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KREISLAUF-STREUKOPF Die erfindung betrifft einen Kreislauf-Streukopf
zur Zerstäubung von unter Druck stehenden Qlüssigkeiten und zum Aufspritzen auf
die gewünschte Fläche in orm eines Riesels, insbesondere zum Aufspritzen von Pflanschutzmitteln
auf den Boden und/oder Pflanzenkulturen.
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Der Streukopf ist mit einem zum Anschluss der Speiseleitung der auszuspritzenden
Flüssigkeit geeigneten Gehäuse, mit einer die IlüssiÕkeit in das gehäuse leitenden
zentralen Bohrung, mit einer mit der zentralen Bohrung kommunizierenden lirbelkammer
versehen, an der der zentralen Bohrung gegenüberliegenden Seite ist die Wirkbelkammer
mit einem austauschbaren Jtreuplattchen versehen. Die Flüssigkeit strom hindurch
die hirbelkammer mit einer Spiralbewegung mit einer mit der Längsachse des Gehäuses
koaxialen Achse, und derlässt das Sy3-tem über das Jtreuplättchen. Das Streuplättchen
ist mit einer zum Austritt der Flüssigkeit entlang der Kegelmantelfläche dienenden
Jtreuöffaung ausgestaltet, die vorteilhaft eine, mit der Lüngsachse der Wirbelkammer
koaxiale stellung einnimmt und mit einer gewindigen Verschlusskappe mit dem Gehäuse
verbunden ist.
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In der Landwirtschaft, insbesondere in der grossbetrieblichen Landwirt3chaft
werden die verwendeten Pflanzenschutzmittel und sonstige Chemikalien auf den Boden
bzw
auf die Pflanzenkultur mit Hilfe von bpritzanlagen mit geringerer
oder höherer Leistung aufgetragen. Die Spritzanlagen sind mit zum Aufspritzen der
Flüssigkeit geeigneten Streuköpfen versehene über die die unter Überdruck stehende
Flüssigkeit austreten kann.
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Der Überdruck leiht den Spritzbrühetropfen eine kinetische Energie,
die bei de Mehrheit der Jpritzanlagen die Aktionsweite der Berieselung bestimmt.
Es sind auch Spritzanlagen bekannt, bei denen die Spritzbrühetropfen durch die von
Ventilatoren erzeugte Luftbewegung forgetragen werden.
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Die Streuköpfe der früber üblichen Spritzanlagen konnten die Gleichmässigkeit
des Ausspritzens nicht realisieren. Die neuere Konstruktion ist schon aus diesem
Gesichtspunkt betrachtet viel günstiger, des sie bereits auf dem sogenannten Zirkulstiensprinzip
beruhend arbeitet" das bedeutet, dass in dem Inneren des Streukopfes eine sogenannte
Wirbelkammer eingebaut ist, die die Flüssigkeit zu einem Drall zwingt9 wodurch diese
über eine verhältnismässig enge Bohrung das System verlässt.
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Nachdem die opritzbrühetropfen die Bohrung verlassen kommen sie mit
Luftteilchen in Berührung; im Laufe der zustandegekommenen äusserst komplizierten
hydrodynamischen Erscheinungen gestalten sich die Tropfen mit verschiedenen Durchmessern.
Dank dem Vorhandensein der Wirbelkammer und der abschliessenden Bohrung verlässt
die Spritzbrühe den Streukopf eutlang der Kugelmantelfläche.
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Mit Hinsicht darauf9 dass ein und dieselbe Spritzmaschine zum Baspritzen
von verschiedenen Pflanzenkultaren und mit unterschiedlichen Chemikallen verwendet
wird9 ist es wänschenswert die Aktionsweite und den Kegelwinkel des Streuses verändern
zu können. Die Änderung ist übrigens auch bei gleichen, aber sich in verschiedenen
Entwicklungsetadien befindenden Pflanzen erforderliche. im allgemeinen müssen die
jungen Sprösslinge viel "nachsichtsvoller" bespritzt werden, um das Schadhaftwerden
durch die Flüssigkeitstropfen von hoher Energie @ermeiden zu können.
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In dem Inneren der Streuköpfe in der Wirbelkammer wird der Wirbel
mit Hilfe eines sogenannten Drallprofils erzeugt. Diese Drallprofile enthalten eine
spirale Rippe oder eine Mulde von gegebenem Querschnitt und vorbestimmter Gewindesteigung,
die die Parameter der Wirbelung bestimmt.
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Um eine Anpassung an den Pf lanzenkulturen und/oder dem auszustreuenden
Material erreichen zu können, wurden bereits dtreuköpfe mit austauschbaren Drallprofilen
hergestellt. Bei diesen Lösungen sind die Mantelflächen der Drallprofile mit einer
Spiralbahn mit unterschiedlichem Profil und verschiedenen Gewindesteigungen ausgestaltet.
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Eine der Schwierigkeiten besteht darin, dass jeder Ausblaseöffnung
bzw. jedem Streuplättchen eine ganze Reihe der Drallprofile zugeordnet werden muss.
Die Situation wird noch dadurch komplizierter, dass bei den verschiedenen Pflanzenkulturen
in vielen Füllen die auf die Zeiteinheit bezogene Streuleistung ebenfalls geregelt
werden muss, wodurch auch die Bohrungsabmessungen der Streuplättchen geändert werden
msissen. Demnach müssen zu jeder einzelnen Spirtzanlage mehrere Jerien von urallprofilen
und ebenfalls mehrere serien von Jtreuplättchen verfertigt werden.
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In den letzten zwei Jahrzehnten hat man zwecks beseitigung der bestehenden
Schwierigkeiten solche otreuköpfe entwickelt, die die stufenlose Linstellung der
Spritzparameter ermöglichen. Dieae Betriebsweise wird so realisiert, indem nur ein
Teil der auS3uspritzenden Slüssigkeit - undzwar der quantitativ veränderlicher Teil
- zu der spiralen Drsllba.an gelenkt wird. Dar übrigbleibende Teil gelangt ohne
etwaige Richtungsänderung - oder nur zu einer minimalen Zirkulation gezwungen -
in dis wirbelkammer. In der Wirbelkemmer treffen sich die beiden Teile des Flüssigkeitastromes
und verlassen das system über die Bohrung des Streuplättchens.
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Mit dieser methode kann das relative volumetrische Verhältnis zwischen
den beiden Flässigkeitsströmen geregelt werden, wodurch das Mass der Wirbelung und
damit die einander verkehrt proportionalen Werte der Aktionsweite der
Streuung
bzw des Kegelwinkels beeimflusst werden können.
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Bei diesen Streuköpfen verfügen die Draliprofile über ein an der
Mantelfläche ausgestaltetes Gewinde, wobei auf die gewindige Kegelfläche eine konische
Haube mit identischem Öffnungswinkel aufgezogen wird0 Durch die stufenlese Regelung
der relativen Lage des Drallprofils und der konischen Haube können die Wirbelung
und dadurch die Parameter der Gpritzbrühebestreuung beeinflusst werden.
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Eine andere familie der bekannten Lösungen bilden diejenigen Streuköpfe,
bei denen die den Drall erzeugende spirale Bahn entlang der inneren Mantelfläche
des rohrartigen Drallprofils ausgestaltet wird0 In das Innere des Drallprofils ragt
ein mit Hilfe enes Schraubengewindes stellbarer onischer Dorn hinein, durch die
Änderung der Position des Dornes kann der zum Drall der Flüssigkeit dienende Raum
verjüngt oder erweitert werden.
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enn nun die innere Zylinder bohrung vollkommen abgeschlossen wird,
enthalt die Flüssigkeit den grössten Drall, und uit, usigKeit in ihrer Gesamtheit
zum durch fluss hindurch die spirale Bahn gezwungen wird. In einem eben gegengesetzten
Extremfall, wenn die Drosselung von dem Innenteil vollkommen entfernt wird, gelangt
die tlüssigeit die spirale Bahn praktisch vollkommen umgehend zu der Bohrung des
Streuplättchens. Selbsverständlich ist in dem letzteren Fall der Kegelwinkel der
kleinste, hingegen ist die Aktionsweite die grösste.
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Der grösste Nachteil der erwähnten Jtreuköpfe liegt darin, dass die
Streuleistung selbst sich mit dem geänderten Kegelwinkel hindert, @@ kann die auf
die Zeiteinheit9 bzwO Gebieteinheit bezogene fortlaufende Flüssigkeitsdosierung
nur langwierig und kompliziert eingesvellt werden.
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Es bleibt also nichts anderes übrig als die über alle die Streuköpe
auf einmal auszu.streuende Flüssigkeitsmenge durch Schätzung festzustellen0 Zu einer
genaueren Dosierung wäre schon ein besonderes Messgerät erforderlich, das die Spritzanlage
komplizieren und den Preis erhöhen würde e diesen bekannten Streuköpfen ist der
Umstand
als recht ungünstig zu betrachten, im Sinne dessen vor dem
zur Drosselung dienenden zylindrischen Körper die Flüssigkeit einen Raum mit einem
Kreisringcharakter durchzuqueren gezwungen ist, wo sie eine hochgradige Richtungsablenkung
erleidet. Als Erfolg setzen sich hier die in der Spritzbrühe vorhandenen Verunreinigungen
oder Suspensionen ab, was früher oder später zur Verstopfung des Streukopfes führt.
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Der Erfindung wird das Ziel gesetzt einen Kreislauf-Streukopf zu
entwickeln, der die Mangelhaftigkeiten der bekannten Lösung zu eliminieren fähig
ist, d. h0 der die Zerstäubung und Ausstreuung der Flüssigkeit durch die einfache
Anderung der Streuweite und des Kegelwinkels durch den Austausch einiger Elemente
ermöglicht.
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Innerhalb der erfindung wird die Aufgabe gestellt einen Streukopf
zu entwickeln, der die Möglichkeit zur auf die Zeiteinheit und Gebieteinheit bezogenen
exakten Dosierung der Flüssigkeit bietet, dabei das Ausscheiden der in der Spritzbrühe
vorhandenen eventuellen Sedimentationen und Suspensionen und dadurch die Verstopfung
des Otreukopfes verhindert.
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Der Erfindungsgedanke beruht auf der Erkenntnis, das die Aktionsweite
der Streuung und der damit verkehrt proportionale Streukegelwinkel - im Gegensatz
zu den bisherzen Überlegungen - nicht nur von der Gewindesteigung und den Querschnittsdimensonen
der spiralen Bahn des Drallprofils abhgen, sondern diese durch die Dimensionen,
in3besondere durch die axiale Lange der Wirbelkammer günstig beeinilusat werden
können.
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Wir haben die Tatsache auch rkannt, indem die Änderung der Länge
der Wirbelkammer - dabei die Änderung äusserst einfach realisiert werden kann -
nur in einem geringen tasse die wichtung des ;?lüssigkeitsstromes andert, und so
die Verstopfungsgefahr ab ovo präventiert. GleicLerweise haben wir es erkannt, dass
die Tropfendimension kaum auf die Änderung der Länge der Wirbelkamer reagiert, ja
sogar der von dem Drallprofil erzeugte Drall von der Länge der Wirbelkammer nur
vernachlässigbar beeinflusst wird.
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Dem gesetzten Ziel entsprechend bezieht sich die
Erfindung
auf einen Kreislauf-Streukopf zur Zerstäubung und Auf spritzen von unter Druck stehenden
Flüssigkeiten auf eine beliebige Fläche in Form einer Jpritzbrühe, insbesondere
zum Aufspritzen von Pflanzschutzmitteln auf den Boden und/oder auf Pflanzenkulturen;
der Streukopf ist mit einem zum Anschluss der Jpeiseleitung der auszuspritzenden
Flüssigkeit geeigneten Gehause, mit einer die klüssigkeit in das Gehäuse leitenden
zentralen bohrung, mit einer mit der zentralen Bohrung kommunizierenden Nirbelkammer
versehen; an der der Bohrung gegenüberliegenden Seite ist die Wirbelkammer mit einem
austauschbaren Streuplättchen versehen.
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Die Flüssigkeit strömt hindurch die Wirkbelkammer mit einer Spiralbewegung
mit einer mit der Längsachse des Gehäuses koaxialen Achse und verlässt das System
über das Streuplättehen. Das @treuplättchen ist mit einer zum Austritt der Flüssigkeit
entlang der Kegelmantelfläche dienendenStreuöffnung ausgestaltet, die vorteilhaft
eine, mit der Längsachse der Wirbelkammer koaxiale stellung einnimmt und mit einer
gewndigen Verschlusskappe an dem Gehäuse befestigt ist. Der Streukopf ist desweiteren
so ausgestaltet, dass in dem Gehäuse ein die Wirbelks:niner anthalten4es, entlang.
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seiner inneren Mantelfläche der hndurchströmenden Flüssig keit auf
an sieh bekannter Weise, mit Hilfe des spiralen Gewinde3 eine spirale Bewegung leitendes
Draliprofil eingesetzt ist; in der innerhalb des i)rellprofils angeordneten Wirbelkammer
ist ein austauschbares Einlagestück eingesetzt mit dem die axiale Länge der Wirbelkammer
von der zentralen Bohrung des Gehäuses her bestmmt bzw. geregelt werden kann, Eine
weitere Charakteristik des erfndungsgemässer Jtreukopfes besteht darin, dass ein
jedes der Einsatzstücke einen in die Wirbelksmmer hinnragenden keulenförmigen Kopf,
einen m Richtun; dr zentralen Bohrung. nach hinter sich erstreckende, dem Kopf angeschlossenen
Rumpfteil aufweist und aus dem Rumpfteil radial hervorrsgende, den Innenraum des
Gehäuses in der Langsrichtung unterteilende, mindestens drei Lenkrippen vorgesehen
sind0 Der Kopf der zur Regelung dienenden Einsatzstücke
weist einen
gegen das treuplättchen gerichteten Stirnkegel, ein sich dem Rumpfteil anschliessendes
Halsglied, sowie einen zwischen dem Stirnkegel und dem Halsglied angeordneten Leitring
auf. Der Leitring ist mit einer Mantelfläche des FOrmats eines geraden Kreiszylinders
ausgestaltet, deren Erzeugenden sich dem Gewinde des Drallprofils locker anpassene
Den Streuköpfen ist eine serie der zur Regelung dienenden Einsatzstücke zugeordnet,
die mit Leitringen des gleichen Durchmessers aber von unterschiedlicher Höhe ausgestattet
ist, wodurch das axiala dass der Wirbelkammer und der Öffnungswinkel des Streukegels
geändert werden können; desweiteren ist dem Streukopf eine serie der ;,treuplättchen
zugeordnet, die in der gleichen Dicke aber mit Streuöffnungen verschiedener Abmessungen
ausgestaltet ist, wodurch die Aktionsweite des spritzens geändert werden kann.
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In dem Gehäuse ist eine das Drallprofil und das Einsatzstück gegenüber
einander führende und gleichzeitig die montage erlaichternde Hülse eingesetzt. Das
Gehause schliesst sich der Speiseleitung der suszuspritzenden Flüssigkeit abgedichtet
an. Zwischen der gewndigen Verschlusskappe und dem Streuplättchen ist ein Dichtsagsring
eingestzt.
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@it den bekannten Lösungen verglichen weist der erfndungsgemässe
Kreislauf-Streukopf zahlreiche Vorteile auf. Der wichtigste Vorteil besteht darin,
dass es nicat nötig ist, zu jedem einzelnen .treuplättchen immer neue Jerien von
Drallprofilen zu verwenden, die Streuparameter können nämlich durch die Anderung
der axialen Länge der iirbelkammer geändert werden.
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wie geometrische Gestaltung des treukopfes verhindert die plötzliche
Richtungsänderung der Flüssigkeit, wodurch die zu Betriebsstörungen führenden Verstopfungen
vermieden werden können. In Gegensatz zu den stufenlos einstellbaren Streuköpfen,
wo die Einstellung der Streuleistung kompliziert und ungenau ist, wird den Austausch
des zur Regelung dienenden insatzstückes dem Streuplättchen von gegebener Abmessung
eine exakt bestimmte Streuleistung zugeordnet, wodurch die einstellung der Spritzanlage
wesentlich vereinfacht wird.
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Es ist weiterhin als günstig zu betrachten, dass die durch den Austausch
des Einsatzstückes vorgenommene Modifizierung des Streuksgelwinkels bzw. der Aktionsweite
die Dimension der Spritzbrühsropfen nur geringermassen beeinflusst. Inder Hinsicht
der Technologie bzw. der Bedienung besteht der Vorteil darin, dass der Streukopf
aus wenigen Bestandteilen zusammengesetzt ist, diese sind einfach aufgebaut, dabei
muss die komplizierteste Komponente, das Drall profil überhaupt nicht ausgetauscht
werden.
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Die Erfindung wird anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels,
mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung näher erläuterte Es zeigen Figur 1 den Längsschnitt
des Streukopfes, Figur 2 die Regelung der Streuperametar, Figur 3 das axonometrische
Bild des Kopfes, des Rumpfteils und der Lenkrippen des zur Regelung dienenden Linsatzstückes.
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In Figur 1 sind alle die Bestandteile des Kreislauf-Jtre-ukopfes
dargestellt. Das zur Regelung dienende insatzstück 3, das Drallprofil 2, sowie das
Streuplättchen 1 sind in dem Gehäuse 5 des Streukopfes eingebaut. Das Streuplättchen
1 ist auf an sich bekannter Weise mit der Streuöffnung 10 ausgestaltet, die an den
nach dem Inneren des Jtreukopfes gerichteten Ende sicn in den richter 10a erweitert
Der Kegelwinkel es Trichters löa passt sich dem Kegelwinkel des Stirnkegels 31a
des Einsatzstückes 3 an.
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Das zur Regelung dienende Einsatzstück 3 ist in die zentrale Bohrung
des Drallprofils 2 eingesetzt, zwischen dem Kopf 31 und der Innenfläche des Streuplättchens
kommt die kirbelkammer 4 zustande. entlang der inneren Mantelfläche des Drallprofils
2 ist ds spirale Gewinde 2a ausgestaltet, das die von der zentralen Bohrung es des
Jtreukopfes enströmende Flüssigkeit zu einer spiralen Bewegung zwingt.
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Das Geht usa ó des Jtreukopfes schliesst sich zweckmäggis der Spritzanlage
üter das an dem Anschlussstutzen Sl vorhandene Gewinde 61a an und ist mit der das
Entweichen der Flässigkeit verhindernden Anschlussdichtung 9 versenen.
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in dem Rumpfteil 62 des Geh@uses 6 ist die Hülse 5 angeordnet,
die
die Montage des Drallprofils 2 und d-es Einsatz stückes 3 erleichtert und gleichzeitig
die relative Lage der erwähnten Bestandteile bestimmt. Auf das Gewinde 62a des Rumpfteiles
62 ist die gewindige Zerschlusskappe 7 aufgeschrsubt, die das Streuplättchen 1 an
dem Gehäuse 6 befestigt. Zwischen dem Streuplättchen 1 und der Verschlusskappe 7
ist zweckdienlich ein Dichtungsring 8 eingesetzt.
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Aus der Figur 2 ist es wohl ersichtlich, auf weiche Weise mit Hilfe
der verschiedenen9 zur Regelung dienenden L'insatzstücke 3 der Streukegelwinkel
und die damit verk @rt proportionale Jtreuaktionsweite geändert werden können. Die
Einsatzstücke 3 bestenen wesentlich aus drei Komponenten, aus dem Kopf 31, dem Rumpfteil
32 und den Lenkrippen 33.
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Der keulenförmige opf 31 selbst besteht ebenfalls aus drei Teilen,
und zwar aus dem nach dem Jtreuplättchen 1 gerichteten Jtirnkegel 31a, den MIttelteil
des Kopfes 31 bildendem Leitring 31b, sowie gegen die zentrale Bohrung Õerichtetem
;{alsblied 31c. Der opf 31 schliesst sich entlang des Halsgliedes 31c dem Rumpfteil
32 an.
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;lie e us der igur 3 ersichtlich ist, ragen aus dem Rumpfteil 32
de Lenkrippen 33 in radialer Richtung hervor.
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:)ie Lenkrippen 33 unterteilen die überdie zentrale Bohrung 11 einströmende
Flüssigkeit in menrere Teile, wobei diese Stromteile einzeln in des zwischen dem
Drallprofil 2 und dem Kopf 31 des Einsatzatückes @ vorhandene spirale Gewinde 2a
gelangen. Das Einsatzstück @ passt sich dem Drallprifl @ locker an.
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Aus der Figur 3 geht es eindeutig hervor, dass die Lenkrippen 33
mit den Gehultern 33a versehen sind, deren Abmessung mit der Dicke der @ülse 5 in
Einklang steht; es kann auch leicht festgestellt erden, dass der Kopf 31, der Rumpfteil
32 und die Lenkrippen 33 einen einzigen, leicht austauschbaren und behandelbaren
Bestandteil bilden.
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Aus der Figur 2 ist es wiederum ersichtlich, dass der Lenkring 31b
des Kopfes 31 - der verschiedene axiale
Längen aufweist, es ermöglicht,
dass das Einsatzstück in verschiedenen lassen in das Draliprofil 2 hineinragen könne
wodurch die axiale Lunge der Wirbelkammer 4 verkürzt oder verlängert werden kann.
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Aus der Figur 2a geht es hervor, dass falls die Wirbelkammer 4 lang
ist, die j'lüssigkeit einen kurzen eg in dem spiralen gewinde 2a zurücklegt. Die
Flüssigkeit strömt derweise hindurch den Jtreukop!, indem die Streuöffnung 0 verlassend
ein Streukegelwinkel mit einem kleinen Öffnungs winkel entstehe. In der Figur 2b
ist der Hall dargestellt, in dem durch den höheren Leitring 31b des Kopfes 31 die
Wirbelkammer 4 kürzer wird, und die Flüssigkeit in dem spiralen gewinde ßa zu einem
längeren Weg gezwugen istd iiird nun ein noch längerer Leitring 31b eingesetzt gesteltet
sich die Situation nach Figur 2c, ZU dieser Position genört ein noch grösserer trekegelwinkel,
als jener nach Figur 2b. Selbstverständlich können zu einer Streuöffnung von gegebener
Abmessung nicht nur drei, sondern Einsatzstücke 3 in beliebiger Zahl zugeordnet
werden.
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Dementsprechend können der Streukegelwnkel und damit die Aktionsweite
der streuung in weiten rennen geändert werden0 Dank der einfachen Gestaltung und
der leichten Behandbarkeit des erfindungsgemässen Streukopfes kann es zur Streuung
jedwelcher landwirktschaftliche Pflanzenschutzmittel verwendet werden, aber überall,
aio zerstäubte Flüssigkeiten unter geregelten Verhältnissen gestreut erden, kann
der Streukopf erfolgreich eingesetzt werden, so bei unter Druck arbeltenden Farbstreupistelen.