CC BY
85
УДК 631.331:631.816.35
УЛЬТРАМАЛООБЪЕМНЫЙ ОПРЫСКИВАТЕЛЬ С ПНЕВМАТИЧЕСКИМИ ЩЕЛЕВЫМИ РАСПЫЛИТЕЛЯМИ
ственному нормированию, регулированию, исполнению и контролю.
Сегодня в сельском хозяйстве используют нормы расхода средств защиты растений, которые заведомо выше необходимых в 2-3, а то и в 10 раз.
В последние 10-15 лет в практику сельского хозяйства всё больше внедряются препараты с нормами расхода от 2 до 50 г/га.
Снижение потерь при использовании мало- и уль-трамалообъемных опрыскивателей, а также новых агротехнологий обеспечивает возможность резкого сокращения расхода средств защиты растений при сохранении их биологической эффективности.
Так, при малообъемном опрыскивании нормы расхода препаратов можно снизить на 25...30 %, а при ультрамалообъемном - в 2-3 раза.
Однако состояние имеющихся средств механизации защиты растений не удовлетворяет современным требованиям.
Мы изготовили экспериментальный образец уль-трамалообъемного опрыскивателя, который ориентирован на выполнение энергоресурсосберегающего технологического процесса. При его создании был использован способ пневматической доставки капель рабочей жидкости при небольших расходах воздуха. Это обеспечивает сохранение капель распыленной
С.М.БОРИСОВА, кандидат технических наук, профессор
Кубанский ГАУ
Н.А.ПЕРОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, директор
ООО «Научный центр»
К.В.ЕРМАКОВ, инженер Кубанский ГАУ E-mail: [email protected]
Резюме. Определены оптимальные параметры работы экспериментального образца ультрамалообъемного опрыскивателя, ориентированного на выполнение энергоресурсосберегающего технологического процесса. При его создании был использован способ пневматической доставки капель рабочей жидкости при небольших расходах воздуха. Это обеспечивает сохранение капель распыленной жидкости на уровне 80...350 мкм, которые нужны для эффективной обработки растений.
Оптимальный режим работы распылителя создается при давлении в пневмомагистрали 0,1...0,3 МПа, угле установки питательной трубки 60.90°, расположении уравнительной емкости на уровне от -10 до +30 см, относительно щелевого сопла распылителя; производительность распылителя при этом достигает 0,06.0,80 л/мин.
Ключевые слова: ультрамалообъемное опрыскивание, защита растений, пестицид, механизация
Основная задача сельского хозяйства России -достижение устойчивого роста производства, надежное обеспечение страны продуктами питания и сырьем, объединение усилий всех отраслей комплекса для получения высоких конечных результатов.
В этом плане большое внимание уделяется защите растений от вредителей, болезней и сорняков. В интегрированной ее системе актуальна проблема снижения пестицидного пресса путем рационального расходования препаратов [1, 2].
В технологиях применения пестицидов необходимо соблюдать основные агротехнические требования к процессу опрыскивания. В основном его характеризуют следующие показатели: норма расхода препарата и рабочей жидкости;
концентрация рабочей жидкости; вид, тип и марка опрыскивающей техники и её рабочих органов (конкретно для каждого препарата и группы препаратов, а также объекта обработки);
плотность покрытия объекта обработки (число капель на 1 см2);
дисперсность распыла рабочей жидкости;
равномерность распределения
препарата. Рисунок. Технологическая схема опрыскивателя: 1 - бак, 2 - кран, 3 - уравни-
правила по уничтожению и обезвре- тельная емкость, 4 - коллектор, 5 - тройники гидравлические, 6 - распылитель, 7 живанию препаратов и тары. - фильтр, 8 - компрессор, 9 - ресивер, 10 - клапан предохранительный, 11 - фильтр
Перечисленные параметры базовые отстойник, 12 - кран пневматический, 13 - регулятор давления, 14 - манометр, и подлежат обязательному государ- 15 - тройники пневматические.
Достижения науки и техники АПК, №06-2011 ___________________________________________________79
жидкости на уровне 80...350 мкм, которые нужны для эффективной обработки растений.
Кроме того, транспортирование воздушной струей позволяет обеспечить необходимую скорость входа в растительную массу и предотвратить нежелательный снос капель. Особенность формирования воздушнокапельной струи в разработанной машине - использование для диспергирования рабочей жидкости плоской воздушной струи, истекающей из щелевого сопла, что обеспечивает достаточно высокую скорость потока, которая может варьировать от 20 до 100 м/с. Она за-
висит от конструктивных параметров сопла, его формы, избыточного давления воздуха в пневмосистеме.
Жидкость из бака опрыскивателя подается самотеком, через уравнительную емкость, которая обеспечивает постоянное статическое давление столба жидкости до распылителя, независимо от ее уровня в баке (см. рисунок). Это позволяет отказаться от энергоемких гидронасосов со сложными пультами управления. Распределение рабочей жидкости к распылителям осуществляется с использованием гидравлических тройников и штанговых устройств, а воздуха - пневматических тройников и воздухопроводов. Распылители на рамной части опрыскивателя можно размещать с учетом сплошной обработки и опрыскивания рядов
Таблица 2. Коэффициенты уравнения регрессии
Ко- Параметры оптимизации
эф- фи- произ- води- прямое дутье боковое дутье
ци- тель- ММД плот- ММД плот-
ент ность ность ное
b0 130,949 165,101 94,377 119,763 55,917
61,937 -3,508 -3,185 28,664 11,489
31,509 1,93 4,556 9,19 5,265
5,582 4,11 3,525 -16,955 -15,117
14,625 -15,375 -1,875 -11,25 ‘15,625
b13 19125 -6,625 -1,375 -8,75 -12,375
b23 -12,875 19,875 -3,625 -51,75 -3,373
ь; 1,598 2,694 -22,545 15,888 -11,561
b22 1,598 2,694 -18,301 -6,214 2,938
b33 0,891 31,162 -28,557 14,239 -0,952
растений, изменение направления струи позволяет обрабатывать как верхние, так и нижние ярусы.
В предлагаемой конструкции распыливающего устройства струя воздуха, осуществляющая инжектирование рабочей жидкости, формируется двумя воз-
душными потоками. Один из них создает щелевидное сопло, имеющее специфическую форму и условия входа в него воздуха от источника, а второй - воздух, подсасываемый через цилиндрический коллектор.
Цель нашей работы - экспериментальное определение оптимальных параметров работы распылителя.
Условия, материалы и методы. Мы использовали метод планирования эксперимента, который сегодня наиболее распространен при исследованиях сельскохозяйственных процессов и машин.
Изучение расхода рабочей жидкости распылителя проводили в зависимости от следующих факторов:
давления воздуха (Р) в пневмомагистрали;
статическое давление рабочей жидкости (1п);
угла наклона питательной трубки (а).
Для этого использовали ЦКРУП (центральный композиционный ротатабельный униформ-план). Значения изучаемых факторов фиксировали на оптимальных уровнях (табл. 1).
Результаты и обсуждение. По данным проведенных экспериментов (табл. 2) было получено уравнение регрессии упр=130,949+61,937 Х+31,509 Х+5,582 Х1Х2+19125 Х1Х3 +(-12,875 Х2Х3)+- 1,598 Х 2 +1,598 Х22+0,891 Х2
Таким образом, при постоянном положении уравнительной емкости h= -5 наблюдали прямолинейную восходящую зависимость q = ^а) с переломом при а= 60°, когда производительность по мере увеличения угла от 60 до 90° начинала снижаться. Такая картина наблюдалась при давлении от 0,15 до 0,20 МПа, при давлении от 0,08 до 0,15 МПа изменение производительности происходило по параболической кривой до а = 90°.
При постоянном давлении и меняющихся параметрах h от -8,41 см до +8,41 см и а от 30 до 90°, установлено более сильное влияние на производительность положения уравнительной емкости. Максимальные параметры эксперимента ^= 380 мл/мин) отмечены при а = 90° и h = 8,41 см.
Анализируя зависимость q = f(h,р) при заданных значениях, минимальное влияние 1п и р зафиксировано до давления р = 0,15 МПа. При р>0,15 МПа происходило более резкое изменение производительности, а изменение угла а в этом случае существенного влияния на нее не оказывало.
Выводы. Оптимальный режим работы распылителя создается при рабочем давлении в пневмомагистрали 0,1.0,3 МПа, угле установки питательной трубки 60.90°, расположении уравнительной емкости на
уровне от -10 до + 10 см, относительно щелевого сопла распылителя; производительность распылителя при этом достигает 0,06.0,380 л/мин.
Таблица 1. Факторы, интевалы и уровни варьирования
Фактор Кодированное Интервал Уровни факторов
обозначение варьирования -1,6821 -1 0 1+ 1+1,682
Положение уравнительной емкости (її), см Х1 5 -8,41 -5 0 +5 +8,41
Давление воздуха (Р), МПа Х12 0,05 0,066 0,1 0,15 0,2 0,236
Угол наклона питательной трубки (а), град. Х3 18° 30 42 60 78 90
Литература.
1. Технологии и технические средства для защиты сельскохозяйственных растений от вредителей и болезней. - Москва 2001.
2. В.А.Павлюшин, А.К.Лысов. Распыление.- М.: Санкт-Петербург. 2004.
ULTRA LOW-CAPACITY SPRAYER WITH PNEUMATIC CHINK DISPENSERS S.M. Borisova, N.A. Perov, K.V. Ermakov
Summary:The optimal work parameters for the pilot sample of ultra low-capacity sprayer were set. It is oriented to the implementation of energy and resource-saving technological process. The way of pneumatic delivery of work liquid drops with small air flow rate was used in its construction. This ensures that droplets of sprayed liquid keep on the level 80...350 |jm, which are needed for efficient processing of plants. The optimal operation mode of the sprayer is when pressure in the pneumatic lines is 0.1...0.3 MPa, the angle of feed tube arrangement is 60.90°, the equalizing container is placed on the level from -10 to +30 cm relative to the slit nozzle sprayer. In this case the sprayer productivity reaches to 0.06.0.8 l/min.
Key words: ultra low-capacity spraying, plant protection, pesticide, mechanization 80 ----------------------------------------- Достижения науки и техники АПК, №06-2011
