Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАССЕВА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ С ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Изобретение относится к оборудованию для сбрасывания порошкообразных веществ, например удобрений, гербицидов, биосорбентов, реагентов в полете с летательного аппарата (ЛА) для использования в сельском хозяйстве, очистки природных вод (морских и пресных) и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами или борьбы с пожарами.

Известно устройство для рассева сыпучих материалов с (ЛА), которое принято за прототип (см. изобретение а.с. №948073), имеющее выполненный в виде бункера бак, содержащий в нижней части горловину, сообщенную с дозатором, имеющим выходное окно, расположенное под горловиной, а также распылитель, прикрепленный к корпусу дозатора под выходным окном и содержащий приспособление для подачи газа избыточного давления, выполненное в виде приемника динамического давления воздуха с каналом (магистралью) подвода воздуха к порошкообразному материалу под выходным окном, и магистраль подачи поступающего из нижней части бака через выходное окно дозатора сыпучего материала в обтекающий летательный аппарат воздушный поток.

Существенными признаками предлагаемого устройства, совпадающими признаками прототипа, являются следующие: устройство для рассева сыпучих материалов с ЛА содержит бак, расположенное на борту ЛА приспособление для подачи газа избыточного давления с магистралью подвода газа к сыпучему материалу, магистраль подачи сыпучего материала из нижней части бака в обтекающий ЛА воздушный поток.

В прототипе бак выполнен в форме бункера, характеризующегося большим углом наклона стенок бака к горловине, что обеспечивает подсыпание сыпучего материала в дозатор и на вход в магистраль подачи под действием силы тяжести. При этом не обеспечивается возможность значительного увеличения полезного объема для заправки сыпучего материала и его выработки, поскольку вертикальный размер бункера ограничен внутренним диаметром фюзеляжа, а размеры бункера в горизонтальных направлениях ограничены из-за большого угла наклона его стенок к горизонту на входе в горловину (~60°).

Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения возможности значительного увеличения полезного объема бака для заправки сыпучего материала и его выработки.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство для рассева сыпучих материалов с ЛА, характеризующееся тем, что содержит горизонтально расположенный бак, расположенное на борту ЛА приспособление для подачи газа избыточного давления с магистралью подвода газа к сыпучему материалу, магистраль подачи сыпучего материала из нижней части бака в обтекающий ЛА воздушный поток, и, по крайней мере, один аэролоток, выполненный в виде желоба, расположенного в нижней части бака по его длине с наклоном к входному окну магистрали подачи и содержащего жесткое основание с перфорированными ребрами на верхней поверхности, на которые натянут упругий газопроницаемый эластичный материал с образованием закрытой полости, сообщенной с выходом магистрали подвода сжатого газа к сыпучему материалу.

Кроме того, для увеличения полноты выработки сыпучего материала в баке над аэролотком по его периферии расположен рыхлитель, выполненный в виде трубчатой магистрали, сообщенной с магистралью подвода газа к сыпучему материалу и содержащей отверстия для выхода газа избыточного давления, распределенные по ее длине; дополнительно, для увеличения полноты выработки сыпучего материала в центральной части бака расположен по крайней мере один дополнительный рыхлитель, содержащий объемный жесткий каркас с натянутым на нем упругим газопроницаемым эластичным материалом, при этом образованная полость рыхлителя сообщена с магистралью подачи газа избыточного давления.

Отличительными признаками предлагаемого устройства для рассева сыпучих материалов с ЛА являются горизонтально расположенный бак и, по крайней мере, один аэролоток, выполненный в виде желоба, расположенного в нижней части бака по его длине с наклоном к входному окну магистрали подачи и содержащего жесткое основание с перфорированными ребрами на верхней поверхности, на которые натянут упругий газопроницаемый эластичный материал с образованием закрытой полости, сообщенной с выходом магистрали подвода сжатого газа к сыпучему материалу. Кроме того, дополнительно в баке над аэролотком по его периферии расположен рыхлитель, выполненный в виде трубчатой магистрали, сообщенной с магистралью подвода газа к сыпучему материалу и содержащей отверстия для выхода газа избыточного давления, распределенные по ее длине, а также в центральной части бака расположен, по крайней мере, один дополнительный рыхлитель, содержащий объемный жесткий каркас с натянутым на нем упругим газопроницаемым эластичным материалом, при этом образованная полость рыхлителя сообщена с магистралью подачи газа избыточного давления.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными обеспечивается возможность значительного увеличения полезного объема бака для заправки сыпучего материала и его выработки, возможность размещения бака с увеличенным полезным объемом в том числе, и на узлах внешней подвески ЛА, дополнительно увеличивается полнота выработки сыпучего материала из горизонтального бака, а также целесообразность использования прибора на ЛА с увеличенной скоростью полета для повышения производительности выполняемых работ.

Предложенное техническое решение может найти применение на ЛА, используемых в сельском хозяйстве для внесения удобрений и гербицидов, а также в природоохранных ведомствах для очистки природных вод (морских и пресных) и почвы от загрязнений нефтью и нефтепродуктами или борьбы с пожарами.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1 - 6.

На фиг.1 изображено продольное сечение устройства для рассева сыпучих материалов с ЛА по п.1 формулы.

На фиг.2 изображено поперечное сечение аэролотка (сечение А-А, фиг.1).

На фиг.3 изображено расположение газопроницаемого эластичного материала на перфорированном ребре основания аэролотка (место Б, фиг.2).

На фиг.4 изображен вид сверху аэролотка устройства по п.2 формулы с установленным над аэролотком рыхлителем, выполненным в виде трубчатой магистрали.

На фиг.5 изображено поперечное сечение аэролотка с установленным над ним рыхлителем по п.2 формулы (сечение В-В, фиг.5).

На фиг.6 изображен вид сверху аэролотка устройства по п.3 формулы с установленными над ним рыхлителем по п.2 формулы и дополнительным рыхлителем по п.3 формулы.

Представленное на фиг.1 - 6 устройство для рассева сыпучих материалов с ЛА содержит горизонтально расположенный бак 1 с двумя разнесенными заправочными горловинами 2, расположенное на борту ЛА приспособление 3 для подачи газа избыточного давления с магистралью 4 подвода газа к сыпучему материалу 5, магистраль 6 подачи сыпучего материала из нижней части бака 1 в обтекающий ЛА воздушный поток, и, по крайней мере, один аэролоток, выполненный в виде желоба 7, расположенного в нижней части бака 1 по его длине с наклоном к входному окну 8 магистрали 6 и содержащего жесткое основание 9 (фиг.3) с перфорированными посредством каналов 10 ребрами 11, на которые натянут упругий газопроницаемый эластичный материал 12 и закреплен соединением 13 с образованием закрытой полости 14, сообщенной с выходным участком 15 (фиг.1) магистрали 4 подвода сжатого газа к сыпучему материалу 5, заправленному через горловины 2 в полость 16 бака 1 над желобом 7. Угол наклона желоба 7 к горизонту α=5…15°. Выходной участок 15 магистрали 4 имеет боковые ответвления 17 (фиг.2). Магистраль 6 подачи сыпучего материала включает клапан 18. В баке 1 над выполненным в виде желоба 7 аэролотком по его периферии расположен рыхлитель, выполненный в виде трубчатой магистрали 19 (фиг.4), сообщенной с магистралью 4 подвода газа к сыпучему материалу 5 и содержащей отверстия 20 (фиг.5) для выхода газа избыточного давления, распределенные по ее длине. В центральной части бака 1 расположен по крайней мере один дополнительный рыхлитель 21 (фиг.6), содержащий объемный жесткий каркас с натянутым на нем упругим газопроницаемым эластичным материалом, аналогичным материалу 12 фиг.3, при этом образованная полость 22 рыхлителя 21 сообщена магистралью 23 с выходным участком 15 магистрали 4. Для увеличения полосы рассева сыпучего материала в полете магистраль 6 может быть снабжена распределительным насадком, устанавливаемым на ее выходе.

Устройство по п.1 формулы работает следующим образом. В полость 16 бака 1 через заправочные горловины 2 засыпают сыпучий материал 5. По прибытию ЛА на место работы открывается клапан 18 в магистрали 6 и задействуется приспособление 3, при этом газ избыточного давления из приспособления 3 по магистрали 4 через патрубки 17 ее выходного участка 15 подается в полость 14 желоба 7, наддувая полость 14 до избыточного давления благодаря определенному гидравлическому сопротивлению газопроницаемого эластичного материала 12. Благодаря газопроницаемости эластичного материала 12 сжатый воздух поступает в полость 16 бака 1, обеспечивая аэрацию, взвешенное (псевдоожиженное) состояние частиц сыпучего материала 5. Благодаря сообщению магистрали 6 с окружающей средой, в районе ее входного окна 8 образуется зона пониженного давления, куда устремляется газ, поступающий в полость 16 через эластичный материал 12 желоба 7, перемещая взвешенные частицы материала 5. Наклон желоба 7 к входному окну 8 способствует перетеканию материала 5 в псевдоожиженном состоянии вместе с газом избыточного давления вдоль поверхности эластичного материала 12 к входному окну 8 и далее по магистрали 6 в обтекающий ЛА воздушный поток, благодаря которому материал 5 рассеивается в атмосфере и под действием силы тяжести выседает на обрабатываемую поверхность. Благодаря псевдоожижению сыпучего материала 5 его подтекание ко входному окну 8 магистрали 6 обеспечивается при небольшом угле наклона желоба 7 к горизонту α=5…15°. При наличии на выходе магистрали 6 рассеивающего отражателя ширина обрабатываемой полосы на поверхности земли или водной поверхности увеличивается. Объем материала 5, стекающего вдоль эластичного материала 12 желоба 7 к входному окну 8, восполняется из верхних слоев полости 16 под действием силы тяжести. Наряду с этим эластичный материал 12 предотвращает попадание сыпучего материала 5 в полость 14 желоба 7 и полость магистрали 4. После прекращения выработки сыпучего материала 5 из полости 16 бака 1 пилотом или штурманом принудительно перекрывается подача газа из приспособления 3 и закрывается клапан 18, что исключает попадание материала 5 на поверхность аэродрома при посадке ЛА. В предлагаемом приборе диаметр бака 1 ограничен диаметром фюзеляжа ЛА, как в прототипе высота бункера, однако, в отличие от прототипа благодаря наличию желоба 7, наклоненного ко входному окну 8, и псевдоожижению сыпучего материала 5 газом избыточного давления, поступающим через газопроницаемый эластичный материал 12 из полости 14, обеспечивается возможность увеличения длины бака 1, что, по сравнению с прототипом, позволяет значительно увеличить массу сыпучего материала 5 в полости 16 бака 1 с обеспечением возможности выработки сыпучего материала 5. Одновременно увеличивается и целесообразность использования прибора на ЛА с увеличенной скоростью полета для повышения производительности выполняемых работ, поскольку увеличение массы сыпучего материала 5 расширяет возможности и по увеличению его расхода из бака 1 в обтекающий ЛА воздушный поток путем увеличения проходного сечения магистрали 6, при достаточной длительности работы прибора для эффективного использования ЛА с увеличенной скоростью полета. Горизонтальное расположение бака 1 в отличие от прототипа, благодаря минимальному аэродинамическому сопротивлению в обтекающем ЛА потоке воздуха, позволяет, кроме внутрифюзеляжного размещения бака 1 с увеличенным полезным объемом, разместить его на узлах внешней подвески ЛА, например на подкрыльевых балках.

Устройство по п.2 формулы работает аналогично прибору по п.1. Дополнительно газ избыточного давления по магистрали 4 поступает и в рыхлитель - магистраль 19 и через отверстие 20 - в зоны стыка желоба 7 со стенками бака 1, предотвращая слеживание материала в этих зонах и тем самым способствуя увеличению полноты выработки сыпучего материала 5 из полости 16 бака 1.

Устройство по п.3 формулы работает аналогично приборам по п.п.2 и 3. Дополнительно, при задействовании приспособления 3 и открытии клапана 18 газ избыточного давления через магистраль 23 поступает в полость 22 дополнительного рыхлителя 21, наддувая ее благодаря гидравлическому сопротивлению воздухопроницаемого эластичного материала рыхлителя 21 до избыточного давления, под действием которого газ поступает в полость 16 бака 1, в его центральную часть. Струи газа из дополнительного рыхлителя 21 обеспечивают аэрацию сыпучего материала 5 в центральной части бака 1, облегчая его ссыпание под действием силы тяжести к поверхности материала 12 желоба 7, а также разрушают своды, образующиеся в верхней части бака 1 за счет его слеживаемости при хранении и транспортировании, что дополнительно способствует увеличению полноты выработки сыпучего материала из полости 16 бака 1. Наряду с этим эластичный материал рыхлителя 21 предотвращает попадание сыпучего материала 5 во внутренние полости магистралей 23 и 4.