CN105492112A - 农用化学品预稀释单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种农用化学品预稀释单元(1)，其包括混合装置(21)，混合装置(21)接收并且混合水与农用化学品。这个单元(1)利用与混合装置(21)成流体连通的多个泵(18,20)来执行混合过程，混合装置(21)将制备的混合物通过出口管(S)发送到罐式车。多个容器(2,3,4,5)安装于该单元(1)中并且包含农用化学品，农用化学品以受控制并且精确方式泵送到混合装置(21)，该混合装置允许以最少的人为干预来制备农用化学品与水的混合物。在本发明中还公开了由PLC控制的液体混合物的制备，PLC允许管理者获得准确的混合物而无需直接在该单元中干预，因为管理者能利用计算机与该单元互动，使得PLC控制单元(1)中的所有装置便于制备混合物。

Description

农用化学品预稀释单元

技术领域

本发明涉及一种农用化学品预稀释单元，其允许制备水与农用化学品的混合物，而无需工人直接互动，因而将劳动危害和环境影响降至最小。

背景技术

施加农用化学品是食品行业和其它类型的农作物生物量中常见的做法。尽管目前倾向于减少这些化学品的使用，因为它们可能对人体健康有害，但是仍然需要使用它们来用于例如适当地处理和治疗农作物或者植物。

根据管理者对于栽培和待执行的处理的知识，对于管理者所选择或指示的必需说明和规范中每一个，农用化学品的施加通常不同。实际上，施加农用化学品也遵循制造商的说明和规范。然而，关于施加什么农用化学品、怎样使用和何时使用，最终还是由负责农场或种植园的管理者来做决定，即具有专业技术的管理者选择待施加的农用化学品类型，使得工人能执行管理者所选择的具体混合。

通常，与农场或种植园的管理者相比，工人并不具有专业技术和知识。

举例而言，能在种植棉花、大豆或甘蔗的农场进行这种施加。

在这个产业部门中采用的农用化学品可以是很多不同类型，某些对人危害较大并且其它可能危害较小，但应注意到如果不正确地处置农用化学品，所有这些产品都能或多或少地给人和主要是其中发生相应施加的环境造成不合需要的结果。

因此，为了最小化任何不合需要的影响或者对人类健康的危害，主要是对于处置农用化学品的管理者健康的危害，应使用保护性装备。管理者使用或者应使用被称作PPE的装备(个人保护设备)以符合安全标准，这样的装备由保护性服装、手套和耐化学药品的靴子和过滤药剂的面具组成，使得管理者将不吸入溶剂或其它挥发性化合物。

重点强调的是供应给农场和植物园的农用化学品具有较高浓度并且因此必须稀释来实施这些农用化学品，特别是当用于地面喷洒时。在空中喷洒时，即从飞机施加农用化学品时，也发生稀释，但混合物浓度更高一些，因为运输容量较小并且更昂贵。

如已经提到的那样，在利用喷雾器施加农用化学品混合物之前，用水来稀释混合物以形成药水。这种药水确切地为至少一种农用化学品的组合物以及预定量的溶剂(其为水)的混合物。因此，在能耐受大量农用化学品以及溶剂的较大容器中制备药水。通常，这种容器的容量为5000至20000升，并且例如定位于专用的棚(shed)中或农场中。在制备了溶液之后(预稀释)，其由罐式车运输到喷雾器，喷雾器可以在田地中或者在跑道上(在空中喷洒的情况下)。

喷雾器，除了被供应所述药水之外，通常还被供应额外水以用于将药水相应地施加到田地中。

实际上，工人常常被迫在压力条件下并且利用大量的农用化学品在所提到的容器中执行药水制备。换言之，工人必须准备以相对较短的时间间隔将药水供应到罐式车。

因此，在应用中出错的可能性会具有严重后果。工人差错的最常见的后果直接导致农用化学品的更大浪费以及工人向农用化学品暴露。这实际上经常发生，尽管佩带了适当装备。

此外，因为在位于棚中的较大罐中制备药水，大气可能会被浸渍正制备的药水的挥发物，或者甚至与运输农用化学品的人直接接触。

此外，在搬运农用化学品时可能会发生若干事故。简言之，当前搬运用于制备药水的农用化学品的方式相对落后，需要使用者干涉或者使用者与农用化学品直接互动。这也使得工人/使用者暴露于危险处境，这种危险在不正确或无意中搬运时显著加剧。健康后果较为显著并且不能忽视相应的劳动责任。

而且，不能排除以下问题：制备药水的时间相当长，以及不能精确地控制工人用来制备药水的农用化学品量和水量。

换言之，尽管有校正行为，种植园的管理者无法对实际发生的情况进行绝对控制，因为这取决于工人。

在某些情况下，无法知道在制备药水时是否减掉了农用化学品的部分。这是因为，尽管能远程控制，工人仍能将更少量的农用化学品用于具体溶液，但管理者却没法知晓。这不仅涉及犯罪行为，而且也对于种植园或农场的高效生产很不利，因为管理者认为在特定位置喷洒了特定量的农用化学品，但实际上却没有。

在现有技术中，存在一种运输装置，其避免了上文提到的缺陷。这种装置是文献PI1100233-6的目的，文献PI1100233-6涉及一种除了将药水运输到喷雾器之外还执行药水完全混合的卡车。

文献PI1100233-6的目的相当高效并且满足了农业工业的各种需求，证明是使用农用化学品的种植园和农场的重要工具。然而，这种卡车(PI1100233-6)是针对于几种具体应用的。因此，需要每个卡车配备泵，将大容积器皿(bulk)运输到田地等。实际上，这可能提高种植园的生产成本，因为尽管它是运输装置，它也是用于混合农用化学品的装置。

因此，由于需要在种植园采用多个这样的装置，这将无疑会增加生产成本，因为每个卡车具有一系列设备。

因此，实际上，如上文所指示，常常选择在棚中执行混合(药水制备)并且利用罐式车将药水运至相应喷雾器那么远。

因此，如果选择在文献PI1100233-6中指示的方案，关于能在同一种植园中制备的药水量存在某些限制。

发明内容

本发明涉及一种农用化学品预稀释单元。在这种单元中，存在主要用于混合农用化学品与水以制备待喷洒到田地上的药水的混合装置。为此目的，这种单元设有用于在内侧循环水和/或农用化学品的泵和用于连通混合装置与水和农用化学品混合物的出口管的另一泵。

此外，该单元还设有配料泵，配料泵计划用来填充罐式车。这种配料泵具有大约50m³/h的流率容量。因此，如果罐式车具有大约14000升容量，预期完全填充罐式车的时间仅为14分钟。

在这个单元中，设置器皿，器皿连接到泵的入口用于循环水和/或农用化学品通过具有压力传感器的相应管，使得能确定通过管的农用化学品量。这个同一泵的出口通过另一管与混合装置连通以将来自器皿的农用化学品供应至所述混合装置。

因此，能在该单元中执行混合农用化学品的全部操作，而无需工人直接干预并且同时，管理者保证了所产生的药水的品质和准确度。

附图说明

现将参考在附图中示出的实施例的示例来更详细地描述本发明。附图示出：

图1是农用化学品预稀释单元的透视图；

图2是农用化学品预稀释单元的正视图；

图3是农用化学品预稀释单元的后视图；

图4是农用化学品预稀释单元的连接部的示意图。

具体实施方式

如将在上文所示的图中，主要在图1中看出，以透视图表示农用化学品预稀释单元1。在本发明的实施例中，设有四个器皿2、3、4和5，这些器皿是填充了农用化学品的容器。

这些器皿来自农用化学品制造商并且被发送到农场或种植园用于防治害虫等目的。它们通常具有大约1000L的体积。因此，鉴于器皿的大小和重量，它们通常利用允许搬运它们的装配例如铲车在种植园的棚内移动。

这些器皿2、3、4和5能独立地移除或放置于农用化学品预稀释单元1的支承结构8上，即，当需要用另一个器皿来替换这些器皿之一时，工人仅需要使这个器皿与所述单元1断开连接并且将另一器皿(若需要)放置于支承结构8上。

在图1(和因此在图2、图3和图4中)，还可以注意到器皿2、3和4位于结构8的上部并且在这个结构的下部还设有彼此连通和互动的多个管和装备以产生药水用于罐式车，罐式车例如将在水中稀释的器皿的内含物即所需要的药水，递送到田地中药水的喷雾器。

另外，在该结构8的左上部还有粉末输入袋7，粉末输入袋7包含应添加到药水以满足特定需求的农用化学品，这可以由单元1的管理者来选择。这种选择通过PLC发生，PLC容纳于PLC外壳9中，并且这种选择能在单元1附近或较远处执行。解释：由于本发明的装备(如将在下文中示出)彼此互连，需要多个阀、泵和管互连从而以优化方式来生产药水。就此而言，在本发明的目的中，这些装置连接到PLC，使得，管理者能利用计算机来操作整个单元。这可以甚至远程执行。

无论如何，观察到器皿2、3、4和5中每一个具有相应出口10、11、12和13。实际上，这些出口10、11、12和13是与相应柔性管G、H、I、J连通的阀。因此，当器皿需要被替换时，闭合相应柔性管的阀，中断流体连通。替换器皿使得柔性管能再次连接，因此打开所述阀。

可以观察到，柔性管G、H、H、J中每一个从器皿中每一个接收农用化学品，并且在单元1的中央部分与收集器K连通，收集器K将所有这些柔性管G、H、I、J联结在单个管中。然而，应当指出的是，在组装这些管之前，柔性管G、H、I、J中每一个具有相应压力传感器14、15、16和17，它们在器皿2、3、4和5的下方。考虑到在出口10、11、12和13与压力传感器14、15、16和17之间的高度差形成的柱，能测量在所述传感器上的压力，以便确定在器皿2、3、4和5中每一个内存在的农用化学品或液体量。这条信息在压力传感器14、15、16和17中每一个上读取并且发送到PLC。

因此，在器皿2、3、4和5中每一个中存在的农用化学品通过所述压力传感器14、15、16和17之后，其在被配料泵18吸收之前进入到收集器K，配料泵18的入口连接到收集器K。

在这些图中还可以观察到收集器K连接到管M，管M与反洗泵19流体连通，反洗泵19的入口与水源连通。因此，能将水添加到收集器K，水可以由配料泵18泵送。

配料泵18的出口在混合装置21的方向上穿过管L延伸，并且流量计22安装于这个管上，其信息能由PLC读取。

因此，当存在于所提到的器皿中每一个中的农用化学品由配料泵18抽吸时，PLC能测量供应到混合装置21的农用化学品的精确量。实际上，在控制压力传感器14、15、16和17(其也具有停止柔性管H、H、I、J中农用化学品的相应流动的功能)的打开后，由管理者对PLC编程，确定压力传感器14、15、16和17中每一个的必需打开时间。因此，当由流量计22测量来自柔性管G、H、I、J、通过管L的农用化学品量时，PLC通过闭合相应传感器来停止农用化学品的流动并且也能在希望的时刻切断泵。

实际上，相当精确的农用化学品量供应到混合装置21，工人与器皿2、3、4和5的内含物并无任何接触。只有管理者对PLC的命令用来接通/断开在将农用化学品运输到混合装置21时所涉及的设备。例示所陈述的内容：管理者通过PLC软件输入关于应当制备的溶液类型的必需信息。PLC具有关于必需测量的信息，并且由此启动配料泵18的运行并且也从器皿22、3、4和5之一释放农用化学品的流动。因此，在管理者与用于制备溶液的单元1之间仅有很少的互动，互动仅通过PLC进行，即，管理者能仅通过访问计算机来选择并且制备所需溶液。

此外，工人的互动仅涉及替换单元1中的器皿和将出口管S连接到罐式车，罐式车负责将药水从单元1分配到在田地中工作的喷雾器。显然，本发明还具有将在下文中描述的其它特征。

如在附图中可以观察到，反洗泵19除了向收集器K供应额外水之外，还具有管O，管O细分成三个管：管M，其向收集器K供应水；管P，其向四个上管Q1-Q4供应水；以及，管N，其向三个分级管(fractionatedpipes)N1-N3供应水。

从反洗泵19通过管M向收集器K供应水受到PLC控制，PLC在确定的操作中，将农用化学品与水的预混合物供应到混合装置21。这种水供应可以完全由PLC禁止，或者，在需要时，这能相当准确，从而监视供应到收集器K的水体积。除了这种预混合功能之外，这种水供应预期清洁在反洗泵19下游的相应管。

实际上，当从反洗泵19向管P(管P分成四个上管Q1-Q4)供应水时，不再制备药水。因为这种水供应的目的是在相应器皿2、3、4和5中每一个的内部，上管Q1-Q4中每一个分别与器皿2、3、4和5中的一个连通。因此，例如，当器皿之一的内含物即将用完或者已经用完时，希望在相应器皿中的剩余农用化学品完全从器皿移除。因此，自然地，希望器皿清洁地运输到农用化学品的制造商/供应商，以便最小化在器皿内可能的任何不希望的污染。

此外，由于器皿2、3、4和5中每一个的内含物是独立的，为了防止来自反洗泵19的水通过管Q1至Q4进入到器皿2、3、4和5内从而以不合需要的方式混合农用化学品，添加流动切换阀24、25、26、27，这闭合管并且防止水通过到仍填充了农用化学品的器皿内。

在此方面，例如，反洗泵19由PLC促动，向管P供应水，而管P向上管Q1提供水，启动流动切断阀25、26、27，流动切断阀25、26、27中断管Q2-Q4，使水进入到器皿3、4、5内。上管Q1与器皿2的连通通过在器皿2上部上的覆盖物做出，覆盖物在其朝向器皿内侧的面上设有水分配器(未图示)，水分配器提供到达器皿2整个内部的水射流。以此方式，保证了任何剩余农用化学品将通向器皿10的出口，从清洁器皿得到的这种混合物可以用于产生溶液。

应了解在本发明的单元1中制备药水期间并不存在农用化学品的浪费。这是因为留在相应器皿中的农用化学品的任何残余用来制备药水。此外，重要的是再次指出执行这种清洁和农用化学品的使用优化而无需工人的任何直接干涉。可以自动执行这个工序，使得PLC能最终向管理者和工人发送信号或甚至消息，通知正在执行器皿清洁步骤并且将很快替换器皿。

本发明的主要目的之一在于最小化农用化学品可能对环境造成的任何不当影响。在此方面，尽管在器皿中存在的所有连接部具有较高的品质，在单元1操作期间，在这个位置，存在更多互动。这是因为，如上文所示，需要替换空的相应器皿。以此方式，工人还具有与待替换的器皿内侧或者将放置于支承结构8上新填充的器皿中的农用化学品很少的间接互动。在这种替换期间，空的器皿在其上部断开连接，因为连接到上管(例如Q1)的覆盖物应断开连接，器皿出口(例如，Q1)也应断开连接。在这种操作期间并且尽管工人采取必要的安全措施，在某些情况下，可能从这些连接部发生农用化学品的滴流，这些连接部被释放并且重新连接。因此，将不会存在单元1所安装的地点的任何类型的农用化学品污染，相应收集斜槽31、32、33和34设置于器皿2、3和4中每一个下方，斜槽延伸超过相应器皿并且在相应器皿的整个延伸部下方延伸。

实际上，收集斜槽31、32、33和34是一类支承件，器皿2、3、4和5能放置于收集斜槽31、32、33和34上，并且收集斜槽31、32、33和34具有类似于料斗或漏斗的形状，使得当向下呈锥形时，其截面减小，直到每个收集斜槽装配到与产品配料泵的排放管线连通的管V内。而压力泵管线连接到混合装置21。在此方面，当器皿2、3、4和5放置于支承结构8上时，来自器皿2、3、4和5的任何不合需要的滴流通过重力流动直到它们被收集用于预期的加工或丢弃，以便防止任何不合需要的污染。允许泄漏的农用化学品经过的路线穿过管V，因为管V具有向下倾斜，向下倾斜能在图2中清楚地看出，在图2中可以看出倾斜是朝向混合装置21。

应当指出的是，损坏可能是各种各样的，例如，在器皿壁中的裂缝或者由于意外发生的不合需要的工序造成的情况。重要的是通过上文所描述的预稀释单元1的特征，除了以最少的工人(其并不与农用化学品有直接接触)干涉来制备药水的可能性之外，也在搬运包含农用化学品的器皿时防止在不可预见的情况下的污染。

供应到混合装置21的水也可以来自管A，管A连接到水源，例如水槽。因此，水被泵送到这个管A，这个管A被细分成两个管，第一细分为管C，其将水供应至反洗泵19，反洗泵19的功能在上文中描述。应当指出的是，在管A与管C之间的流体连通能由切断阀35停止，切断阀35由PLC促动或释放。

而第二细分是管B，管B也再细分为管D和管E，管D和管E具有相应切断阀36、37，相应切断阀36、37也受PLC命令。以此方式，通过打开/闭合切断阀36、37，能将水流从管B引导至管D或管E。

当管E供应水时，管E能与配料泵20的入口连通，配料泵20的出口连接到所述出口管S，出口管S将通过所述配料泵20传递的液体提供给罐式车。

然而，如从附图中可以看出，配料泵20的入口也与管D流体连通。因此，为了防止通过管E传递的水流回到管D，设置另一切断阀38，另一切断阀38也受PLC命令。

因此，如果在启动配料泵20期间，仅需要向罐式车供应水，切断阀35、36和38应保持闭合，而切断阀37保持打开。

然而，在配料泵20泵送期间，当阀35和37闭合时，切断阀36和38应保持打开，使得在管A与配料泵20之间将存在流体连通。再次应当强调的是所述阀的打开和控制和泵的促动受到PLC命令。然而，在打开阀的后一种配置中，来自管A的水在通过配料泵20传递之前，与混合装置21的下出口29连通。在混合装置21中混合的液体(药水)通过抽吸而经由这个下出口39进入到配料泵20内，配料泵20将适当混合并且均化的溶液通过出口管S泵送到罐式车。

然而，如果仅存在管D通过下出口39的连通，包含在混合装置21中的流体将不具有充分压力通过所述出口朝向所述配料泵20流动。这是因为在确定的条件下，在管D上的压力将大于在下出口39的压力。因此，为了允许在混合装置21内的压力在靠近下出口39的管D中更高，存在一种到混合装置21内的管D本身的旁路。这种旁通由管F执行，管F使安装于管D内的切断阀与混合装置21连通。

由于切断阀40受到PLC控制，在混合装置21内侧的流体量和压力能关于在下出口39附近的管D的压力进行控制。由此，PLC命令来自混合装置21的混合流体量(药水)通过配料泵20。

由管F提供的这种连接部还具有添加水的功能，水适当地均化到混合装置21的内含物内，使得能获得高品质的溶液，即，管理者能关于添加到混合装置21的输入物的比例和量能进行准确控制。

重要的是指出，形成于混合装置21内侧的溶液可以仅由水和来自器皿2、3和5的农用化学品组成，而且，还取决于必需的应用和待由输入物产生的相应溶液。在本发明的实施例中，混合装置21还在其上部通过管R连接到粉末输入袋7。在这个管R中，设有切断阀23，切断阀23在受到PLC命令时打开或闭合，允许来自所述袋7的粉末输入准确地供应到混合装置21内。因此，利用在混合装置21内侧的流体的现有运动，在其中添加的粉末也均化为制备的溶液。

然而，不同于液体的情况，需要设置天平6，在天平6上安装粉末输入袋7，使得能控制供应到混合装置21的粉末输入量。在此方面，并且由于称重机器6的读数也与PLC通信，能在称重机器中记录当切断阀23打开时由粉末输入袋7提供给混合装置21的精确的粉末输入量。当到达了管理者通过他与PLC的互动而确定的量时，PLC通过闭合(命令)切断阀23来停止通过管R的粉末的流动。

最后，在某些条件下，管理者希望向溶液添加几种其它较少使用的农用化学品，即，在某些具体应用中，需要由农用化学品预稀释单元1制备更多种农用化学品。为此目的，将需要在相关单元中提供大量的器皿。在本发明的实施例的情况下，能清楚地观察到存在四个器皿2、3、4和5，但如果更大量的器皿安装于该单元1中，这将明显地提高单元的价格，此外还占据显著更大的空间。

因此，为了最小化单元1的成本和它所占据的空间，同时，仍允许管理者能选择用安装于单元1中的器皿中不存在的农用化学品制备药水，在单元1的右部中设置分级处置隔室41。在这个隔室41中，工人能安装确定量的含农用化学品的较小包装(通常20升)。这些包装可以连接到来自管N的相应管N1、N2和N3，这将使得在包装倾倒至隔室41内后使这些包装无菌。一旦倒出了这些产品，它们通过底部离开隔室41并且通过重力降落到混合器21内。

最后，当需要时，反洗泵9仍能通过管U向罐式车直接供应水。

如从前文可以看出，管理者能通过PLC控制以准确的方式制备将在田地中使用的溶液，而无需工人与稀释和制备的农用化学品具有直接互动，因为稀释和制备的农用化学品供应到罐式车。另外，可以观察到，单元1在制备农用化学品时最小化了污染的程度和可能性，因为单元1安装在安全的地点，不可移动并且具有甚至在未预期的泄漏的情况下防止污染的装备。

已经描述了优选实施例的示例，但应了解本发明的范围涵盖其它可能的变型，仅受到附属权利要求的语言限制，其中包括可能的等效物。

附图标记列表

属于预稀释单元的设备零件

1–预稀释单元

2–器皿

3–器皿

4–器皿

5–器皿

6–天平

7–粉末输入袋

8–支承结构

9–PLC外壳

10–器皿出口

11–器皿出口

12–器皿出口

13–器皿出口

14–压力传感器

15–压力传感器

16–压力传感器

17–压力传感器

18–配料泵

19–反洗泵

20–配料泵

21–混合装置

22–流量计

23–切断阀

24–切断阀

25–切断阀

26–切断阀

27–切断阀

31–收集斜槽

32–收集斜槽

33–收集斜槽

34–收集斜槽

35–切断阀

36–切断阀

37–切断阀

38–切断阀

39–下出口

40–切断阀

41–分级处置隔室

在预稀释单元的设备之间的连接件和接头

A–管

B–管

C–管

D–管

E–管

F–管

G–柔性管

H–柔性管

I–柔性管

J–柔性管

K–收集器

L–管

M–管

N–管

N1–分级管

N2–分级管

N3–分级管

P–管

Q1–上管

Q2–上管

Q3–上管

Q4–上管

R–管

S–出口管

U–管

V–管

Claims (10)

1.一种农用化学品预稀释单元，包括混合装置(21)，所述混合装置(21)接收待混合的水和农用化学品，其中所述单元包括第一泵(18)和第二泵(20)，所述第一泵(18)用于使水和所述农用化学品在其中循环，所述第二泵(20)将所述混合装置(20)连通至与农用化学品混合的水的出口管(S)，其特征在于：

-至少一个器皿(2,3,4)，其通过管(G,H,I,J)与所述第一泵(18)的入口连通，其中压力传感器(14,15,16,17)存在于所述管(G,H,I,J)中；以及

-所述第一泵(18)的所述出口通过管(L)与所述混合装置(21)连通，以便从所述器皿(2,3,4,5)向所述混合装置(21)提供农用化学品。

2.根据权利要求1所述的农用化学品预稀释单元，其特征在于，第三泵(19)的出口通过管(Q)与所述器皿(2,3,4,5)的上部连通，并且所述第三泵(19)的入口与水源连通。

3.根据权利要求1所述的农用化学品预稀释单元，其特征在于，流动切换阀(24,25,26,27)存在于管(Q)中。

4.根据权利要求1所述的农用化学品预稀释单元，其特征在于，管(N)，其为与位于所述器皿(2,3,4,5)上部的覆盖物连通的管(Q)的分支。

5.根据权利要求1所述的农用化学品预稀释单元，其特征在于，所述管(N)被分成三个加仑清洁分级管(N1,N2,N3)，其中设置三个流动切换阀，每一个流动切换阀用于一个分级管，并且另一分支用于清洁所述器皿，每一个(24,25,26,27)也设有一个流动切换阀。

6.根据权利要求1所述的农用化学品预稀释单元，其特征在于，具有通过管(R)与所述混合装置(21)连通的粉末输入袋(7)。

7.根据权利要求6所述的农用化学品预稀释单元，其特征在于，在管(R)中存在切断阀(23)。

8.根据权利要求6或7所述的农用化学品预稀释单元，其特征在于，所述粉末输入袋(7)安装在天平(6)上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的农用化学品预稀释单元，其特征在于，流量计(22)存在于管(L)中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的农用化学品预稀释单元，其特征在于，所述第一泵(18)的入口连接到从所述第三泵(19)接收水的管(M)。