2. Обзорный анализ приспособления

Данное устройство приспособлено для внутрипочвенного внесения жидких органически-минеральных удобрений.

Устройство для внесения удобрения монтируется на плоскорез - глубокорыхлитель КПГ-250 с двумя рабочими органами машины. Движение жидкости происходит за счет напора, подаваемого из-за разности уровней в цистерне и в выходном отверстии.

Технический результат - равномерное распределение удобрений по ширине захвата рабочего органа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что машина для подпочвенного внесения минеральных удобрений, содержащая раму, опорные колеса, рабочие органы для обработки почвы, механизм подъема рамы, механизм регулирования глубины хода рабочих органов, механизм прицепного устройства, бункер для минеральных удобрений, дозирующие устройства, их привод, вентилятор с гидроприводом, воздуховоды, туконаправители, делители потоков туков и тукопроводы. Вентилятор снабжен делителем воздушного потока и индивидуальными воздуховодами, каждый из которых соединен с делителем потоков удобрений, выполненный в виде взаимосопряженных камеры и корпуса, причем в камере установлены щитки для одновременного деления воздушного потока на дополнительные потоки с последующим сужением потоков в корпусе и подачей удобрений по тукопроводам, сформированных в пучки и установленных на тыльной части стоек и пяток рабочих органов для обработки почвы, при этом нижние концы тукопроводов равномерно размещены по ширине захвата рабочего органа и снабжены соплами, направленными в противоположную сторону от пятки рабочего органа; дозирующие устройства снабжены дополнительными сбрасывателями удобрений и туконаправителями; верхние части тукопроводов, закрепленные на стойке рабочего органа, соединены с тукопроводами делителя потоков удобрений резиновыми шлангами; тукопроводы за стойкой уложены в пучок параллельными рядами с равным шагом; пучок тукопроводов за стойкой рабочего органа сформирован из параллельных рядов, в каждом из которых число тукопроводов меньше на единицу; сопла на концах тукопроводов выполнены срезом вертикальной плоскостью, наклоненной к оси тукопровода под углом 25-35; концевые участки тукопроводов отклонены от тыльной части пятки рабочего органа на угол 15-20.

Преимущество конструкции в том, что она довольно проста в использовании, а значит надежна. Конструкция позволяет вносить жидкие минеральные удобрения внутрь почвы, что очень важно, так как с поверхности почвы быстро испаряется и теряется. Так же машина в основном используется для внесения удобрений в почву, подверженной ветровой эрозии, так как пласт почвы не собирается.

Недостатком конструкции является то, что в процессе работы напор уменьшается и расход удобрения соответственно тоже, тем самым норму внесения удобрений нельзя удерживать постоянно.

3. Технологический расчет

На рис. 1 показана схема, в которой используется гравитационная система подачи удобрения. При системе управления, замешке в сообщающийся (сосуд) с атмосферной емкостью, начнут выливаться из нее и поступать к разливному устройству.

Рис.1. Схема гравитационной подачи жидких удобрений.

1-цистерна, 2-запорный кран,3 дозирующий жиклер, 4-сапун.

Интенсивность выхода удобрений будет определяться величиной выходного отверстия и напором Н, возникающей за счет разницы уровней.

Скорость выхода удобрений при этом

, где Н – напор, g – ускорение свободного падения, - коэффициент учитывающий распределение скорости по сечению отверстия

Емкость цистерны принимаем равной 1,5 м³

при L = 1,5 м; D = 1,13 м

H_н = 1,26 м; Н_к = 0,3 м; Н_ср = 0,78 м.

= 0,6 = 2,3 м/с

При известной скорости истечения удобрений к площади сечения выходного отверстия секундный расход удобрений находиться по формуле

g = F_общ

где F_общ – площадь сечения выходных отверстий, м²

Секундный расход определяется

g = B 10^-4

где В – рабочая скорость захвата, м

– скорость перемещения машины, м/с

Q – норма внесения удобрений, кг/га

g = 2,1 10³ 10^-4 = 0,17 кг/с

Отсюда площадь сечения отверстия равна

F_общ = = 0,079 10^-3 м²,

где Т/м³

Так как машина имеет два рабочих органа, то площадь одного отверстия:

F_общ =

Найдем диаметр выходного отверстия:

D = =

Отметим, что при определении скорости выхода удобрений мы не учитываем поэлементно потери напора, происходящих в системе.

Это допущение оправдывается невысокими скоростями движения удобрений и простотой системы.

Примем диаметр трубопровода d = 15 мм

Определим скорости качения удобрений в трубопроводе, исходя из неразрывности потока.

F =

Где F_общ = = 176 мм² – площадь трения

= = = 0,50 м/c

Рассмотренная система имеет ряд значительных недостатков. Наиболее существенных из них является то, что подача удобрений в течении одного цикла неравномерно от начала до конца опорожнения системы цистерны. Это связано с тем, что подача пропорциональна напору Н, который постоянно убывает.

Определим расход удобрений в начале и в конце опорожнения Н_н = 1,26 м

= 0,6 = 2,9 м/с

g_н = 2,9 10^-3 0,93 10³ = 0,21 кг/с конец Н_к = 0,3 м;

= 0,6 = 145 м/с

g_н = 1,5 10^-3 0,93 10³ = 0,11 кг/с

Отношение = = 1,9

Таким образом, расход в начале опорожнения превышает расход в конце на 1,9 раз. Это, конечно же, сказывается на качестве внесения удобрений.

Такая схема для внесения аммиачной воды в простейших приспособлениях применяем к культиваторам.