DE2937879C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsbehälter als Teil einer Vorrichtung zum elektrostatischen Spritzen einer Flüssigkeit gemäß dem Oberbegriff des vorstehenden Patentanspruchs 1, welche aus der DE-OS 27 31 712 bekannt ist.

Diese Vorrichtung ist von einfacher Konstruktion und besitzt einen niedrigen Energiebedarf (sie besitzt keine beweglichen Teile und kann leicht mit Trockenzellen betrieben werden). Sie ist somit besonders geeignet als von Hand zu haltende Spritzvorrichtung bei Anwendungen, wo größere Energiequellen nicht verfügbar sind, beispielsweise beim Bespritzen von Feldfrüchten mit Pestiziden. Diese Art des Bespritzens von Feldfrüchten besitzt außerdem den Vorteil, daß eine gleichmäßige Beschichtung der Pflanzen erreicht wird. Die Spritzflüssigkeit wird auch hinter das Laubwerk gezogen, und es werden nicht nur die direkt freiliegenden Flächen bespritzt. Die Vorrichtung zeigt auch eine verringerte Abtrift von Spritzflüssigkeit. Eine solche Abtrift stellt nicht nur eine Vergeudung, sondern auch eine Umweltverschmutzung dar. Das Verspritzen der Flüssigkeit erfolgt aufgrund der Ausbildung eines starken elektrischen Felds zwischen dem Stutzen und der Elektrode, das ausreicht, die durch den Stutzen hindurchgehende Flüssigkeit zu zerstäuben.

Dieses Spritzverfahren besitzt aber auch den Nachteil, daß verhältnismäßig konzentrierte Pestizidzusammensetzungen verwendet werden müssen. Solche Zusammensetzungen besitzen häufig einen größeren Grad an Toxizität für den Menschen, weshalb es erwünscht ist, daß sie so wenig wie möglich gehandhabt werden müssen.

Auch brauchen bekannte Pestizidspritzvorrichtungen normalerweise eine sorgfältige Reinigung zwischen der Anwendung verschiedener Pestizide. Die Notwendigkeit für eine solche Reinigung ist noch erhöht, wenn Präparate mit Vorrichtungen der eingangs genannten Art gespritzt werden sollen, da Verschmutzungen deren elektrische Eigenschaften beeinträchtigen können. Eine sorgfältige Reinigung kann aber auch den Stutzen beschädigen, was zu einer falschen Anwendung des Spritzmittels führt.

Demgegenüber lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Behälter für die eingangs näher beschriebene Spritzvorrichtung so weiterzubilden, daß die oben geschilderten Schwierigkeiten verkleinert oder sogar überwunden wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des vorstehenden Patentanspruchs 1.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist im Patentanspruch 2 beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Behälter können mit fertig angesetzten Spritzflüssigkeiten durch den Hersteller gefüllt werden. Nachdem der Behälter verschlossen worden ist, kann die Flüssigkeit bis zum tatsächlichen Verspritzen nicht verunreinigt werden. Außerdem müssen keinerlei Spritzmittelbehälter oder Stutzen gereinigt werden, so daß verschiedene Produkte aufeinanderfolgend ohne übermäßigen Zeitverlust verspritzt werden können. Giftgefahren beim Handhaben durch den Betreiber sind verringert, und Fehler durch den Betreiber auf dem freien Feld beim Mischen und Verdünnen werden beseitigt. Nach der Verwendung können die erfindungsgemäßen Behälter zum erneuten Füllen zum Hersteller zurückgeführt werden. Sie können aber auch weggeworfen werden.

Die Behälter können aus ein oder mehreren Elementen aus Kunststoff hergestellt werden, beispielsweise durch Spritzguß und/oder Blasguß. Die leitenden Elemente der Behälter können aus Metalleinsätzen bestehen oder aber durch das Anbringen eines leitenden metallischen Belags oder einer leitenden metallischen Anstrichfarbe auf der Behälteroberfläche hergestellt werden.

Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, mit denen ein Ausgang des Hochspannungsgenerators auf oder in der Nähe des Erdpotentials gehalten werden kann. Solche Mittel können aus einem über die Erde zu schleppenden Draht bestehen, der vom Halter herunterhängt. Wenn solche Mittel vorgesehen sind, dann wird es bevorzugt, daß der geerdete Ausgang des Hochspannungsgenerators mit der Elektrode und nicht mit der leitenden Oberfläche des Stutzens verbunden ist.

Zum Zwecke eines wirksamen Betriebs braucht der Behälter auch eine Einrichtung zur Egalisierung des äußeren und inneren Drucks während des Spritzvorgangs, wie z. B. ein Luftventil oder nachgiebige Wandungen.

Es ist möglich, die Energiequelle für den Hochspannungsgenerator im Halter unterzubringen. Es kann jedoch bevorzugt sein, die Energiequelle im Behälter vorzusehen. Eine geeignete Form der Energiequelle ist eine elektrische Batterie.

Der elektrische Energiebedarf für die Zerstäubung der Flüssigkeit ist bemerkenswert niedrig. Es soll ein typisches Beispiel betrachtet werden. Ein Behälter enthält 500 ml Flüssigkeit, die mit einer Geschwindigkeit von 0,5 ml/s und unter Einhaltung einer Tröpfchengröße von ungefähr 100 µm und eines Beladungs-/Massenverhältnisses von 5×10⁻³ Coulombs/kg verspritzt werden soll. Der Strom, den die aus dem Stutzen austretenden zerstäubten Tröpfchen mitführen, ist somit 2,5 µA. Die Spritzzeit beträgt 1000 s (etwas mehr als eine viertel Stunde) bei einem Eingangsstrom von typischerweise 15 mA, einer Eingangsspannung von ungefähr 10 V und einer Ausgangsspannung von 20 kV. Somit ist die erforderliche Kapazität der Batterie nur 4 mA×Stunde bei ungefähr 10 V. Diese Kapazität ist beträchtlich kleiner als die der meisten verfügbaren Stabbatterien. Als Batterien können leicht die üblichen Massenwaren verwendet werden. Es können aber auch alternativ kleine, rasch wiederaufladbare Batterien verwendet werden.

Eine spezielle Ausführungsform des Erfindungsgegenstands wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Behälters;

Fig. 2 eine Stirnansicht des erfindungsgemäßen Behälters;

Fig. 3 einen Vertikalabschnitt durch den Behälter an der Linie AA von Fig. 2;

Fig. 4 eine Aufsicht auf einen Halter für den Behälter;

Fig. 5 eine Aufsicht auf den Kragen des Behälters; und

Fig. 6 ein Diagramm der Schaltung, wenn der Behälter auf dem Halter befestigt ist.

Gemäß den Fig. 1 bis 3 und 5 besitzt der Behälter einen flaschenförmigen Körper 1 aus durch Blasen verformtem Polyäthylen hoher Dichte, dessen Hals flüssigkeitsdicht mit einem Kragen 2 aus durch Spritzguß verformtem Polyacetal verbunden ist. Er enthält eine Lösung 40 eines 10%igen Insektizids in einem aromatischen Kohlenwasserstoff. Der Kragen 2 besteht aus zwei konzentrischen Zylindern 3 und 4, die in der Nähe eines ihrer Enden miteinander verbunden sind. Innerhalb des Zylinders 4 befindet sich ein Stopfen 5 aus Polyacetal, dessen äußerer Durchmesser etwas kleiner ist als der innere Durchmesser des Zylinders 4. Der Stopfen 5 wird im Zylinder 4 durch nach außen vorspringende Laschen 6 festgehalten. Er bildet somit gemeinsam mit dem Zylinder 4 einen ringförmigen Kanal 7 von kapillaren Abmessungen, durch welchen Spritzflüssigkeit hindurchfließen kann. Der Stopfen 5 besitzt außerdem eine zentrale Bohrung, worin ein Kapillarrohr 8 aus Polyäthylen sitzt, welches sich nach oben in den Körper 1 des Behälters hineinerstreckt. Der ringförmige Kanal 7, der durch den Stopfen 5 und den Zylinder 4 gebildet wird, ist gegen Flüssigkeitsaustritt durch eine Verschlußkappe 9 (sie ist nur in Fig. 3 zu sehen) gesichert. Auf der oberen Oberfläche des Kragens 2 ist eine 10-Volt-Batterie 10 befestigt. Diese Batterie ist von spezieller Konstruktion und enthält ausreichend elektrische Energie, um die Flüssigkeit im Behälter zu zerstäuben, wobei wegen der elektrischen Verluste noch für ein Mehr an Energie von 50% gesorgt ist. Der positive Pol der Batterie 10 ist mit einem Kontaktknopf 11 aus Messing an der Außenwandung des Kragens 2 verbunden, und zwar durch einen Streifen 12 aus elektrisch leitender Anstrichfarbe, der von der Batterie 10 bis zum Rand des Kragens 2 und weiter bis zur Außenseite desselben reicht. Der negative Pol der Batterie 10 ist durch einen ähnlichen leitenden Streifen 13 mit einem zweiten Kontaktknopf 14 aus Messing verbunden. Der Kontaktknopf 14 ist außerdem durch einen ähnlichen leitenden Streifen 15 mit dem Rand des Zylinders 3 verbunden. Dieser Rand ist selbst mit einer elektrisch leitenden Anstrichfarbe versehen, so daß ein ringförmiger Leiter 16 entsteht. In ähnlicher Weise ist der Rand des inneren Zylinders 4 mit einer elektrisch leitenden Anstrichfarbe versehen, um einen ringförmigen Leiter 17 zu bilden. Der Leiter 17 ist durch einen Streifen 18 aus elektrisch leitender Anstrichfarbe, der über die Innenseite des Zylinders 4 und über den oberen Rand des Kragens 2 verläuft, mit einem dritten Kontaktknopf 19 aus Messing auf der Außenseite des Kragens 2 verbunden. Um Stromverluste zu verhindern, sind die leitenden Streifen 12, 13 und 18 innerhalb des Körpers 1 des Behälters durch einen Isolierlack geschützt. Auf der Außenseite des Kragens 2 ist außerdem ein Vorsprung 20 ausgebildet.

Gemäß Fig. 4 besitzt der Halter für den Behälter einen Körper 21, der in geeigneter Weise als Handhabe ausgebildet ist und einen Hochspannungsgenerator 22 (0-20 kV, 200 mA) aufnimmt. Der Körper 21 besitzt eine längliche Form und endet in einem Ring 23, dessen Innenseite so ausgebildet ist, daß sie den Kragen 2 des Behälters aufnehmen kann. Ein Einschnitt 24 entspricht dem Vorsprung 20 am Kragen 2. An der Innenseite des Rings 23 sind Kontaktknöpfe 25, 26 und 27 aus Messing befestigt, welche mit den Kontaktknöpfen 11, 14 bzw. 19 auf der Außenseite des Kragens 2 in Kontakt gebracht werden können. Der Kontaktknopf 25 ist durch einen elektrischen Leiter 28 mit einem Schalter 29 verbunden, der in der "ein"-Stellung über einen elektrischen Leiter 30 eine Verbindung mit dem positiven Eingangsanschluß des Hochspannungsgenerators 22 herstellt. Der Kontaktknopf 26 ist über einen elektrischen Leiter 31 mit einem elektrischen Leiter 32 verbunden, der als Erdungsdraht dient. Der Leiter 32 ist ein Metalldraht mit einem bloßgelegten Ende, das über den Boden geschleppt werden kann. Der Kontaktknopf 27 stellt über einen elektrischen Leiter 33 eine Verbindung mit dem positiven Hochspannungsausgangsanschluß 34 des Generators 22 her. Der negative Ausgangsanschluß 35 des Hochspannungsgenerators 22 ist mit dem Erdungsdraht 32 und außerdem mit dem negativen Eingangsanschluß des Hochspannungsgenerators verbunden.

Beim Betrieb wird der Behälter in aufrechter Lage gehalten, und die Verschlußkappe 9 wird abgenommen. Der Ring 23 des Halters wird dann über den Kragen 2 des Behälters gebracht, und die beiden ineinanderpassenden Teile werden ineinandergeschoben. Der Ring 23 umfaßt den Kragen 2 so dicht, daß der Behälter festgehalten wird. Der Vorsprung 20 am Behälter wirkt mit dem Einschnitt 24 zusammen, so daß der Behälter in einer Lage gehalten wird, in der sich die folgenden Kontaktpaare berühren: 11 und 25; 14 und 26; und 19 und 27. Die dabei gebildete Schaltung ist in Fig. 6 zu sehen. Der Halter wird nunmehr verwendet, den Behälter über dem zu bespritzenden Ziel umzudrehen, und Flüssigkeit beginnt, aus dem ringförmigen Kanal 7 auszutröpfeln. Der Schalter 29 wird dann in die "ein"-Stellung gebracht. Dies hat einen Stromfluß von der Batterie 10 über die Kontakte 11 und 25 zum Generator 22 zur Folge. Dieser gibt seinerseits eine Hochspannung (zweckmäßigerweise 15 kV) über den Ausgangskontakt 34 und zu den Kontaktknöpfen 27 und 19 zum ringförmigen Leiter 17 des Zylinders 4 ab. Mittlerweile ist auch der ringförmige Leiter 16 des Zylinders 3 geerdet, und zwar über die Kontaktknöpfe 14 und 26 und den Erdungsdraht 32. Hierbei wird ein intensives elektrostatisches Feld zwischen den beiden ringförmigen Leitern 17 und 16 erzeugt, was zur Folge hat, daß die austretende Flüssigkeit in der Nachbarschaft der Oberfläche 17 zerstäubt wird und nach unten als feiner Spray mit einer kontrollierten Teilchengröße auf das gewünschte Ziel gerichtet wird. Während die Flüssigkeit aus dem Behälter durch den ringförmigen Kanal 7 austritt, wird der abnehmende Druck innerhalb des Behälters durch Luft ausgeglichen, welche durch das zentrale Kapillarrohr 8 aufsteigt. Das Zerstäuben wird dadurch beendet, daß der Schalter 29 in die "aus"-Stellung gebracht und der Behälter wieder umgedreht wird, so daß seine Öffnung nach oben weist.

Für den Fachmann ist es klar, daß verschiedene Abwandlungen der obigen Vorrichtung möglich sind. Es ist vorgesehen, daß es sich bei dem verwendeten Behälter um einen Wegwerfbehälter handelt. Es können aber auch wiederverwendbare Behälter hergestellt werden, die unter Umständen auch wiederaufladbare Batterien besitzen.

Die beschriebene Vorrichtung besitzt einen Leiter für die Verbindung mit der Erde in Form eines über den Boden zu schleppenden bloßgelegten Metalldrahts. Dies hat den Nachteil, daß dieser eingefangen und verschlungen werden kann. Die Erdung braucht aber keinen niedrigen Widerstand aufweisen. Der Leiter für die Verbindung mit der Erde kann beispielsweise aus einem metallisierten Streifen entlang der Handhabe des Halters bestehen. Wenn der Betreiber die Handhabe ergreift, dann wird eine elektrische Verbindung durch den Körper des Betreibers zur Erde hergestellt. Obwohl dieser Weg einen hohen Widerstand aufweist, konnte festgestellt werden, daß er im allgemeinen ausreicht. Versuche mit einer Anordnung dieser Art haben gezeigt, daß das Potential an der Elektrode 16 bis zu 100 oder 200 Volt über dem Potential der Erde liegen kann, auch wenn der Betreiber Gummischuhe bei verhältnismäßig trockenen Bedingungen trägt. Eine solche Spannung unterscheidet sich von derjenigen der Erde nur geringfügig, wenn man sie mit dem Potential am Stutzen von mehreren 1000 V in Beziehung setzt. Der Strom, der durch den Betreiber fließt, ist so klein, daß ihm keinerlei Gefahren drohen. Auch kann er ihn nicht fühlen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde unter besonderer Bezugnahme auf die Verwendung zum Verspritzen eines Pestizids beschrieben. Sie kann aber auch zum Verspritzen anderer Flüssigkeiten verwendet werden.

Claims (2)

1. Flüssigkeitsbehälter als Teil einer Vorrichtung zum elektrostatischen Spritzen einer Flüssigkeit, insbesondere eines Pestizids, wobei die Vorrichtung außer dem abnehmbaren und eine verschließbare Öffnung aufweisenden Behälter eine Stromquelle (10) und einen mit einem Hochspannungsgenerator (22) ausgerüsteten Halter (21), einen Stutzen (4, 5, 6) mit zumindest teilweise elektrisch leitender Oberfläche (17, 18) und mit einem Ringkanal (7) zum Auslaß der Flüssigkeit, die in Nachbarschaft eines leitenden Rands (17) eines den Ringkanal bildenden Zylinders (4) zerstäubt wird, eine in der Nachbarschaft des Stutzens angeordnete und von diesem elektrisch isolierte Elektrode (16), elektrische Leiter (31, 33) für die Verbindung der Ausgänge (34, 35) des Hochspannungsgenerators mit dem Stutzen und der Elektrode und eine Befestigungseinrichtung (23) zum Befestigen des Behälters am Halter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (4, 5, 6) Bestandteil des Behälters ist und dieser eine Einrichtung (8) zum Druckausgleich aufweist, wobei am Behälter ein Kontakt (19) vorgesehen ist, der bei befestigtem Behälter über einen am Halter (21) vorgesehenen Kontakt (27) eine elektrische Verbindung zwischen einem Ausgang (34) des Hochspannungsgenerators (22) und dem Stutzen herstellt.

2. Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Elektrode (16) am Behälter befestigt ist, wobei am Behälter ein Kontakt (14) vorgesehen ist, der bei befestigtem Behälter über einen am Halter (21) vorgesehenen Kontakt (26) eine elektrische Verbindung zwischen dem anderen Ausgang (35) des Hochspannungsgenerators (22) und der Elektrode (16) herstellt.