Пеногенератор

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИК (46)2006.12.30(71) Заявитель Республиканское унитарное научно-исследовательское пред(72) Авторы Степук Леонид Яковлевич Гапанович Николай Дмитриевич Кавгареня Алексей Николаевич Палто Анатолий Павлович Птащиц Иван Матвеевич (ВУ)(73) Патентообладатель Республиканское унитарное научно-исследовательское предприятие Институт Механизации сельского хозяйства Национальной академии наук Беларуси (ВУ)приятие Институт Механизации сельского хозяйства Национальной академии наук Беларуси (ВУ)1. Пеногенератор, содержащий корпус с цилиндрической камерой смешивания, переходящей в диффузор, пакет сеток и пенонакопитель, отличающийся тем, что в камеру смещивания помещен винтовой завихритель, верхняя часть межвиткового пространства которого соединена с тангенциально подводящими воздух и водный раствор пенообразователя каналами, причем канал для подвода раствора смещен по высоте относительно канала для подвода воздуха на 1/2 щага винта завихрителя, при этом их углы наклона ос равны углу наклона винта завихрителя.2. Пеногенератор по п. 1, отличающийся тем, что высота 11 диффузора находится во взаимосвязи с диаметром (1 Камеры смешивания, диаметром В пакета сеток и углом наклона ос винта завихрителя и определяется по формулеос - угол наклона винта завихрителя.1. Шершабов И.В. Пенные маркеры для штанговых опрь 1 скивателей // Тракторы и сельхозмашины. - Не 10. - 1980.2. Следоуказатель для вождения агрегатов при внесении средств химизации СВА-1. ЦНИИТЭИ, 1986 (проспект).3. Марченко Л.А. Расчет и оптимизация пеногенератора пенного маркера. Интенсификация механизированных процессов применения удобрений Сборник научных трудов. Т. 107. М. ВИМ, 1985 (прототип).4. Роменский Л.П. Пена как средство борьбы с пылью. - Киев Навуковая думка, 1976.Предлагаемая полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению,в частности к устройствам для точного вождения машин при внесении средств химизации пеногенераторам пенных маркеров.Известны пеногенераторы барботажного типа 1, 2, работа которых заключается в следующем. Воздух от компрессора нагнетается под слой раствора пенообразователя через префорированную трубку, проложенную по дну расходной емкости. Полученная в результате барботирования раствора воздухом пена за счет пульсаций в шлангах рекомбинируется в пузырьки размером О,5-1,О мм и, попадая через кран в накопители, расположенные по концам штанги, в виде порций заданного объема пунктирно наносится на поверхность поля.Однако пеногенераторы барботажного типа имеют относительно невысокие технические показатели по кратности и однородности пены. По этой причине они являются не перспективными для использования на мобильных с.-х. машинах.Известны пеногенераторы, работающие на принципе выпенивания на сетках (сеточные пеногенераторы), у которых поток, предварительно смешанного в распылителе или камере смешения воздуха и рабочего раствора, подается на пакет сеток 1, 3, 4.Известен эжекционный пеногенератор 4. В нем рабочий процесс осуществляется за счет кинетической энергии распыленной струи пенообразуюшей жидкости, которая обеспечивает эжектирование и разгон воздушного потока. Пеногенераторы данного типа развивают высокую производительность, расходуя при этом большое количество пенообразующего раствора. По этой причине их применение на машинах химизации не перспективно.Известен инжекционный пеногенератор конструкции НИПТИЖ 3, наиболее близкий предлагаемому пеногенератору по техническому решению и принятый в качестве прототипа. Состоит из рабочего сопла, приемной камеры, камеры смешивания, диффузора, пакета сеток и пенонакопителя. Инжектируемым потоком в нем служит водный раствор пенообразователя, рабочим - воздух, обеспечивающий образование пены на пакете сеток.В этом пеногенераторе камера смешивания представляет собой простой цилиндр определенной длины. Время смешивания водного раствора пенообразователя с воздухом определяется временем прохождения этих компонентов расстояния, равного длине камерысмешивания. НО ПОСКОЛЬКУ камера смешивания ИМССТ ОГРЭНИЧСННУЪО ДЛИНУ, а СКОРОСТЬ ВОЗДУХЗ, ВЫХОДЯЩСГО ИЗ сопла, ИМССТ ЗНЗЧИТСЛЬНУЪО ВСЛИЧИНУ, ЧТО НСОбХОДИМО ДЛЯ ОбСС печения инжектируемого эффекта (подсоса водного раствора пенообразователя), то фактическое время смешивания настолько мало, что получить однородную смесь не представляется возможным. Более того, чтобы обеспечить попадание полученной смеси на всю площадь пакета сеток, которая в несколько раз превышает площадь поперечного сечения камеры смешивания, необходимо обеспечить соответствующую степень расширения рабочего потока (смеси воздуха с водным раствором пенообразователя), выходящего из камеры смешивания.Но поскольку известно, что боковой угол расширения струи, выходящей из цилиндрического насадка, не превышает 11, то для выполнения указанного условия - получения однородной пены - длина диффузора, соединяющего камеру смешивания с пакетом сеток,должна быть большой. А это требование обусловливает большие габариты пеногенератора.Главным недостатком такого пеногенератора, как и других известных инжекционных пеногенераторов, является кратковременность экспозиции смешивания воздуха и водного раствора пенообразователя, не позволяющая получить их гомогенную смесь, что является следствием несовершенства камеры смешивания и главной причиной получения неравномерной структуры пены. В данном случае не весь объем водного раствора пенообразователя реализован с точки зрения получения максимальной кратности пены, а это, в свою очередь, приводит к его перерасходу.Задачей предлагаемой полезной модели является получение качественной смеси воздуха с водным раствором пенообразователя, позволяющей получить максимальную кратность пены при снижении расхода пенообразователя и габарита пеногенератора по высоте.Решение указанной задачи достигается тем, что в пеногенераторе, содержащем корпус с цилиндрической камерой смешивания, переходящей в диффузор, пакет сеток и пенонакопитель, в камеру смешивания помещен винтовой завихритель, верхняя часть межвиткового пространства которого соединена с тангенциально подводящими воздух и водный раствор пенообразователя каналами, причем канал для подвода раствора смещен по вь 1 соте относительно канала для подвода воздуха на 1/2 шага винта завихрителя, при этом их углы наклона ос равны углу наклона винта завихрителя, а высота 11 диффузора находится во взаимосвязи с диаметром (1 камеры смешивания, диаметром В пакета сеток и углом на клона ОС винта завихрителя И ОПрСДСЛЯСТСЯ ПО фОрМуЛЫос - угол наклона винта завихрителя.При наличии в камере смешивания винтового завихрителя и таком взаимном расположении его с подводящими воздух и водный раствор пенообразователя каналами происходит длительное взаимодействие этих компонентов на всем пути прохождения винтового пространства завихрителя до выхода в диффузор. Благодаря этому обеспечивается их качественное смешивание, а смесь под действием центробежной силы, выходя из завихрителя, закручивается, достигая высокой степени расширения рабочего потока, и проходя через диффузор с большим углом раскрытия поступает на всю поверхность выпенивающих сеток, обеспечивая тем самым однородную структуру пены большой кратности.На фиг. 1 представлен общий вид пеногенератора сбоку в разрезе на фиг. 2 - вид сверху на расположение подводящих каналов.Пеногенератор состоит из корпуса 1 с цилиндрической камерой смешивания 2, переходящей в диффузор 3, в верхней части которого по касательной к камере смешивания 2 выполнены каналы подвода воздуха 4 и канал подвода вводного раствора пенообразовате 3ля 5 пакета сеток 6, пенонакопителя 7. Внутрь камеры смешивания 2 помешается винтовой завихритель 8, удерживаемый в корпусе 1 болтом 9.При этом канал подвода воздуха 4 соединяется с началом межвиткового пространства завихрителя 8, а канал подвода водного раствора пенообразователя 5 смещен по высоте относительно канала подвода воздуха 4 на величину, равную половине шага винта, причем угол наклона ос канала подвода воздуха и канала подвода водного раствора пенообразователя в вертикальной плоскости равен углу наклона винта завихрителя и боковому углу раскрытия диффузора.Пеногенератор работает следующим образом. При одновременной подаче воздуха в канал 4 и водного раствора пенообразователя в канал 5 воздух, имея значительно большую начальную скорость движения по сравнению со скоростью раствора, подхватывает его и смешивается с ним. Двигаясь вниз по винтовой канавке завихрителя и проходя относительно длинный путь, компоненты многократно перемешиваются, образуя высокогомогенную смесь воздуха и водного раствора пенообразователя. Полученная смесь на выходе из завихрителя 8 по касательной поступает в диффузор 3, где ее поток под действием Центробежной силы расширяется, теряет скорость и осаждается на всю поверхность пакета сеток 6, обеспечивая тем самым однородную структуру пены и ее большую кратность. С пакета сеток 6 пена поступает в пенонакопитель 7, откуда хлопьями падает на поверхность поля, указывая механизатору ориентир для точного ведения агрегата.Предполагаемая полезная модель по сравнению с прототипом позволяет получить более качественную смесь воздуха с раствором пенообразователя за счет увеличения экспозиции смешивания этих компонентов, которая определяется большим временем (путем) прохождения смеси по винтовой канавке завихрителя. А благодаря наличию Центробежной силы, приобретенной потоком смеси в завихрителе, последняя на выходе из завихрителя, поступая в диффузор с углом раскрытия, равным углу наклона винта завихрителя,закручивается, дополнительно смешивается, расширяется, теряет скорость и, пройдя небольшое по высоте диффузора расстояние, осаждается на всю поверхность пакета сеток. Это способствует выпениванию всего раствора пенообразователя и образованию однородных пузырьков (однородной структуры пены) и большую ее кратность, уменьшению габарита пеногенератора по его высоте.Национальный Центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.