устройство для инъектирования жидкости в почву

Формула изобретения

Устройство для инъектирования жидкости в почву, включающее резервуар для рабочей жидкости, гидравлически связанный с насосом, и гидроимпульсный рабочий орган с напорным трубопроводом, отличающееся тем, что гидроимпульсный рабочий орган состоит из участка напорного трубопровода, выполненного с местным сужением, в середине горизонтального участка которого расположены сквозные вертикальные отверстия, нижнее из которых открыто в атмосферу, а к верхнему присоединена гидроимпульсная камера, образованная нижним и верхним цилиндрическими и средним коническим, расходящимся вверх патрубками, при этом в торцевой части верхнего цилиндрического патрубка посредством изолятора закреплен высоковольтный электрод, электрически соединенный с генератором импульсных токов, а сама гидроимпульсная камера соединена питающей трубкой с напорным трубопроводом до его местного сужения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для внутрипочвенного внесения жидкости в зону корневой системы растений посредством высоконапорного импульсного инъектирования без контакта рабочего органа с почвой.

Известны устройства для внутрипочвенного внесения жидкости в почву, основанные на принципе внесения жидкости под высоким давлением через отверстия в насадках, расположенных над поверхностью земли (Авторское свидетельство СССР №284479, 1967, м. кл. А 01 С 23/00, А 01 С 23/02, опубликовано 14.01.70, бюллетень №32).

Однако такие устройства нельзя широко использовать на мобильных сельскохозяйственных машинах, так как для получения больших давлений на агрессивных средах, к которым относятся удобрения, используются сложные и громоздкие устройства специального исполнения, обладающие малой эксплуатационной надежностью.

Наиболее близким техническим решением из известных является устройство для внутрипочвенного внесения жидких ядохимикатов или удобрений (Авторское свидетельство СССР №328859, 1969, м. кл. А 01 С 23/02, опубликовано 25.12.72, бюллетень изобретений №4 за 1973 - прототип).

Это известное устройство для внутрипочвенного внесения жидких ядохимикатов или удобрений состоит из резервуара для рабочей жидкости, связанного с насосом, напорной магистрали, соединенной сливной магистралью с установленным на входе ударным клапаном гидроударного устройства с резервуаром и через напорный клапан - с рабочим органом в виде мониторной насадки.

Недостатками данного устройства являются использование ударного клапана в напорной магистрали для образования высокого давления и наличие нагнетательного клапана, что влечет за собой возникновение больших ударных нагрузок на седло клапана в момент гидравлического удара и потери энергии струи жидкости при протекании из напорной магистрали к мониторной насадке через нагнетательный клапан, усложняющий конструкцию устройства.

Задача изобретения - упрощение конструкции, уменьшение динамического воздействия элементов конструкции друг на друга и улучшение динамических свойств струи жидкости.

Поставленная задача решается тем, что устройство для инъектирования жидкости в почву содержит резервуар для рабочей жидкости, гидравлически связанный с насосом и гидроимпульсный рабочий орган с напорным трубопроводом. Новым в устройстве является то, что гидроимпульсный рабочий орган состоит из участка напорного трубопровода, выполненного с местным сужением, в середине горизонтального участка которого расположены сквозные вертикальные отверстия, нижнее из которых открыто в атмосферу, а к верхнему присоединена гидроимпульсная камера, образованная нижним и верхним цилиндрическими и средним коническим, расходящимся вверх, патрубками, при этом в торцевой части верхнего цилиндрического патрубка посредством изолятора закреплен высоковольтный электрод, электрически соединенный с генератором импульсных токов, а сама гидроимпульсная камера соединена питающей трубкой с напорным трубопроводом до его местного сужения.

Технический результат выражается в том, что импульс давления, необходимый для образования высоконапорной струи жидкости, возникает за счет электрогидравлического эффекта, проявляющегося при пробое между высоковольтным электродом и корпусом гидроимпульсной камеры высоковольтного электрического разряда, при этом исключается применение громоздких устройств и ударных клапанов для создания импульса высокого давления, что упрощает конструкцию и позволяет исключить динамическое воздействие элементов друг на друга, и в процессе работы свободное истечение рабочей жидкости из отверстия, открытого в атмосферу, предотвращается за счет вакуума, образующегося в суженном участке трубопровода в результате значительной разности скоростей на суженном участке и в основном трубопроводе, это позволяет исключить нагнетательный клапан, что исключает значительные потери энергии струи жидкости и улучшает ее динамические свойства.

Новизна предложенного технического решения состоит в том, что в устройстве для инъектирования жидкости в почву, включающем резервуар для рабочей жидкости, гидравлически связанный с насосом и гидроимпульсный рабочий орган с напорным трубопроводом, гидроимпульсный рабочий орган состоит из участка напорного трубопровода, выполненного с местным сужением, в середине горизонтального участка которого расположены сквозные вертикальные отверстия, нижнее из которых открыто в атмосферу, а к верхнему присоединена гидроимпульсная камера, образованная нижним и верхним цилиндрическими и средним коническим, расходящимся вверх, патрубками, при этом в торцевой части верхнего цилиндрического патрубка посредством изолятора закреплен высоковольтный электрод, электрически соединенный с генератором импульсных токов, а сама гидроимпульсная камера соединена питающей трубкой с напорным трубопроводом до его местного сужения.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить отсутствие технического решения в источниках, характеризующихся признаками, тождественными признакам предложенного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявленном рабочем органе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Результаты проведенного дополнительного поиска известных решений показали, что заявленное изобретение не содержит признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного рабочего органа.

Следовательно, заявленное изобретение не вытекает для специалистов явным образом из известного уровня техники, а является результатом творческого труда авторов изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен рабочий орган устройства для инъектирования жидкости в почву, вид спереди; на фиг.2 - устройство для инъектирования жидкости в почву, вид сзади; на фиг.3 - то же, что на фиг.2, вид сверху.

Устройство для инъектирования жидкости в почву содержит гидроимпульсный рабочий орган, состоящий из трубопровода 1, на котором выполнено местное сужение 2, в середине которого выполнены два сквозных вертикальных отверстия, нижнее из которых 3 открыто в атмосферу, а к верхнему 4 присоединена гидроимпульсная камера 5, которая состоит из корпуса 6, образованного нижним 7 и верхним 8 цилиндрическими и средним 9, расходящимся вверх, коническим патрубками, в торцевой части верхнего цилиндрического патрубка 8 посредством изолятора 10 закреплен высоковольтный электрод 11, электрически связанный высоковольтным проводом 12 с генератором импульсных токов (не показан). Гидроимпульсная камера 5 сообщается с трубопроводом 1 посредством питающей трубки 13. Для подачи рабочей жидкости в устройстве установлен насос 14, гидравлически связанный с баком 15.

Рабочая жидкость непрерывно подается насосом 14 в трубопровод 1, проходит через суженый участок 2 и сливается в бак 15, при этом под действием избыточного давления в широкой части 16 трубопровода 1 рабочая жидкость по питающей трубке 13 поступает в гидроимпульсную камеру 5 и заполняет ее в суженном участке 2 за счет значительной разности скоростей движения жидкости в широкой части 16 трубопровода 1 и суженном участке 2, образуется вакуум, посредством которого из отверстия 3, сообщающегося с атмосферой, подсасывается воздух, а из отверстия 4, сообщающегося с выходным отверстием гидроимпульсной камеры 5, - рабочая жидкость. Таким образом, при непрерывной подаче насосом 14 рабочей жидкости обеспечивается заполнение гидроимпульсной камеры 5 и предотвращается произвольное истечение рабочей жидкости через отверстие 3 в атмосферу.

Импульс тока высокого напряжения непрерывно подается от генератора импульсных токов через высоковольтный провод 12 к высоковольтному электроду 11, вторым контактом служит корпус 6 гидроимпульсной камеры 5, в результате пробоя высоковольтного электрического разряда в промежутке между высоковольтным электродом 11 и корпусом 6 гидроимпульсной камеры 5, заполненной жидкостью, проявляется электрогидравлический эффект и в гидроимпульсной камере 5 резко повышается давление, под действием которого формируется высоконапорная струя рабочей жидкости. Высоконапорная струя, вытекая из гидроимпульсной камеры 5, проходит через отверстие 4 суженного участка 2 трубопровода 1, пробивает поток жидкости, движущейся в суженном участке 2, проходит через отверстие 3 и с большим запасом кинетической энергии проникает в слой почвы, в зону 17 наибольшего скопления активных корней.

Применение предложенного рабочего органа устройства для инъектирования жидкости в почву позволяет осуществлять дистанционное регулирование глубины и дозы внесения рабочей жидкости посредством регулирования энергии и частоты следования высоковольтных импульсных разрядов.