Результат интеллектуальной деятельности: Агрегат для ухода за посевами пропашных и бахчевых культур

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к мобильным подкормщикам-опрыскивателям, используемым для обработки с.-х. растений от вредителей и болезней, а также для их внекорневой подкормки в период вегетации сельскохозяйственных культур.

Известен агрегат для малообъемного опрыскивания «Иртышанка», содержащий размещенные на подвижном транспортном средстве, связанные системной магистралью блок управления с микроЭВМ и блок отображения информации; связанную гидравлической магистралью с размещенными на штанге распылителями емкость для рабочей жидкости, размещенный в гидравлической магистрали фильтр, а также размещенные в упомянутой магистрали и связанные с блоком управления насос, средство для измерения расхода жидкости и регулятор расхода жидкости, в котором упомянутый агрегат дополнительно содержит связанный с блоком управления и блоком отображения информации блок спутниковой навигационной системы, установленный в гидравлической магистрали дополнительный насос, а также установленные на штанге средства для контроля работы распылителей и средства для управления количеством подаваемого на распылители рабочего раствора (RU, патент №2231259, МПК⁷ А01М 7/00, 06.27.2004).

К недостаткам описанного агрегата малообъемного опрыскивателя «Иртышанка» относятся сложность конструкции, низкая эксплуатационная надежность, отсутствие возможности подготовки раствора для опрыскивания непосредственно на агрегате и ограниченные функциональные возможности.

Известен также опрыскиватель, содержащий бак для ядохимикатов, всасывающий фильтр, насос, напорный фильтр, регулятор-распределитель, напорные магистрали, подающие рабочую жидкость к распыляющим рабочим органам, снабжены калибровочными вставками, а перед каждым рабочим органом установлены дополнительные калибровочные вставки, при этом поперечное сечение вставок определяется по формуле

где - поперечное сечение вставки n-й магистрали;

Kn - коэффициент, который определяется расчетным путем в зависимости от длины магистрали и местных сопротивлений K_n=(0,6…0,9);

- поперечное сечение магистрали перед вставкой (RU, патент №2253229, МПК⁷ А01М 7/00, 27.12.2004).

Недостатком данного опрыскивателя являются засорение калибровочных отверстий, низкая надежность работы, слабое качество распыла.

Известен опрыскиватель, представляющий собой мобильный агрегат, включающий базовый трактор, штангу с опрыскивателем, резервуар для рабочей жидкости, трубопроводы, насос с приводом от вала отбора мощности, при этом он снабжен генератором постоянного тока, установленным на тракторе и получающим привод вращения от вала отбора мощности трактора через редуктор, установкой для элекроактивации воды, при этом генератор постоянного тока электрически связан с установкой для электроактивации воды, гидравлически связанной посредством насоса с резервуаром для рабочей жидкости, установка для электроактивации воды гидравлически связана с распылителями и установленными на дополнительном трубопроводе гибкими шлангами с насадками, имеющими отверстия, выполненные по касательной к внутреннему диаметру насадки и направленными в прикорневую зону растений, при этом насадки выполнены из износостойкого материала и опираются на поверхность почвы, в то же время в электрической сети генератора постоянного тока с установкой для электроактивации воды предусмотрен переключатель потенциалов (RU патент на изобретение №2367154, МПК А01М 7/00).

К недостаткам данного опрыскивателя относятся отсутствие возможности получения единого потока активированной воды заданного электрического потенциала, низкий КПД электроактивации.

Известен опрыскиватель для обработки сельскохозяйственных культур электроактивированной водой, представляющий собой мобильный агрегат, включающий базовый трактор, штангу с распылителями, резервуар рабочей жидкости, насос с приводом от вала отбора мощности, генератор постоянного тока, установленный на тракторе и получающий привод вращения от вала отбора мощности через редуктор, установку для электроактивации воды, гидравлически связанную посредством насоса с резервуаром для рабочей жидкости и трубопроводом с распылителями, при этом установка для электроактивации воды выполнена проточной, с возможностью получения положительного и отрицательного потенциала и состоит из двух электродов, наружного, выполненного из нержавеющей стали в виде отрезка трубы, имеющего на одном конце присоединительный фланец, а на другом резьбовой присоединительный наконечник, и внутреннего электрода, состоящего из группы трубопроводов, изогнутых по винтовой линии левосторонней навивки и зафиксированных между пластинами с отверстиями под трубопроводы, внутренний и наружный трубопроводы разделены полупроницаемой диафрагмой из микропористой пластмассы, наружный диаметр внутреннего электрода выполнен с возможностью монтажа-демонтажа в наружный электрод, все трубопроводы группы имеют перфорацию, для подвода воды к установке для электроактивации воды предусмотрена крышка-конфузор с фланцем для крепления к наружному электроду, для отвода воды предусмотрен диффузорный резьбовой наконечник из пластмассового материала, подвод электрического потенциала к внутреннему электроду осуществлен через пластину под крышкой-конфузором, при этом пластина имеет диэлектрическую изоляцию от наружного электрода, подвод электрического потенциала к наружному электроду выполнен через присоединительный фланец (RU, патент на изобретение №2485773 С1, МПК А01М 7/00).

К недостаткам данного опрыскивателя относятся недостаточно полная электроактивация воды и водных растворов, низкое качество распыления растворов, низкий КПД электроактивации.

Данный опрыскиватель принят нами в качестве ближайшего аналога.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - обеспечение возможности обработки посевов для борьбы с болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур, подкормочная обработка растений с подготовкой необходимых растворов непосредственно на агрегате, повышение КПД электроактивации, повышение качества распыла раствора над растениями.

Технический результат - повышение КПД электроактивации, получение мелкодисперсного распыла водного раствора над растениями, полное уничтожение болезнетворных микробов и вредителей, повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Указанный технический результат достигается тем, что в разработанном агрегате для ухода за посевами пропашных и бахчевых культур, представляющем собой мобильный агрегат, включающий базовый трактор, штангу с распылителями, резервуар рабочей жидкости, насос с приводом от вала отбора мощности, генератор постоянного тока, установленный на тракторе, установку для электроактивации воды, гидравлически связанную посредством насоса с резервуаром для рабочей жидкости и трубопроводом с распылителями, согласно изобретения штанга с распылителями выполнена полунавесной с опорой на опорные и копирующие колеса, управляемые навесной системой трактора, установка для электроактивации воды и водных растворов включает верхнюю крышку с резьбовым наконечником, выполненную из диэлектрического материала в виде диффузора и закрепленную через эластичную прокладку к наружному электроду, выполненному цилиндрическим, между эластичной прокладкой и наружным электродом установлен сепаратор с клеммой для подвода электрического потенциала, сепаратор изолирован от наружного электрода диэлектрической прокладкой, наружный электрод выполнен из нержавеющей стали или титана, во внутренней полости наружного электрода установлены собранные с помощью сепараторов трубки, изогнутые по синусоидам, выполненные из нержавеющей стали или титана и заполняющие все пространство внутреннего электрода и выполняющие функции внутреннего электрода, внутренний электрод отделен от наружного электрода полупроницаемой диафрагмой из микропористой пластмассы, нижняя часть наружного электрода закрыта через эластичную прокладку крышкой, выполненной в форме конфузора с резьбовым наконечником из диэлектрического материала, для подвода электрического потенциала к наружному электроду предусмотрена клемма, верхняя крышка закреплена к наружному электроду болтами, распылители включают корпус с резьбовым наконечником, корпус выполнен цилиндрическим, во внутренней полости которого установлен шнековый активатор воды, состоящий из стержня, к которому закреплены витки многозаходного шнека, стержень в нижней части имеет направитель потока, выполненный в виде кругового конуса, образующая которого выполнена параболической, нижняя часть образующей конуса сопряжена со шнековыми завихрителями, включающими корпус и винтовую направляющую, шнековый активатор воды закреплен к крышке, установленной на резьбе в корпусе распылителя, крепление шнекового активатора и крышки выполнено болтом.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично показан агрегат для ухода за посевами пропашных и бахчевых культур, вид сбоку.

На фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

На фиг. 3 - поперечный разрез установки для электроактивации воды и водных растворов.

На фиг. 4 - вид сверху на установку для электроактивации воды и водных растворов, крышка снята.

На фиг. 5 - поперечный разрез распылителя.

На фиг. 6 - сечение А-А на фиг. 5.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Агрегат для ухода за посевами пропашных и бахчевых культур включает трактор 1, на лонжеронах которого закреплены резервуары 2 для рабочей жидкости.

Для заправки резервуаров 2 предусмотрен механизм 3 управления инжектором. На навесном устройстве трактора 1 установлен генератор 4 постоянного тока с приводом от вала отбора мощности трактора 1. Генератор 4 постоянного тока оборудован переключателем 5 потенциалов и электрически соединен с установкой 6 для электроактивации воды и водных растворов, которая имеет отводящий трубопровод 7.

Отводящий трубопровод 7 гидравлически соединен с магистральным трубопроводом 8, закрепленным к штанге 9, которая смонтирована на колесах 10, управляемых нижними тягами 11 гидронавесной системы трактора 1. Установка 6 для электроактивации воды и водных растворов гидравлически связана с резервуарами 2 рабочей жидкости подводящим трубопроводом 12 и насосом 13 для подачи электроактивированной воды в магистральный трубопровод 8. Штанга 9 выполнена шарнирной, а управление секциями выполнено через тросовые блоки 14 и гидроцилиндры 15. Для копирования рельефа поля штанга 9 имеет копирующие колеса 16.

На магистральном трубопроводе 8 установлены регулируемые по высоте распылители 17.

Установка 6 для электроактивации воды и водных растворов включает крышку 18 с резьбовым наконечником 19, выполненную из диэлектрического материала. Крышка выполнена в виде диффузора и закреплена через эластичную прокладку 20 к наружному электроду 21.

Между прокладкой 20 и наружным электродом 21 установлен сепаратор 22 с клеммой для подвода электрического потенциала. Сепаратор 22 изолирован от наружного электрода 21 диэлектрической прокладкой 23. Наружный электрод 21 выполнен цилиндрическим из нержавеющей стали или титана. Во внутренней полости наружного электрода 21 установлены собранные с помощью сепараторов 22 трубки 24, изогнутые по синусоидам. Трубки 24 выполнены из нержавеющей стали или титана и заполняют все пространство внутренней полости наружного электрода 21 и выполняют функцию внутреннего электрода. Внутренний электрод 24 отделен от наружного электрода 21 диафрагмой 25 из полупроницаемой микропористой пластмассы. Нижняя часть наружного электрода 21 закрыта через эластичную прокладку 26 крышкой 27, выполненной из диэлектрического материала в форме конфузора и имеющей резьбовой наконечник 28.

Для подвода электрического потенциала к наружному электроду 21 предусмотрена клемма 29. Крышка 18 закреплена к наружному электроду 21 болтовым соединением 30.

Распылитель 17 включает корпус 31 с резьбовым наконечником 32. Корпус 31 выполнен цилиндрическим. Во внутренней полости корпуса установлен шнековый активатор воды, состоящий из стержня 33, к которому закреплены витки 34 многозаходного шнека. Стержень 33 в нижней части имеет направитель потока 35, выполненный в виде кругового конуса, образующая которого выполнена параболической. Нижняя часть образующей конуса 35 сопряжена со шнековыми завихрителями, включающими корпус 36 и винтовую направляющую 37. Шнековый активатор воды закреплен к крышке 38, установленной на резьбе 39 в корпусе 31. Крепление шнекового активатора к крышке 38 выполнено болтом 40.

Агрегат для ухода за посевами пропашных и бахчевых культур работает следующим образом.

Агрегат выезжает на обрабатываемое поле и устанавливается таким образом, чтобы распылители 17 располагались над осью рядков растений. Включается в работу генератор 4 и подача воды по подводящему трубопроводу 12. Включается в работу насос 13, который забирает активированную воду из установки 6 для электроактивации воды и подает ее в магистральный трубопровод 8 и распылители 17.

При этом возможны две технологические операции.

Первая. Обработка сельскохозяйственных культур анолитом - электроактивированной водой с положительным электрическим потенциалом, величина которого определяется агротехническими требованиями.

При этом обеспечивается уничтожение болезнетворных микробов и вредителей. Выполнение данной технологической операции требует подвода положительного электрического потенциала к внутреннему электроду 24, а отрицательного к наружному 21.

При протекании потока воды по синусоидальным трубопроводам обеспечивается наиболее полная передача электрического потенциала воде и повышается коэффициент полезного действия установки для электроактивации воды.

При выходе потока воды из внутренней полости установки 6 для электроактивации воды поток в конфузоре 27 сжимается, скорость его возрастает, при этом насос 13 захватывает поток и обеспечивает его подачу в магистральный трубопровод 8 с необходимым давлением, что позволяет получить заданное качество распыла, полную обработку растений и уничтожение болезнетворных микробов и вредителей.

Вторая. Обработка сельскохозяйственных культур католитом - электроактивированной водой с отрицательным электрическим потенциалом.

Если через воду протекает постоянный электрический ток, то поступление электронов в воду у катода сопровождается целой серией электрохимических реакций па поверхности катода, в результате которых образуются новые вещества, изменяется вся система межмолекулярных взаимодействий, в том числе и структура воды как растворителя.

Для получения католита к клемме 22 подключается отрицательный потенциал генератора 4 постоянного тока, а к клемме 29 - положительный потенциал.

В результате катодной обработки вода приобретает щелочную реакцию за счет превращения некоторой части растворенных солей в гидроксиды. Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) воды понижается, уменьшается поверхностное натяжение, снижается содержание растворенных кислорода, азота, возрастает концентрация водорода, свободных гидроксильных групп, уменьшается электропроводность, изменяется структура не только гидратных оболочек ионов, но и свободного объема воды.

В результате образования растворимых гидроксидов натрия и калия, повышения вследствие этого водородного показателя рН происходит сдвиг углекислотного равновесия. В электроактивированном растворе образуются суперактивные метастабильные соединения с высокой восстановительной способностью, которые значительно усиливают проявление щелочных и восстановительных свойств католита.

При взаимодействии католита с листостебельной частью растений повышаются их биологическая активность и урожайность.

Рыхлители 17 работают следующим образом.

При подаче воды во внутреннюю полость корпуса 31 поток поступает на шнек 34 и приобретает вращательное движение против часовой стрелки. Экспериментальными исследованиями, проведенными в университете, а также данными литературных источников установлено, что при вращении потока против часовой стрелки структура воды изменяется, величина водородного показателя возрастает, вода становится структурированной, а ее энергия и жизненная сила возрастает. Вращающийся поток поступает в шнековые завихрители, где приобретает дополнительное приращение энергии и при выходе из корпуса 36, вращающийся поток разрушается на мелкодисперсные капли и смачивает листостебельную часть растений, обеспечивая при этом уничтожение болезнетворных микробов и вредителей или выполняет внекорневую подкормку растений.

Неровность рельефа поля копируются штангами 9 благодаря копирующим колесам 16.

Применение установки для электроактивации воды и водных растворов с синусоидально изогнутыми трубками обеспечивает повышение КПД электроактивации, а применение разработанной конструкции распылителя позволяет получать мелкодисперсное распыление и высококачественную обработку сельскохозяйственных растений.