Хімічний метод захисту рослин від шкідників, хвороб і бур’янів нині й у найближчому майбутньому залишається основним. Найчастіше він реалізується шляхом обприскування сільськогосподарських культур водними розчинами пестицидів.
Від того, наскільки якісно проводиться обприскування, залежать ефективність дії препарату, норма його витрати та рівень забруднення довкілля. Тому центральним питанням практичного застосування хімічних засобів захисту рослин є проведення обробок краплями оптимального розміру (чим дрібніші, тим краще), що повністю залежить від конструкції обприскувача.
Виготовлення обприскувача для такої обробки є непростим завданням. Однак мені вдалося розробити й виготовити нескладний чашечний розпилювач спрямованої дії, призначений для отримання монодисперсної аерозольної хмари з водних розчинів препаратів, що застосовуються в сільському господарстві. Хмара, яку створює швидко обертовий чашечний розпилювач, має форму закрученого конуса (подібно до вихору), більше основа якого спрямована на об’єкт обприскування. Краплі з такого «вихору» потрапляють навіть у важкодоступні для інших типів обприскувачів місця — наприклад, на зворотний бік листків рослин.
Корпус розпилювача — відрізок поліетиленової труби довжиною 140 мм, зовнішнім діаметром 40 мм і завтовшки стінки 2 мм — слугує своєрідною рамою. На корпусі й усередині нього компактно змонтовані всі деталі й вузли, включно з ємністю з робочим розчином (варіант для обприскування високорослих рослин).
Деталей і вузлів, як основних, так і допоміжних, небагато. Основні — електродвигун, вал і власне чашка розпилювача.
Електродвигун мініатюрний, типу ДПМ-20-Н1 постійного струму, з напругою живлення 27 вольт і числом обертів до 9000 за хвилину (можна також використовувати електродвигуни типів ДПМ-25-Н1, ДПМ-30, ДПМ-35). Регульоване джерело живлення для цього (та подібних) двигуна описане в журналі «Моделист-конструктор» № 12 за 2002 рік.
1 — чашка (пластмаса); 2 — напівсферична гайка (дюралюміній); 3 — вал (сталь 45, пруток Ø8); 4 — корпус (поліетиленова трубка 40×2); 5 — підшипник серії 25 (2 шт.); 6 — шайба (Ст3, лист s2, 2 шт.); 7 — корпус підшипників (дюралюміній, пруток Ø36); 8 — фіксатор (гвинт М5); 9 — гнучка муфта (трубка з вакуумної гуми); 10 — електродвигун ДПМ-20-Н1; 11 — передня втулка (пластмаса); 12 — кронштейн для подовжувальної штанги (дюралюмінієва трубка Ø25…30); 13 — заклепка (алюміній Ø3, 6 шт.); 14 — стикувальна деталь з’єднання типу «ластівчин хвіст» з гребенем (дюралюміній); 15 — стикувальна деталь з’єднання типу «ластівчин хвіст» із пазом (дюралюміній, 2 шт.); 16 — штепсельний роз’єм живлення (від побутової радіоапаратури); 17 — втулка штепсельного роз’єма; 18 — задня втулка (пластмаса); 19 — стикувальна деталь з’єднання типу «ластівчин хвіст» для каністри; 20 — магістральна зовнішня трубка (від медичної крапельниці); 21 — запобіжна втулка; 22 — підвідна трубка (від медичної крапельниці); 23 — затискач-регулятор подачі розчину (від медичної крапельниці); 24 — ємність для розчину пестицидів (0,5 л)
Електродвигун установлений у корпусі в двох втулках і затиснений між ними. Кожна втулка зафіксована від провертання гвинтом М3. Напруга живлення подається на електродвигун через штепсельний роз’єм від побутової радіоапаратури. Роз’єм змонтований у пластмасовій втулці й прикріплений до її торця двома гвинтами М3. Такими ж двома гвинтами сама втулка зафіксована на кінці корпусу.
Вал сталевий, ступінчастий, консольно закріплений. Його шийка встановлена в двох роликових підшипниках 25-ї серії, змонтованих у єдиному дюралюмінієвому корпусі з протилежних боків. Підшипники затиснуті в гніздах сталевими шайбами, притягнутими до корпусу двома гвинтами М2 кожна. Корпус підшипників разом із валом поміщений у корпус розпилювача й зафіксований у ньому двома гвинтами М3.
Вал електродвигуна й консольний вал з’єднані між собою щільно натягнутою трубчастою муфтою з вакуумної гуми.
Окрема розмова — про чашку розпилювача. Ця деталь випадково трапилася мені на очі серед різної вторинної сировини (і досі не знаю, від якої це машини чи агрегата). Але саме вона й наштовхнула мене на виготовлення чашечного розпилювача. Доробка знайденої деталі була зовсім незначною — лише вирізано дно й просвердлено наскрізний осьовий отвір у стрижні та фланці («грибку»).
Тим, хто захоче виготовити подібний розпилювач, знайти готову чашку, ймовірно, буде складно. Набагато простіше підібрати окремі відповідні деталі — чашку й «грибок», з’єднавши їх на клею або зробивши в стінці чашки пази для спиць фланця, а потім ретельно загерметизувавши зазори в пазах, щоб через них не виходила робоча рідина.
Зовнішнє оснащення — втулка штанги та ємність для обробки високорослих рослин — стикуються з корпусом обприскувача деталями з’єднання типу «ластівчин хвіст». Для цього зверху й знизу до корпусу приклепано алюмінієвими заклепками з потайними голівками однакові деталі з пазом. Відповідні деталі з гребенем приєднані до вузлів, що стикуються, — кронштейна штанги та ємності: перший — заклепками, ємність — на клею. При цьому стикувальна деталь ємності зроблена дещо вищою й з нахилом зовнішньої (без гребеня) поверхні вперед (у бік чашки).
Розміри допоміжних деталей, змонтованих зовні корпусу, не критичні, їхню конфігурацію легко зрозуміти зі збірного креслення, тому детально наводити креслення цих деталей немає сенсу.
Розмір частинок у «вихорі» регулюється двома способами: перший — зміною подачі кількості робочої рідини, другий — зміною напруги живлення на електродвигуні, що приводить до зміни швидкості обертання чашечного розпилювача й роздроблення рідини на краплі різного розміру.
а) варіант для обробки високорослих рослин; б) варіант для обробки низькорослих рослин;
1 — чашечний розпилювач; 2 — подовжувальна штанга; 3 — робоча ємність (пластикова пляшка або каністра); 4 — переносний блок живлення (±24 В)
Принцип дії чашечного розпилювача такий. Робоча рідина з витратного бака самопливом подається по трубці на внутрішню стінку обертової чашки. Тут рідина розтікається під дією відцентрових сил у тонку плівку й з силою викидається з конуса, розпадаючись на гострій кромці чашки на дрібні краплі приблизно однакового розміру. Найповніше формування аерозольної хмари відбувається на відстані 200–250 мм від кромки розпилювальної чашки.
У робочому положенні чашечний розпилювач розташовується горизонтально відносно землі, але може бути встановлений під невеликим кутом (близько ±30°) без помітного зниження якості роботи приладу.
Розмір крапель, що формуються чашечним розпилювачем, залежно від подачі робочої рідини й обертів чашки змінюється в межах від 100 мікрон до 2 мм. Максимальна витрата робочої рідини становить 3 л на 1 га для діаметра чашки 60 мм і 9 л на 1 га для діаметра 100 мм, що відповідає нормам ультрамалооб’ємного розпилення.
Перевага обертових розпилювачів у тому, що вони практично не забиваються, мають невелику кількість деталей, а надійні електродвигуни дають змогу використовувати їх кілька років без ремонту.
Прилад сконструйований так, що, виготовивши кілька таких модулів, можна автоматизувати обприскування рослин, забезпечивши подачу робочої рідини та регульованого електроживлення. Це дозволить оператору не перебувати поблизу аерозольної хмари з небезпечними для людини хімічними речовинами.
Чашечний розпилювач можна успішно використовувати й для фарбувальних робіт, розпилюючи лакофарбові матеріали (ЛФМ). Прилад також дає змогу розпилювати рідини з в’язкістю в межах від 18 до 25 с за віскозиметром ВЗ-246 при температурі 25 ± 10 °С.
«Моделист-конструктор» № 8’2004, А. Нарватов