способ распыления веществ в воздушном потоке и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ распыления веществ в воздушном потоке, заключающийся в том, что вещество подают в зону воздушного потока, расположенную вблизи вращающегося под действием воздушного потока винта, отличающийся тем, что вещество подают со стороны движения воздушного потока к винту.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне подачи вещества осуществляют ламинаризацию воздушного потока.

3. Устройство для распыления веществ в воздушном потоке, содержащее систему подачи веществ к распылительным отверстиям, расположенным вблизи винта, установленного с возможностью вращения от набегающего на воздушный винт воздушного потока, отличающееся тем, что отверстия размещены со стороны движения воздушного потока к винту.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что со стороны, обращенной к набегающему потоку, оно выполнено в виде удобнообтекаемого тела.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к распылительной технике и может применяться для авиационной обработки сельскохозяйственных культур.

Известен способ распыления веществ с летательного аппарата (Применение авиации в сельском и лесном хозяйстве. Под редакцией В. А. Назарова М. Транспорт, 1975, с. 31), заключающийся в их подаче в зону, расположенную за воздушным винтом на расстоянии нескольких его диаметров.

Наиболее близким к изобретению является способ распыления веществ с летательного аппарата (Х. Р. Квонтик Справочник пилота сельскохозяйственной авиации. М. транспорт, 1991, с. 52 55), заключающийся в их подаче в зону воздушного потока, расположенную за воздушным винтом ветродвигателя в непосредственной близости от него.

Известен мелкокапельный распылитель "Микронэр", выбранный в качестве прототипа заявляемого устройства (Х. Р. Квонтик Справочник пилота сельскохозяйственной авиации. М. Транспорт, 1991, с. 52 55), содержащий цилиндрическую коробку, вращающуюся вокруг неподвижного полого стержня, прикрепленного к монтажной скобе летательного аппарата или непосредственно к штанге опрыскивающей аппаратуры. Боковая поверхность цилиндрической коробки выполнена из тонкой сетки, а торцевые поверхности представляют собой заглушки.

Соосно цилиндрической коробке установлена жестко соединенная с ней крыльчатка. Указанный полый стержень имеет отверстия для подачи распыливаемой жидкости внутрь цилиндрической коробки. Распылитель крепится к летательному аппарату таким образом, чтобы цилиндрическая коробка была расположена за крыльчаткой по направлению набегающего потока воздуха. Энергия набегающего потока передается на вращающийся распылитель через крыльчатку. Распыливаемая жидкость с помощью системы подачи истекает через полый стержень в полость цилиндрической коробки и разбрызгивается под действием центробежной силы через вращающуюся сетку.

Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают необходимой равномерности распыла и ширины обрабатываемой полосы. Неравномерность распыла объясняется наличием присоединенной вихревой зоны, расположенной за цилиндрической коробкой.

В результате в этой зоне происходит периодическое накопление и срыв распыливаемого вещества. Это вызывает пульсацию факела распыла, что приводит к ухудшению равномерности распыла. Присоединенная вихревая зона и удаленность от поверхности цилиндрической коробки воздушного потока с высоким значением радиальной составляющей скорости приводит к уменьшению ширины распыла.

Одной из задач совершенствования распылительной является устранение указанных недостатков.

Технический результат, позволяющий решить указанную задачу, достигается тем, что в способе распыления веществ в воздушном потоке, заключающемся в том, что вещество подают в зону воздушного потока, расположенную вблизи вращающегося под действием воздушного потока винта, согласно изобретению, вещество подают со стороны движения воздушного потока к винту, при этом в зоне подачи вещества осуществляют ламинаризацию воздушного потока.

Технический результат достигается также тем, что в устройстве для распыления веществ в воздушном потоке, содержащем системы подачу веществ к распылительным отверстиям, расположенным вблизи винта, установленного с возможностью вращения о набегающего на воздушный винт воздушного потока, согласно изобретению отверстия размещены со стороны движения воздушного потока к винту, при этом предлагаемое устройство со стороны, обращенной к набегающему потоку, выполнено в виде удобообтекаемого тела.

Сравнение предлагаемого с прототипом позволяет установить соответствие предлагаемого изобретения критерию "новизна".

Анализ совокупностей существенных признаков предлагаемых способа и устройства показывает, что из известного уровня техники не выявляется влияние отличительных признаков на достижение технического результата.

Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Техническая реализация в новом устройстве предлагаемого способа и отсутствие других известных способов функционирования указанного устройства позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение связано между собой единым изобретательским замыслом.

Согласно изобретению зона воздушного потока, в которую подается распыливаемое вещество, расположено со стороны движения воздушного потока к винту, что позволяет использовать значительные центробежные силы потока в зоне воздушного винта для расширения факела распыла и тем самым вывести основную массу распыленного вещества из зоны действия присоединенного вихря, расположенного за распылителем. В результате значительно уменьшается пульсация факела распыла и увеличивается ширина обрабатываемой полосы, что приводит к достижению заданного технического результата.

В результате выполнения предлагаемого устройства со стороны, обращенной к набегающему потоку в виде удобообтекаемого тела, происходит его ламиниризация, что ухудшает работу воздушного винта и усиливает достигаемый технический результат.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показаны предлагаемые способ распыления веществ в воздушном потоке и устройство для его осуществления, установленное на летательном аппарате (изображено в увеличенном виде).

Устройство для распыления веществ в воздушном потоке содержит передний обтекатель 1, распылительный блок 2 и осесимметричным факелом распыла, воздушный винт 3, установленный с возможностью вращения, и задний обтекатель 4. Устройство подключено к системе подачи распыливаемого вещества (не показана), установленной на борту летательного аппарата 5 с помощью штанги 6. Штанга 6 жестко фиксирует устройство относительно летательного аппарата 5 в указанном на фигуре положении. Боковая поверхность распылительного блока 2 выполнена в виде сетчатого цилиндра, проницаемые ячейки которого выполняют функцию распылительных отверстий. На фигуре стрелками показано направление воздушного потока, а пунктиром контур тороидальной зоны 7, в которую осуществляется подача распыливаемых веществ.

Способ распыления веществ в воздушном потоке реализуется с помощью указанного устройства, которое работает следующим образом.

При полете летательного аппарата 5 над обрабатываемой поверхностью включает систему подачи распыливаемого вещества. При этом указанное вещество поступает по штанге 6 к распылительному блоку 2, с помощью которого происходит его подача через распылительные отверстия сетчатого цилиндра в тороидальную зону 7 воздушного потока. Как показано на чертеже, зона 7 расположена на пути движения воздушного потока к воздушному винту 3 и находится вблизи от него. В результате вещество, поступающее через распылительные отверстия в зону 7 в виде осесимметричного факела распыла, сносится воздушным потоком в направлении воздушного винта 3. При этом воздушный винт 3 вращается воздушным потоком. Центробежные силы, действующие на воздушный поток в зоне вращения воздушного винта 3, приводят к расширению факела распыла вещества.

Передний обтекатель 1 производит ламинаризацию набегающего воздушного потока, в результате чего улучшаются условия работы воздушного винта 3, что приводит к увеличению как скорости его вращения, так и действующих на воздушный поток центробежных сила. Это способствует расширению факела распыла вещества.

Задний обтекатель 4 снижает интенсивность присоединенных к нему вихрей, что приводит к улучшению равномерности распыла. В результате расширения факела распыла и уменьшения за счет этого количества захватываемого присоединенными вихрями вещества, происходит увеличение ширины обрабатываемой полосы и улучшается равномерность распыла.