CN103096714B - 用于分配待被喷射到表面上的液体产品的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
该装置（1）包括喷射杆（5），喷射杆包括多个连接管道（6），连接管道具有连接至液体产品（2）的源（3）的至少一个入口（7）以及与喷嘴（8）连通的出口。装置（1）进一步包括：多个用于测量能够确定管道之间的压力差或相应的管道（6）中的压力的量的传感器（9）、设计成改变相应的管道（6）中获得的压力的多个构件（11）、以及用于估算管道（6）之间的压力差并控制构件（11）以减少这些压力差或使这些压力相等的至少一个控制单元（12）。因此，装置（1）可限制压力差，并且由此限制喷嘴（8）之间的液体产品的流速差，特别是限制在较大坡度的地形上前进的长喷射杆的端部之间的液体产品的流速差。
Description
本发明涉及用于分配待被喷射到表面（例如农田）上的液体产品的装置和方法。
本发明可适用于农田，以便向农田喷射控制植物病害的液态产品，例如肥料或者除草剂、杀虫剂、杀真菌剂或其它形式的液态产品。
现有技术的分配装置包括传统的喷射杆或杆，喷射杆或杆包括多个连续管道，每个管道形成杆的纵向部段并且具有连接至喷嘴适于向目标上喷射液体产品的供给入口和出口，所述目标通常在地表或者植物上，大约70cm远。杆由泵供给以液体产品，泵从源处抽吸液体产品，并将液体产品分别排放至与管道的入口连接的多个供给管道中。通常，泵耦接于旁通阀，以便使供给管道上游的液体产品的压力形成为与杆在农田中的行进速度的平方成正比，这确保了每单位处理表面所喷射的液体产品为恒定总流速。
传统的杆的长度可能高达24m，甚至达到48m。在平坦的农田上，杆也为水平的，且所有的喷嘴相对于地面位于相同的高度处。但是，许多农田的地势并不平坦，其具有起伏的区域，例如斜坡或堤、山峰、深谷等。因而，传统的杆通常包括根据农田的地形调整管道的高度的装置，从而使得出口和相关的喷嘴彼此位于不同的高度处。
但是，喷嘴之间的高度差异造成压力差异，该压力差异与相应的喷嘴的液柱的高度和液体的密度有关。喷嘴的流速与压力的平方根成正比，液体产品在每个喷嘴上的流速彼此不同，从而使得液体产品不均匀地喷射至每单位表面上。
例如，在以下情况中，即，传统的36m长的直线杆在11%的倾斜度（banking）上移动以便以1.5巴的平均压力喷射密度为1.32的液体肥料，位于杆的下端处的喷嘴要比位于杆的上端处的喷嘴多吸入18%的液体肥料，因为两个喷嘴相差3.9m的高度，这致使这些喷嘴上的静水力压之间产生压力差，所述静水力压分别为1.76巴和1.24巴。该流速差导致：在农田中进行处理时在两个连续共享通道之间产生较大的不均匀性（在本实例中为18%），从而造成邻近植物的生长具有小于1m的差异。此外，某些标准要求在同一喷射操作时被喷射至单位表面上的液体产品的量具有10%的最大差距。农民通常要求该差距被限制至仅5%。
本发明的一个目的便是解决上述提及的全部或者部分问题。
为此目的，本发明涉及一种用于分配待喷射到诸如农田的表面上的液体产品的装置，装置包括用于喷射液体产品的杆，杆包括多个连续的管道，每个管道形成杆的纵向节段且具有：
-至少一个入口端口，设计成与至少一个液体产品源流体连通；以及
-至少一个出口端口，适于与至少一个喷嘴流体连通；
装置的特征在于，装置进一步包括：
-传感器，联接（link，通信地连接）至相应的管道，每个传感器均适于测量物理参数（物理特性）以使得能够确定两个管道之间的压力差，或者适于测量物理参数以使得能够确定各管道内的压力；
-多个构件，设计成改变相应的管道内的压力，每个构件与至少一个入口端口流体连通；以及
-至少一个控制单元，与传感器相互连接，以估算在至少两个管道之间的压力差，控制单元与构件相互连接，以便驱动构件，以降低述压力差或使压力相等。
换言之，在根据本发明的设备中，构件产生压降，该压降补偿喷嘴之间的压力差，所述压力差通过接收由联接至相应的管道的传感器获得的测量值的控制单元估算。所测物理参数允许控制单元确定两个通道之间的压力差；该物理参数可能是诸如杆或者臂在水平位置形成的角度。可替换地，所测物理参数允许控制单元确定相应的管道内的压力；该物理参数可能是诸如管道内的液体静压力。
因此，根据本发明的装置能够限制压力差，并且由此限制杆的喷嘴之间的液体产品的流速差，特别是限制由喷嘴在同一农田上的表面上喷射的液体产品的体积的差。
根据一个实施例，控制单元设计成驱动构件，以便将压力差限制至小于10%，且优选地限制至小于5%。
因此，由于喷嘴的输出流速正比于液体产品的压力的平方根，该控制单元将流速差限制至小于5%，优选地限制至小于2.5%。
根据一个实施例，传感器包括压力传感器，压力传感器优选地附接于相应的管道上。
如此，传感器直接提供相应的管道内的压力的测量，这减少了必须由控制单元完成的计算量。因此控制单元获得喷嘴之间的压力差。将压力传感器附接于相应的管道上使得能够实现对已有设备和杆的改造。
根据一个实施例，传感器包括至少一个倾角计。
因而，高度差也可以由一个或多个倾角计测得的物理参数计算得到，且控制单元能够由此推断出喷嘴之间的压力差。
根据一个实施例，构件包括用于限制液体产品的流动的构件，诸如针调节器、滑动闸式阀、冰闸或比例电磁阀、或软管夹。
因而，该流量限制构件能通过增加最上部的喷嘴处的液体静压力而产生用于补偿高度差的压降，这使得喷嘴之间的流速相等。
根据一个实施例，至少一个流量限制构件包括同轴地并列布置的两个盘，每个盘均穿设有孔，孔相对于盘的轴线不对称，盘能够在例如电动机的驱动构件的作用下围绕盘的共享轴线转动。
因而，该流量限制构件使得能够精确且快速地调节液体产品的流速。
根据一个实施例，每个管道均联接至传感器，并且每个入口端口均与构件流体连通。
因而，控制单元具有用于每个管道的测量。进而，压力差的补偿是特别精确的。
根据一个实施例，杆进一步包括连接导管，连接导管布置成使得两个连续的管道通过一相应的连接导管连接，并且使得连接导管形成装备有串联连接的多个管道的至少一个杆部分，杆包括杆部分中的一个或多个杆部分，所述一个或多个杆部分并联布置，并且其中，至少一个构件布置在串联连接的管道之间。
因此，该杆具有相对较小和较轻的结构，因为其需要更少的导管。喷嘴能有利地由电信号或气动信号单独或成组地致动。
根据一个实施例，装置进一步包括两个供给导管，两个供给导管分别耦接至布置在杆的每个端部处或布置在杆部分的每个端部处的两个管道，其中，杆或每个杆部分还包括两个构件或两个截止阀，每个构件或截止阀被布置成选择性地允许液体产品在相应的供给导管中的流动或被布置成产生预定压降。
因而，能够以相对高的流速通过杆或每个杆部分的上端或者杆或每个杆部分的下端向杆或每个杆部分供给液体产品，这便于使每个管道内的压力相等，并因而使得由喷嘴喷射的流速相等。
根据一个实施例，装置进一步包括多个供给导管，多个供给导管设计成并联连接于至少一个液体产品源，每个供给导管与至少一个相应的构件流体连通，构件优选地耦接于相应的供给导管的上游区域中。
因此，控制单元能驱动用于每个导管的构件。进而，压力差的补偿是特别精确的。
根据一个实施例，至少两个供给导管耦接至同一构件。
因此，这限制了所需构件的数量。
根据一个实施例，装置还包括联接至杆的至少一个致动机构，并且所述至少一个致动机构适于改变杆的倾斜角，以便顺应所述表面的地形，尤其顺应其倾斜度。
因此，装置的杆能整体倾斜以适应倾斜度。该致动机构（例如缸）可由液压或者气动力驱动。
根据一个实施例，装置还包括：
-中间框架；
-多个移动臂，每个移动臂支撑至少一个管道；
-位于中间框架与移动臂之间的连接件，每个连接件允许移动臂相对于中间框架围相对枢转。
因此，该装置的杆由独立枢转的多个臂组成，以顺应诸如深谷和山峰。在这种情况下，两个相邻管道的喷嘴能具有显著的高度变化，但是根据本发明的装置补偿所造成的压力差。
根据一个实施例，装置进一步包括位于供给导管上游的供应回路，供应回路设计成与杆在表面上的移动速度成正比地提取液体产品。
因此，当杆降速或加速时，每单位表面上所喷射的液体产品的总体积保持恒定。
根据一个实施例，传感器的组和构件的组中的至少一个形成通过总线相互连接的多路复用网络。
因此，信号或数据在控制单元与传感器和/或构件之间且利用包括少量导线的简化缆线而快速传递。
根据一个实施例，每个传感器和每个构件被结合到一个相同部件中，部件的组利用同一缆线而在部件之间相互连接，形成多路复用网络并提供电力。
根据一个实施例，构件进一步结合用于截止流体进入相关联的管道中的装置。
此外，本发明涉及一种用于分配待喷射到诸如农田的表面上的液体产品的方法，装置包括用于喷射液体产品的杆，杆包括多个连续的管道，每个管道形成杆的纵向节段且具有：
-至少一个入口端口，设计成与至少一个液体产品源流体连通；以及
-至少一个出口端口，适于与至少一个喷嘴流体连通；
方法的特征在于，方法包括以下步骤：
-测量物理参数，使得能够利用联接至相应的管道的多个传感器确定相应的管道内的压力；
-通过控制单元估算至少两个管道之间的压力差，控制单元相对于每个传感器集中或专用于每个传感器，且控制单元与传感器相互连接；
-利用构件改变相应的管道内的压力，构件分别与入口端口中的至少一个流体连通，且构件根据压力差而被控制单元驱动。
因此，根据本发明的方法使得能够限制位于杆的喷嘴之间的液体产品的压力差，因此能够限制由那些喷嘴喷射至同一农田的单位表面上的液体产品的体积差异。
根据一个实施例，根据本发明的方法进一步包括以下步骤：
-检查管道处的压力是否高于预定阈值，优选为0.5巴；
-如果压力高于预定阈值，正常驱动与管道相对应的构件；以及
-如果压力低于预定阈值，使与管道相对应的构件保持其先前状态，且优选地，使构件具有最大流动截面。
因此，当每个喷嘴均装备有防溢系统时，在弹簧上装配有膜，则管道之间的压力差的估算可说明通过防溢系统产生的剩余背压。
根据一个实施例，根据本发明的方法进一步包括以下步骤：
-执行根据前面所述的具有压力传感器的装置；
-将装置与压力或流量调节单元相关联，流量调节单元设计成根据装置在表面上的前进速度来调整所喷射的液体产品的总流速；
-利用控制单元定期地计算由传感器测得的压力的平均值与由调节单元产生的压力之间的差值；以及
-驱动每个构件，以便保持差值小于预定阈值。
因而，这避免了由控制单元的漂移或“占用（seizing）”造成的装置的压力升高，因为优选通过压力降低来完成调节，然后仅当有必要时压力增加。
根据一个实施例，在开口速度大于闭合速度的情况下驱动每个构件。
因而，这避免了由控制单元的漂移或“失控（runaway）”造成的装置的压力升高，因为优选通过压力降低来通过每个构件来完成压降的调节，然后仅当有必要时压力增加。
根据一个实施例，根据本发明的实施例的方法进一步包括以下步骤：如果由传感器测得的物理参数确定在目标管道内的压力异常地且同时地不同于两个相邻管道中的压力，则利用控制单元产生识别目标管道的信号，以便通知操作者目标管道中或目标管道附近发生了阻塞，诸如在过滤器和/或喷嘴处发生了阻塞。作为异常差异的实例，相邻管道中的压力可均超过目标管道中的压力，或者相反地，可均低于目标管道中的压力。
因此，操作者更快速且更精确地执行校正维修。这个压力差可以设定在一重要的值。可能发生两种阻塞：如果安装在管道上的过滤器被阻塞，目标管道内的压力就相对于相邻管道内的压力异常地降低。相反地，如果喷嘴阻塞，目标通道内的压力相对于相邻管道内的压力异常地升高。在这两种情况下，识别目标管道的信号告知操作者有关阻塞的信息。该方法可在具有串联管道的杆中和具有并行管道的杆中实施。
通过以下描述可理解本发明及其优势，以下描述仅作为非限制性实例，并且以下描述参考附图进行，附图中：
图1为根据本发明第一实施例的装置的示意性（因而没有刻度）视图；
图2为根据本发明第二实施例的装置的类似于图1的视图；
图3为设计成装配图1或2所示装置的流量限制构件的横截面图；
图4为根据本发明第三实施例的装置的类似于图1的视图；以及
图5为根据本发明第四实施例的装置的类似于图1的视图。
图1示出了分配液体产品2的装置1，液体产品被容纳于容器3中且其必须被喷射至表面4（比如田地）上。装置1包括用于喷射液体产品2的喷杆或喷射杆或杆5。杆5由底架5.1和轮5.2支撑在表面4上滚动。轮5.2沿没有种子或植物的直线行进。比如，杆5能具有大约36m的长度L5。
在本申请中，“液体产品”指包括液相的产品。液体产品2可以为任意性质的，例如控制植物病害的产品，比如肥料或除草杀虫剂、杀虫剂、杀真菌剂等类型。
杆5包括九个管道，其中一个管道在图1中用标号6表示，且这些管道在杆5的长度L5的纵向方向X5上是连续的。在图1的实例中，这九个管道相对于纵向方向X5共线。管道6和等同装置由底架5.1支撑。因为九个管道是类似的，因此上述相对于图1对管道6的相应描述可类推到图1中示出的其他八个管道。
管道6形成杆5的纵向部段。部段的长度通常为3m、3.5m或4m，该长度由喷撒者限定。管道6具有一个入口7和八个出口。如下文所述，入口7由设计成与容器3流体连通的端口形成。八个出口由适于分别与喷嘴8流体连通的八个端口形成，所述八个端口通常在纵向方向X5上间隔50cm。喷嘴8和等同装置使得向表面4（该表面形成目标）上喷射液体产品。所述目标可以是地面或者植物。喷嘴8距表面4的距离H5（其垂直于纵向方向X5测得）优选地为70cm，更通常地是在40cm至100cm之间变化。
图1的实例中，表面4具有一个大约11%的倾斜度，图1中用A4有意地放大表示。设备1包括致动机构（未示出），致动机构联接至杆5且适合于改变杆5的倾斜角以便顺应表面4的地形（具体是其倾斜度）。此致动机构可能由液压缸形成。
因为杆5的长度L5大概为36m，所以杆5在位于杆5的横向端处的喷嘴之间的高度差H5.A4为3.6m。
装置1还包括九个联接至相应的管道的压力传感器。在图1中，管道6联接至压力传感器9。因为这9个压力传感器相类似，因此下文相对于图1提供的压力传感器9的描述可以推广至图1所示的其它八个压力传感器。
压力传感器9形成适合于测量物理参数的传感器，使得可以确定与之相联接的管道6中的压力。图1所示的示例中，每个压力传感器9或等同装置由稳压器或恒压器构成。每个压力传感器9或等同装置附接在相应的管道6上。
装置1还包括供给导管10，供给导管的下游与管道6的入口7以及等同装置相耦接。供给导管10用于为管道6提供液体产品2。
在每个供给导管10的上游，耦接有截止阀13，该截止阀允许或阻碍液体产品在相应的供给导管10中的流动。如图1所示的示例中，每个截止阀13由电磁阀或其它电动阀构成。
泵14安装在容器3的下游，以便对液体产品2加压，从而设定为启动状态。泵14用于对液体产品2加压以确保其流动至喷嘴8，因此设定为启动状态。
供给导管10被设计成通过泵14和相应的截止阀13而并联至容器3.
在本申请中，动词“耦接”、“连接”、“供应”及其变形词涉及在两个远距离元件之间的流体连通，即，液体流动。此外，术语“上游”和“下游”指液体产品在根据本发明的装置中从液体产品源至喷嘴中的出口的流动的方向。
此外，装置1包括用于液体产品2的流量限制构件11。构件11设计成产生不同的压降，以便改变相应的管道6内的压力和使相应的管道内的压力相等。
流量限制构件可包括针调节器、滑动闸式阀、冰闸（ice sluices，水闸）或比例电磁阀、或软管夹。
特殊构件11的结构在下文中相对于图3进行描述。
每个构件11在下游通过导管10耦接于管道6的入口7，并且在上游通过截止阀13耦接于导管16。
每个构件11在相应的供给导管6的上游部分连接，尤其在图1的示例的供给导管的上游端部处连接。每个构件11通过供给导管10而与入口7流体连通。换言之，每个供给导管10与至少一个构件11流体连通。在图1的示例中，每个管道6与压力传感器9相联接，且入口7与构件11流体连通。
在一个有利的实施例中，作为对截止阀13的替代，构件11自身执行用于管道6的供给中断功能，形成单个部件。在该实施例中，每个构件11直接在上游直接耦接于共享导管16。
装置1还包括控制单元12，该控制单元与传感器9相互连接，以便估计至少两个管道6之间的压力差。控制单元12还与构件11相互连接，以便根据控制单元12评估的压力差驱动构件。控制单元12可放置在杆5上或远离杆5，例如，控制单元可放置在引擎上（未示出），所述引擎支撑杆5的底架。
此处控制单元12设计成驱动构件11以便将压力差限制至10%，并且优选地限制至小于5%。
在本申请中，动词“相互连接”及其变形词涉及电、磁或电磁信号的传输。这种信号传输可以在具有或没有线缆的情况下完成，并使用直接或间接相互连接，即，不使用部件、或使用一个或多个部件完成。
在图1中，传感器9以及等同装置与控制单元12之间的信号传递由虚线12.1表示，控制单元12与构件11之间的信号传递由虚线12.2表示。
在图1的示例中，压力传感器9的组通过总线形成相互连接的多路复用网络。类似地，构件11的组通过总线形成相互连接的多路复用网络。因此，利用总线实现沿着线12.1或12.2的信号传递。
该总线使得可将电线的数量限制为大体上四个，这形成轻的、成本低的易于安装和维护的网络。
旁通阀15（其已知用于DPA调节）连接至泵14的下游。旁通阀15一方面利用共享导管16连接至截止阀13和/或构件11，另一方面利用回流管连接至容器3、或直接连接于泵14的上游，以便将液体产品2的一部分引导通过旁通阀而返回。旁通阀15用于与杆5在表面4上的移动速度成比例地调节液体产品2的流速。因此，位于共享导管16下游的整个供应回路以与杆5在表面4上的移动速度成比例地提取液体产品2，即以DPA提取。
在运行中，根据本发明的用于分配待喷射至表面4上的液体产品2的方法包括测量物理参数的步骤，使得可以利用连接至各个管道6的传感器9来确定各个导管6内的压力。在传感器9的情况下，该物理参数直接为相应的管道6内的压力。
然后，在根据本发明的方法中，两个管道6之间的压力差利用与压力传感器9相互连接的控制单元12来估算。在图1的示例中，高度差H5.A4使得位于杆5的上横向端和下横向端处的管道之间的压力差超过0.5巴。
其次，根据先前估算的压力差，控制单元12驱动构件11以改变相应的管道6内的压力，以便使这些压力接近于这些压力（不包括低于预定阈值的压力）的平均值。压力进行定期测定，以便逐渐减小由杆5（其在表面上向前移动）的倾斜变化造成的压力差。
由泵14产生的平均压力由旁通阀15在共享导管16中控制，以便确保“流速正比于前进速度”（Débit Proportionnel à I’Avancement，DPA），例如液体产品2的120L/h的DPA。整个杆5上的流通过构件1而均匀地在喷嘴8中分配，且与角A4（该角形成表面4的倾斜度）无关。
因此，无论表面4的地形如何变化，每个管道8或等同装置在表面4的单位表面上喷射等量的液体产品2的流，比如以120L/h喷射。
此外，根据本发明的方法，控制单元12可执行以下步骤：
-检查压力差是否超过预定阈值，例如为0.5巴，所述预定阈值代表由装备喷嘴的防溢系统的最大剩余背压；
-如果压力差超过预定阈值，驱动构件11；以及
-如果压力差低于预定阈值，保持构件11处于它们的先前状态；可替换地，构件可以打开至最大以消除任何限制，这使它们为之后的操作做准备。
需要指出的是，装置1的某些部件（尤其是压力传感器9和构件11）可连接于已有的杆以实现对杆的改造。利用简单的供电配置，整个装置可安装在待改造的杆上，而与任何已有驱动系统或电气系统或电调节系统无关。
图2示出了根据本发明第二实施例的装置101。由于装置101类似于装置1，所以除了下文描述的差异之外，相对于图1在上文对装置1的描述均可推移至装置101。装置101的在结构或功能上与装置1的元件类似或对应的元件具有增加了100的相同标号。
因此，该实施例限定了液体产品102、容器103、表面104、具有轮105.2的杆105、导管106、入口107、喷嘴108、供给管道110、构件111、控制单元112、截止阀113、泵114、旁通阀115、共享导管116和回流管117。
装置101区别于装置1，因为杆105底架具有变化的几何形状，即，其包括中间框架105.4以及两个移动臂105.3和105.5、以及在中间框架105.4与移动臂105.3和105.5之间的连接装置118.1和118.2。每个连接装置118.1和118.2允许中间框架105.4与每个移动臂105.3和105.5之间的相对枢转，其中连接装置例如由液压缸形成。在图2的示例中，中间框架支承一节段（segment），且每个移动臂105.3和105.5支撑4个管道6和等同装置。
因此，杆105可顺应表面104的更复杂地形，使得可以保持与目标的基本上恒定的距离，这提高了液体产品102的喷射的均匀性，且在有风的情况下，防止最小的滴剂被朝向其它农作物喷送。
在图2的示例中，表面104由深谷构成，其中心区域基本上水平，且其横向部分形成的相应的大约为11%和5%的倾斜度A014.1和A104.2。
此外，装置101不同于装置1，因为控制单元112在杆5上。控制单元112紧固在杆5的中间框架105.4上。根据一个可替换实施例，装置1也可和控制单元12一起在中间框架上构建。
此外，装置101与装置1的不同在于，用于测量物理参数的每个传感器使得可以确定相应的导管106内的压力，传感器由倾角计109构成。每个倾角计109联接至相应的导管106。在这种情况下，每个倾角计109紧固在相应的移动臂105.3和105.5上。
在本申请中，术语“联接”和其变形词表示传感器安装在至少一个管道中或与至少一个管道相关联。因此，在装置1中，压力传感器9与管道6流体连通，在这种情况下，压力传感器直接螺纹连接（tapped）在管道6上。在装置101中，倾角计109简单地固定或安装在导管106上。可替换地，倾角计109可安装在移动臂上，进而与导管106相关联。
每个倾角计109测量由相应的移动臂105.3和105.5在水平面上由于倾斜度A104.1和A104.2而形成的角度。控制单元112计算两个导管106之间的高度差，然后根据倾斜度A104.1和A104.2、液体产品102的密度、导管106相对于其它导管106的位置来计算这些导管106之间的压力差。然后，这些控制单元112能够根据先前估算的压力差而驱动构件111，以改变不同的各个导管内的压力和使不同的各个导管内的压力相等。
图3示出了流量限制构件11，流量限制构件设计成装备装置1或101。构件11包括与共享轴线11.3同轴地并列布置的两个盘11.1和11.2。每个盘11.1或11.2穿设有端口11.4或11.5，所述端口相对于共享轴线11.3非对称。可替换地，每个端口可为除了半圆以外的形状，例如椭圆形、长方形、细长形或偏心圆形开口。
盘11.1和11.2可绕着它们的共享轴线11.3旋转。为此，盘11.2的周围设置有齿，其形成用圆轴线示出的啮合部11.6。啮合部11.6设计成由图3中的轴线图示的蜗杆11.7驱动。蜗杆11.7形成用于盘11.1和11.2的驱动构件。
当盘11.1和11.2相对彼此旋转时，其端口11.4和11.5根据盘11.1和11.2的旋转角度而或多或少地重叠，以便限定可变流横截面11.8。这样，该组件形成被设计为改变相应的管道中的压力的和使相应的管道中的压力相等的构件11。
图4示出了根据本发明第二实施例的装置201。由于装置201类似于装置1，因而除了下文描述的差异，上文中相对于图1对装置1的描述均可推广至装置201。装置201的在结构或功能上与装置1的元件类似或对应的元件具有增加了200的相同标号。
从而，该实施例限定了液体产品202、容器203、具有角A204的表面204、杆205、管道206、入口207、喷嘴208、供给导管210、构件211、控制单元212、截止阀213、泵214、旁通阀215和回流管217。
装置201与装置1的不同在于，杆205还包括连接导管218，连接导管设置成使得两个连续的管道206通过相应的连接导管218连接。换言之，形成杆205的纵向节段的管道206串联安装。与此相反，分别在图1和图2中出现出的管道6和106则并联排列。
每个构件211被安装在两个连续的管道206之间。为了便于理解图4，构件211示出在连接管道218之上。但是，有利的是，每个构件211直接布置在相应的连接导管218的中央部分上。在图4的示例中，每个构件211均由流量限制器形成。
此外，装置201与装置1存在不同，因为它还包括两个供给导管210。供给导管210分别被耦接到布置在杆205的每个端部处的两个管道206上，即分别在图4的右侧和左侧。
此外，杆205包括两个截止阀213。每个截止阀213设置成选择性地允许到液体产品202流到相应的供给导管210中。每个截止阀213都由控制单元212驱动。
此外，装置201与装置1不同，原因在于装置201缺少位于旁通阀215下游的共享导管。
根据本发明的方法，在操作过程中，表面204可以有一个倾斜度，它由图4中的角A204来体现。在杆205的节段之间没有铰接的情况下，杆205的两端处于不同的高度上。换言之，杆205具有下端和上端。在上端和下端之间会产生压力差，并且在每个管道206之间也会产生压力差。
联接至相应的管道206的压力传感器209确定每个管道206中的压力。可替换地，倾角计也使修改管道206之间的压力差成为可能。
然后，控制单元212计算两个管道206之间的压力差。接着，控制单元212驱动构件211，以便根据先前评估的压力差来改变管道206内的压力。为此，构件211形成通过总线212.1和212.2相互连接的多路复用网络。
对于沿杆205的恒定倾斜角A204，构件211被驱动，从而每个构件均产生足够的压降来平衡在相应的管道206中的上游的平均压力以及在导管210中的下游的平均压力。构件211的驱动通过倾角计或者相应的压力传感器209（特别是那些直接位于上游和下游位置的倾角计或压力传感器）的测量来实现，并且接下来，由总线212.1和212.2表示的控制单元212完成计算。
因此，例如，在管道206是相同的、且杆205是直线形的、且倾斜度为倾斜角A204的情况下，所有的构件211将它们的通道部分限制在非常相似的比例，以形成相同的压降，因此由它们相似的高度差异在管道206之间形成相同的大气压力差。由每个构件211接连产生的压降从杆205的顶端累积到末端，这平衡了所有管道206之间的平均压力。
当每个管道中的压力彼此相等时，每个喷嘴208或等同装置在每单位表面204上喷射相同的液体产品流202，例如120L/h，与表面204的地形的变化无关。
有利的是，位于最低高度处（在图4右侧）的截止阀213被关闭或基本上被关闭。但是，在图的左侧，最上面的截止阀213是完全打开的，这有利于构件211的驱动。当表面是水平的，两个截止阀被完全重新打开。
图5示出了根据本发明第四实施例的装置301。由于装置301类似于装置201，因此除了下文描述的差异之外，相对于图4在上文对装置201的描述均可推广至装置301。装置301的在结构或功能上与装置201的元件类似或对应的元件具有增加了300的相同标号。
从而，该实施例限定了液体产品302、容器303、具有角A304的表面304、杆305、管道306、入口307，喷嘴308、供给导管310、构件311、控制单元312、泵314、旁通阀315和回流管317。
装置201与装置201的不同在于，作为对截止阀213的替代，杆305包括布置在杆305的每个端部处的限制器311.1和311.2。每个构件311.1或311.2由控制单元312驱动。每个构件311.1或311.2由类似于构件311的流量限制器形成。
最低的构件311.2大大限制了其流动截面，以便生成压降来用于补偿杆305的倾斜度A304的全部，或者补偿杆的一部分的（如果可用的话）。在本发明中，管道或节段306是完全相同的，压降至少等于由位于较高处的所有其它构件311加上一个单位所产生的压降的总和。
换言之，如果杆305包括N个管道306，且因此有（N-1）个位于杆305的节段之间的中间构件311，控制单元312驱动最低的构件311.2，从而其产生的压降大于或等于由所有中间构件311产生的压降的N倍。
如果表面304为水平的，构件311.1和311.2最大程度地打开，由于压力事实上在全部管道306中又变得相同，这能够在杆305的每个端部处供给以相同的流量，或者在每个杆部分供给以相同的流量（如果可用的话）。
此外，在图5的示例中，每个构件311的开口速度大于闭合速度，例如利用驱动信号。在开口速度大于闭合速度的情况下，控制单元驱动每个构件311，使得优选通过压力降低而完成调节，然后仅当有必要时压力增加。
从而避免了由于控制单元312的漂移或“失控”造成的装置中的压力增加。换言之，为了获得全部管道306中的压力平衡，在试图增加之前，控制单元312首先试图降低每个管道中的压力，降低由其构件311造成的压降。因而，管道中的平均压力趋向于变得尽可能接近导管310中的供给压力。
根据本发明的未示出的其它实施例，单独或根据任何技术上允许的组合考虑：
-上述所有三个功能（压力传感器、流量限制器和电子驱动卡（即，控制单元变为分开的）、和潜在的第四功能（节段的截止）被设置在单个位置中（在每个管道/节段的入口处），并优选地位于一集成部件中（以降低成本）。该集成允许明显的成本降低。所有集成的部件之间通过相同的缆线相互连接，形成多路复用网络总线并提供电力。有利地，这些集成的多功能构件被直接布置在杆上，这使得它们非常容易地适于所使用的杆。
-传感器包括至少一个倾角计，所述至少一个倾角计直接安装在相应的管道上或中间框架上或杆的臂中的至少一个臂上。在非铰接的杆（其因而具有相对于农田的单个倾角）的情况下，该单个倾角允许控制单元通过计算确定每个管道中的压力。
-类型10的供给管道中的至少两个在它们相应的截止阀的上游与相同类型11的构件流体连通，以便同时地改变多个管道内的压力，这限制了所需构件的数量。
-管道的数量在3至30之间，优选地在5至25之间。
-可变几何臂的数量在2至6之间，优选为2。
-传感器包括适于确定多个对应导管距离地面的高度的传感器。
-控制单元设计成解析和/或推断由仅安装在某些选定的管道中的传感器完成的压力测量。在这样的替代方案中，不必要在所有管道中均安装传感器。
-杆包括多个杆部分（比如两个），所有多个杆部分并联安装，并从而被提供动力，每个杆部分均具有多个使用连接导管而串联的多个管道，其中每个连接导管均连接至两个管道。
-如果由传感器测得的物理参数确定在目标管道中的压力异常地且同时地不同于两个相邻管道中的压力（这些压力比如都较高或者都较低），控制单元产生识别目标管道的信号，以便通知操作者目标管道内或附近（比如附接在所述目标管道上的过滤器和/或喷嘴）发生了阻塞。
-根据本发明的装置与所谓的DPA（流速正比于前进速度）调节单元相关联，所述调节单元调整压力或流速，以根据装置在所述表面上的移动速度来调节喷射的液体产品的总流速。控制单元定期计算一方面由每个传感器上测得的压力的平均值与另一方面由所述调节单元产生的压力之间的差值。然后，控制单元驱动每个构件以便保持上述差值小于预定阈值。
Claims (26)
1.一种用于分配待喷射到表面上的液体产品的装置，所述装置包括用于喷射所述液体产品的杆，所述杆包括多个连续的管道，每个管道形成所述杆的纵向节段且具有：
-至少一个入口端口，设计成与至少一个液体产品源流体连通；以及
-至少一个出口端口，适于与至少一个喷嘴流体连通；
所述装置的特征在于，所述装置进一步包括：
-传感器，联接至相应的管道，每个传感器均适于测量物理参数以使得能够确定两个相应的管道之间的压力差，或者适于测量物理参数以使得能够确定各管道内的压力；
-多个构件，设计成改变相应的管道内的压力，每个构件与至少一个入口端口流体连通；以及
-至少一个控制单元，与所述传感器相互连接，以估算至少两个管道之间的压力差，所述控制单元与所述构件相互连接，以便驱动所述构件，以降低所述压力差或使所述压力相等。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元设计成驱动所述构件，以便将所述压力差限制至小于10％。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器包括压力传感器，所述压力传感器附接于相应的管道上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述传感器包括至少一个倾角计。
5.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述构件包括用于限制所述液体产品的流动的构件。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，至少一个流量限制构件(11)包括同轴地并列布置的两个盘，每个盘均穿设有孔，所述孔相对于所述盘的轴线不对称，所述盘能够在驱动构件的作用下围绕所述盘的共享轴线转动。
7.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，每个管道均联接至传感器，并且每个入口端口均与构件流体连通。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述杆进一步包括连接导管，所述连接导管布置成使得两个连续的管道通过一相应的连接导管连接，并且使得所述连接导管形成装备有串联连接的多个管道的至少一个杆部分，所述杆包括所述杆部分中的一个或多个杆部分，所述一个或多个杆部分并联布置，并且其中，至少一个构件布置在串联连接的所述管道之间。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括两个供给导管，所述两个供给导管分别耦接至布置在所述杆的每个端部处或布置在杆部分的每个端部处的两个管道，其中，所述杆或每个杆部分还包括两个构件或两个截止阀，每个构件或截止阀被布置成选择性地允许液体产品在相应的供给导管中的流动或被布置成产生预定压降。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，进一步包括多个供给导管，所述多个供给导管设计成并联连接于至少一个液体产品源，每个供给导管与至少一个相应的构件流体连通，所述构件耦接于相应的供给导管的上游区域中。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，至少两个供给导管耦接至同一构件。
12.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述传感器的组和所述构件的组中的至少一个形成通过总线相互连接的多路复用网络。
13.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，每个传感器和每个构件被结合到一个相同部件中，所述部件的组利用同一缆线而在所述部件之间相互连接，形成多路复用网络并提供电力。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述构件进一步结合用于截止流体进入相关联的管道中的装置。
15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述表面是农田。
16.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述压力差限制至小于5％。
17.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述用于限制所述液体产品的流动的构件为针调节器、滑动闸式阀、冰闸或比例电磁阀、或软管夹。
18.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述驱动构件为电动机。
19.一种用于分配待喷射到表面上的液体产品的方法，用于分配待喷射到表面上的液体产品的装置包括用于喷射所述液体产品的杆，所述杆包括多个连续的管道，每个管道形成所述杆的纵向节段且具有：
-至少一个入口端口，设计成与至少一个液体产品源流体连通；以及
-至少一个出口端口，适于与至少一个喷嘴流体连通；
所述方法的特征在于，所述方法包括以下步骤：
-测量物理参数，使得能够利用联接至相应的管道的多个传感器确定各管道内的压力；
-通过控制单元估算至少两个管道之间的压力差，所述控制单元相对于每个传感器集中或专用于每个传感器，且所述控制单元与所述传感器相互连接；以及
-利用构件改变相应的管道内的压力，所述构件分别与所述入口端口中的至少一个流体连通，且所述构件根据所述压力差而被所述控制单元驱动。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括以下步骤：
-检查管道处的压力是否高于预定阈值；
-如果所述压力高于所述预定阈值，正常驱动与所述管道相对应的所述构件；以及
-如果所述压力低于所述预定阈值，使与所述管道相对应的所述构件保持其先前状态，且使所述构件具有最大流动截面。
21.根据权利要求19至20中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：
-执行根据权利要求3所述的装置；
-将所述装置与压力或流量调节单元相关联，所述压力或流量调节单元设计成根据所述装置在所述表面上的前进速度来调整所喷射的液体产品的总流速；
-利用所述控制单元定期地计算由所述传感器测得的压力的平均值与由所述调节单元产生的压力之间的差值；以及
-驱动每个构件，以便保持所述差值小于预定阈值。
22.根据权利要求19至20中任一项所述的方法，其特征在于，在开口速度大于闭合速度的情况下驱动每个构件。
23.根据权利要求19至20中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：
-如果由传感器测得的物理参数确定目标管道内的压力异常地且同时地不同于两个相邻管道中的压力，则利用所述控制单元产生识别所述目标管道的信号，以便通知操作者所述目标管道中或所述目标管道附近发生了阻塞。
24.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述表面为农田。
25.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述预定 阈值为0.5巴。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，在过滤器和/或喷嘴处发生了阻塞。
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