CN106413383B - 树木注入系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于将液体注入到树木中的注入系统，该系统包括：(A)液体供应组件(10)，该组件包括用于在环境压力下将该液体提供至该组件的液体供应入口(34)、用于加压并且在高于环境压力的第一压力下将该液体从该组件排放通过液体供应出口(36)的电动泵(68)、连接到该供应出口并与该泵处于电联通以用于当该液体供应出口的压力降至所述第一压力之下时选择性地启动该泵的压力开关(72)。

Description

树木注入系统和方法

技术领域

本披露总体上涉及将液体注入到树茎或树干中，并且更具体地，本披露涉及将液体例如杀有害生物剂、生长调节剂或营养素和/或肥料注入到树干的边材中。

背景技术

为了维持或改进树木健康，园艺师可以将液体(诸如：杀虫剂、杀真菌剂、生长调节剂、营养素和/或肥料)注入树干边材中。例如并且在已知的方法之一中，使该边材中形成钻孔，此后通过在该钻孔的外端固定地安装插塞将该钻孔的外端闭合，并且此后将注入器的针插入通过该插塞的隔片，这样使得该针的尖端超过该插塞深入到该钻孔中。然后，该注入器可以通过超过该插塞深入到该钻孔中的针部分的方式排放液体到该钻孔中。该针可以从该插塞中抽出，并且该插塞的隔片可以密封该插塞，这样使得注入的液体包含在该钻孔的内部直到注入的液体向上吸到树木的边材中。可替代地，采用与具有止回阀的插塞一起使用的无针注入器。在任一情况下，该插塞可以任选地保持安装在树干中用于随后通过插塞的方式进行处理。

例如，题目为“树木注入设备和方法”的公开的PCT申请WO 2012114197披露了注入器和相关联的液体供应组件，该组件包括安装在药筒、给药组件、触发器组件以及歧管组件之间的一个T形接头，一旦加压时从该歧管组件自多个容器提供用于注入的配制品的供应。

尽管如此，上述描述的树木注入设备可以被认为是劳动密集型和耗时的，例如，当该树木注入配制品是从散装产品容器倾析到该树木注入设备时，或当此类设备需要使用加压产品容器时可能是不太卫生的。因此，期望如下树木注入系统、设备以及方法，所述树木注入系统、设备以及方法提供新的针对加强的树木管理的特性平衡。

发明内容

为了提供本披露的一些方面的基本理解，下列展现本披露的简化的概述。本概述不是本披露的全面性的综述，也不是意在认定本发明的关键的或决定性的因素，又或是描绘本发明的范围。本部分的目的是以简化的形式展现本披露的一些概念作为下文中展现的更详细的描述的序言。

本发明提供了用于将液体注入到树木中的注入系统，该系统包括：(A)液体供应组件，该组件包括用于在环境压力下将该液体提供至该组件的液体供应入口、用于加压并且在高于环境压力的第一压力下将该液体从该组件排放通过液体供应出口的电动泵、连接到该供应出口并与该泵处于电联通以用于当该液体供应出口的压力降至所述第一压力之下时选择性地启动该泵的压力开关。

本发明的系统进一步包括(B)注入枪，该注入枪包括与该液体供应组件(A)处于流体连通以用于在所述第一压力下从该液体供应组件接收该液体的注入器入口；用于从该注入器组件排出该液体的注入器出口；与该注入器入口和该注入器出口处于流体连通并可从第一位置移动到第二位置的触发器组件；以及(C)用于提供计量剂量的液体至该树木中的液体剂量组件。

有利地，该剂量组件(C)与该液体供应系统(A)、并且特别地与和该液体供应系统相关联的压力开关协作地工作。该剂量组件(C)包括用于交替与该注入器入口和该注入器出口处于流体连通的第一腔室；以及在高于环境压力的第二压力下包含一种气体的第二腔室，当该系统处于操作状态时所述第二压力低于所述第一压力。该第二腔室与该第一腔室协作地相关联，使得当将触发器从其中该第一腔室与注入器入口处于流体连通的第一位置移动至其中该第一腔室与注入器出口处于流体连通的第二位置时经由活塞或隔膜安排对第一腔室加偏压。在操作过程中，当该第一腔室中的液体通过该注入器出口被排出以及还有当该第一腔室经由注入器入口重新充满从液体供应组件接收的液体时，该第一腔室与该第二腔室各自的体积变化彼此成反比。就这一点而言，该第一腔室是交替地用于在触发器处于第一位置时在所述第一压力下从注入器入口接收计量剂量的液体，并且在触发器被在所述第二位置时在所述第二压力下向出口提供计量剂量的该液体。

一旦触发，当接合有具有任选插塞的适当的钻孔时，通过在注入枪的尖端的排放喷嘴将一个计量剂量注入树木中。当通过压力开关检测到压差在触发器返回到起始位置并且由此选择性启动泵以从未加压供应容器检索液体时从液体供应系统接收一个随后的计量剂量至枪中。本发明的系统可以与任何数量的已知的注入方案一起使用如，例如披露于通过引用结合在此的公开的PCT申请WO/2012/114197或WO/2013/149993中的那些。适合的方案可以是使用具有或不具有注入针的注入枪和/或使用或不使用注入插塞的那些。适当的方案将取决于包括如下的不同因素：喷嘴尖端、树木物种、靶标(昆虫、线虫、疾病，非生物胁迫等)、注入液体组分和/或粘度、所需的剂量体积和注入压力。在一次注入后，触发器机构被重置到基线“未触发”位置，并且液体供应组件中的压力开关致动泵，直到剂量组件的第一腔室被重新充满并且准备好用于随后的注入。

本发明系统的一个具体优点是待注入的液体能够通过标准、非增压产品容器来提供。这减小了在使用期间不希望的设备泄漏的机会和附带的卫生问题，同时还避免了维持加压瓶或容器的需要。

附图说明

因此，在以概括的方式对本发明进行描述之后，现在将参考附图，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的一种液体供应组件的第一侧的透视图；

图2是图1中所示的液体供应组件的透视图，其中产品容器从液体供应歧管除去；

图3是根据本发明的一个实施例的液体供应组件的第二侧的透视图；

图4a是图1中所示的液体供应组件的前面视图；

图4b是根据本发明的一个实施例的注入枪组件的侧面视图；

图5是根据本发明的一个实施例的液体供应组件的示意图。

具体实施方式

本披露的某些示例性实施例在下文加以描述并且在附图中展示。所描述的这些实施例仅用于说明本发明的目的并且不应解释为限制本发明的范围，本发明的范围当然仅受限于以下权利要求。本领域的技术人员将会认识到本发明的其他实施例以及所描述的实施例的某些修饰和改进，并且所有此类替代实施例、修饰、和改进是在本发明的范围内。

根据本披露的第一实施例，本发明的树木注入系统的一个实例描述在下文中，至少最初参考图1-3。液体供应系统10包括由侧壁12a-12d形成的一个外壳围护结构、包括稳定器的一个底座14以及包括歧管盖件26和不同的控制部件28、30和32的一个顶部。该围护结构可以包含如在图5中所示的液体供应系统的不同组件，除其他之外包括泵68、发动机70、电池74、压力开关72和再循环阀78。

在示例的实施例中，一个液体容器，如包含待注入的液体产品62的产品瓶20(图5)，是通过去除该瓶盖(未示出)并且然后将该液体供应入口34通过安置在底座14上歧管24下面来插入该瓶20的顶部而可移除地附接到该液体供应系统。举例来说，该液体产品可以是以下项中的一种或多种：杀昆虫剂、杀线虫剂、杀真菌剂、生长调节剂、肥料、营养素和/或适合于被注入到树木中的其他液体。在被正确安置后，将该瓶20在箭头35的方向上向上移动通过瓶笼18a–18b以接合被固定到该歧管24的底部的螺杆顶部22。该液体供应入口34和液体再循环/通风管66穿过歧管24以在环境压力下分别提供与该泵68和瓶20的流体连通。在瓶20被附接至螺杆顶部22之后关闭托架16，之后可以启动该树木注入系统。

现在转到图4a–4b，为了启动该系统，如果不是早已经完成，给药腔室50被校准以接收适当的注入剂量的所选液体62(典型地低于10ml)，并且然后可以将手动空气泵(未示出)附接至该空气供应阀52来加压给药组件46的空气腔室48至适于所选注入方案的注入压力，例如，典型地在2至4巴之间。适当的注入压力将取决于该方案和/或有待注入系统询问的树木物种。然后动力开关32被放置在接通位置(同时确保紧急截留开关30处于关闭位置)以便激发该泵用发动机70和启动泵68。然后随着开关28打开再循环阀78(例如，持续4–5秒)以便充注泵68，即，直到外壳体内的产品管36的部分充满液体62。在再循环或正常操作期间通过反压力通风孔80维持顶部空间64的环境压力。在示例的实施例中，打开阀78从产品瓶20泵出液体并且经由再循环管66将它再循环回到瓶20)。压力开关72被预设为高于空气腔室48的压力的一个压力，使得一旦该再循环阀78被关闭时，液体62被泵出端口38通过管36经由入口41到该枪40进入给药腔室50，同时触发器56保持在第一向上位置(如图所示)。给药腔室50与液体供应系统10处于流体连通，同时该触发器56处于这样的向上位置。压力开关72和给药腔室50协作地相关联，使得该泵68保持致动直到该给药腔室50被充满。例如，一旦该泵68的系统下游中的液体压力达到既高于空气腔室48中的压力并且还指示给药腔室50充满注入液体62的情况的一个值，该压力开关72可以被设定为关闭泵68。例如，这可以是从5至7巴的一个设置值。同时，该泵68的上游压力(包括供应入口34与产品瓶顶部空间64)保持在环境压力下。

一旦该给药腔室50被充满，操作者如树木学家可以经由手掌握杆58和手柄60取该枪40并且将该注入枪出口45经由适当的钻孔或开口接合到靶标树木。如以上所指出，本发明的注入系统可以与本领域中已知的注入方案一起使用，并且该出口45可以被配置为容置一个针、用在无针方案中、设置插塞等，如通过树木学家/操作者采用的树木注入方案指定的。一旦该枪出口45与树木注入部位接合，操作者将该触发器56朝向枪40的主体的T形接头42下移至一个第二位置(未示出)。这个第二触发位置关闭该给药腔室50与该液体供应系统10的流体连通并且打开该给药腔室50与该枪出口45经由药筒44的流体连通。这一旦发生，该活塞54通过空气腔室48中的压力(其高于环境压力)移动，该压力从给药腔室50在这样压力下排放该液体通过该枪出口45。

在注入完成之后，将该触发器56释放回到该第一位置(例如，经由一个弹簧机构或类似物)，并且空的给药腔室50再次与该液体供应系统10处于流体连通。该触发器的功能当然可以通过本领域的普通技术人员所已知的其他激活手段(例如开关、按钮或远程)实现。此时，该泵68的下游系统中的液体压力是通过该空气腔室48中的压力提供的。在根据本发明的一个实施例中，由于空气腔室48中的压力低于针对压力开关72所选择的值，该开关72致动该泵68直到该压力返回到高于环境压力的一个预设值，该预设值还对应于给药腔室50处于充满情况的压力。因此，使用本发明的注入系统需要显著更少的时间来注入多叉树和/或具有多个注入部位的树木，因为该给药腔室可以快速排空和充满，并且自动快速演替直到产品瓶20被排空或直到该电池74电量用尽。排出电池74可以从固定或移动电源经由充电钳块76再充电。此外，空的产品瓶20可以快速被充满的瓶20替换而不断开该系统，同时该瓶和歧管24保持在环境压力下。本发明的树木注入系统还避免了对倾析液体产品和使用加压产品瓶的需要，这改进了操作者安全和卫生。

在无法预料的情况的事件下，如所示例的实施例中所示的，该系统可以通过按下紧急截留开关30的开关顶盖30a来重置。该截留开关30既激活紧急电开关82(其断开泵用发动机70)并且还打开再循环阀78。在示例的实施例中，当该开关顶盖30a接合该再循环阀开关28的边缘28a时该再循环阀被打开。这一旦发生，给药组件46的空气腔室48提供下游系统压力，其使存在于该枪40和产品管36中的许多液体再循环回到产品瓶20。

通过概述的方式，图5的示意图披露了维持在环境压力下包含树木注入液体62的一个产品瓶20，在高于环境压力并且高于空气腔室48(它也被设定高于环境压力)中的压力的所选压力下，该液体通过泵68从液态供应入口34经由产品管36被泵送至树木注入枪40。在泵68的操作过程中，瓶20的顶部空间64被维持在环境压力下(有时经由操作阀80和通风管66)，同时在高于环境压力的压力下液体62从该瓶20泵出并且通过产品管36排出。适合地，该泵68是隔膜泵，其在该枪40被触发以从该给药组件46释放液体之后被选择性地激活，通过压力开关72引导，当管线压力达到预设限值(例如，4–7巴，更具体地5–7巴，或从5至6巴)时该压力阀停止该泵；适合地，该限制被选择为对应于处于充满情况下的给药腔室50。在一个实施例中，该泵和其他电部件通过电池74通电。在操作后，主电源开关32被关掉。为了清理该系统，可以将该产品瓶20用水瓶替换并且开启该系统。入口34/产品管36和该注入枪40可以通过若干次经由该注入枪40的水排放进行漂洗。适合地，排放的冲洗水被收集在标记的废物瓶中以进行适当的处置。

虽然以上仅对本发明的几个示例性实施例进行了详述，但是本领域技术人员将容易理解到，对示例性实施例的许多修改都是可能的，而不实质上背离本发明的新颖的传授内容和优点。因此，所有这类修改旨在包括在如以下权利要求所限定的本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于将液体注入到树木中的注入系统，该注入系统包括：

(A)液体供应组件，该液体供应组件包括：

液体供应入口，用于在环境压力下将该液体提供至该液体供应组件，

电动泵，用于加压液体并且在高于环境压力的第一压力下从该液体供应组件通过液体供应出口排放液体，

压力开关，连接到该液体供应出口并与该电动泵处于电联通以用于当该液体供应出口的压力降至所述第一压力之下时选择性地启动该电动泵；

(B)注入枪，该注入枪包括：

注入器入口，与该液体供应组件处于流体连通以用于在所述第一压力下从该液体供应组件接收该液体；

注入器出口，用于从该注入枪排出该液体；

触发器组件，与该注入器入口和该注入器出口处于流体连通并可从第一位置移动到第二位置；

(C)液体剂量组件，用于提供计量剂量的液体至树木中，该液体剂量组件包括：

第一腔室，用于交替地与该注入器入口和该注入器出口处于流体连通；以及

与该第一腔室协作地关联的第二腔室，该第二腔室被适配成在高于环境压力的第二压力下含有一种气体，该气体对该第一腔室加偏压，这样使得该第一腔室与该第二腔室的体积变化彼此成反比，

其中该第一腔室交替地用于在触发器组件处于第一位置时在所述第一压力下从注入器入口接收计量剂量的液体，并且在触发器组件处于所述第二位置时在所述第二压力下向注入器出口提供计量剂量的该液体；并且

其中该压力开关被设定为在该第一压力大于该第二压力和/或对应于该第一腔室充满液体的条件时关闭该电动泵。

2.根据权利要求1所述的注入系统，其中该液体供应入口进一步包括用于可移除地接收液体供应容器的液体供应歧管。

3.根据权利要求2所述的注入系统，其中该液体供应容器以螺旋盖和安装支架附接到该液体供应歧管。

4.根据权利要求2所述的注入系统，其中液体供应入口和液体再循环管穿过该液体供应歧管以在环境压力下提供与该电动泵和液体供应容器的流体连通。

5.根据权利要求2所述的注入系统，其中该液体供应组件进一步包括再循环阀以利于对该电动泵进行充注并且在操作过程中将该液体供应歧管和液体供应容器维持在环境压力下。

6.根据权利要求5所述的注入系统，其中该再循环阀进一步包括背压阀。

7.根据权利要求1所述的注入系统，其中该电动泵是在注入枪被触发以从液体剂量组件释放液体后通过压力阀选择性地激活的隔膜泵。

8.根据权利要求5所述的注入系统，该注入系统进一步包括截留开关，该截留开关断开泵用发动机并且打开再循环阀。

9.根据权利要求1所述的注入系统，其中该第一压力从4至7巴并且大于该第二压力。

10.根据权利要求1所述的注入系统，其中该第二压力从2至4巴并且小于该第一压力。

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