Обприскувачі

Обприскування є одним з основних способів застосування пестицидів для захисту сільськогосподарських культур. Він полягає в нанесенні на поверхню рослин, ґрунт розпилених пестицидів або їх робочих рідин: розчинів, суспензій, емульсій.

Розрізняють звичайне, малооб'ємне та ультрамалооб'ємне обприскування.

При звичайному витрата робочої рідини становить 1000-2000 л/га в саду, 200-400 на польових культурах, 600-800 л/га на виноградниках. Таке обприскування малопродуктивне і потребує значних затрат праці.

Витрата робочої рідини при малооб'ємному обприскуванні, порівняно із звичайним, зменшується в 3-10 разів, а пестицидів залишається незмін­ною, але збільшується їх концентрація.

При ультрамалооб'ємному обприскуванні застосовують заводські пре­парати, процес приготування робочих рідин повністю виключається, ви­трата їх становить 5-25 л/га в садах і на виноградниках та 0,5-3 л/га на польових культурах.

Класифікація обприскувачів. За призначенням обприскувачі поділяють на польові, садові, виноградникові, універсальні, для закритого ґрунту та ін. За способом розпилення робочої рідини розрізняють обприскувачі гідравлічні та пневматичні; за типом привода робочих органів та габарит­ними розмірами - ранцеві, тачкові, тракторні, автомобільні й авіаційні. Тракторні обприскувачі поділяють на причіпні, напівпричіпні, начіпні та монтовані.

Загальна будова обприскувачів. Обприскувачі складаються з робочих та допоміжних органів. До робочих належать насос, розпилювальні та заправні пристрої, мішалки; до допоміжних - рама, резервуар, фільтри, регулятори тиску, всмоктувальна та нагнітальна магістралі, органи керу­вання і контролю, ходова частина (для причіпних обприскувачів).

Базовою моделлю серійних штангових обприскувачів є обприскувач серії ОПШ-2000, який випускається в семи модифікаціях; а для венти­ляторних обприскувачів - ОПВ-2000. Експлуатуються також штангові обприскувачі ОПШ-15-03, ОП-2000-01, ОМ-630-2, ОМ-320-2, вентилятор­ні - ОПВ-1200-01, ОУМ-4, ОМ-630, ОМ-320 та інші.

Робочі органи обприскувачів. Насоси призначені для подавання робо­чої рідини з резервуара до розпилювального пристрою під тиском, необ­хідним для розпилювання струменя робочої рідини на дрібні краплинки і надання їм певної швидкості, а також для самозаправлення обприскувачів, приготування і перемішування робочої рідини в резервуарі. Польові культу­ри обприскують під тиском 2...10 бар, виноградники і сади 10...20 бар. Насоси бувають гідравлічні і пневматичні. За принципом дії насоси поді­ляються на швидкісні (відцентрові, вихрові) та об'ємні (мембранно-порш­неві, плунжерні, поршневі, шестеренні). Залежно від створюваного тиску насоси бувають низького (5...6 бар), середнього (20...25 бар) і високого (до 50 бар) тиску. Вихрові, відцентрові та шестеренні насоси застосовуються в обприскувачах з низьким робочим тиском, мембранно-поршневі, плун­жерні, поршневі - в обприскувачах з середнім і високим тиском.

Мембранно-поршневий насос встановлюють на переважній більшості су­часних вітчизняних і зарубіжних обприскувачів. Він характеризується ком­пактністю, простотою приводу, надійністю в роботі, широкими межами регу­лювання робочого тиску (0...20 бар) і високою продуктивністю (до 210 л/хв).

Мембранно-поршневі насоси фірми СОМЕТ (Італія) випускаються у кіль­кох серіях залежно від потреб споживачів.

Мембранно-поршневий насос (рис. 4.5, а) складається з корпусу 1, в якому на підшипниках встановлено вал 2 з ексцентриком 9, а радіально до осі в корпусі розміщено шість циліндрів 13. У циліндрах 13 влаштова­ні поршні 12, які з'єднуються з шатунами 11, а вони, в свою чергу, з ексцентриком 9 вала 2 за допомогою голчастих підшипників 10. Над порш­нями встановлені мембрани 14, над якими влаштовані клапанні коробки зі всмоктувальними 4 і нагнітальними 6 клапанами, об'єднаними у всмокту­вальний 3 та нагнітальний 7 колектори.

Під час роботи від вала відбору потужності за допомогою карданної передачі в обертання приводиться вал 2 насоса. Ексцентрик 9 через шату­ни 11 приводить в зворотно-поступальний рух поршні 12, які надають мембранам 14 коливного руху, змінюючи робочий об'єм в клапанних ко­робках. При збільшенні об'єму в кожній коробці відкривається всмокту­вальний клапан 4, при зменшенні - нагнітальний клапан 6.

Оскільки процеси всмоктування і нагнітання рівномірно чергуються по всьому колу обертання ексцентрика, відбувається безперервне рівномі­рне засмоктування робочої рідини через вхідний канал 15 і рівномірне подавання рідини в нагнітальну магістраль через нагнітальний канал 8. Тиск робочої рідини в нагнітальній магістралі регулюють за допомогою блоку керування і контролюють манометром.

Трипоршневий уніфікований насос складається з корпусу 1 (рис. 4.5, б) кривошипно-шатунної групи, клапанної коробки 10 та циліндрів 7. До кривошипно-шатунної групи належать колінчастий вал 2, що обертається в корпусі 1 на двох шарикопідшипниках, шатуни 3 з металокерамічними вкладишами, повзуни 4, з'єднані з шатунами пальцями, поршні 8 з гумови­ми манжетами. Для запобігання потраплянню робочої рідини в картер на­соса встановлені захисні екрани 5. Циліндри герметизовані прокладками.

У клапанній коробці розміщені три всмоктувальні і три напірні кла­панні групи.

На корпусі насос має заливний, а в днищі - зливний отвори, які закри­ваються пробками. Через вікна на корпусі насоса з поверхонь екранів 5 стікає рідина, яка може просочуватися з циліндрів.

Якщо поршень 8 рухається вниз, відкривається всмоктувальний кла­пан 9 і рідина надходить із резервуара, якщо ж він рухається вгору -всмоктувальний клапан закривається, відкривається напірний 12, робоча рідина виштовхується в напірну магістраль. Продуктивність насоса - 82... 120 л/хв, робочий тиск - до 20 бар.

Відцентровий насос (рис. 4.5, в) складається із завиткового корпусу з напірним патрубком, кришки, до центра якої приєднано всмоктувальний патрубок, і встановленого на валу лопатевого колеса.

Під час обертання робочого колеса рідина через всмоктувальний канал 1 надходить до центра колеса 2 і під дією відцентрованих сил відкидаєть­ся в кільцевий канал, з якого під тиском через напірний канал 3 подаєть­ся в напірну магістраль.

За невеликого тиску (1,5...3,5 бар) відцентрові насоси можуть розвивати високу продуктивність (60... 1500 л/хв), тому їх застосовують переважно на авіаційних обприскувачах.

Рис. 4.5. Схеми роботи насосів: а — мембранно-поршневого: 1 — корпус; 2 — вал; 3 — всмоктувальний колектор; 4 - всмоктувальний клапан; 5 - кришка; 6 - нагнітальний клапан; 7 - нагнітальний колектор; 8 - нагнітальний канал; 9 - ексцентрик;10 - гольчастий підшипник; 11 - шатун; 12 - поршень; 13 - циліндр; 14 - мембрана; 15 - вхідний канал; б - трипоршневого: 1 - корпус насоса; 2 - колінчастий вал; 3 - шатун; 4 - повзун; 5 - захисний екран; 6 - шток; 7 - циліндр; 8 - поршень; 9 - всмоктувальний клапан; 10 — всмоктувальний колектор; 11 - нагнітальна магістраль; 12 - нагнітальний клапан; в - відцентрового насоса: 1 - всмоктувальний канал; 2 - робоче колесо; 3 - напірний канал; г - шестеренного насоса; 1 - всмоктувальний канал; 2 - корпус; З - напірний канал; 4 - ведуча шестерня; 5 - ведена шестерня

Шестеренний насос (рис. 4.5, г) складається з корпусу 2, в якому обер­таються дві шестерні - ведуча 4 і ведена 5. У корпусі є всмоктувальний 1

та напірний 3 канали. При обертанні шестерень у западини між зубцями потрапляє рідина і переганяється із всмоктувального канала в напірний. У кришці насоса встановлено перепускний клапан.

Шестеренний насос забезпечує сталу подачу рідини в напірну магістраль і створює тиск не більше 8... 10 бар. Обертаючись в абразивному середовищі, шестерні насоса швидко спрацьовуються, що є істотним недоліком насосів цього типу.

Розпилювальні наконечники (розпилювачі, форсунки) призначенні для дозування і диспергування робочої рідини. Розпилювання можна здійсню­вати гідравлічним (під дією тиску, створюваного насосом), пневматичним (під дією швидкісного повітряного потоку, створюваного вентилятором або компресором), або комбінованим способами, а також під дією на робочу рідину відцентрових сил, що виникають за великої швидкості обертання дисків або сітчастих циліндрів. За способом розпилювання розпилювачі поділяють на гідравлічні (відцентрові, вихрові, дефлекторні, щілинні), пневма­тичні (пульверизаційні і прямоструменеві) та обертові (дискові і барабан­ні). Від типу розпилювача залежить дисперсність розпилу, форма факелу розпилювання, рівномірність розподілу препарате по ширині захвату. Всі розпилювачі мають полідисперсний (краплі різних розмірів) спектр роз­пилу і тільки обертові - монодисперсний (всі краплі одного розміру).

Польовий відцентровий розпилювач (рис. 4.6, а) працює при тиску 3...8 бар і створює конусоподібний факел довжиною 1...2 м завдовжки з кутом конуса розпилювання 80...98°. Між торцем гвинтового осердя 1 і внутрішньою поверхнею ковпачка 2 утворюється простір-камера завих­рювання. В процесі роботи рідина, рухаючись під тиском по гвинтовому каналу, набуває обертального руху і виходить через сопло ковпачка у вигляді конусоподібної плівки. Під дією опору повітря остання розпада­ється на дрібні краплини, розмір яких залежить від інтенсивності завих­рення перед виходом із сопла. Чим менші діаметр різьби осердя і діаметр сопла, тим більшою буде дисперсність розпилювання. Розпилювачі такого типу застосовуються у ранцевих апаратах і обприскувачах для роботи в теплицях і оранжереях.

Садовий відцентровий розпилювач (рис. 4.6, б) працює при тиску 20...25 бар і створює більш потужний і регульований струмінь. В ньому передбачено також можливість регулювання під час роботи відстані від сопла розпилювального диска 5 до завихрювального осердя 2. Це дає мож­ливість змінювати кут розпилювання. Якщо осердя наближати до диска, то кут конуса і ширина захвату збільшуються, а далекобійність зменшу­ватиметься.

В тангенціальних розпилювачах типу УН (рис. 4.6, в) рідина в камеру завихрення утворювану диском 5 і заглушкою 11, підводиться по дотич­ній, внаслідок чого набуває обертового руху, а при виході з сопла розпа­дається на краплинки.

За таким самим принципом працює і відцентровий розпилювач типу РЦ (рис. 4.6, г).

Рис. 4.6. Типи розпилювальних наконечників:

а...г — відцентрові: відповідно польовий, садовий, типу УН і РЦ; д — вихровий; е - дефлекторний; є - щілинний; ж - пневматичний; з - пневматичний пульверизаційний; і — обертовий дисковий; к — обертовий циліндричний. 1 — ковпачок; 2 — осердя; 3 — ніпель; 4 і 16 — ущільнювальна і регулювальна прокладки; 5 - змінний диск з вихідним отвором; 6 - гумове кільце; 7 - втулка; 8 - корпус; 9 - трубка; 10 - шток; 11 - заглушка; 12 - діафрагма; 13 - сопло для подавання повітря; 14 — стопорний болт; 15 - розпилюючий наконечник; 17 - штуцер; 18 - кронштейн; 19 і 20 - диски; 21 - кришка (кожух); 22 — сітчастий циліндр; 23 — штуцер для підведення робочої рідини; 24 - повітропровід (корпус); 25 - крилатка; 26 – плівкоутворювач

Вихровий розпилювач (рис. 4.6, д) також є різновидом відцентрового. Проходячи через камеру завихрення рідина виходить через сопло розпи­лювальної шайби, обертаючись, у вигляді порожнистого конічного факе­лу. Встановлюючи змінні камери завихрювання, можливо при одному типорозміру і постійному тиску в два рази змінювати витрату рідини і одержувати різні кути факелу розпилювання (від 10...90°).

У дефлекторних розпилювачах (рис. 4.6, е) струмінь рідини, виходячи під тиском з сопла круглого перерізу, вдаряється в стінку розміщеного проти нього заглиблення (дефлектора) і подрібнюється на краплинки, утво­рюючи плоский факел розпилювання.

Дисперсність одержуваного розпилу досить груба, тому такі розпилю­вачі знаходять застосування для розпилювання рідких добрив.

Щілинний розпилювач (рис. 5.6, є) має вихідний отвір у вигляді вузької щілини, яка розширюється в бік виходу рідини. Проходячи під тиском такий отвір, рідина на виході розширюється і розпилюється, утворюючи

плоский віялоподібний факел. Дисперсність розпилу у щілинних розпи­лювачів тонша, ніж у дефлекторних. Завдяки плоскому факелу розпилю­вання їх застосовують при стрічковому внесенні гербіцидів.

У пневматичних розпилювачах рідина може подаватись співвісно руху повітряного потоку (рис. 4.6, ж) або під кутом до потоку повітря (рис. 4.6, з). У розпилювачі типу сопла Вентурі рідина надходить до конусного плівко-утворювача 26 (рис. 4.6, ж), де швидкісний повітряний потік розпилює плівку рідини на дрібні краплини. У пневматичному розпилювачі пуль­веризаційного типу (рис. 4.6, з) рідина виходить з сопла 15 і зазнає дії струменя повітря, що виходить з сопла 13, розпилюється на дрібні крап­линки, які підхоплюються потужним повітряним потоком, створюваним вентилятором, і транспортується до об'єкту обробки. Положення сопла подачі рідини регулюються прокладками 16, а сопло подачі повітря може переміщуватися в отворі кронштейна 18 і фіксуватися болтом 14.

Обертові розпилювачі застосовують при ультрамалооб'ємному обприску­ванні з нормою внесення 1-10 л/га. Найчастіше застосовують розпилювачі у вигляді дисків і барабанів, які швидко обертаються (4000-14000 об/хв). Таку велику швидкість їм можна надавати від механічних, гідравлічних або електричних приводів. Обертовий дисковий розпилювач (рис. 4.6, і) має вигляд головки, що складається з однієї або декількох пар дисків 19 і 20 діаметром 8-216 мм. Між кожною парою дисків є зазор близько 2,5 мм. Рідина з напірної магістралі підводиться до центра дисків, звідси під дією відцентрових сил зміщується до периферії, розтягуючись в тоненьку плів­ку, яка сходить із зовнішніх кромок дисків і подрібнюється на краплини діаметром 60-150 мкм. За допомогою спеціальних екранів, розміщених в прохідному перерізі кожуха 21, можна встановити необхідну форму фа­келу розпилу для суцільного або стрічкового обприскування.

При розпилюванні обертовим розпилювачем у вигляді сітчастого цилін­дра (рис. 4.6, к) рідина через штуцер 23 по трубці надходить в централь­ну частину сітчастого барабана 22, розподіляючись рівномірно по всій довжині. Потім відцентровою силою вона відкидається до периферії, де зазнає дії сітки барабана, яка обертається з великою швидкістю за допо­могою крилатки 25 під дією повітряного струменя. Повітряний потік, який надходить через повітропровід 24, підхоплює розпилені краплинки і транспортує їх на об'єкт обробки. Чим більші діаметр барабана, частота його обертання і щільність рідини, тим менший діаметр краплин. Більшу монодисперсність розпилу дістають при невеликих витратах рідини. Діа­метр барабана становить 45-375 мм.

В обприскувачах розпилювачі монтують на розподільних розпилюю­чих пристроях, їх поділяють на штангові, вентиляторні, комбіновані роз­подільні пристрої і брандспойти.

Штангові розподільні пристрої найрівномірніше розподіляють робочу рідину по поверхні поля за мінімального впливу вітру. Для обприскуван­ня польових культур застосовують горизонтальні (рис. 4.7, а), для обприс­кування виноградників - вертикальні (рис. 4.7, б), а для обприскування деяких овочевих культур і бавовнику - комбіновані (рис. 4.7, в) штанги. Горизонтальні штанги сучасних обприскувачів мають велику (18-21,6 м) ширину захвату і складаються з окремих секцій фермової конструкції. Конструкцією штанг передбачено легке регулювання її по висоті в межах 0,5-1,9 м та стабілізацію положення відносно поверхні грунту. До секції штанг кріплять труби - колектори, на яких встановлюються розпилювальні головки. Вони можуть бути в одно-, дво-, три- або чотирипозиційному виконанні. За робочого тиску в напірній магістралі клапан 3 (рис. 4.8) відкритий, робоча рідина проходить через фільтр 6, вкладиш 7 розпилю­вача і в диспергованому вигляді наноситься на оброблювані об'єкти. Коли подача рідини в штангу припиняється (на зупинках або поворотах), тиск в напірній магістралі знижується, клапан 3 під дією пружини закрива­ється і перекриває надходження рідини з колектора 5 до розпилювача, запобігаючи її вільному витіканню і пов'язаному з ним забрудненню до­вкілля. Застосування багатопозиційних розпилюючих головок з бойонет-ними затискачами забезпечує швидку зміну розпилювачів або їх відклю­чення при повертанні обойми вручну.

Штангові розподільні пристрої можна налагоджувати на суцільне або стрічкове обприскування зміною кута факелу розпилу або кроку розмі­щення розпилювальних головок на штанзі.

Рис. 4.7. Типи штанг:

а - горизонтальна; б - вертикальна, в — комбінована; 1, 2 і 5 — відповідно середня, бокова і вертикальна секції; 3 - розпилювач; 4 - розтяжка

Брандспойти (рис. 4.6, б) призначені для обприскування вручну окре­мих дерев у садах і лісосмугах, а також у важкодоступних місцях. Вони бувають звичайні і далекобійні. Дальність польоту розпилених садовим брандспойтом краплин 4-8 м, а далекобійним - 12-15 м.

Рис. 4.8. Розпилювальна головка: 1 – ковпачок; 2 – корпус; 3 – клапан; 4 – скоба; 5 – колектор; 6 – фільтр; 7 – вкладиш

Вентиляторні розподільні пристрої призначені для дистанційного об­прискування, яке включає розпилювання робочої рідини і транспортування утворених краплин за допомогою повітряного потоку до оброблюваного об'єкту. Повітряний потік у них може транспортувати розпилені гідрав­лічними або ротаційними розпилювачами краплини до рослин, додатково розпилювати рідину (після гідравлічного розпилювання) і транспортува­ти її, повністю розпилювати робочу рідину на дрібні краплини та перено­сити їх на рослини. В останньому випадку використовують пневматичні розпилювачі (рис. 4.6, ж, з).

Для створення повітряного потоку застосовують вентилятори двох типів: осьові і відцентрові. Подача відцентрових вентиляторів становить 1,38-8,35 м³/с, а швидкість повітряного потоку, створюваного ними, -70-160 м/с, що забезпечує додаткове або повне розпилювання робочої рідини і транспортування краплинок на оброблювані рослини. Подача осьових вентиляторів становить 8,35-27,8 м³/с, а швидкість створюваного повітряного потоку - 30-50 м/с. Такі вентилятори, здебільшого, транспор­тують попередньо розпилену робочу рідину на оброблювані рослини.

Як правило, вентилятори з круглим отвором мають звужене конічне (рис. 4.9, а) або розширене конічне вихідні сопла (рис. 4.9, в), а з прямо­кутним отвором - щілеподібне (рис. 4.9, б).

Перші два сопла використовують при звичайному і малооб'ємному об­прискуванні, третє обладнано обертовими дисковими розпилювачами і призначене для ультрамалооб'ємного обприскування.

Заправні пристрої обприскувачів призначені для заповнення бака обприскувача робочою рідиною або водою, якщо технологією передбачено приготування робочої рідини безпосередньо в баку обприскувача. Як за­правні пристрої раніше використовували вакуумні ежектори, які встано­влювали на вихлопну трубу трактора, або гідравлічні ежектори, до яких під великим тиском підводилась робоча рідина. На сучасних обприскува­чах, які комплектуються високопродуктивними (>200 л/хв) мембранно-поршневими насосами, заправку здійснюють цим же насосом, приєдную­чи до його всмоктувальної магістралі заправний рукав, а нагнітальну ма­гістраль переключають на перелив рідини в бак.

Рис. 4.9. Схеми вентиляторних розподільних пристроїв: а - осьовий з конічним звужувальним соплом; б - відцентровий з прямокутним (щілиноподібним) соплом; в - осьовий з конічним розширювальним соплом; 1 - лопать вентилятора; 2 - дифузор; 3 - циліндр; 4 - ковпак; 5 - наконечник; 6 - редуктор; 7 - обертовий дисковий розпилювач

Мішалки призначені для забезпечення сталої концентрації розчину про­тягом спорожнення резервуара та запобігання осіданню на дно нерозчинних пестицидів. Вони бувають гідравлічними, пневматичними та механічними (лопатевими або гвинтовими). Гідравлічна мішалка (рис. 4.10) скла­дається з корпуса 3 із змішувальною ка­мерою, жиклера 2 і різьбової втулки 1. Під час роботи рідина подається з нагні­тальної магістралі під тиском до жиклера, виходячи з якого, підсмоктує рідину з резервуара, перемішуючи її. Гідравлічні мішалки бувають також у вигляді штанг з суцільноструменевими насадками або соплами, розміщеними на віддалі 25-50 мм над дном бака.

Рис. 4.10. Гідравлічна мішалка: 1 – різьбова втулка; 2 – жиклер; 3 – поліетиленовий корпус

Пневматична мішалка - це труба з отворами, до якої підводиться повітря. Виходячи крізь отвори в резервуар, повітря перемішує рідину. Лопатева мішалка являє собою вал із привареними лопатнями під певним кутом. Під час обертання вала лопаті перемішують рідину.

Гвинтова мішалка - це трилопатевий гвинт, який, обертаючись з ве­ликою швидкістю, інтенсивно перемішує рідину в резервуарі.

Обприскувачі мають раму, конструкція якої залежить від типу об­прискувача, ходову частину (для причіпних), всмоктувальну і нагнітальну комунікацію з відповідною арматурою, пультами ручного чи дистанцій­ного керування технологічним процесом, можуть бути обладнані пінними маркерами, комп'ютерною системою.

Дата добавления: 2014-12-27