рабочих жидкостей.

По виду источника привода можно выделить следующие типы опрыскивателей: ранцевые ручные, тачечные с двигателем, тракторные, авиационные и самоходные. Тракторные, в свою очередь; делят на прицепные, полунавесные, навесные и монтируемые. Эту классификацию представим в виде следующей схемы:

1.2.1 Машины, применяемые при опрыскивании

Известно, что в настоящее время посредством опрыскивания в сельском хозяйстве вносится более 75% всех применяемых в садоводстве пестицидов. Это осуществляется с помощью вентиляторных опрыскивателей. На Украине и в Крыму широкое распространение получили опрыскиватели Львовского завода “Сельмаш”, а также производства Венгрии, Германии, Италии и других зарубежных стран.

Рассмотрим наиболее распространенные в Крыму и на Украине марки сельскохозяйственных опрыскивателей отечественного и зарубежного производства. Основные технические характеристики вентиляторных машин указаны в таблице 1.2. Рассмотрим каждую марку в отдельности с целью изучения применяемых моделей опрыскивателей.

Таблица 1.2 - Основные технические характеристики вентиляторных опрыскивателей

	Показатели	ОВТ-1В	ОУМ-4	ОП-2000-01	ОПВ-1200	ОПВ-2000
1	Производительность эксплуатационная,га/ч	1,2-4,8	4,7	3,6-4,8	2,7-3,5	3,6-4,8
2	Рабочая скорость, км/ч	6-12	8	6-12	6-12	6-8
3	Вместимость бака, л	1200	400	2000	1200	2000
4	Тип насоса	поршневой		поршневой	поршневой	поршневой
5	Ширина захвата, ряд: в виноградниках, м	2-3	4	4	3	4
6	Расход рабочей жидкости, л/га	100-1200	100	100500	250-500	250-1000
7	Подача насоса, л/мин	85	60	120	80	120
8	Подача вентилятора, м3/ч	6000-14000	25200	43200	43200	55000-620000
9	Ширина колеи, мм	1350	по трактору	1350	1350	1350
10	Транспортная скорость, км/ч	16	15	16	16	16
11	Масса, кг	870	350	1350	850	1100
12	Габаритные размеры, мм: Длина Ширина Высота	3500 1600 1700	1300 1600 1780	4900 1700 1850	3500 1700 1760	4400 1700 1800

Опрыскиватель ОВТ-1В предназначен для обработки многолетних и полевых культур. Агрегатируется с тракторами класса тяги 1,4…2,0 кН. Конструкция состоит из шасси, бака с гидромешалкой, насоса, распыливающего устройства, карданной передачи, силового агрегата, вентиляторного устройства, регулятора давления. Машина комплектуется тремя сменными рабочими органами для садов, виноградников полевых культур. Сопло может вращаться на 180° с помощью гидравлики. Система очистки включает два фильтра: один в нагнетательной магистрали, второй в заливной горловине бака. Схема опрыскивателя показана на рис.1.2.

Рисунок 1.2. - Схема опрыскивателя ОВТ-1В.

Опрыскиватель малообъемный ОУМ-4 предназначен для обработки виноградников и низкорослых насаждений. Конструкция монтируется на раме, агрегатируется с тракторами класса тяги 1,4…2,0 т.с. Состоит из рамы, бака с гидромешалкой, редуктора, насоса, вентиляторного устройства, карданной передачи, пульта управления. комплект входят дисковые распылители с отсечным устройством, центробежными муфтами для защиты от перегрузок вентиляторных устройств. Фильтрация рабочей жидкости осуществляется фильтрами во всасывающей магистрали насоса и в заливной горловине бака.

Опрыскиватель ОП-2000-01 предназначен для обработки многолетних насаждений и полевых культур. Представляет собой одноосный полуприцеп, агрегатируется с тракторами класса тяги 1,4…2,0 т.с. Конструкция состоит из шасси, бака с гидромешалкой, вентиляторно-распыливающего устройства, карданной передачи, силового агрегата, регуляторов давления и расхода жидкости, переключателя потока. Комплектуется дисковыми распылителями и осевыми вентиляторами. Вентиляторы можно устанавливать под различным углом и осуществлять обработку на левую или правую сторону. Система очистки включает фильтр на всасывающей магистрали насоса и в заливной горловине бака. Схема опрыскивателя показана на рис.1.3.

Рисунок-1.3. - Схема опрыскивателя ОП-2000-01.

Опрыскиватель прицепной вентиляторный ОПВ-1200 предназначен для обработки многолетних насаждений и полевых культур. Одноосный прицеп, агрегатирующийся с тракторами класса тяги 1,4…2,0 т.с., состоит из бака с гидромешалкой, шасси, насоса, распыливающего устройства, карданной передачи, силового агрегата, вентиляторного устройства, регулятора давления, отсечного устройства. В комплекте имеются вихревые распылители с отсечными устройствами диафрагмового типа. Направление воздушно-жидкостной струи может изменяться с помощью закрылка. Очистка рабочей жидкости осуществляется с помощью фильтров на всасывающей и нагнетательной магистралях насоса, а также в заливной горловине бака.

Схема технологического процесса работы опрыскивателя ОПВ-1200 показана на рисунке 1.4.

Рис. 1.4. - Схема технологического процесса опрыскивателя ОПВ-1200.

1 - уровнемер; 2 - заливная горловина; 3 - распыливающее устройство; 4 - гидромешалка; 5 - бак; 6 - сливной кран; 7 - фильтр; 8 - насос; 9 - гидроэжектор; 10 и 11 - вентили; 12 - отсечное устройство; 13 - манометр; 14 - регулятор давления.

Опрыскиватель ОПВ-2000 предназначен для обработки многолетних и полевых культур. Одноосный прицеп агрегатируется с тракторами класса тяги 1,4…2,0 т.с. Состоит из шасси, бака с гидромешалкой, поршневого насоса, вентиляторно-распыливающего устройства, двухскоростного силового агрегата, карданной передачи, регулятора давления, отсечного устройства. Комплектуется одно- и двухсторонними вихревыми распылителями. Двухскоростной силовой агрегат позволяет изменять производительность вентиляторного устройства, а вследствие и обеспечивать малообъемные и объемные нормы расхода рабочей жидкости. Система очистки состоит из фильтров во всасывающей и подающей магистралях насоса и фильтра в заливной горловине бака.

Опрыскиватель ОМ-320 предназначен для обработки виноградников и других многолетних насаждений пестицидами специальных препаративных форм с расходом жидкости до 40 л/га.

Машина представляет собой конструкцию, смонтированную на раме, которую посредством стандартной трехточечной навесной системы соединяют с тракторами МТЗ-30, МТЗ-82, Т-70В, Т-70С.

Рис. 1.5. - Схема технологического процесса опрыскивателя ОМ-320.

1-уровнемер; 2-гидрочедалка; 3, 4, 9 и 11-рукава; 5-манометр; 6-дисковый распылитель; 7-вентилпторно-расгыливающее устройство; 8-дроссель (дозирующая шайба); 10-пульт управления; 12-насос; 13- фильтр; 14-всасывающая магистраль; 15-бак.

Опрыскиватель вентиляторный садовый ОВС-А предназначен для химической защиты от вредителей и болезней садов, полезащитных полос и бессистемных посадок путем опрыскивания водными растворами пестицидов, суспензиями, минерально-масляными эмульсиями. Опрыскиватель может применяться во всех зонах, за исключением районов горного земледелия.

Выполнен в виде одноосного полуприцепа и агрегатируется с тракторами ЮМЗ-6А/АМ и МТЗ-80/82. Состоит из шасси, бака 7 с механической мешалкой 10, двух поршневых насосов 2, распиливающего органа 8, карданной передачи 20, силового агрегата, вентиляторного рабочего органа 9, регулятора давления 4 и брандспойтов. Машина укомплектована вихревыми распылителями и эжектором.

Принципиальная схема опрыскивателя ОВС-А показана на рисунке 1.6.

Рис. 1.6. - Принципиальная схема опрыскивателя ОВС-А.

1 и 5 - краны; 2 - насосы; 3 и 6 - вентили; 4 - регулятор давления; 7 -резервуар; 8 - распыливающие секции; 9 - вентилятор; 10 - винтовая мешалка; 11, 12, 13 и 16 - шестерни; 14 - муфта свободного хода; 15 - блок-шестерня; 17 - вал привода вентилятора; 18 - блок-звездочка; 19 -приемный вал редуктора; 20 - карданная передача; 21 - напорный рукав эжектора; 22 - водоем; 23 - подающий рукав.

Настройка опрыскивателя на заданную норму расхода рабочей жидкости осуществляется установкой необходимого количества распылителей с определенным диаметром выходных отверстий и выбором соответствующей скорости передвижения агрегата.

Опрыскиватель малообъемный монтируемый вентиляторный ОМ-630-01 предназначен для малообъемного опрыскивания многолетних насаждений пестицидами, растворами суспензий и эмульсиями с расходом жидкости 100…500 л/га и полевых культур путём нанесения препарата по ветру и направленным потоком с расходом жидкости 10…50 л/га.

Представляет собой смонтированную на раме конструкцию, которая установлена на стандартную трехточечную навесную систему и агрегатируется с тракторами МТЗ-80/82, ЮМЗ-6Л/6АМ. Машина укомплектована двумя осевыми вентиляторами, регулируемыми в вертикальной плоскости, и дисковыми распылителями, которые обеспечивают опрыскивание в обычном и малообъемном режимах.

Аэрозольный генератор АГ-УД-2 (рис. 1.7) предназначен для обработки помещений, а также садов, лесов, лесных полос и полевых культур. Генератор устанавливается в кузове автомобиля или на других транспортных средствах.

Рис. 1.7. Технологическая схема аэрозольного генератора АГ-УД-2:

1 - бензиновый бак; 2 - бочка с рабочим раствором; 3 - приемник рабочей жидкости; 4 - кран; 5 - форсунка; 6 - диффузор горелки; 7 - свеча; 8 - камера сгорания; 9 - распыливатель ядохимикатов; 10 - сопло; 11 - воздухо-нагнетатель

Опрыскиватель аэрозольный навесной ОАН-П «Ракета» (рис.1.8) предназначен для борьбы с вредителями полевых, садовых, овощных культур, а также для обработки закрытых помещений путем создания ядовитых туманов термомеханическим и механическим способами.

Рис. 1.8. Принципиальная схема опрыскивателя ОАН-П «Ракета»:

1 - карданный вал; 2 - редуктор; 3 и 7 - запорные краны; 4 - бензиновый насос; 5 - насос раствора ядохимикатов; 6 - вентилятор; 8 и 9 - редукционные клапаны; 10 - гидромешалка; 11 - камера сгорания; 12 - форсунка ядохимиката; 13 - эжектор; 14 - топливная форсунка; 15 - запальная свеча; 16 - аккумулятор

Аэрозольный аппарат пульсирующего действия ААП-0,5 «Микрон» предназначен для борьбы с вредителями полевых, садовых, огородных культур, лесных насаждений для обработки закрытых помещений путем создания ядовитых туманов термомеханическим способом (рис. 1.9)

Рис. 1.9. Схема аэрозольного пульсирующего аппарата ААП-0,5 «Микрон»:

1 - насадок; 2 - распылитель (форсунка); 3 - опорная плита; 4 - кронштейн; 5 - щиток; 6 - насос; 7 - защитная панель; 8 - коллектор; 9 - клапанная коробка; 10 - нагнетательный клапан; 11 - рукоятка; 12 - шарнир; 13 - трубки; 14 - система зажигания; 15 - ручка резервуара; 16 - центральная трубка тележки; 17 - тележка; 18 - откидная стойка; 19 - резервуар: 20 - колесо; 21 - генератор тумана; 22 - стойка; 23 - ось

1.2.2 Зарубежные вентиляторные опрыскиватели

Навесной вентиляторный опрыскиватель Hardi NK-Combi

Применяется для обработки культур посаженных рядовым способом, а также кустарников и деревьев. Привод от ВОМ трактора.

Стандартная комплектация: диафрагменный насос модели 1302 с гасителем пульсации, емкость бака 600 л., центробежный вентилятор, гидравлическое управление воздушным патрубком в вертикальной плоскости и поворотом по горизонтали, механический 3-х секционный распределитель, 3 уровня фильтрации жидкости.

Таблица 1.3 - Технические характеристики вентиляторных опрыскивателей Hardi NK-Combi

Модель	Ширина захвата, м	Maкс. раб. давление, bar	Рас?од созд. насосом, л/мин	Расход воздуха м3/час	Размеры Д?Ш?В, см	Вес, кг
1302-114-NK-600-BK/3-Combi-1	20	15	114	20000	140?120?169	365
1302-114-NK-600-BK/3-Combi-2	15	15	114	20000	140?120?169	365
1302-114-NK-600-BK/3-Combi-3	15-20	15	114	20000	140?120?169	365
1302-114-NK-600-BK/3-Combi-5	8-10	15	114	20000	140?120?169	365
1302-114-NK-600-BK/3-Combi-Swing	15-20	15	114	20000	140?200?195	450

Опрыскиватель прицепной вентиляторный FUTURA-Р16-Р20

Предназначен для химической защиты от вредителей и болезней садов, виноградников, хмельников и кустарников путем их опрыскивания фунгицидами и инсектицидами в виде водных растворов, суспензий и минерало-масляных эмульсий.

Таблица 1.4 - Техническая характеристика прицепного вентиляторного опрыскивателя FUTURA-Р16-Р20

	Р16	Р20
Ёмкость бака, л	1650	2140
Ширина обрабатываемых междурядий, м	до 8	до 8
Высота обрабатываемых деревьев, м	до 6	до 6
Габаритные размеры, мм	2940?1300?1430	3080?1420?1450
Масса, кг	590	610

Садовый вентиляторный опрыскиватель GSM 1014

Садовый вентиляторный опрыскиватель 1014 предназначен для выполнения мероприятий по защите растений на виноградниках, а также в садах с расстоянием между рядами деревьев до 8 м и высотой деревьев до 7 м. Опрыскиватель может работать на местности, имеющей продольный уклон до 10°С.

Опрыскиватель 1014 оборудован распылителями вихревого типа, распыляющими жидкость в виде конуса. Каждая машина обычно состоит из рамы, резервуара, насоса или комплекса насосов, регулятора давления и рабочего узла. Крутящий момент на вентилятор передается от насоса при помощи дополнительного шарнирного вала.

Таблица 1.5 - Техническая характеристика прицепного вентиляторного опрыскивателя GSM 1014

Технические характеристики
Тип	прицепной
Объем резервуара (номинальный), л	1000
Вид вентиляторной приставки	классический
Диаметр вентилятора, дюйм	32
Производительность вентилятора, м3/час	36000
Число передач приставки	1 или 2
Держатели распылителей	2-позиционные
Количество держателей, шт.	14
Вид насоса	мембранный
Производительность насоса, л/мин.	125
Обороты вала насоса, об./мин.	540
Диапозон рабочего давления, Мпа	0,5+-2,0
Габаритные размеры, м	1,58х1,77х3,4
Вес, кг	575
Эксплуатационная характеристика
Расход жидкости, л/га	200/1000
Производительность опрыскивателя га/час	1,5/8
Рабочая скорость, км/час	3-10
Транспортная скорость, км/час	15

Опрыскиватель навесной вентиляторный СИРИО-300-400-600

Предназначен для химической защиты от вредителей и болезней садов, виноградников, хмельников и кустарников путем их опрыскивания фунгицидами и инсектицидами в виде водных растворов, суспензий и минерало-масляных эмульсий. Агрегатируется с тракторами класса 1,4.

Таблица 1.6 - Техническая характеристика навесного вентиляторного опрыскивателя СИРИО-300-400-600

	СИРИО-300	СИРИО-400	СИРИО-600
Ёмкость бака, л	325	420	650
Подача насоса, л/мин	50; 90	50; 90	50; 90
Рабочее давление, МПа	4,0-5,0	4,0-5,0	4,0-5,0
Габаритные размеры, мм	1190?955?1240	1190?955?1405	1350?1230?1350
Масса, кг	188	205	265

1.3. Конструкции распыливающих устройств

Распыливающим устройством опрыскивателя называется рабочий орган, состоящий из наконечников, распиливающих жидкость, и специальных трубопроводов, раструбов, штанг или других частей, через которые проходит воздушный поток из вентилятора

Распыливающие устройства должны обеспечивать хорошее качество покрытия обрабатываемой культуры, по возможности работать без шланговщиков, удовлетворять требованиям защиты обслуживающего персонала от попадания ядохимикатов, способствовать повышению производительности опрыскивателя.

Дробление жидкости в вентиляторных опрыскивателях производится тремя способами: 1) распыливающими наконечниками, в которые жидкость подается насосом под давлением (опрыскиватели ОВС, ОВТ-1 и др.); 2) распыливающими наконечниками и частичным воздействием воздушной струи (опрыскиватели ОКП-15, ОВП-15); сжатым воздухом (ОВНП-2). Транспортировка распыленной жидкости на обрабатываемую поверхность производится за счет энергии воздушного потока, создаваемого вентилятором.

Вентиляторы в машинах для химической защиты растений применяют для распыливания жидкого или порошкообразного ядохимиката на мельчайшие частицы; для транспортирования частиц ядохимиката к объекту обработки. Для хорошего дробления ядохимиката воздушный поток, создаваемый вентилятором, должен двигаться с большой скоростью на выходе из сопла, а для транспортирования частиц ядохимиката - иметь большую дальнобойность и высокую производительность (подачу воздуха).

Для обработки низкорослых культур за границей на некоторых опрыскивателях применяются специальные штанги с использованием воздушного потока (рис. 1.13, а).

формы распыливающих устройств вентиляторных опрыскивателей

Для работы в садах с сосредоточенной струей на одну или две стороны междурядья применяются распыливающие сопла-патрубки, закрепленные на гибких резино-тканевых шлангах или на специальных шарнирах (рис. 1.13,6). Во время работы соплами управляют шланговщики. Чтобы высвободить шлангов-щиков, распыливающие устройства могут приводиться в колебательное движение через механическую передачу. Во избежание пропусков в обработке количество колебаний распиливающего устройства необходимо сочетать с поступательной скоростью опрыскивателя. В тех случаях, когда работают без шланговщиков и стремятся обработать дерево или виноградный куст сразу по всей высоте, применяют различные широкозахватные распыливающие устройства. Применяются сопла в виде нескольких прямоугольных отверстий, расположенных под некоторым углом одно относительно другого (рис. 1.13, а), или в виде одного сплошного полуовального или прямоугольного отверстия (рис. 1.13, г). С целью увеличения дальнобойности воздушного потока применяются распыливающие устройства с соплами круглого сечения (рис. 1.13, д).

При работе на две стороны междурядья сада сопла распыливающих устройств также могут быть выполнены в виде нескольких щелевидных или круглых отверстий или в виде одной щели, расположенной по дуге (рис. 1.13, е).

В тех случаях, когда дальнобойность опрыскивателя двустороннего действия должна быть увеличена (для обработки больших деревьев, работы против ветра), на некоторых опрыскивателях предусматриваются щитки для перекрытия одной стороны выходного отверстия (рис. 48, е), установка улиткообразных кожухов (рис. 48, ж) или поворот выходных отверстий вентиляторов (когда применяются два вентилятора) в одну сторону (рис. 1.13, з).

Для борьбы с сорняками и вредителями полевых культур применяются распыливающие устройства с щелевидными или круглыми отверстиями (рис. 1.13, и).

1.4. Типы и конструкции распылителей

Распылители - наиболее важные элементы опрыскивателей. От качества их работы в значительной степени зависит эффективность защиты растений. Распиливающие наконечники опрыскивателей (распылители, форсунки) предназначены для дозирования и предварительного или окончательного дробления ядохимиката.

Распылители классифицируют по принципу действия и по назначению. По принципу действия распылители подразделяют на четыре типа: центробежные, струйные, пневматические и вращающиеся (рис. 1.14). Они могут давать распыл в виде сплошного конуса, полого конуса, веера, сплошной и отраженной струи.



Наибольшее распространение получили центробежные, струйные, и пневматические распылители, а при ультрамалообъемном опрыскивании - пневматические и вращающиеся. Первые три типа распылителей отличаются разнообразием конструктивных форм.

Самую большую группу составляют центробежные распылители (рис.1.15), широко применяемые и в нашей стране. В таких распылителях жидкость перед выходным отверстием сопла интенсивно вихрится в камере завихрения, куда она попадает через тангенциальные каналы, и при выходе образует утончающую пленку в виде полого конуса, которая теряет устойчивость и распадается на капли.

Конструктивные формы этих распылителей чрезвычайно разнообразны. По способу подвода жидкости в камеру завихрения их подразделяют на две разновидности: с сердечниками и тангенциальные. Распылители с сердечниками более технологичны и обеспечивают лучшее качество распыливания. Они, в свою очередь, подразделяются на распылители со сменными сердечниками и регулируемыми. Первые широко известны под названием полевых наконечников. Полевые наконечники (рис. 1.15, а) работают при небольших давлениях (0,3...0,8 МПа) и дают конусообразную струю мелкораспыленной жидкости длиной 1...2 м с большим углом конуса распыла. Полевой наконечник состоит из корпуса (ниппеля), сердечника с винтовой ленточной нарезкой и колпачка с отверстием. Сердечник 1 плотно вставлен в колпачок 2, а колпачок навинчен на ниппель 3. Между торцом винтового конца сердечника и внутренней поверхностью колпачка образуется пространство, называемое камерой завихрения.

В зависимости от диаметра выходного отверстия, размера завихрителя и рабочего давления конус распыла может изменяться в пределах 25-95°, а расход жидкости - от 0,39 до 9,12 л/мин.



Ряс. 1.15. - Центробежные распылители опрыскивателей:

а - полевой; б - садовый; в - типа УН; г - типа РЦ; 1 - сердечник; 2 - колпачок; 3 - ниппель; 4-прокладка (уплотнительное кольцо); 5 - сменный диск с выходным отверстием; 6 - резиновое кольцо; 7 -втулка; 8- корпус; 9 - трубка; 10 - шток; 11 - заглушка; 12 - диафрагма.

Жидкость, двигаясь по винтовому каналу под давлением, приобретает вращательное движение и выходит через отверстие колпачка (сопло) в виде конусообразной пленки. По мере удаления от сопла вращающаяся конусообразная пленка жидкости начинает распадаться на мелкие частицы, размер которых зависит от интенсивности завихрения перед выходом из сопла. Эти наконечники имеют и существенный недостаток - они часто засоряются (забиваются).

Наконечники с регулируемыми сердечниками получили распространение при опрыскивании садов, поэтому их принято называть садовыми. Садовый наконечник (рис. 1.15, б) работает при более высоких давлениях (2,0...2,5 МПа и дает более сильную и дальнобойную струю, чем полевой Их отличительной чертой является наличие подвижного сердечника. Сердечник на резьбе передвигается в корпусе распылителя, благодаря этому регулируются высота камеры закручивания, а, следовательно, и величина угла конуса распыла. Регулировка последнего осуществляется плавно, но распылители, как правило, оснащают фиксирующим устройствами, предусматривающими 2/3 конкретных значений угла конуса распыла. Установка на опрыскивателях таких распылителей удобна для настройки рабочих органов на различные режимы работы. Удаляя сердечник от диска, увеличивают глубину камеры завихрения и получают длинный и узкий конус распыла, расход жидкости становится больше, а распыл - грубее. Заменяя диск 5 с одним отверстием на подобный диск с тремя отверстиями (одним в центре под углом 90° и двумя по краям под углом 45° к поверхности диска), получают широкозахватный распиливающий наконечник, который используют для опрыскивания кустарников. Садовые наконечники снабжены сменными дисками из нержавеющей стали с отверстиями диаметром 1; 1,5; 2; 2,5; 3 и 4 мм.

Тангенциальные распылители сложнее в изготовлении и хуже -распиливают ядохимикат, но реже забиваются. Унифицированный центробежный распылитель (наконечник) типа УН (рис. 1.15, в) представляет собой пластмассовый корпус 8, в который вставляют металлокерамический сменный диск 5 с отверстием для выхода ядохимиката, прокладку 4 и заглушку 11. Жидкость в распылитель подается по касательной, в результате чего приобретает вращательное движение в камере завихрения, расположенной между сменным диском и заглушкой. Сменные диски выпускают с отверстиями диаметром 1,5; 2 и 3 мм. Распылители УН находят широкое применение, как в гидравлических, так и в вентиляторных распиливающих устройствах опрыскивателей.

Центробежный распылитель РЦ (рис. 1.14, г) работает при малых давлениях жидкости в нагнетательной магистрали. Он состоит из корпуса 8, диафрагмы 12 и уплотнительного кольца 4. Подводящий канал в корпусе расположен по касательной к цилиндрической камере завихрения, закрытой диафрагмой с выходным отверстием. Жидкость, попадая из канала в камеру завихрения, приходит во вращательное движение и при выходе из отверстия диафрагмы образует конус распыла. Выходное отверстие сменной диафрагмы может быть диаметром 1,5; 2 и 3 мм. Распылители РЦ применяются в распыливающих устройствах опрыскивателей вентиляторного и гидравлического типа, а также в протравливателях.

Серьезный недостаток тангенциального распылителя - неодинаковая износостойкость его элементов.

Струйные распылители подразделяют на щелевые и дефлекторные. Щелевой распылитель (рис 1.16) очень прост по устройству и состоит из корпуса (мундштука), фильтра и накидной гайки. Корпус представляет собой опрокинутый колпачок, внутренняя полость донышка которого выполнена в форме полусферы. Щелевые распылители имеют выходные отверстия эллипсной или прямоугольной формы.Щелевое отверстие, расположенное строго посередине, делит полусферическое донышко на две равные части. Жидкость под давлением поступает в щель с двух сторон. Столкновение двух пленок жидкости приводит к их распыливанию в форме веера (треугольной призмы). Щелевые распылители дают грубую дисперсность распыла (?300 мкм), но обеспечивают высокую равномерность распределения по ширине захвата (±15%).

Специалисты считают, что щелевые распылители наиболее полно отвечают требованиям, предъявляемым к равномерности опрыскивания полевых культур. Однако следует заметить, что качество работы распылителя зависит не только от его типа, но в значительной степени и от точности изготовления. Равномерность опрыскивания могут обеспечить и центробежные распылители с сердечниками, но изготовление их с высокой точностью очень дорого.

Дефлекторные распылители (рис. 1.17) отличаются тем, что щель заменена наклонной плоскостью, постоянно закрепленной или сменной и достаточно удаленной от выходного отверстия цилиндрической трубки.Состоит из корпуса 1, крышки 2 и дефлектора 3. Выходя из отверстия под давлением, струя ударяется о плоскость дефлектора и разбрызгивается под большим углом. Распылитель, изображенный на рисунке, снабжен диафрагмой 5 и пружиной 4, которые позволяют при изменении давления жидкости в нагнетательной магистрали изменять угол наклона дефлектора, а вместе с ним и ширину захвата, сохраняя неизменной норму внесения ядохимиката.

Рис. 1.17 - Дефлекторный распылитель:

1 - корпус; 2 - крышка; 3 - дефлектор; 4 - пружина; 5 - гибкая диафрагма

Толщина струи дефлекторных распылителей меньше, чем щелевых. Для хорошей работы распылителя необходимо, чтобы поверхность дефлектора была гладкой, с чистыми контурами. Коэффициент расхода жидкости дефлекторными распылителями достигает 1, а потери давления меньше, чем в щелевых распылителях. Распылители этого типа пригодны для внесения малой нормы жидкости (100-150 л/ га); но распыл ее также грубый: 300...400 мкм.

Пневматические распылители (Рис. 1.18) отличаются тем, что вытекающая из сопла жидкость дробится движущимся с большой скоростью воздухом или иным газом. По направлению ввода жидкости в воздушный поток пневматические распылители делятся на два подтипа: с подачей жидкости соосно движению воздуха и под углом к потоку воздуха. Последние обеспечивают более высокую дисперсность распыла. На рисунке 1,18 а) показан пневматический распылитель пульверизаторного типа. Он состоит из распиливающего наконечника и сопла для подачи воздуха, расположенных под прямым углом. Выходящая из распиливающего наконечника рабочая жидкость под действием вырывающейся из сопла воздушной струи дробится на мельчайшие частицы, которые затем подхватываются мощным воздушным потоком от вентилятора и транспортируются к объекту обработки. Качество распыливания рабочей жидкости зависит от взаимного расположения распыливающего наконечника и сопла.

Рис. 1.18 - Пневматические распылители:

а) пневматический распылитель пульверизаторного типа; б) пневматический распылитель для садов; в) пневматический распылитель опрыскивателя S 040; г) пневматический распылитель фирмы «Ляшазет» (Франция)

Различают два вида пневматических распылителей: с предварительным дроблением жидкости и без него. Распылители первого типа состоят из воздушной и гидравлической магистралей и патрубка с распыливающим устройством (рис. 1.18, в). Жидкость, поступающая в распылитель по трубке, предварительно дробится в нем или в виде пленки растекается по дефлектору, затем срывается воздухом и окончательно дробится на более мелкие капли.

На рис. 1.18, г) показана принципиальная схема конфузорно-диффузорного пневматического распылителя фирмы «Ляшазет» (Франция), фирма производит такие распылители 10 типоразмеров размерами в наиболее узкой части конфузора 17; 20; 25, 30; 32; 40; 48; 70; 80 и 90 мм. Конфузор служит для увеличения скорости воздушного потока в месте подачи жидкости (в узкой части).

Вращающиеся распылители (рис. 1.19) применяются в аэрозольных генераторах, на вентиляторных опрыскивателях, полевых штангах, ручных и ранцевых опрыскивателях для мало- и ультрамалообъемного опрыскивания. Вращающиеся распылители отличаются многообразием конструктивных форм. Наибольшее распространение получили вращающиеся распылители в виде сетчатого барабана и диска.

Рис. 1.19 - Вращающиеся распылители:

а) вращающийся распылитель в виде сетчатого цилиндра; б) вращающийся распылитель фирмы «Ринг Эраунд» (США)

Они могут приводиться в действие гидромотором, электродвигателем, от общего привода, энергией воздушной струи, в которую помещен распылитель, снабженный крыльчаткой. По форме распыливающего элемента вращающиеся распылители могут представлять собой вращающиеся цилиндрический барабан с отверстиями, усеченный конус и диск, пакет волнистых (гофрированных) дисков. Во всех случаях жидкость подается в центр вращающего элемента или близко к нему.

Вращающийся распылитель в виде сетчатого цилиндра (рис. 1.19, а), снабженного крыльчаткой с приводом от воздушной струи, работает следующим образом. Воздух от центробежного вентилятора по пневматической штанге подается к воздухоподводу распылителя. Жидкий ядохимикат по напорной магистрали через штуцер поступает по трубке в центральную часть сетчатого барабана, равномерно распределяясь вдоль его длины. Под действием центробежной силы жидкость разбрасывается к периферии барабана, где дробится вращающейся сеткой. Раздробленная жидкость подхватывается потоком воздуха и транспортируется на объект обработки. При малых расходах жидкость дробится монодисперсно, т. е. образуются капли приблизительно одинакового диаметра. Дисперсность распыла зависит от подачи, диаметра барабана, размера отверстий в сетке, частоты вращения, плотности жидкости. Чем больше диаметр барабана, частота его вращения и плотность жидкости, тем меньше диаметр капель. При увеличении подачи и размера отверстий в сетке диаметр капель возрастает.

Находят применение сетчатые барабаны диаметром от 45 до 375 мм и диски диаметром от 50 до 216 мм, частота их вращения в существующих за рубежом конструкциях колеблется от 4000 до 14000 мин^-1.

Из рассмотренных распылителей центробежные и струйные могут быть использованы при обыкновенном опрыскивании с расходом рабочей жидкости не ниже 200 кг/га, для ультрамалообъемного опрыскивания с расходом рабочей жидкости до 10 кг/га и менее могут быть использованы лишь вращающиеся и некоторые из пневматических распылителей.

1.5 Выводы

Большие расходы жидкости при химической обработке растений закрепились на практике еще в те времена, когда опрыскивание проводилось несовременной техникой или вручную с помощью специальных брандспойтов. Из-за грубого распыла теряется много рабочей жидкости, значительная часть ее стекает с растений и попадает в почву. Во многих хозяйствах излишне большие расходы жидкости неоправданно находят применение и в настоящее время, поскольку считается, что именно они обеспечивают высокую технологическую эффективность опрыскивания, фактически же это приводит к удорожанию стоимости работ, увеличению затрат труда и загрязнению окружающей среды.

Метод опрыскивания имеет свои недостатки. Из-за больших расходов жидкости (100- 3000 л/га) при объемном опрыскивании требуются большие затраты труда, чем при ультрамалообъемном. Поэтому требуется дальнейшее упрощение этого метода, сокращение расхода жидкости на единицу обрабатываемой площади, повышение производительности и улучшение условий труда обслуживающего персонала.

В частности, необходимо совершенствовать методы и технические средства применения аэрозолей и концентрированных растворов ядов при мелкокапельном распыливании жидкостей.

При использовании аэрозольного метода для борьбы с вредителями и болезнями растений, а также для дезинсекции хранилищ, складов и помещений животноводческих ферм раствор ядохимиката распыливается струей сжатого воздуха или при помощи термомеханического процесса преобразуется в туман, оседающий на поверхности обрабатываемых объектов. Этот метод дает возможность производить обработку с очень малым расходом жидкости

Эффективность действия ядохимикатов зависит от размера, количества и равномерности распределения капель на поверхности растений.

Качество покрытия листовой поверхности ядохимикатами зависит от качества приготовления рабочих жидкостей, качества распыла ядохимикатов, скорости движения агрегатов

Крупные капли меньше сносятся ветром, хорошо осаждаются на листовой поверхности, но распределяются неравномерно, концентрируясь в основном по краям листьев и в нижней части растений, вызывая их ожоги. Часть капель стекает с поверхности листьев и выпадает на почву, что снижает эффективность использования ядохимикатов и загрязняет почву. Мелкие капли при одинаковом расходе ядохимиката на единицу площади более полно и равномерно покрывают поверхность листьев. Они лучше удерживаются на поверхности листьев и меньше смываются дождем. Мелкие капли лучше проникают в гущу кроны и осаждаются на оборотной ее стороне, но могут сноситься ветром за пределы обрабатываемой поверхности.

Правильный выбор и безупречное функционирование распылителей - важные звенья в комплексе агрозащиты. Успех защитных мероприятий обеспечивают размер капель, расходные и распределительные характеристики форсунки.

Центробежные и струйные распылители используются при обыкновенном опрыскивании с расходом рабочей жидкости 200-800 л/га. Для мало - и ультрамалообъемного опрыскивания с расходом жидкости до 10 л/га и дисперсностью порядка 40-120 мкм эти распылители непригодны.

Указанным, требованиям удовлетворяют пневматические и вращающиеся распылители. По сравнению с центробежными распылителями они создают более высокую дисперсность распыла и сплошной факел большой ширины захвата. Во избежание засоряемости рабочая жидкость в них подается в струю воздуха под небольшим давлением через каналы с проходными сечениями достаточных размеров. Это является положительным фактором при работе с малообъемными и ультра малообъемными опрыскивателями.