Пръскачки в селското стопанство

Разпръсквателни дюзи, филтри и резервоари

Технологичният прогрес е в основата на световния пазар на селскостопанските пръскачки. Те са едни от най важните машини, необходими за растежа на културите. Освен това са едно от най-старите съоръжения, използвани от земеделските производители. В първа част на статията се спряхме на устройството на пръскачките, видовете селскостопански пръскачки, помпеното и допълнително оборудване. Сега отделяме специално внимание на стрела на пръскачкатa, разпръсквателните дюзи за филтрите и резервоара за работна течност.

Текст: списание АгроБио Техника

Снимка: Amazone

В днешно време самоходните и теглени пръскачки представляват доста сложна техника, в която могат да се видят най-съвременните конструктивни решения. Стабилизирането на стрелата по време на движение, точното задържане на височината на стрелата, дори при движение по наклон и спазване на дозата на внасяне с променлива скорост са решения, които изискват високотехнологичен подход.

Стрела на пръскачкатa

Качеството на обработване директно зависи от стрелата на пръскачката. Конструкцията й трябва да предвижда възможност за обработване на различни височини, да гаси вибрации, да защитава съединенията и дюзите от повреди при сблъсък със земята или препятствия. Когато пръскачката се движи по полето, възникват надлъжни и вертикални вибрации. За предпазване на конструкцията от разрушаване при надлъжни вибрации по време на ускорение и спиране, ако стрелата е дълга, са необходими специални инженерни решения. Ако тези колебания продължават по време на движение, се нарушава равномерността на обработване на територията. Крайните секции на стрелата в идеалния случай трябва да бъдат защитени в случай на сблъсък с почвата. По време на удара те се обръщат назад и постепенно се връщат в нормалното си положение. По подобен начин работи механизъм, който предпазва стрелата от сблъсък, ако на полето има стълбове, дървета или други препятствия. Но задачата на механизма е да дърпа стрелата назад не поради самия сблъсък, а за да предотврати самата възможност.

Вертикални вибрации на стрелата могат да възникнат, когато колелата се движат по неравномерна почва или при завъртане. Това е нежелателно явление, тъй като се нарушава точността на внасяне. Съществува риск от механични повреди на реколтата, растенията и самата стрела. Първият вариант за защита е махално окачване на пръскащата стрела. Тя позволява да се гасят спонтанните вибрации, но не позволява обработване по склонове. Друга възможност за защита от последствията са различни опори, които поемат удара при сблъсък със земята. При обработката на поле разположено на склон, възниква друг проблем. За да е стрелата успоредна на почвената повърхност, са необходими ултразвукови сензори за височина и специален механизъм, който да държи стрелата под правилния ъгъл. Някои съвременни модели пръскачки имат механизъм за временно повдигане на една/две стрели с 30°, за да се предпазят от сблъсък с предмети и препятствия на полето. Такъв процес се контролира или от водача в кабината, или от сигнал на всички ултразвукови сензори. Днес има доста конструктивни варианти за стрелата на пръскачката. Основното натоварване, на което тя трябва да издържи, са цикличните вибрации, които възникват, когато колелата на пръскачката взаимодействат с неравна земя. За предпазване на маркучите за подаване на течност, разходомерите и дюзите, е важно те да бъдат изпразнени отвътре. В този случай, дори при сблъсък с почвата, дюзите и маркучите остават непокътнати. Друг вариант на конструкция е триъгълна пирамида. Вътре в нея са всички основни елементи. Материалът за производството на стрели е алуминий, стомана или комбинации от тях.

Повечето пръскачки имат стрела, разположена отзад. При липса на електронни средства за контрол на движението на работната течност, водачът няма да види момента на запушване на отделните дюзи. Но, ако е инсталиран уред за наблюдение на дюзите, водачът веднага ще разбере за проблема. Номерата на запушените дюзи ще бъдат видими на монитор. Ако стрелата на пръскачката е поставена отпред, тогава водачът има възможност визуално да контролира проходимостта на дюзите, което леко подобрява качеството на обработване. Но това ще отвлече вниманието му от други задачи и такъв подход е по-лош, тъй като позволява да се види само пълното нарушаване на изходната течност. Ако нещо се определи визуално, това означава, че пропускливостта се нарушава много повече и дюзата подлежи на спешна подмяна.

Повдигането на стрелата на всеки 10сm означава двукратно увеличение на загубите от ветрово отнасяне и изпаряване. Но трябва да се разбере от какво точно се определя това разстояние. Оптимална височина трябва да се счита тази, при която факела-струята на пръскане с хербициди от дюзите, пресича половината разстояние от обработваната повърхност. Затова оптималната височина на стрелата зависи от ъгъла на пръскане на монтираните дюзи. Ако ъгълът на пръскане е 120°, тогава е възможно да се работи на височина 40-60сm. При ъгъл от 80° допустимите височини са 60-90сm. 

Ако говорим за обработка с фунгициди на растителни класове, тогава се взема средната височина на класовете. Когато е необходимо да се обработва земя, референтната точка ще бъде повърхността на земята. При обработване например, на полета с картофи, е много трудно да се изчисли височината, и всяка стойност е приблизителна. Но ако трябва да се обработва царевица, очевидно е, че ще е необходима височина на стрелата на около 2m от повърхността на земята. Ако характеристиките на шасито на определена пръскачка, позволяват обработване на високи култури, тогава стрелата също трябва да може да се повдигане на подходяща височина. Тоест желаният диапазон на повдигане ще бъде 0,5-2,67m.

Вместо да променят височината на стрелата над земята, някои производители предлагат различен подход- въздушен ръкав. Техника от този тип има специфичен вид. В този случай капки вода след излизане от дюзата получават допълнително ускорение към земята поради потока въздух, който се подава през въздушния ръкав. Такова решение е много подходящо за силно листни култури или при силен вятър. Недостатък на пръскачката с въздушен ръкав, е, че повдига прах при работа върху суха почва, което се отразява на качеството на обработката. Увеличават се цената на оборудването, сложността на поддръжката, а също така и разхода на гориво за работата на въздушната помпа. Ръкавът е постоянно под налягане и поради това се износва. Самата система допълнително усложнява поддръжката на пръскачката. Друг момент, е завихрянето на въздушни маси в близост до земята, което може да доведе до попадане на активното вещество в долната повърхност на листата и изгаряния. Алтернатива на пръскането с въздушен ръкав е използване на дюзи за високо налягане 5-7аtm. В този случай скоростта на капчиците е максимално възможна, което намалява разходите за страничнo отнасяне и изпаряване.

Друга характеристика на стрелите е, необходимостта на превеждане от пътуващо положение в работно и обратно. Колкото повече точки на сглобяване има, толкова по-компактна ще бъде стрелата в сгънато положение, но надеждността и здравината на конструкцията се намалява. В местата на сгъване трябва да се вземат мерки за предпазване на маркучите и проводите от повреда.

Разпръсквателни дюзи

Дюзите имат голямо значение за това как точно ще се третира работната зона. В процеса на пръскане потокът на течността се разделя на капчици. Обикновено в селското стопанство се използват дюзи, при които пръскането се осъществява от налягането на работната течност. Поради стесняване на канала вътре в дюзата, течността се ускорява. Когато напусне дюзата на пръскачката, налягането спада и течността се разпространява в пространството в посока, определена от геометрията на дюзата. В този случай първоначално се образува гладък филм, който под въздействието на въздуха става нестабилен и вълнообразен. Същият се разпада на струи. Струите от своя страна се разпадат на капки с различни размери, които образуват факел от разпръскана течност. Съвременните дюзи са едно- и двуструйни (факелни). Те се използват в различни ситуации. Двуструйните дават два факела за пръскане, като са насочени напред и назад. Ъгълът между тях е 60°, а по отношение на почвата 30°. Благодарение на него, двата факела осигуряват обработване на изправени стъбла от две страни. Тези дюзи са идеални за третиране на вертикално изправени растения, включително когато плевелите са достигнали същата височина с реколтата. Това третиране позволява да се постигне максимална ефективност на контактния компонент на пестицида. Такава обработка е подходяща за цвекло след стадия от 4 листа, тъй като, летейки под ъгъл, част от капките ще паднат под листата на цвеклото.

Двуструйните дюзи могат да бъдат цялостни и със сменяеми глави. Във втория случай могат да се комбинират, като се поставят глави с едни и същи маркирани числа отпред, а отзад – с различни. Този вариант позволява по-добре да се обработва поле с гъста растителност. За третиране на цялото стъбло към земята се използват едноструйни дюзи. Те са необходими за предпазване на зърното от порасналите плевели. Едноструйните дюзи се разделят на плоскоструйни и инжекционни. Плоскоструйните са по евтини, но те създават много малки капки, което намалява качеството на работа в сухо и ветровито време. Инжекционните дюзи създават по хомогенен спектър. Те имат по-малко капчици с малък размер, което дава по-добра устойчивост на вятър. Обработването на културите при силни ветрове е възможно само с използването на едноструйни инжекторни дюзи. Налягането в системата трябва да е по-близо до минимално допустимото и стрелата на пръскачката да се понижи до 40сm. Това важи за някои региони, където вятърът духа постоянно или за ситуация, когато е невъзможно да се изчака по-добро време. 

Когато броят на дюзите се увеличава при същото налягане, размерът на капките и дозата за внасяне са по-големи. Тоест, маркиран номер 04 ще даде по-големи капки от числото 03 при налягане от 3 бара. Но серията дюзи Injektor Düse Kompakt Twinspray-IDKT - единични и двойни факели, работят обратно. При същото налягане, с увеличаване на номера на дюзата, размерът на капчиците й намалява, но количеството им се увеличава. Тоест, те не са подходящи за кореново приложение на течни-комплексни торове, а само за листно хранене от торове и пръскане на продукти за растителна защита. 

За удобство съвременните дюзи имат различен цвят в съответствие с ISO стандартите. Цветът съответства на обемния дебит на течността - количеството течност, което може да премине през тази дюза за единица време при фиксирано налягане. Посочва се с кодирано число. Например 05 означава дебит на течността 0,5 американски галона, съответстващ на 1,97l/min при 3,0bar (кафяв). Цветовото маркиране е задължително за повечето производители от ЕС и САЩ. Дюзите се произвеждат предимно от PolyOxylMethylen-POM, или Stainless Steel-SS от неръждаема стомана. Особено устойчиви на износване са дюзите с керамичен мундщук „C“. На стрелата на пръскачката трябва да има дюзи с еднакъв номер. Това е необходимо за равномерната обработка на територията. В противен случай качеството на обработка ще бъде непредсказуемо. По време на работа понякога е необходимо да се смени дюзата, когато след неуспешен завой стрелата докосва земята и се получава счупване на дюзата. Желателно е счупената дюза да се подмени с друга, със същия номер. Произведените дюзи се характеризират с определена производителност. За получаването на сертификат в Западна Европа, действителният разход на дюзата трябва да се различава от декларирания в документите, с не повече от 10%.

Списъкът на такива дюзи, сертифицирани за продажба, например в Германия, се нарича „Tabelle der JKI anerkannten Pflanzenschutzdüsen“ и е достъпен в Интернет. Практиката е показала, че е по-добре да не се купуват модели на дюзи, които не са сертифицирани. Причината е, че техният коефициент на вариация вероятно надхвърля 10% в момента на производството. По време на работа в дюзата се променя вътрешната геометрия на канала, през който преминава работната течност. Някои торове имат изразен абразивен ефект. Ето защо, преди започване на работа и след приключването й, както и периодично през работния сезон, е препоръчително да се проверява състоянието на дюзите. Пропускателната способност на дюзите монтирани на стрелата също се изменя неравномерно. Ако две последователни дюзи на стрелата показват дебит с 10% повече от нормата, тогава се препоръчва незабавна подмяна. Поради неравномерното износване не бива да се очаква, че всички дюзи ще увеличат равномерно пропускателната си способност с 10%. Тези, разположени по-близо до центъра, ще се изхабяват повече, тъй като налягането там е по-високо. Износването ще се отрази и върху формата на струята на пръскане, която също ще стане неравномерна. В Западноевропейските страни нормативно е въведена редовна проверка на пръскачките за пропускателната способност на дюзите. Ако дебита на дюзите в стрелата се различава с повече от 10%, тогава работата на тази пръскачка се забранява.

Филтри

Чистотата на работния разтвор означава правилна работа на всички елементи на системата за подаване на работна течност - разходомери, клапани, помпи, тръби, дюзи и др. Основната цел на филтъра е механичното отстраняване на частици от работната течност, които са по-големи от минималния отвор на разпръсквателната дюза. За оптимална е приета четири-етапна схема, по която филтрите са монтирани между резервоара с работна течност и помпата, между помпата и клапана, който регулира налягането, на входа на всяка секция на стрелата и индивидуални филтри на входа на всяка дюза.

За първично почистване на работнaта течност от механични примеси, може да се монтира друг филтър на входа - в гърловината на резервоара или в смукателните маркучи. Това предпазва помпата и другите компоненти на системата от проникване на чужди предмети и големи частици. Колкото по-фина е степента на пречистване, толкова по-ниска е пропускателната способност. В структурно отношение най-често филтърът се състои от корпус, чаша и филтриращ елемент. Последният може да се различава в преминаващото сечение на клетката, което зависи от мястото на инсталиране на филтъра.

Най-малките размери на клетките се намират директно пред дюзите. При характеризиране на филтърния елемент се използват два показателя. Първият е размерът на мрежовата клетка - разстоянието между два съседни филтърни проводника. Вторият е номиналният размер на клетката-броят на пълните клетки на 1цол/25,4mm. Изборът на филтри за текущата система трябва да се основава на тяхната пропускателна способност и планираната доза на внасяне. Възможна е ситуация, когато за прилагане на по-висока норма, някои от филтрите ще трябва да бъдат сменени. Например тези, които са монтирани пред дюзите или пред помпата.

Резервоар за работна течност

Понякога резервоарът на пръскачката се нарича сърцето на тази селскостопанска машина. Това е един от най-видимите елементи от цялата й конструкция. Обемът му зависи от капацитета на устройството и се задава на етапа на проектиране. Обемът на резервоара за пръскане до 3500 литра и ширина на стрелата до 24m, се считат за оптимални в малки и средни земеделски стопанства до 3000 хектара. Ако площта е по-голяма, тогава са нужни пръскачки с резервоар над 3500 литра. Най-известният „мастодон“ в този план е моделът DAMMANN-tracDT3500 с 12000 литра резервоар и допустимо общо тегло 25t. Дължината на стрелата е от 30 до 42m. За превозване на резервоар с такава маса през полетата, а не по шосе, е нужно надеждна ходова част. Ширината е 2,55m или по-широка, в зависимост от трасето и гумите. За придвижване по обществени пътища такава пръскачка трябва да получи разрешение. В същото време моделите на пръскачки, които са по-малки по товароносимост и размери, могат да се движат без такива ограничения.

Днес на пазара може да се види оборудване с различни форми на резервоарите. Например, под формата на куб с изрязани ъгли, така че течността да не се застоява в ъглите. Формата също ще бъде повлияна от изискванията на носещата рамка, върху която резервоарът трябва да бъде здраво фиксиран. По време на работа течността може да започне да се люлее, като оказва значително механично въздействие върху закрепването и дори върху самата пръскачка. Различните производители предлагат свои собствени решения, за да не се люлее течността в резервоара. Това може да са конструктивни характеристики на самия резервоар или различни вътрешни прегради.

Основното изискване зa резервоарa на пръскачката е химическата устойчивост. Следователно малките резервоари, до 1500 литра, са изработени от полиетилен. По-големите вече са изработени от стъклопласт-полиестер, подсилен със стъклено влакно. Тези полимерни материали, както и неръждаемата стомана, са устойчиви на всички химикали, използвани в селското стопанство, включително и на механични натоварвания. Резервоарът се поставя върху рамка, но така че всички оси да бъдат натоварени равномерно. Ако резервоарът е направен от обикновена стомана, вътрешната повърхност трябва да бъде защитена от антикорозионно покритие. Като допълнителен механизъм за защита срещу утаяване на активно вещество по стените на резервоара и тръбите, е система за подаване на течност включваща кръгов контур. В този случай, дори при ниско темпо на изразходване на течността, тя се изпомпва вътре в системата със скорост, която забавя утаяването.