RU2850784C1

RU2850784C1 - Rotating centrifugal sprayer

Info

Publication number: RU2850784C1
Application number: RU2025112553A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Назаров; Ирина Владимировна Некрасова; Ирина Васильевна Коптева; Ольга Максимовна Русских
Filing date: 2025-05-12
Publication date: 2025-11-13

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to devices for spraying liquid nutrient solutions and other liquid chemical media, such as liquid complex fertilisers, for application to the soil during the cultivation of grain crops. The rotating centrifugal sprayer comprises a spray bowl with a flat bottom and a cover having four diametrically opposed inlet windows, on the side wall of which there are four diametrically opposed discharge windows formed by inner and outer plates deflected in opposite directions at angles of 45° from the line of the side wall, ensuring the reception of liquid mineral fertilisers from a length L of the circumference and their movement to the place of application. The spraying bowl is secured with nuts to the threaded part of a hollow shaft, which has two discharge openings and a deflector at its end, located in the area of the spraying bowl, which is driven by an impeller secured to the hollow shaft and rotated by compressed air, the hollow shaft is mounted in rolling bearings located at the ends of a sleeve, which has a crosspiece in its middle part, fixed between the upper and lower fittings in the coupling.

EFFECT: improvement in the quality of the technological process of dispersing liquid mineral fertilisers when they are applied to the soil.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для распыливания жидкостей питательных растворов и других жидких химических сред, например жидких комплексных удобрений, для их внесения в почву при возделывании зерновых культур.The invention relates to agriculture, in particular to devices for spraying liquid nutrient solutions and other liquid chemical media, such as liquid complex fertilizers, for their application to the soil during the cultivation of grain crops.

Известен «Распылитель жидкости» (RU №2216409), содержащий электродвигатель, на валу которого установлен дисково-вентиляторный узел, состоящий из распылительного диска со ступицей и горизонтальной перегородкой, в которой выполнены прорези, и центробежного вентилятора, а также содержащий корпус с боковыми стенками и крышкой, при этом в днище корпуса выполнена кольцевая канавка, над которой установлен один конец изогнутой трубки для отсоса жидкости, проходящей над крышкой корпуса через ее отверстия и опущенной другим своим концом в распределительную камеру распылительного диска, а центробежный вентилятор имеет верхнюю и нижнюю группы лопаток, последние из них выполнены расширяющимися в сторону распылительного диска, причем верхние и нижние лопатки разделены друг от друга сплошным тонкостенным диском.A "Liquid Sprayer" (RU No. 2216409) is known, comprising an electric motor, on the shaft of which a disk-fan unit is mounted, consisting of a spray disk with a hub and a horizontal partition in which slots are made, and a centrifugal fan, and also containing a housing with side walls and a cover, wherein in the bottom of the housing an annular groove is made, above which one end of a curved tube for sucking out liquid is mounted, passing above the cover of the housing through its openings and lowered with its other end into the distribution chamber of the spray disk, and the centrifugal fan has upper and lower groups of blades, the latter of which are made to expand towards the spray disk, and the upper and lower blades are separated from each other by a continuous thin-walled disk.

К недостаткам данной конструкции следует отнести сложность изготовления и использования в практической эксплуатации.The disadvantages of this design include the complexity of manufacture and practical use.

Известен «Дисковый распылитель жидкости» (RU №2177373), содержащий приводной диск с осевым каналом и выполненными радиальными вентиляционными каналами прямоугольного сечения, чередующимися и не сообщающимися с отводными каналами и имеющими заборные отверстия в зоне, прилегающей к центру диска, а выходные отверстия - на внешнем радиусе диска.A “Disc Liquid Sprayer” (RU No. 2177373) is known, comprising a drive disk with an axial channel and radial ventilation channels of rectangular cross-section, alternating and not communicating with the outlet channels and having intake openings in the area adjacent to the center of the disk, and outlet openings on the outer radius of the disk.

К основному недостатку устройства следует отнести высокую сложность изготовления.The main disadvantage of the device is its high manufacturing complexity.

Также известен «Дисковый распылитель» (RU №2026116), содержащий приводной диск, размещенный под нижним диском и выполненным с расположенными на периферии секторными вкладышами, каждый из которых имеет лепестки на боковых стенках и цилиндрическую опорную головку, размещенную в соответствующем выполненном в диске гнезде, имеющем сопловое отверстие.Also known is a “Disc Sprayer” (RU No. 2026116), which contains a drive disk placed under a lower disk and made with sector inserts located on the periphery, each of which has petals on the side walls and a cylindrical support head placed in a corresponding socket made in the disk, which has a nozzle opening.

Недостатком данного дискового распылителя является высокая сложность его изготовления применительно к диспергированию жидких удобрений.The disadvantage of this disc sprayer is the high complexity of its manufacture when applied to the dispersion of liquid fertilizers.

Известен «Центробежный дисковый распылитель с гидродинамическим и гидростатическим распылением» (RU №2278743), содержащий вращающийся диск с радиальными каналами, часть которых сообщаются с цилиндрической поверхностью диска и кольцевой распределительной камерой, имеющей кольцевой вход в нее с торцовой поверхности диска, служащей для подачи и распределения между каналами распыливаемой жидкости. Остальные каналы сообщаются с распределительной камерой и соплами на периферии торца диска, направленными параллельно оси его вращения в сторону, противоположную подаче жидкости в распределительную камеру.A "Centrifugal Disc Atomizer with Hydrodynamic and Hydrostatic Atomization" (RU No. 2278743) is known. It comprises a rotating disc with radial channels, some of which communicate with the cylindrical surface of the disc and an annular distribution chamber with an annular entrance at the disc's end face, which serves to supply and distribute the atomized liquid between the channels. The remaining channels communicate with the distribution chamber and nozzles on the disc's end face, oriented parallel to the disc's axis of rotation in the direction opposite to the direction of liquid supply to the distribution chamber.

К недостаткам данной конструкции следует отнести очень высокую сложность изготовления, также обслуживания в практической эксплуатации.The disadvantages of this design include the very high complexity of manufacture, as well as maintenance during practical operation.

Известен «Распылитель» (RU №2151652), содержащий дисковый корпус с плоскощелевым соплом на половину его диаметра с двумя симметричными секторными заслонками на одну четверть его окружности. Поворот секторных заслонок позволяет регулировать длину плоскощелевого сопла от нуля до половины диаметра корпуса и обеспечивает угол распыла продукта от 0-180°.A known "Sprayer" (RU No. 2151652) comprises a disk-shaped housing with a flat-slot nozzle halfway around its diameter and two symmetrical sector flaps at a quarter of its circumference. Rotating the sector flaps allows the flat-slot nozzle's length to be adjusted from zero to half the housing's diameter, providing a spray angle of 0-180°.

К недостаткам представленного технического решения следует отнести очень высокую сложность изготовления, а также возможное закупоривания различными инородными включениями плоскощелевого сопла, что может привести к снижению устойчивости функционирования рассматриваемого технологического процесса.The disadvantages of the presented technical solution include the very high complexity of manufacture, as well as the possible clogging of the flat-slot nozzle by various foreign inclusions, which can lead to a decrease in the stability of the functioning of the technological process under consideration.

Известен «Вращающийся распылитель» (SU №1521419), включающий корпус, распыливающую чашу, вентилятор с кожухом, имеющим всасывающую щель, электродвигатель и устройство для сбора и повторного дозирования жидкости и распылитель, снабженный неподвижным диском с диаметром больше диаметра распыливающей чаши, установленным с зазором относительно кожуха вентилятора, при этом на внутренней поверхности по периферии диска выполнена кольцевая канавка, соединенная с устройством для сбора и повторного дозирования жидкости.A "Rotating Sprayer" (SU No. 1521419) is known, comprising a housing, a spray cup, a fan with a casing having a suction slot, an electric motor and a device for collecting and re-dosing liquid, and a sprayer equipped with a fixed disk with a diameter greater than the diameter of the spray cup, installed with a gap relative to the fan casing, wherein an annular groove is made on the inner surface along the periphery of the disk, connected to a device for collecting and re-dosing liquid.

К недостаткам устройства такого типа нужно отнести высокую сложность конструкции, что увеличивает энергозатраты при его производстве и приводит к удорожанию устройства. Кроме того, для диспергирования жидких минеральных удобрений диск должен совершать не менее 4 тысяч оборотов в минуту, что приведет к частой смене подшипников.The disadvantages of this type of device include its highly complex design, which increases energy consumption during production and leads to higher costs. Furthermore, to disperse liquid mineral fertilizers, the disk must rotate at least 4,000 rpm, which requires frequent bearing replacement.

Также известен «Монодисперсный вращающийся распылитель», взятый за прототип, (SU №1362431), содержащий кожух, распыливающую чашу, сборник жидкости, установленный в нижней части кожуха, привод и соединительные коммуникации, при этом распыливающая чаша выполнена с плоским днищем, конусными отверстиями и с расположенной параллельно днищу распыливающей кромкой, а сборник жидкости снабжен пластиной дугообразной формы с радиусом дуги, меньшим, чем радиус распыливающей кромки, при этом торец пластины сборника жидкости расположен между днищем и распыливающей кромкой.Also known is a "Monodisperse Rotating Sprayer", taken as a prototype (SU No. 1362431), comprising a casing, a spray cup, a liquid collector installed in the lower part of the casing, a drive and connecting communications, wherein the spray cup is made with a flat bottom, conical openings and with a spray edge located parallel to the bottom, and the liquid collector is equipped with an arc-shaped plate with an arc radius smaller than the radius of the spray edge, wherein the end of the liquid collector plate is located between the bottom and the spray edge.

К недостаткам устройства следует отнести те же, что и в предыдущем изобретении.The disadvantages of the device are the same as in the previous invention.

Задачей заявляемого изобретения является повышение качества выполнения технологического процесса диспергирования жидких минеральных удобрений при их внесении в почву.The objective of the claimed invention is to improve the quality of the technological process of dispersing liquid mineral fertilizers when they are applied to the soil.

Технический результат достигается тем, что согласно изобретению, вращающийся центробежный распылитель содержит распыливающую чашу, привод и соединительные коммуникации, при этом распыливающая чаша выполнена с плоским днищем и с расположенными на боковой стенке выгрузными окнами, установленной на полой оси, вращающейся в подшипниках, размещенных в окончаниях втулки. Конструктивно втулка, с жестко соединенной по ее центру крестовиной закреплена между верхним и нижним штуцерами в муфте. Нижнее окончание полой оси располагается в зоне распыливающей чаши между ее крышкой и днищем и имеет два выпускных проема для подачи жидких удобрений в эту зону. По центру полой оси располагается питательная трубка для подвода жидких удобрений к выпускным проемам. Привод распыливающей чаши осуществляется посредством крыльчатки, приводимой во вращение сжатым воздухом.The technical result is achieved by the invention's rotating centrifugal atomizer, which comprises a spray cup, a drive, and connecting lines. The spray cup has a flat bottom and discharge ports located on the side wall. The drive is mounted on a hollow axle rotating in bearings located at the ends of the sleeve. The sleeve, with a crosspiece rigidly connected at its center, is secured between the upper and lower nozzles in a coupling. The lower end of the hollow axle is located in the area of the spray cup between its cover and bottom and has two outlets for feeding liquid fertilizers into this area. A feed tube is located in the center of the hollow axle for delivering liquid fertilizers to the outlets. The spray cup is driven by an impeller, which is rotated by compressed air.

При выполнении технологического процесса распыления жидких удобрений в распыливающую чашу, приводимую во вращение через крыльчатку при подаче на нее сжатого воздуха, через питательную трубку жидкие удобрения поступают через выпускные проемы в зону распыливающей чаши, распределяется по ее дну к периферии вследствие вращения чаши и через выгрузные окна, посредством воздействия внутренних и внешних пластин, распределяется по подстилающей поверхности. Для обеспечения устойчивого стабильного истечения жидких удобрений из выгрузных окон часть сжатого воздуха, проходящего через крыльчатку поступает в зону распыливающей чаши, усиливая действие центробежных сил при сбрасывании этих удобрений на подстилающую поверхность.During the process of spraying liquid fertilizers into a spray cup, which is driven by an impeller supplied with compressed air. Liquid fertilizers enter the spray cup through the outlet openings via a feed tube. They are distributed along the bottom of the cup outward due to the cup's rotation, and are then distributed over the underlying surface through the discharge ports by the action of the inner and outer plates. To ensure a stable, consistent flow of liquid fertilizers from the discharge ports, a portion of the compressed air passing through the impeller enters the spray cup, enhancing the centrifugal force that releases the fertilizers onto the underlying surface.

На фиг. 1, 2 и 3 схематично изображен вращающийся пневматический распылитель (фиг. 1 - фронтальный разрез; фиг. 2 - вид сверху, фиг. 3 - разрез распыливающей чашиFig. 1, 2 and 3 schematically depict a rotating pneumatic atomizer (Fig. 1 - front section; Fig. 2 - top view, Fig. 3 - section of the spray cup

На чертежах приняты следующие обозначения позиций: 1 - штуцер нижний; 2 - муфта; 3 - штуцер верхний; 4 - питательная трубка; 5 - полая ось; 6 - прокладка; 7 - подшипник качения; 8 - крестовина; 9 - втулка; 10 - гайка; 11 - крыльчатка; 12 - распыливающая чаша; 13 - днище распыливающей чаши; 14 - выпускной проем; 15 - дефлектор; 16 - крышка распыливающей чаши; 17 - боковая стенка; 18 - окна впускные; 19 - окна выгрузные; 20 - внутренняя пластина; 21 - внешняя пластина; h - резьбовая часть полой оси; L - длина окружности чаши.The following designations of positions are adopted in the drawings: 1 - lower nipple; 2 - coupling; 3 - upper nipple; 4 - feed tube; 5 - hollow axle; 6 - gasket; 7 - rolling bearing; 8 - crosspiece; 9 - bushing; 10 - nut; 11 - impeller; 12 - spray cup; 13 - bottom of spray cup; 14 - outlet opening; 15 - deflector; 16 - cover of spray cup; 17 - side wall; 18 - inlet windows; 19 - discharge windows; 20 - inner plate; 21 - outer plate; h - threaded part of hollow axle; L - length of cup circumference.

Вращающийся центробежный распылитель содержит распыливающую чашу 12 с плоским днищем, привод, выполненный в виде крыльчатки 11, закрепленной на резьбовой части h полой оси 5 с помощью гаек 10 и соединительные коммуникации, состоящие из двух штуцеров, верхнего 3 и нижнего 1, резьбовыми окончаниями вкрученных в муфту 2, образуя канал для подачи сжатого воздуха на крыльчатку 11 и питательной трубки 4, установленной по центру полой оси 5 и обеспечивающей подачу жидких удобрений к днищу выпускным проемам 14. Для подачи жидких удобрений на подстилающую поверхность распыливающая чаша 12 в боковой стенке 17 имеет четыре диаметрально расположенные выгрузные окна 19, образованные внутренней 20 и внешней 21 пластинами, отклоненными в противоположенные стороны под углами 45° от линии боковой стенки 17. Полая ось 5 установлена в подшипниках качения 7, размещенных в окончаниях втулки 9, имеющей в своей средней части крестовину 8. Втулка 9, с жестко соединенной по ее центру крестовиной 8 закреплена между верхним 3 и нижним 1 штуцерами в муфте 2. Нижнее окончание полой оси 5 помещено в зону распыливающей чаши 12 между ее крышкой 16 и днищем 13 и имеет в своем окончании дефлектор 15, два выпускных проема 14 для подачи рабочей жидкости в эту зону через питательную трубку 4, установленную по центру полой оси 5. Для повышения равномерности распределения жидких удобрений по подстилающей поверхности часть сжатого воздуха, проходящего через крыльчатку 11, поступает в зону распыливающей чаши через четыре впускных окна 18, расположенных в крышке распыливающей чаши 12, усиливая действие центробежных сил при выбрасывании жидкости на подстилающую поверхность через выгрузные окна 19.The rotating centrifugal atomizer comprises a spray cup 12 with a flat bottom, a drive made in the form of an impeller 11 secured on a threaded part h of a hollow axis 5 using nuts 10 and connecting communications consisting of two nozzles, upper 3 and lower 1, screwed with threaded ends into a coupling 2, forming a channel for supplying compressed air to the impeller 11 and a feed tube 4 installed in the center of the hollow axis 5 and providing the supply of liquid fertilizers to the bottom outlet openings 14. To supply liquid fertilizers to the underlying surface, the spray cup 12 in the side wall 17 has four diametrically located discharge windows 19 formed by internal 20 and external 21 plates deflected in opposite directions at angles of 45° from the line of the side wall 17. The hollow axis 5 is mounted in rolling bearings 7, located in the ends of the sleeve 9, which has a crosspiece 8 in its middle part. The sleeve 9, with the crosspiece 8 rigidly connected along its center, is fixed between the upper 3 and lower 1 nozzles in the coupling 2. The lower end of the hollow axis 5 is placed in the area of the spraying bowl 12 between its cover 16 and the bottom 13 and has a deflector 15 at its end, two outlet openings 14 for feeding the working fluid into this area through the feed tube 4, installed in the center of the hollow axis 5. To improve the uniformity of the distribution of liquid fertilizers over the underlying surface, part of the compressed air passing through the impeller 11 enters the area of the spraying bowl through four inlet windows 18, located in the cover of the spraying bowl 12, enhancing the action of centrifugal forces when throwing the liquid onto the underlying surface through the discharge windows 19.

Вращающийся центробежный распылитель работает следующим образом. Подаваемые через питательную трубку 4 жидкие удобрения под давлением не более 0,04 МПа (источник создаваемого в системе давления на фиг. не показан) подаются на дефлектор 15 полой оси 5 и распределяются в зоне распыливающей чаши 12 между ее крышкой 16 и днищем 13. Часть распыленных таким образом жидких удобрений перемещаются к боковой стенке распыливающей чаши 17, и, захватываемые внутренними пластинами 20 выбрасываются на подстилающую поверхность через выгрузные окна 19. Оставшаяся часть жидких удобрений оседает на днище распыливающей чаши 13 и под действием центробежных сил равномерно распределяются на нем в определенном секторе и продолжают течение в пленке по его горизонтальному участку к периферии, прижимаются к боковой стенке 17 чаши и перемещаются в сторону внутренних пластин 20. При вращательном движении распыливающей чаши 12 внутренние пластины 20 за счет своей установки под углом 45° к центру чаши принимают на себя с длины L окружности чаши жидкие минеральные удобрения, и отбрасывает их на подстилающую поверхность через выгрузные окна 19. Для повышения равномерности распределения жидких удобрений по подстилающей поверхности часть сжатого воздуха, проходящего через крыльчатку 11, поступает в зону распыливающей чаши через впускные окна 18, усиливая действие центробежных сил при выбрасывании жидкости на подстилающую поверхность через выгрузные окна 19, расположенные на боковой стенке 17.The rotating centrifugal atomizer works as follows. Liquid fertilizers fed through the feed tube 4 under a pressure of no more than 0.04 MPa (the source of the pressure created in the system is not shown in the figure) are fed to the deflector 15 of the hollow axis 5 and are distributed in the area of the spray bowl 12 between its cover 16 and the bottom 13. Part of the liquid fertilizers sprayed in this way moves to the side wall of the spray bowl 17, and, captured by the internal plates 20, is thrown out onto the underlying surface through the discharge windows 19. The remaining part of the liquid fertilizers settles on the bottom of the spray bowl 13 and, under the action of centrifugal forces, is evenly distributed on it in a certain sector and continues to flow in the film along its horizontal section to the periphery, is pressed against the side wall 17 of the bowl and moves towards the internal plates 20. During the rotational movement of the spray bowl 12, the internal plates 20, due to their installation at an angle of 45° towards the center of the bowl, they take up liquid mineral fertilizers from the length L of the circumference of the bowl and throw them onto the underlying surface through the discharge windows 19. To increase the uniformity of the distribution of liquid fertilizers over the underlying surface, part of the compressed air passing through the impeller 11 enters the area of the spray bowl through the inlet windows 18, increasing the effect of centrifugal forces when throwing the liquid onto the underlying surface through the discharge windows 19, located on the side wall 17.

Такое конструктивное исполнение вращающегося центробежного распылителя обеспечивает повышение качества выполнения технологического процесса диспергирования жидких минеральных удобрений, при их внесении в почву.This design of a rotating centrifugal atomizer ensures improved quality of the technological process of dispersing liquid mineral fertilizers when they are applied to the soil.

Claims

A rotating centrifugal atomizer comprising a casing, a spray cup with a flat bottom, conical openings and a spray edge located parallel to the bottom, characterized in that the spray cup with a flat bottom has a cover with four diametrically located inlet windows and a side wall in which four diametrically located discharge windows are made, formed by internal and external plates deflected in opposite directions at angles of 45° from the line of the side wall, ensuring the reception of liquid mineral fertilizers from the length L of the circumference of the spray cup and their movement to the place of application, wherein the spray cup is secured with nuts on the threaded part of the hollow axis having at its end two outlet openings and a deflector located in the area of the spray cup, the drive of which is carried out by means of an impeller secured on the hollow axis and driven into rotation by compressed air, wherein the hollow axis is mounted in rolling bearings located at the ends a sleeve having a crosspiece in its middle part, which is secured between the upper and lower fittings in the coupling.