Mjenjač prskalice: Pogon pumpe za prskanje

Vrste pumpi za prskalice: centrifugalne vs. membranske vs. klipne

Prskalice koriste tri primarne vrste pumpi, svaka sa različitim zahtjevima za brzinu koji određuju Mjenjač kardana omjer. Centrifugalne pumpe dominiraju tržišnim segmentom pumpi visokog protoka i niskog pritiska - prskalice za žitarice, prskanje pašnjaka i opću primjenu herbicida obično rade na pritisku mlaznice od 3 do 8 bara s protokom od 150 do 500 litara u minuti, raspoređenim po širini grana od 12 do 36 metara. Centrifugalna pumpa za ovu namjenu radi na 3.000 do 4.000 o/min, što zahtijeva mjenjač s povećanjem brzine od 1:5,5 do 1:7,5 s priključnog vratila od 540 o/min ili mjenjač s povećanjem brzine od 1:3 do 1:4 s priključnog vratila od 1.000 o/min. Prednosti su visok protok, gladak izlaz bez pulsiranja i elegantno ponašanje kada je pražnjenje ograničeno (pritisak raste, ali pumpa se ne zaustavlja).

Membranske pumpe su najčešći izbor za prskanje srednjim pritiskom - primjenu fungicida, kontaktnih herbicida i prskanje regulatora rasta, što zahtijeva pritisak mlaznice od 8 do 25 bara za postizanje potrebnog kvaliteta prskanja. Ove pumpe s pozitivnim istiskivanjem pružaju konzistentan protok bez obzira na pritisak pražnjenja (ograničen podešavanjem sigurnosnog ventila) i mogu podnijeti abrazivne hemijske formulacije koje bi mogle nagristi impelere centrifugalne pumpe u jednoj sezoni. Membranske pumpe rade na 400 do 900 o/min - što zahtijeva omjer 1:1 (direktni pogon) ili umjereno povećanje brzine od 1:1,5 do 1:1,7 s kardanskog vratila od 540 o/min. Kompromis je pulsirajući izlaz: 6-cilindrična membranska pumpa proizvodi 6 impulsa pritiska po okretaju na 8 do 15 Hz, što zahtijeva akumulator za prigušivanje pulsiranja prije nego što dođe do prskalice.

Klipne pumpe isporučuju najviše pritiske (25 do 80 bara) koji se koriste za specijalne primjene: dodatke za brisanje korova, navodnjavanje korijena i sisteme za čišćenje pod visokim pritiskom integrisane u prskalicu. Klipne pumpe rade na 300 do 700 obrtaja u minuti i koriste ili direktni pogon (1:1) ili umjereno smanjenje brzine (1:0,6 do 1:0,9) sa kardanskog vratila od 540 obrtaja u minuti. Vrlo visok izlazni pritisak zahtijeva pažljivo dimenzioniranje mjenjača - čak i mali protoci na preko 50 bara troše značajnu snagu (1 litra u minuti na 50 bara zahtijeva približno 0,1 KS pri efikasnosti pumpe 100% ili 0,15 KS pri tipičnoj efikasnosti pumpe 65%).

Odabir omjera za povećanje brzine za pogon centrifugalne pumpe

Centrifugalne pumpe za prskanje slijede iste zakone afiniteta kao i pumpe za navodnjavanje: protok proporcionalan brzini, pritisak proporcionalan kvadratu brzine i snaga proporcionalna kubnoj brzini. Greška brzine mjenjača od 5 posto na ulazu postaje greška brzine pumpe od 5 posto na izlazu, što postaje greška pritiska na mlaznici od 10 posto i greška snage na mjenjaču od 16 posto. Odnos kocke-zakona znači da rad centrifugalne pumpe za prskanje 10 posto iznad njene nazivne brzine (pokušaj povećanja protoka) zahtijeva 33 posto više snage - što potencijalno preopterećuje i mjenjač i kardansko vratilo traktora.

Od 540 obrtaja priključnog vratila (PTO), postizanje brzine pumpe od 3.000 obrtaja u minuti zahtijeva omjer 1:5,56 - što je blizu praktične gornje granice za dizajn jednostepenog spiralnog konusnog zupčanika. Za brzine pumpe od 3.500 do 4.000 obrtaja u minuti (tipično za centrifugalne prskalice visokog pritiska), potreban omjer od 1:6,5 do 1:7,4 premašuje mogućnosti jednostepenog zupčanika i zahtijeva dvostepeni. mjenjač prskalice Dizajn. Dvostepena konfiguracija kombinuje konusni ulazni stepen (1:2,5 do 1:3) sa spiralnim izlaznim stepenom (1:2,5 do 1:3), raspoređujući ukupni prenosni odnos preko dva zupčasta zahvata i održavajući svaki stepen unutar njegovog efikasnog opsega prenosnog odnosa. Kumulativna efikasnost dvostepenog sistema je 91 do 95 posto - nešto niže od 96 do 98 posto koliko je moguće postići u jednostepenom sistemu, ali je vrijedan kompromis za strukturnu marginu koju pruža pri velikoj izlaznoj brzini.

Sa 1.000 obrtaja kardana, potreban ukupni omjer pada na 1:3 do 1:4 za iste brzine pumpe - udobno unutar mogućnosti jednog stepena. Ovo je značajna prednost rada kardana od 1.000 obrtaja za prskanje pod visokim pritiskom: jednostavniji mjenjač, ​​veća efikasnost, niži troškovi i niža buka. Proizvođači poljoprivrednih rješenja za mjenjače poput Ever-Power PTO mjenjač nude i jednostepene i dvostepene konfiguracije, omogućavajući integratoru prskalice da odabere optimalnu mehaničku ravnotežu za svoju specifičnu kombinaciju brzine priključnog vratila i brzine pumpe.

Pulsiranje pritiska: Stabilnost izlaza mjenjača i ujednačenost prskanja

Pulsiranje pritiska na mlaznici raspršivača ima dva različita porijekla: inherentno pulsiranje pumpi s pozitivnim pomakom (svaki hod klipa ili dijafragme proizvodi impuls pritiska) i pulsiranje brzine koje unosi dinamika mjenjača i pogonskog sklopa. Prvi izvor se rješava putem akumulatorskih prigušivača u ispusnom cjevovodu pumpe. Drugi izvor - pulsiranje izazvano mjenjačem - je ono što specifikacija mjenjača može direktno kontrolirati putem dizajnerskih izbora koji utječu na stabilnost izlazne brzine.

Pulsiranje brzine izazvano mjenjačem ima tri glavna uzroka. Prvi je varijacija brzine Hookeovog zgloba pogonskog sklopa kardana: standardni pogonski sklop U-zgloba koji radi pod uglom generira dvostruku varijaciju brzine po obrtaju na ulazu mjenjača. Za PTO od 540 o/min pod uglom pogonskog sklopa od 10 stepeni, ova varijacija je približno ±3 posto - i mjenjač prenosi ovu varijaciju brzine direktno na pumpu, proizvodeći ±3 posto fluktuacije brzine pumpe, ±6 posto fluktuacije pritiska i vidljive varijacije u veličini i uzorku kapljica prskanja. Pogonski sklop konstantne brzine (CV) eliminira ovaj izvor uklanjanjem inherentne geometrije Hookeovog zgloba - ali se rijetko specificira na prskalicama jer njihova geometrija vučne rude obično održava uglove pogonskog sklopa ispod 5 stepeni gdje su standardni U-zglobovi prihvatljivi. Drugi uzrok je pobuđivanje zupčanog zahvata - male periodične varijacije u geometriji zuba zupčanika koje proizvode impulse brzine na frekvenciji zahvata zuba (broj okretaja zupčanika × broj zuba). Za zupčanik AGMA Quality 10 koji radi na 540 o/min sa 18 zuba, frekvencija zahvata zuba je 162 Hz sa varijacijom brzine manjom od 0,1 posto - zanemarljivo za potrebe nanošenja prskanjem. Treći uzrok je nepravilnost ležaja - pulsiranje od defekata na ležaju ili kuglicama koje može doseći varijaciju brzine od 0,5 do 1 posto kako se ležajevi troše prema kvaru.

Za mjenjač prskalice Prilikom pokretanja centrifugalne pumpe, ciljna stabilnost brzine je ±1 posto u svim radnim uslovima - varijacijama opterećenja, varijacijama temperature i varijacijama brzine priključnog vratila. Ova stabilnost omogućava sistemu za regulaciju pritiska prskanja da održava tačnost pritiska na mlaznicama od ±2 posto, što se prevodi u tačnost brzine primjene od ±1 posto - unutar agronomske tolerancije za primjenu hemikalija. Za detaljnije inženjerstvo prenosnih omjera pogona pumpe koji povećavaju brzinu u različitim primjenama poljoprivrednih pumpi, pogledajte naš tehnički vodič na mjenjač poljoprivredne prskalice odabir i usklađivanje.

Hemijska otpornost: Zaptivke i premazi za prskanje

Formulacije poljoprivrednih hemikalija uključuju organske rastvarače (ksilen, nosače ugljikovodika u EC formulacijama), kisele aktivatore (sulfatne adjuvanse), alkalne koncentrate glifosata i sredstva za vlaženje visokog opterećenja koja agresivno napadaju standardne NBR (nitrilne) zaptivke vratila i standardne pocinkovane pričvršćivače. Iako sam mjenjač ne sadrži hemikaliju (mjenjač prenosi obrtni moment na pumpu, koja sadrži hemikaliju), zanošenje prskanja i prosipanje prilikom ponovnog punjenja rutinski talože hemikaliju na vanjskoj strani kućišta mjenjača - a svaka hemikalija koja dođe u kontakt sa istrošenim ili nepravilno zaptivenim vratilom može migrirati u ulje mjenjača duž površine vratila.

Specifikacija zaptivke vratila za mjenjač prskalice otporan na hemikalije treba da bude FKM (fluoroelastomer, robna marka Viton), a ne standardni NBR (nitrilna guma). FKM je otporan na organske rastvarače, kiseline, alkalije i sredstva za vlaženje u koncentracijama koje uništavaju NBR u roku od nekoliko mjeseci. Dvostruke zaptivke sa međukomorom pročišćenom mašću pružaju dodatnu zaštitu - vanjska usna isključuje većinu bilo kakvog hemijskog kontakta, barijera za mast hvata bilo koju hemikaliju koja prolazi vanjsku usnu, a unutrašnja usna sprječava migraciju kontaminirane masti u ulje mjenjača. Zatvoreni ventili za odzračivanje sprječavaju uvlačenje hemijske magle u kućište tokom ciklusa termičkog disanja koji se javlja kada se mjenjač hladi nakon svake sesije prskanja.

Premaz kućišta treba biti epoksidni ili poliesterski praškasti premaz minimalne debljine 80 mikrometara - standardna akrilna boja se brzo propada pod ponovljenim izlaganjem hemikalijama i naizmjeničnim ciklusima mokro-suhog prskanja i ispiranja. Vanjski pričvršćivači (vijci kućišta, čepovi za ispuštanje, poklopci za inspekciju) trebaju biti od nehrđajućeg čelika ili cink-niklovanog čelika, a ne od standardnog pocinčanog mekog čelika, koji korodira pod utjecajem hemikalija i zaglavljuje se u navojima kućišta. Kvalitetan poljoprivredni mjenjač Dobavljač nudi pakete specifikacija otpornih na hemikalije za primjenu u prskalicama koji objedinjuju ove nadogradnje u fabrički konfiguriran proizvod umjesto da zahtijevaju naknadnu ugradnju na terenu. Kompatibilnost mješavine u rezervoaru je još jedno razmatranje koje indirektno utiče na vijek trajanja mjenjača: kada se više hemikalija miješa u rezervoaru u rastvoru za prskanje, njihova kombinovana hemijska aktivnost može biti agresivnija od bilo kojeg pojedinačnog proizvoda pojedinačno, ubrzavajući degradaciju standardnih zaptivki i premaza iznad onoga što bi predvidjele njihove pojedinačne ocjene hemijske izloženosti.

Integracija hidraulike grane: Opcioni izlaz pomoćnog mjenjača

Moderne široke prskalice (24 do 36+ metara) koriste hidraulične aktuatore za sklapanje prskalica, kontrolu visine i samonivelisanje - funkcije koje pokreće hidraulički protok pod pritiskom od 100 do 200 bara. Većina prskalica dobija ovaj hidraulički protok iz vlastitog hidrauličkog sistema traktora, eliminirajući potrebu za dodatnim pogonom pumpe iz mjenjača. Međutim, prskalice koje rade s traktorima koji imaju ograničen kapacitet hidrauličkog protoka (stariji traktori, kompaktni traktori koji se koriste za manje specijalizirane prskalice) mogu imati namjensku hidrauličnu pumpu pogonjenu iz sekundarnog izlaza na mjenjaču pumpe za prskanje.

Višeizlazni mjenjač prskalice obezbjeđuje izlaz glavne centrifugalne ili dijafragmalne pumpe pri potrebnoj brzini plus sekundarni izlaz (obično pri brzini priključnog vratila od 540 o/min ili blago podešen) za pogon hidraulične pumpe. Potražnja za sekundarnom izlaznom snagom je skromna - obično 3 do 8 KS za funkcije sklapanja i nivelisanja krila - ali mjenjač mora podnijeti ovo dodatno opterećenje bez ugrožavanja stabilnosti izlaza primarne pumpe. Konfiguracije s više izlaza su skuplje od jedinica s jednim izlazom ekvivalentnog kapaciteta glavne pumpe, ali eliminišu zavisnost od hidraulike traktora i omogućavaju prskalici da radi konzistentno u širokom rasponu modela traktora u tipičnom voznom parku izvođača radova.

Održavanje i predsezonska kalibracija

Primjena prskanja je vremenski ograničena - kada bolest usjeva ili populacija korova dostigne prag tretiranja, prozor za primjenu se zatvara u roku od nekoliko dana. Kvar opreme tokom ovog prozora ima direktne posljedice na prinos koje se ne mogu nadoknaditi nikakvim naknadnim popravkama. Priprema prije sezone treba da uključuje izmjenu ulja (svježe ulje s punom jačinom aditiva za zahtjevne operacije povećanja brzine), pregled ležajeva, provjeru klizne spojke na pogonskom sklopu kardanskog vratila i Kardansko vratilo Podmazivanje i provjera istrošenosti kardanskog zgloba. Prije prve primjene na terenu, testirajte pritisak i protok pumpe u radnim uvjetima kako biste potvrdili da mjenjač isporučuje nazivnu brzinu pumpe i da pumpa postiže svoj nazivni izlaz.

Tokom sezone prskanja, dnevne provjere uključuju provjeru nivoa ulja, vizuelni pregled curenja na svim mjestima zaptivke vratila (hemijski izazvana degradacija zaptivke je najčešći način kvara i detektuje se curenjem ulja prije katastrofalnog kvara zaptivke) i provjeru pritiska pumpe pomoću manometra prskalice. Pad pritiska pumpe pri konstantnom protoku ukazuje ili na trošenje pumpe (erozija impelera kod centrifugalnih pumpi ili trošenje sjedišta ventila kod dijafragmalnih pumpi) ili na gubitak brzine mjenjača zbog progresivnog propadanja ležaja ili zupčanika (trošenje pogonskog sklopa, proklizavanje mjenjača iz kvačila ili oštećenje ležaja). Oba uzroka zahtijevaju dijagnozu i ispravku prije sljedeće primjene - rad pri smanjenom pritisku proizvodi prevelike kapljice, smanjenu pokrivenost i neadekvatnu kontrolu korova ili štetočina.

Nakon sezone, temeljno ispiranje cijelog prskalice, uključujući i vanjski dio mjenjača, je neophodno. Hemijski ostaci na kućištu ubrzavaju koroziju tokom perioda skladištenja van sezone, a svaki hemijski ostatak koji ostane u cijevima prskalice tokom zimskog skladištenja može korodirati komponente pumpe i materijale zaptivki te kontaminirati prvu primjenu u sljedećoj sezoni. Sintetičko ulje za zupčanike (ISO VG 220 na bazi PAO) preporučuje se za primjene u poljoprivrednim mjenjačima prskalica - njegova superiorna termička stabilnost i otpornost na oksidaciju bolje se prilagođavaju ciklusu rada s povećanjem brzine od mineralnog ulja, a njegove bolje karakteristike odbacivanja vode odolijevaju prodiranju vlage koje se događa tokom zimskog skladištenja u negrijanim šupama za opremu.

Često postavljana pitanja

Urednik: Cxm