Турбодиспергатор

 

Турбодиспергатор предназначен для диспергирования и нанесения ядохимикатов, а также бактериальных и вирусных препаратов. Изобретение решает задачу снижения уровня загрязнения окружающей среды при проведении работ по борьбе с вредителями сельскохозяйственных растений путем расширения диапазона регулирования размера аэрозольных частиц и снижения удельного расхода рабочей жидкости. Турбодиспергатор, содержащий турбореактивный двигатель 1 с установленным на его валу турбокомпрессором 2, соединенный с топливной емкостью 3 через насос 4 и задвижку 5, а также размещенный за выходным соплом двигателя испарительный коллектор 6, соединенный с емкостью 7 для рабочей жидкости, имеет дополнительный контур распыла. Снабжение последнего последовательно соединенными с турбокомпрессором 2 через дроссельный кран 10 испарительным теплообменником 1, воздухо-воздушным теплообменником 12 и распыливающим устройством позволяет расширить диапазон регулирования размера аэрозольных частиц. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений и предназначено для диспергирования и нанесения ядохимикатов и других физиологических активных веществ, а также бактериальных и вирусных препаратов.

Известен турбодиспергатор, содержащий турбореактивный двигатель с турбокомпрессором на его валу, емкости для топлива и рабочей жидкости, коллектор и системы подачи топлива и рабочей жидкости (а.с. N 167401, кл. A 01 M 7/00, 1965).

Однако в таком турбодиспергаторе жидкость диспергируется на частицы со средним размером 0,5 - 2 мкм, что ограничивает область его применения.

Известен также турбодиспергатор /аэрозольный генератор/, содержащий размещенные на транспортной базе входящий в термомеханический контур распыла и соединенный с топливной емкостью турбореактивный двигатель с установленным на его валу турбокомпрессором, входящим в дополнительный пневматический контур распыла (а.с. N 950266, кл. A 01 M 7/00, 1982,-прототип).

Указанный турбодиспергатор обладает более широким диапазоном дисперсности аэрозоля, однако этот диапазон не охватывает значительную часть размеров частиц, необходимых для борьбы с рядом вредителей сельскохозяйственных культур.

Данное изобретение решает задачу уровня загрязнения окружающей среды при повышении эффективности борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является расширение диапазона регулирования размера аэрозольных частиц для борьбы с различными видами насекомых, т.е. возможность получения оптимального размера частиц ядохимиката для воздействия на строго определенный вид насекомых, а также снижение удельного расхода рабочей жидкости.

Сущность изобретения заключается в том, что турбодиспергатор содержит размещенные на транспортной базе входящий в термомеханический контур распыла и соединенный с топливной емкостью турбореактивный двигатель с установленным на его валу турбокомпрессором, входящим в дополнительный контур, емкость для рабочей жидкости и системы ее подачи в испарительный коллектор термомеханического контура и дополнительный контур, выполненный в виде последовательно соединенных с турбокомпрессором через дроссельный кран испарительного теплообменника, воздухо-воздушного теплообменика и распыливающего устройства.

Распыливающее устройство выполнено пневмомеханическим в виде турбодетандера и осадителя, причем на валу турбодетандера установлен вентилятор, вход которого соединен с атмосферной через другую полость воздухо-воздушного теплообменника, а емкость для рабочей жидкости соединена с входом в турбодетандер через систему ее подачи.

Распыливающее устройство может быть выполнено в виде сменных пневматических распылителей и эжектора, причем диффузор эжектора соединен с полостью теплообменника через сменный пневматический распылитель, пассивное сопло соединено с атмосферой через другую полость теплообменника, а емкость с рабочей жидкостью подсоединена к сменному пневматическому распылителю через систему ее подачи.

Транспортная база снабжена подъемно-поворотным механизмом.

Транспортная база может быть выполнена в виде летательного аппарата.

Транспортная база может быть выполнена в виде вертолета, причем испарительный коллектор термомеханического контура установлен за выходным соплом маршевого двигателя, а дополнительный контур подсоединен к его турбокомпрессору.

Сущность изобретения поясняется чертежами фиг. 1 - 2, где показаны схемы выполнения турбодиспергатора с различными вариантами распыливающего устройства.

Турбодиспергатор содержит выходящий в термомеханический контур распыла турбореактивный двигатель 1, с установленным на его валу турбокомпрессором 2, входящим в дополнительный контур распыла. Термомеханический контур включает двигатель 1, соединенный с топливной емкостью 3 через насос 4 и задвижку 5, а также размещенный за выходным соплом двигателя 1 испарительный коллектор 6, соединенный с емкостью 7 для рабочей жидкости через систему ее подачи, включающую насос 8 и задвижку 9. Дополнительный контур включает последовательно соединенные с турбокомпрессором 2 через дроссельный кран 10 испарительный теплообменник 11, воздухо-воздушный теплообменник 12, и распыливающее устройство.

В варианте, показанном на фиг. 1, распыливающее устройство выполнено в виде турбодетандера 13 и осадителя 14. На валу турбодентандера 13 установлен вентилятор 15, вход которого соединен с атмосферой через другую полость воздухо-воздушного теплообменника 12. Емкость 7 для рабочей жидкости соединена с входом в турбодетандер 13 через систему ее подачи, включающую насос 16 и задвижку 17.

В варианте, показанном на фиг. 2, распыливающее устройство выполнено в виде сменных пневматических распылителей 18 и эжектора 19, причем диффузор эжектора соединен с полостью теплообменника 12 через сменный пневматический распылитель 18, пассивное сопло соединено с атмосферой через другую полость теплообменника 12, а емкость 7 с рабочей жидкостью подсоединена к сменному пневматическому распылителю 18 через систему ее подачи, включающую насос 16 и задвижку 17.

Транспортная база турбодиспергатора может быть снабжена подъемно-поворотным механизмом, а также может быть выполнена в виде летательного аппарата, в частности вертолета.

Турбодиспергатор работает следующим образом.

В газотурбинный двигатель 1 из емкости 3 через насос 4 и задвижку 5 поступает топливо. В испарительный коллектор 6 из емкости 7 через насос 8 и задвижку 9 поступает рабочая жидкость /например, пестицид/. Взаимодействуя со струей выходящего из газотурбинного двигателя 1 горячего газа рабочая жидкость образует парогазовую смесь, состоящую из паров рабочей жидкости, продуктов сгорания двигателя и воздуха. При быстром смешении горячей парогазовой смеси с холодным атмосферным воздухом образуется перенасыщенный пар, который вследствие интенсивной конденсации паров рабочей жидкости переходит в мелкодисперсный туман. При этом обеспечивается получение аэрозоля рабочей жидкости со среднегеометрическим размером частиц 0,5 - 2 мкм.

Выше описана работа термомеханического контура распыла.

Конструкция турбодиспергатора обеспечивает возможность работы также и дополнительного контура распыла, который может быть выполнен пневмомеханическим или пневматическим в зависимости от выполнения соответствующим распыливающего устройства.

В пневмомеханическом контуре распыла сжатый воздух от турбокомпрессора 2 поступает через дроссельный кран 10, позволяющий регулировать его расход, в испарительный 11, а затем в воздухо-воздушный теплообменник 12, где происходит изменение его температуры, в частности понижение ее. Далее воздух поступает в турбодетандер 13. Одновременно на вход турбодетандера 13 из емкости 7 через насос 16 и задвижку 17 поступает рабочая жидкость, при этом на рабочих, сопловых лопатках и колесе турбодетандера 13 происходит ее пневмомеханическое дробление. Образовавшийся аэрозоль поступает в осадитель 14, где происходит осаждение крупных капель, при этом получается однородный аэрозоль. Регулирование размера частиц достигается изменением расхода воздуха через турбодетандер 13 посредством дроссельного крана 10, изменяя обороты турбодетандера 13, а также использование сменных турбодетандеров с различными диаметрами рабочего колеса. Диапазон регулирования среднегеометрического размера частиц при этом составляет от 2 до 60 мкм.

С помощью вентилятора 15 атмосферный воздух проходит через другую полость воздухо-воздушного теплообменника 12, охлаждая горячий воздух, поступающий на вход турбодентандера 13. При этом обеспечивается только пневмомеханическое получение аэрозоля без воздействия температуры, что позволяет получать аэрозоль с достоверным размером частиц без наличия эффекта испарения.

В варианте выполнения распыливающего устройства пневматическим, эжектор 19 соединен через активное сопло с выходом сменного пневматического распылителя 18, при этом через пассивное сопло эжектора 19 происходит подсос атмосферного воздуха через другую полость теплообменника 12, что обеспечивает охлаждение воздуха, поступающего от турбокомпрессора 2 на сменный пневматический распылитель 18, а также подмешивание воздуха на выходе аэрозоля, что в обоих случаях уменьшает температуру рабочего воздуха. Это позволяет получать пневмораспыл без воздействия высокой температуры воздуха, т.е. без испарения аэрозоля. Последнее важно с точки зрения экономии пестицидов, так как уменьшается их испарение при пневмораспыле и одновременно уменьшается загрязнение атмосферы, а также дает возможность получения холодного аэрозоля, что позволяет гарантировать размер его частиц за счет отсутствия испарения и улучшает условия оседания за счет более холодного, чем окружающая среда, аэрозольного облака.

Наличие подъемно-поворотного механизма на транспортной базе, а также выполнение ее в виде летательного аппарата или вертолета позволяет производить обработку лесных массивов по кронам деревьев, а также производить обработку в холмистой местности, по мере надобности регулируя высоту и направленность аэрозольного облака.

Обеспечиваемые предлагаемым турбодиспергатором подбор оптимального размера частиц аэрозоля и снижение расхода рабочей жидкости позволяет значительно снизить уровень загрязнения окружающей среды при проведении работ по борьбе с вредителями сельскохозяйственных растений.

Формула изобретения

1. Турбодиспергатор, включающий размещенные на транспортной базе, входящий в термомеханический контур распыла и соединенный с топливной емкостью турбореактивный двигатель с установленным на валу турбокомпрессором, емкость для рабочей жидкости, распыливающее устройство контура распыла, сообщенного с турбокомпрессором, и системы подачи рабочей жидкости в испарительный коллектор термомеханического контура и в дополнительный контур, отличающийся тем, что дополнительный контур распыла снабжен последовательно соединенными с турбокомпрессором через дроссельный кран испарительным теплообменником и воздуховоздушным теплообменником, к выходу которого подключено распыливающее устройство.

2. Турбодиспергатор по п. 1, отличающийся тем, что распыливающее устройство выполнено пневмомеханическим в виде турбодетандера и осадителя, причем на валу турбодетандера установлен вентилятор, вход которого соединен с атмосферой через другую полость воздухо-воздушного теплообменника, а емкость с рабочей жидкостью соединена с входом в турбодетандер через систему ее подачи.

3. Турбодиспергатор по п. 1, отличающийся тем, что распыливающее устройство выполнено в виде сменных пневматических распылителей и эжектора, причем диффузор эжектора соединен с теплообменником через сменный пневматический распылитель, пассивное сопло соединено с атмосферой через другую полость теплообменника, а емкость с рабочей жидкостью подсоединена к сменному пневматическому распылителю через систему ее подачи.

4. Турбодиспергатор по каждому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что транспортная база снабжена подъемно-поворотным механизмом.

5. Турбодиспергатор по каждому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что транспортная база выполнена в виде летательного аппарата.

6. Турбодиспергатор по каждому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что транспортная база выполнена в виде вертолета, причем испарительный коллектор термомеханического контура установлен за выходным соплом маршевого двигателя, а дополнительный контур присоединен к его турбокомпрессору.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2