Мењач прскалице: Погонски инжењеринг пумпе за прскање

Врсте пумпи за прскалице: центрифугалне у односу на мембранске у односу на клипне

Прскалице користе три основна типа пумпи, свака са различитим захтевима за брзину који одређују PTO мењач однос. Центрифугалне пумпе доминирају сегментом тржишта пумпи са високим протоком и ниским притиском — прскалице за житарице, прскање пашњака и општу примену хербицида обично раде на притиску млазнице од 3 до 8 бара са протоком од 150 до 500 литара у минути, распоређеним по ширини грана од 12 до 36 метара. Центрифугална пумпа за ову функцију ради на 3.000 до 4.000 о/мин, што захтева мењач са повећањем брзине од 1:5,5 до 1:7,5 са прикључног вратила од 540 о/мин или повећање брзине од 1:3 до 1:4 са прикључног вратила од 1.000 о/мин. Предности су висок проток, гладак излаз без пулсација и елегантно понашање када је пражњење ограничено (притисак расте, али пумпа се не зауставља).

Мембранске пумпе су најчешћи избор за прскање средњим притиском — примену фунгицида, контактне хербициде и прскање регулатором раста, што захтева притисак млазнице од 8 до 25 бара да би се постигао жељени квалитет прскања. Ове пумпе са позитивним померањем пружају константан проток без обзира на притисак испуштања (ограничен подешавањем сигурносног вентила) и могу да поднесу абразивне хемијске формулације које би могле да нагризу ротор центрифугалних пумпи у току једне сезоне. Мембранске пумпе раде на 400 до 900 о/мин — што захтева однос 1:1 (директан погон) или скромно повећање брзине од 1:1,5 до 1:1,7 са прикључног вратила од 540 о/мин. Компромис је пулсирајући излаз: 6-цилиндрична мембранска пумпа производи 6 импулса притиска по обртају на 8 до 15 Hz, што захтева акумулатор да пригуши пулсације пре него што дођу до гране прскалице.

Клипне пумпе пружају највиши притисак (25 до 80 бара) који се користи за специјалне примене: прикључке за чишћење корова, наводњавање корена и системе за чишћење под високим притиском интегрисане у прскалицу. Клипне пумпе раде на 300 до 700 о/мин и користе или директан погон (1:1) или умерено смањење брзине (1:0,6 до 1:0,9) са примопредајног вратила од 540 о/мин. Веома висок излазни притисак захтева пажљиво димензионисање мењача — чак и мале брзине протока на преко 50 бара троше значајну снагу (1 литар у минути на 50 бара захтева приближно 0,1 КС при ефикасности пумпе 100% или 0,15 КС при типичној ефикасности пумпе 65%).

Избор преносног односа за повећање брзине за погон центрифугалне пумпе

Центрифугалне пумпе за прскање прате исте законе афинитета као и пумпе за наводњавање: проток пропорционалан брзини, притисак пропорционалан квадрату брзине и снага пропорционална кубу брзине. Грешка брзине мењача од 5 процената на улазу постаје грешка брзине пумпе од 5 процената на излазу, што постаје грешка притиска на млазници од 10 процената и грешка снаге од 16 процената на мењачу. Зависност од закона куба значи да рад центрифугалне пумпе за прскање 10 процената изнад њене номиналне брзине (покушај повећања протока) захтева 33 процента више снаге — што потенцијално може преоптеретити и мењач и прикључно вратило трактора.

Од прикључног вратила од 540 обртаја у минути, постизање брзине пумпе од 3.000 обртаја у минути захтева однос од 1:5,56 — близу практичне горње границе за једностепени спирални конусни зупчаник. За брзине пумпе од 3.500 до 4.000 обртаја у минути (типично за центрифугалне прскалице вишег притиска), потребан однос од 1:6,5 до 1:7,4 превазилази могућности једностепеног зупчаника и захтева двостепени. мењач прскалице дизајн. Двостепена конфигурација комбинује улазни степен са косим зупчаником (1:2,5 до 1:3) са спиралним излазним степеном (1:2,5 до 1:3), распоређујући укупни преносни однос на два зупчаста споја и држећи сваки степен унутар његовог ефикасног опсега преносног односа. Кумулативна ефикасност двостепеног система је 91 до 95 процената — нешто ниже од 96 до 98 процената колико је могуће постићи у једностепеном уређају, али је вредан компромис за структурну маргину коју пружа при високој излазној брзини.

Од прикључног вратила са 1.000 обртаја у минути, потребан укупни однос пада на 1:3 до 1:4 за исте брзине пумпе — удобно у оквиру једностепеног капацитета. Ово је значајна предност рада прикључног вратила са 1.000 обртаја у минути за прскање под високим притиском: једноставнији мењач, већа ефикасност, нижи трошкови и нижа бука. Произвођачи пољопривредних мењачких решења као што су Ever-Power PTO мењач нуде и једностепене и двостепене конфигурације, омогућавајући интегратору прскалице да одабере оптималну механичку равнотежу за своју специфичну комбинацију брзине прикључног вратила и брзине пумпе.

Пулсација притиска: Стабилност излаза мењача и уједначеност прскања

Пулсација притиска на млазници распршивача има два различита порекла: инхерентну пулсацију кумулативних пумпи (сваки ход клипа или дијафрагме производи импулс притиска) и пулсацију брзине коју уноси динамика мењача и погонског склопа. Први извор се решава преко акумулаторских пригушивача у издувном систему пумпе. Други извор - пулсација изазвана мењачем - је оно што спецификација мењача може директно да контролише кроз изборе дизајна који утичу на стабилност излазне брзине.

Пулсације брзине изазване мењачем имају три главна узрока. Први је варијација брзине Хуковог зглоба погонског склопа привода: стандардни U-зглоб који ради под углом генерише варијацију брзине два пута по обртају на улазу мењача. За привод привода од 540 о/мин под углом погонског склопа од 10 степени, ова варијација је приближно ±3 процента — и мењач преноси ову варијацију брзине директно на пумпу, производећи ±3 процента флуктуације брзине пумпе, ±6 процената флуктуације притиска и видљиве варијације у величини и облику капљица прскања. Погонски склоп константне брзине (CV) елиминише овај извор уклањањем инхерентне геометрије Хуковог зглоба — али се ретко наводи на прскалицама са краковима јер њихова геометрија вучне полуге обично одржава углове погонског склопа испод 5 степени где су стандардни U-зглобови прихватљиви. Други узрок је побуђивање зупчаника — мале периодичне варијације у геометрији зубаца зупчаника које производе импулсе брзине на фреквенцији зацепања зубаца (обртаји зупчаника у минути × број зубаца). За зупчанике AGMA Quality 10 који раде на 540 обртаја у минути са 18 зубаца, фреквенција зацепања зубаца је 162 Hz са варијацијом брзине мањом од 0,1 процента — занемарљиво за потребе прскања. Трећи узрок је неправилност лежаја — пулсирање од дефеката лежаја или куглице лежаја које може достићи варијацију брзине од 0,5 до 1 процента како се лежајеви троше и прелазе у квар.

За мењач прскалице При покретању центрифугалне пумпе, стабилност циљне брзине је ±1 проценат у свим радним условима – варијацијама оптерећења, варијацијама температуре и варијацијама брзине прикључног вратила. Ова стабилност омогућава систему за регулацију притиска прскања да одржава тачност притиска на млазницама од ±2 процента, што се претвара у тачност брзине примене од ±1 проценат – унутар агрономске толеранције за хемијску примену. За детаљнији инжењеринг преносних односа погона пумпе који повећавају брзину у различитим применама пољопривредних пумпи, погледајте наш технички водич о мењач пољопривредне прскалице избор и упаривање.

Хемијска отпорност: Заптивке и премази за прскање

Формулације пољопривредних хемикалија укључују органске раствараче (ксилен, носаче угљоводоника у ЕС формулацијама), киселе активаторе (сулфатни адјуванси), алкалне концентрате глифосата и средства за влажење под великим оптерећењем која агресивно нападају стандардне NBR (нитрилне) заптивке вратила и стандардне поцинковане причвршћиваче. Иако сам мењач не садржи хемикалије (мењач преноси обртни момент на пумпу, која садржи хемикалију), заношење прскања и просипање при пуњењу рутински таложе хемикалије на спољашњости кућишта мењача — и свака хемикалија која дође у контакт са истрошеним или неправилно заптивеним вратилом може да мигрира у уље мењача дуж површине вратила.

Спецификација заптивке вратила за мењач прскалице отпорне на хемикалије треба да буде FKM (флуороеластомер, робна марка Viton), а не подразумевани NBR (нитрилна гума). FKM је отпоран на органске раствараче, киселине, алкалије и средства за квашење у концентрацијама које уништавају NBR у року од неколико месеци. Двоструке заптивке са међукомором испуњеном машћу пружају додатну заштиту — спољашња усна искључује већи део било каквог хемијског контакта, баријера за маст задржава сваку хемикалију која прође кроз спољашњу усну, а унутрашња усна спречава миграцију контаминиране масти у уље мењача. Заптивљени вентили за одзрачивање спречавају увлачење хемијске магле у кућиште током циклуса термичког дисања који се јавља када се мењач хлади након сваке сесије прскања.

Премаз кућишта треба да буде епоксидни или полиестерски прашкасти премаз минималне дебљине 80 микрометара — стандардна акрилна боја се брзо пропада под поновљеним хемијским деловањем и наизменичним циклусима влажног и сувог прскања и испирања. Спољашњи причвршћивачи (вијци кућишта, чепови за испуштање воде, поклопци за инспекцију) треба да буду од нерђајућег челика или цинк-никлованог челика, а не од стандардног цинкованог меког челика, који кородира под хемијским дејством и заглављује се у навојима кућишта. Квалитетан... пољопривредни мењач Добављач нуди пакете спецификација отпорних на хемикалије за примене прскалица који обједињују ове надоградње у фабрички конфигурисан производ уместо да захтевају накнадну уградњу на терену. Компатибилност мешавине у резервоару је још једно разматрање које индиректно утиче на век трајања мењача: када се више хемикалија помеша у резервоару у раствору за прскање, њихова комбинована хемијска активност може бити агресивнија од било ког појединачног производа појединачно, убрзавајући деградацију стандардних заптивача и премаза изнад онога што би њихове појединачне оцене хемијске изложености предвиделе.

Интеграција хидраулике стреле: Опциони излаз помоћног мењача

Модерне широке гране (24 до 36+ метара) користе хидрауличне актуаторе за склапање грана, контролу висине и самонивелисање — функције које се покрећу хидрауличним протоком под притиском од 100 до 200 бара. Већина прскалица добија овај хидраулични проток из сопственог хидрауличног система трактора, елиминишући потребу за додатним погоном пумпе из мењача. Међутим, прскалице које раде са тракторима који имају ограничен капацитет хидрауличног протока (старији трактори, компактни трактори који се користе за мање специјализоване прскалице) могу имати наменску хидрауличну пумпу која се покреће из секундарног излаза на мењачу пумпе за прскање.

Мењач прскалице са више излаза обезбеђује излаз главне центрифугалне или мембранске пумпе потребном брзином плус секундарни излаз (обично при брзини прикључног вратила од 540 о/мин или благо зупчаник) за погон хидрауличне пумпе. Потражња за секундарном излазном снагом је скромна — обично 3 до 8 КС за функције склапања и нивелисања грана — али мењач мора да прими ово додатно оптерећење без угрожавања стабилности излаза примарне пумпе. Конфигурације са више излаза су скупље од јединица са једним излазом еквивалентног капацитета главне пумпе, али елиминишу зависност од хидраулике трактора и омогућавају прскалици да конзистентно ради у широком спектру модела трактора у типичном возном парку извођача радова.

Одржавање и предсезонска калибрација

Примена прскања је календарски вођена — када болест усева или популација корова достигне праг третмана, прозор за примену се затвара у року од неколико дана. Квар опреме током овог прозора има директне последице по принос које никаква поправка након догађаја не може да надокнади. Припрема пре сезоне треба да укључује замену уља (свеже уље са пуном јачином адитива за захтевне операције повећања брзине), преглед лежајева, проверу клизног квачила на погонском склопу карданског вратила и Карданско вратило Подмазивање и провера хабања U-зглоба. Тестирајте притисак пумпе и проток у радним условима пре прве примене на терену како бисте потврдили да мењач испоручује номиналну брзину пумпе и да пумпа испуњава свој номинални излаз.

Током сезоне прскања, дневне провере укључују проверу нивоа уља, визуелни преглед цурења на свим местима заптивке вратила (хемијски изазвана деградација заптивке је најчешћи начин квара и детектује се цурењем уља пре катастрофалног квара заптивке) и проверу притиска пумпе помоћу манометра прскалице. Пад притиска пумпе при константном протоку указује или на хабање пумпе (ерозия импелера код центрифугалних пумпи или хабање седишта вентила код мембранских пумпи) или на губитак брзине мењача услед прогресивног пропадања лежаја или зупчаника (хабање погонског склопа, проклизавање мењача из квачила или оштећење лежаја). Оба узрока захтевају дијагнозу и корекцију пре следеће примене — рад под смањеним притиском производи превелике капљице, смањену покривеност и неадекватну контролу корова или штеточина.

Након сезоне, темељно испирање целе прскалице, укључујући и спољашњост мењача, је неопходно. Хемијски остаци на кућишту убрзавају корозију током периода складиштења ван сезоне, а сваки хемијски остатак који остане у водоводу прскалице током зимског складиштења може кородирати компоненте пумпе и материјале заптивача и контаминирати прву примену у следећој сезони. Синтетичко уље за мењаче (на бази PAO ISO VG 220) се препоручује за примене у пољопривредним мењачима прскалица — његова супериорна термичка стабилност и отпорност на оксидацију боље се прилагођавају циклусу рада са повећањем брзине од минералног уља, а његове боље карактеристике одбацивања воде отпорне су на продор влаге који се јавља током зимског складиштења у негрејаним шупама за опрему.

Често постављана питања

Уредник: Cxm