DE2636719C2 - Einrichtung zum Zumischen von Zusatzstoffen in die Grenzschicht eines durch eine Hauptrohrleitung fließenden Wasserstromes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zumischen von Zusatzstoffen in die Grenzschicht eines durch eine Hauptrohrleitung fließenden Wasserstromes, der zusammen mit den Zusatzstoffen über eine oder

ίο mehrere mit einem Ende der Hauptrohrleitung verbundene Düsen oder dergleichen austritt, unter Verwendung eines im Nebenschluß zur Hauptrohrleitung vorgesehenen Mischkreises, der eine mit der Hauptrohrleitung in Verbindung stehende Nebenrohrleitung,

is eine in der Nebenrohrleitung angeordnete Zumischdüse, an die Zumischdüse über Rohrleitungen angeschlossene Vorratsbehälter für widerstandsvermindernde Additive und für eine Sperr- oder Pufferflüssigkeit, eine oder mehrere Druckeirrichtungen zum Herausdrücken der widerstandsvermindernden Additive bzw. der Sperr- oder Pufferflüssigkeit aus den Vorratsbehältern in die Zumischdüse, einen Misch- bzw. Hydrationstank und eine in der Hauptrohrleitung angeordnete Mischdüse aufweist, wobei zum Abstellen der Einrichtung in der Rohrleitung zwischen der Zumischdüse und dem Vorratsbehälter für die widerstandsvermindernden Additive ein Dreiwegehahn vorgesehen ist, dessen dritter Anschluß über eine weitere Rohrleitung mit dem Vorratsbehälter für die Sperr- oder Pufferflüssigkeit in Verbindung steht, und wobei die Nebenrohrleitung unter einem von dem Geschwindigkeitsverhältnis in der Hauptrohrleitung und der Nebenrohrleitung bzw. dem Durchsatzmengenverhältnis der Hauptrohrleitung zur Nebenrohrleitung abhängigen Winkel an der Hauptrohrleitung befestigt ist.

Aus der OE-AS 23 62 557 ist eine die oben beschriebenen Merkmale aufweisende Einrichtung zur Herstellung strömungswiderstandsvermindernder Lösungen bekannt, die in die Grenzschicht eines durch eine rohrförmige Hauptleitung strömenden Mediums eingebracht weiden. Es ist ein im Nebenschluß zur Hauptleitung gelegener Mischkreis vorgesehen, dem eine Zumischdüse, Vorratsbehälter für widerstandsvermindernde Additive bzw. für eine Sperr- oder Pufferflüssigkeit und ein Hydrationstank zugeordnet sind. Zwischen der Hauptleitung und dem Hydrationstank verläuft eine die Zumischdüse enthaltende Zuleitung. Die Zumischdüse ist über Rohrleitungen, die einen Dreiwegehahn enthalten, an die Vorratsbehälter angeschlossen. Der Hydrationstank umgibt die Hauptleitung koaxial. Die Zuleitung ist unter einem von dem Geschwindigkeitsverhältnis bzw. Durchsatzmengenverhältnis der Hauptleitung zur Zuleitung abhängigen Winkel an der Hauptleitung befestigt. Der Innenraum des Hydrationstanks steht über eine Mischdüse mit der Hauptleitung in Verbindung.

Weiterhin ist in der DE-AS 23 05 376 eine Vorrichtung zum Verhindern ungewollter Zumischung von widerstandsvermindernden Additiven zu Wasser bei instationären Strömungsvorgängen von Wasser, wie z. B. bei Anfahr- und Abstellvorgängen, beschrieben. Die Vorrichtung weist einen Vorratsbehälter für die Additive auf, der über eine Zuführleitung mit der Mischdüse zum Zumischen der Additive zum Wasser

hS verbunden ist. Für die Dauer der instationären Strömungsvorgänge ist anstelle der Additive eine Sperr- oder Pufferflüssigkeit in die Zuführleitung zwischen dem Vorratsbehälter und der Mischdüse

einleitbar.

In der Landwirtschaft ist es üblich. Pflanzenschutzmittel in Behältern, die mit landwirtschaftlichen Fahrzeugen oder Flugzeugen gekoppelt sind, anzurühren und anschließend mit Spritzvorrichtungen, beispielsweise Sprühdüsen, über den zu schützenden Pflanzen zu zerstäuben. Dieses Verfahren weist für die Umwelt einige wesentliche Nachteile auf, da die Pttanzenschutzmittelkonzentration weitgehend vom Verhalten und Geschick des die Mischung durchführenden Landwirts abhängt Eine leicht auftretende Überdosis des Pflanzenschutzmittel bedeutet nicht nur eine Gefahr für die zu schützenden Pflanzen, sondern auch eine erhebliche Belastung für die Umwelt Neben möglichen Fehldosierungen spielen nach einem Spritzvorgang verbleibende Restmengen von Pflanzenschutzmitteln eine erhebliche Rolle, weil es für derartige Restmengen keine umweltfreundlichen Vernichtungsmethoden gibt Vielmehr ist es oft üblich, diese Restmengen ir. die Kanalisation oder in Abwässergräben laufen zu lassen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß oei dem Anrühren der Pflanzenschutzmittel der Mensch direkten Kontakt mit den giftigen Mitteln hat Der direkte Umgang mit diesen Mitteln stellt somit eine nicht zu unterschätzende Bedrohung für die Gesundheit des betreffenden Menschen dar.

Aus der DD-PS 84 767 ist ein Bewässerungssystem mit ferngesteuerter Einspeisung von Agrarchemikalien ersichtlich. Bei diesem System ist an die Zuleitung zu einem Schlagkomplex der zu beregnenden oder zu bewässernden Nutzfläche ein vom Klarwasser angetriebener Wassermotor angeschlossen, der eine Dosierpumpe antreibt Die Dosierpumpe saugt aus einem Lösungsbehälter an und speist in die Zuleitung des Bewässerungssystems ein. Die Leistung des Wassermotors und damit die Dosierung der Agrarchemikalien wird durch ein über Fernbedienung betätigbares Ventil beeinflußt.

Bei einer aus der DE-OS 22 04 546 bekannten Mischeinrichtung werden lediglich Pflanzenschutzwirkstoffe mit Hilfe eines Injektors erst unmittelbar vor Beginn des Spritzens mit Wasser gemischt und dem Spritzbalken zugeführt. Auch diese Mischeinrichtung weist eine Pumpe auf, die in der zu dem Spritzbalken führenden Leitung angeordnet ist. Als Pumpe wird eine nach dem Injektorprinzip arbeitende Wasserstrahlpumpe verwendet, die nur gegen Atmosphäre arbeitet und deren Einsatzbereich verhältnismäßig klein ist.

Neben den bereits genannten Nachteilen bei der Herstellung und Restmengenbeseitigung von Pflanzenschutzmitteln treten bei den bekannten Einrichtungen noch Umweltprobleme bei dem Zerstäuben der Schutzmittel auf. Die heute verwendeten Sprühdüsen liefern abhängig von ihrer technischen Ausgestaltung, der Sprühöffnung und dem an der Düse anstehenden Druck ein bestimmtes Tropfengrößenspektrum. Hierbei kann ein nicht unerheblicher Anteil so kleiner Tröpfchen auftreten, daß sich ein vom Wind leicht verwehbarer Sprühnebel bildet. Dies bedeutet sowohl einen Verlust an Pflanzenschutzmittel als auch eine Schädigung von Nachbarkulturen oder der Umwelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Einrichtung derart auszugestalten, daß durch die Möglichkeit ihrer Verwendung im Bereich des Pflanzenschutzes größere Spritzweiten erzielt werden und unerwünschte Nebenwirkungen sowohl im Zusammenhang mil der Bedienung als auch im Zusammenhang mit der Umwelt weitergehend ausgeschlossen sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß insgesamt drei jeweils über Rohrleitungen an die Zumischdüse angeschlossene Vorratsbehälter vorgesehen sind und daß einer von ihnen Pflanzenschutzmittel enthält, die während eines Sprühprozesses in der Landwirtschaft gleichzeitig mit den widerstandsvermindernden Additiven mittels einer Druckeinrichtung aus dem Vorratsbehälter herausgedrückt in die

ίο Zumischdüse hineingedrückt und dem durch die Zumischdüse fließenden Wasserstrom beigemischt werden sowie über den Hydrationstank und die Mischdüse in die Grenzschicht des durch die Hauptrohrleitung fließenden Wasserstromes und damit zu den Düsen oder dergleichen gelangen.

Eine Weiterbildung der Erfindung geht dahin, daß die Druckeinrichtung des Vorratsbehälters für die Pflanzenschutzmittel aus einer Rohrleitung besteht die mit einem Ende mit der Hauptrohrleitung und mit ihrem anderen Ende sowohl mit dem Vorratsbehälter für die Pflanzenschutzmittel als auch mit den Vorratsbehältern für die widerstandsvermindernden Additive und die Sperr- oder Pufferflüsstgkeit verbunden ist Als Treibmedium wird hierbei ein Teil des durch die Hauptrohrleitung fließenden Wasserstromes herangezogen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Vorratsbehälter für die Pflanzenschutzmittel einen die Pflanzenschutzmittel enthaltenden elastischen Beutel mit starrer Halskrause und an der Halskrause befestigter Überwurfmutter aufweist und daß der elastische Beutel mittels der Überwurfmutter an der zu der Zumischdüse führenden Rohrleitung angeschlossen ist Dieser elastische Beutel kann vom Hersteller des Pflanzenschutzmittels gefüllt und in der Halskrause mit einer Berstmembran versehen werden.

Vorteilhafterweise wird der Beutel im verschlossenen Zustand an den Endverbraucher geliefert

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt neben einer genauen kontinuierlichen Dosierungsmöglichkeit des Pflanzenschutzmittels und der widerstandsvermindernden Additive in Abhängigkeit von der Wasserdurchflußmenge zum Zeitpunkt des Sprühprozesses darin, daß durch die Hinzufügung von Widerstandsvermindernden Additiven, beispielsweise wasserlöslichen, hochmolekularen Kettenmolekülen, das Sprühstrahlenspektrum der Austrittsdüse wesentlich verbessert wird und somit das Tropfengrößenspektrum im unteren Bereich beschnitten wird. Weitere Vorteile bestehen darin, daß der den Sprühprozeß durchführende Mensch nicht mehr mit dem giftigen Schutzmittel in Berührung kommt und daß keine Restmengen vernichtet werden müssen. Die physikalischen Eigenschaften des Spritzmittels, insbesondere seine Viskosität, werden durch die widerstandsvermindernden Additive nicht oder nur unwesentlich beeinflußt, so daß die biologischen und biochemischen Vorgänge in der Pflanze zur und durch die Aufnahme des Schutzmittels nicht beeinträchtigt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt
F i g. 1 eine vollständige Einrichtung im Schnitt und
F i g. 2 einen elastischen Beutel zur Aufnahme eines Pflanzenschutzmittels im Schnitt.

t» In Fig. 1 ist ein Teilstück der Hauptrohrleitung der Einrichtung mit 1 bezeichnet. Das eine Ende dieses Leitungsstückes ist an eine zeichnerisch nicht dargestellte Pumpe angeschlossen, während das andere Ende mit

einer ebenfalls nicht gezeichneten Düse oder dergleichen verbunden ist. Die Hauptrohrleitung 1 ist durch die Endböden 2 und 3 eines Misch- bzw. Hydrationstanks 4 flüssigkeitsdicht geführt und steht über eine in dem Hauptrohrleitungsstück, das sich innerhalb des Mischbzw. Hydrationstanks befindet, angeordnete Mischdüse 5 mit dem Innenraum des Tanks 4 in Verbindung. Dieser Innenraum ist mit der Hauptrohrleitung 1 auch über eine Nebenrohrleitung 6 verbunden, die mit einem Ende durch den Endboden 2 flUssigkeitsdicht geführt ist, mit ihrem anderen Ende unter einem Winkel α an einem der Pumpe näherliegendem Stück der Hauptrohrleitung 1 befestigt ist und in der eine Zumischdüse angeordnet ist. Der optimale Winkel α ist von dem Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten in der Hauptrohrleitung 1 und der Strömungsgeschwindigkeit in der Nebenrohrleitung 6 oder von dem Verhältnis der Durchsatzmengen dieser beiden Leitungen abhängig. Der zeichnerisch nicht dargestellte Ringkanal der Zumischdüse 7 ist an zwei Rohrleitungen 8 und 9 angeschlossen, von denen die Rohrleitung 8 direkt mit einem Vorratsbehälter 19 für ein Pflanzenschutzmittel in Verbindung steht. Hingegen ist die Rohrleitung 9 über einen Dreiwegehahn 11 an einen Vorratsbehälter 12 für widerstandsvermindernde Additive angeschlossen, beispielsweise für wasserlösliche hochmolekulare Kettenmoleküle. Der dritte Anschluß des Dreiwegehahns 11 ist über eine Rohrleitung 13 mit einem weiteren Vorratsbehälter 14 verbunden, der eine Sperr- oder Pufferflüssigkeit enthält. Alle drei Vorratsbehälter 10,12 und 14 weisen in ihrem Inneren jeweils eine elastische Rollmembran 15, 16 bzw. 17 auf, die die jeweils in dem entsprechenden Vorratsbehälter enthaltene Substanz von einem Treibmedium trennt. Als Treibmedium wird im vorliegenden Beispiel ein Teil des durch die Hauptrohrleitung 1 fließenden Wasserstromes verwendet. Um dies zu verwirklichen, sind die das Treibmedium enthaltenden Innenräume der Vorratsbehälter 10, 12 und 14 über ein Rohrleitungssystem 18 an die Hauptrohrleitung 1 angeschlossen und mit zeichnerisch nicht dargestellten Entlüftungsventilen versehen. Es ist jedoch auch möglich, eine oder mehrere unabhängige Druckeinrichtungen zur Förderung der entsprechenden Substanzen aus den Vorratsbehältern 10, 12 und 14 in die Zumischdüse 7 zu verwenden. In diesem Fall kommen außer Wasser auch noch andere Treibmedien in Frage.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist folgende: Fließt durch die Hauptrohrleitung 1 ein Wasserstrom, so tritt ein Teil dieses Stromes in die Nebenrohrleitung 6 und das Rohrleitungssystem 18 ein. Der im Rohrleitungssystem 18 vorhandene Wasserstrom kommt zum Stillstand, sobald das Wasser mit den in den Vorratsbehältern 10, 12 und 14 angeordneten Membranen 15,16 und 17 in Berührung kommt. Auf die Membranen wird ein Druck ausgeübt, so daß das Pflanzenschutzmittel und je nach der Schaltung des Dreiwegehahns 11 entweder die widerstandsvermindernden Additive oder die Sperr- oder Pufferflüssigkeit dem Ringkanal der Zumischdüse 7 zugeführt werden. Während eines Sprühprozesses gibt der Dreiwegehahn It die Rohrleitung 9 frei, so daß die widerstandsvermindernden Additive gleichzeitig mit dem Pflanzenschutzmittel über die Zumischdüse 7 in die Grenzschicht des durch die Nebenrohrleitung 6 fließenden Wasserstromes eindringen. Diese Mischung wird in dem Misch- bzw. Hydrationstank gemischt bzw. hydratisiert und anschließend über die Mischdüse 5 dem Wasserstrom in der Hauptrohrleitung 1 zugeführt, von wo aus sie zu der zeichnerisch nicht dargestellten Düse oder dergleichen gelangt und somit für einen Sprühprozeß verwendet werden kann.

Durch die verwendeten widerstandsvermindernden Additive wird die Entstehung von Sprühnebeln verhindert. Als Additive kommen insbesondere wasserlösliche, hochmolekulare Kettenmoleküle in Betracht, die bei instationären Strömungsvorgängen, wie z. B. bei Anfahr- und Abstellvorgängen, Verstopfungen in der Düse bzw. dem Ringkanal der Zumischdüse 7 hervorgerufen können. Um derartige Verstopfungen zu vermeiden, wird der Zumischdüse vor dem Abstellen der Einrichtung über die Rohrleitung 13, den Dreiwegehahn 11 und den unteren Teil der Rohrleitung 9 eine Sperr- oder Pufferflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter i4 zugeführt.

Als Sperr- oder Pufferflüssigkeit kommen Alkohole in Frage.

Aus F i g. 2 ist ein in dem Vorratsbehälter 10 für das Pflanzenschutzmittel eingebrachter elastischer Beutel 19 ersichtlich, der das Pflanzenschutzmittel enthält. Dieser Beutel weist eine starre Halskrause 20 auf, die bis zur Mitte des Beutels mit abnehmender Steifigkeit verläuft und an deren flaschenförmigen Ende eine Überwurfmutter 21 angreift. Die Überwurfmutter 21 wirkt mit einem auf dem dem Vorratsbehälter 10 zugewandten Ende der Rohrleitung 8 vorgesehenen Außengewinde zusammen, so daß im zusammengeschraubten Zustand eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Innenraum des Beutels 19 und der Rohrleitung 8 hergestellt ist. In dem Vorratsbehälter 10 kann eine elastische Rollmembran entfallen, da das über das Rohrleitungssystem 18 in den Innenraum des Vorratsbehälters 10 eintretende Treibmedium direkt auf den elastischen Bereich des Beutels 19 wirkt und das Pflanzenschutzmittel in die Rohrleitung 8 hineindrückt. Um den Beutel 19 ohne Gefährdung für einen Menschen in den Vorratsbehälter 10 hineinbringen zu können, ist dieser in der Mitte geteilt. Die sich ergebenden beiden Hälften des Vorratsbehälters 10 sind über ein Scharnier 22 miteinander verbunden und können mittels einer oder mehrerer Feststellschrauben und einer zeichnerisch nicht dargestellten Dichtung flüssigkeitsdicht miteinander verbunden werden. Durch die Verwendung des Beutels, der vor dem Einbringen bzw. während des Einbringens in den Vorratsbehälter durch einen mit der Überwurfmutter 21 zusammenwirkenden Blindstopfen bzw. durch eine in der Halskrause angeordnete Membran gegen ein Verschütten des giftigen Pflanzen-Schutzmittels gesichert ist, ist eine einfache Einbringung des Pflanzenschutzmittels in die Einrichtung und somit eine gefahrlose sichere Handhabung des giftigen Pflanzenschutzmittels möglich.

Das Verhältnis des steifen Beutelteiles zum elastisehen Beuteiteil ist so zu wählen, daß eine Dichtsetzung der Austrittsöffnung des Beutels 19 durch den elastischen Beutelteil vermieden wird. Es ist somit zweckmäßig, daß der elastische Beuteilteil nicht mehr als die Hälfte des Volumens des Beutels 19 umschließt

ho Es ist auch möglich, den elastischen Beutel 19 in Zusammenhang mit einem eine elastische Rollmembran aufweisenden, in zwei Hälften teilbaren Vorratsbehälter 10 zu verwenden. In diesem Fall wird der bei der Inbetriebnahme im Dosierinnenraum des Vorratsbehälters 10 entstehende Unterdruck durch ein Ventil 23 automatisch ausgeglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Zumischen von Zusatzstoffen in die Grenzschicht eines durch eine Hauptrohrleitung fließenden Wasserstromes, der zusammen mit den Zusatzstoffen über eine oder mehrere mit einem Ende der Hauptrohrleitung verbundene Düsen oder dergleichen austritt, unter Verwendung eines im Nebenschluß zur Hauptrohrleitung vorgesehenen Mischkreises, der eine mit der Hauptrohrleitung in Verbindung stehende Nebenrohrleitung, eine in der Nebenrohrleitung angeordnete Zumischdüse, an die Zumischdüse über Rohrleitungen angeschlossene Vorratsbehälter für widerstandsvermindernde Additive und für eine Sperr- oder Pufferflüssigkeit, eine oder mehrere Druckeinrichtungen zum Herausdrükken der widerstandsvermindernden Additive bzw. der Sperr- oder Pufferflüssigkeit aus den Vorratsbehältern in die Zumischdüse, einen Misch- bzw. Hydrationstank und eine in der Hauptrohrleitung angeordnete Mischdüse aufweist, wobei zum Abstellen der Einrichtung in der Rohrleitung zwischen der Zumischdüse und dem Vorratsbehälter für die widerstandsvermindernden Additive ein Dreiwegehahn vorgesehen ist, dessen dritter Anschluß über eine weitere Rohrleitung mit dem Vorratsbehälter für die Sperr- oder Pufferflüssigkeit in Verbindung steht, und wobei die Nebenrohrleitung unter einem von dem Geschwindigkeitsverhältnis in der Hauptrohrleitung und der Nebenrohrleitung bzw. dem Durchsatzmengenverhältnis der Hauptrohrleitung zur Nebenrohrleitung abhängigen Winkel an der Hauptrohrleitung befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt drei jeweils über Rohrleitungen (8, 9, 13) an die Zumischdüse (7) angeschlossene Vorratsbehälter (10,12,14) vorgesehen sind und daß einer von ihnen Pflanzenschutzmittel enthält, die während eines Sprühprozesses in der Landwirtschaft gleichzeitig mit den widerstandsvermindernden Additiven mittels einer Druckeinrichtung (18) aus dem Vorratsbehälter (10) herausgedrückt, in die ZumischdUse (7) hineingedrückt und dem durch die Zumischdüse (7) fließenden Wasserstrom beigemischt werden sowie über den Hydrationstank (4) und die Mischdüse (S) in die Grenzschicht des durch die Hauptrohrleitung (1) fließenden Wasserstromes und damit zu den Düsen oder dergleichen gelangen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung des Vorratsbehälters (10) für die Pflanzenschutzmittel aus einer Rohrleitung (18) besteht, die mit einem Ende mit der Hauptrohrleitung (1) und mit ihrem anderen Ende sowohl mit dem Vorratsbehälter (10) für die Pflanzenschutzmittel als auch mit den Vorratsbehältern (12, 14) für die widerstandsvermindernden Additive und die Sperr- oder Pufferflüssigkeit verbunden ist, und daß als Treibmedium ein Teil des durch die Hauptrohrleitung (1) fließenden Wasserstromes herangezogen wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (10) für die Pflanzenschutzmittel einen die Pflanzenschutzmittel enthaltenden elastischen Beutel (19) mit einer starren Halskrause (20) und an der Halskrause (20) befestigter Überwurfmutter (21) aufweist und daß der elastische Beutel (19) mittels der Überwurfmutter (21) an der zu der Zumischdüse (7) führenden Rohrleitung (8) angeschlossen ist