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Die Erfindung bezieht sich auf eine Sprühvorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung
zum Versprühen flüssiger Chemikalien, für den Einsatz in der Landwirtschaft oder im
Gartenbau. Eine solche Sprühvorrichtung wird in der Landwirtschaft üblicherweise auf einen
Traktor oder ein traktorgezogenes Fahrzeug montiert und umfaßt einen Ausleger oder ein
Paar Ausleger, der/die über die gesamte Länge des/der Ausleger(s) verteilte Sprühdüsen
trägt/tragen, so daß bei jeder Passage des Traktors eine viele Meter breite Bodenfläche mit
dem Sprühmittel behandelt werden kann.
Stand der Technik
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Eines der bei bekannten Sprühvorrichtungen auftretenden Probleme ist, daß viele
Gemische oder Mischungen flüssiger Chemikalien zur Behandlung von Feldfrüchten oder
Unkräutern keine wirklichen Lösungen sind und oft eine Chemikalie oder Gemisch von
Chemikalien und einen voluminösen, pulverförmigen Füllstoff, z. B. Kreide, umfassen.
Werden solche Materialien nicht ununterbrochen aufgerührt, bilden sie häufig eine Ablagerung
auf dem Boden der Sprühvorrichtung. Eine solche Ablagerung kann sich negativ auf die
Funktionstüchtigkeit der Sprühvorrichtung auswirken oder muß zumindest in einem
zeitaufwendigen Prozeß entfernt werden.
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Um das Aufrühren der flüssigen Sprühmittel zu unterstützen, ist die Schaffung einer
landwirtschaftlichen Sprühvorrichtung bekannt, die einen Vorratstank für die flüssige
Chemikalie, einen Ausleger mit über seine gesamte Länge verteilten Sprühdüsen, eine Pumpe zur
Beförderung von Flüssigkeit vom Tank zu den Düsen und Röhren (nachfolgend Leitungen)
zur Verbindung von Tank, Pumpe und Düsen, einschließlich einer Rückführleitung von den
Sprühdüsen zum Vorratstank, umfaßt. Ein Nachteil solcher Vorrichtungen besteht darin, daß
es schwierig ist, die Menge flüssigen Sprühmittels, die durch die Vorrichtung auf das Feld
aufgebracht wurde, genau zu messen, da die Meßvorrichtung in Abhängigkeit von der
Messung der Durchflußmenge steht und daher die von den Düsen in den Tank zurückgeführte
Flüssigkeitsmenge berücksichtigen muß.
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Ein anderes, bei bekannten Sprühvorrichtungen auftretendes Problem ist, daß nach
einer Unterbrechung bzw. der Beendigung des Sprühvorgangs häufig noch flüssiges
Sprühmittel aus den Düsen tropft, was einerseits eine Vergeudung der Chemikalie und
andererseits eine potentielle Gefährdung von Pflanzen, Tieren und Bedienpersonal darstellt.
Bekannt ist daher das Anlegen eines Unterdrucks an die Leitungen der Sprühvorrichtung bei
Unterbrechung/Beendigung des Sprühvorgangs, um die Funktion von nahe den Sprühdüsen
in den Leitungen angeordneten Anti-Tropf-Ventilen, d. h. Membran-Rückflußsperren, zu
unterstützen.
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Ein weiterer Nachteil bekannter Sprühvorrichtungen ist, daß es häufig notwendig ist,
den Zerstäuber, z. B. die Sprühleitungen und den Tank, nach dem Einsatz auszuspülen,
üblicherweise mit klarem Wasser, um Verstopfungen in den Leitungen des Zerstäubers
vorzubeugen, wobei es jedoch für die nachfolgende Entfernung des Wassers aus den
Leitungen keine andere Möglichkeit gibt als den Ersatz des Wassers durch Sprühflüssigkeit beim
nächsten Einsatz des Zerstäubers. Beim ersten Einsatz der Sprühvorrichtung nach der
Reinigung, muß der Zerstäuber daher zunächst für eine Weile betrieben werden, üblicherweise
im Stand, um vor Beginn des Sprühvorgangs das Wasser aus den Leitungen zu entfernen.
Wird der Zerstäuber jedoch für zu lange Zeit im Stand betrieben, kommt es zu einer
Vergeudung von Sprühflüssigkeit sowie - aufgrund der hohen Sprühmittelkonzentration - zu einer
Verseuchung des Feldrains. In der Nähe von Hecken oder Gräben auf Feldern sind daher
häufig solche "verbrannten" Stücke Erde zu finden; die ökologischen Folgen liegen auf der
Hand. Wird dahingegen der Sprühvorgang gestartet, bevor die Entfernung des Spülwassers
aus den Sprühleitungen abgeschlossen ist, wird ein Teil des Feldes nicht wirksam mit
Sprühmittel behandelt.
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Aus FR-A-2555469 von BERTHOUD S. A. ist jedoch die Schaffung einer
landwirtschaftlichen Sprühvorrichtung bekannt, bei der den Sprühauslegern ein Übermaß an
Flüssigkeit zugeführt wird, die überschüssige Flüssigkeit über eine, entgegengesetzt zu einer
Zuführleitung verlaufende Rückführleitung in den Tank zurückgeführt wird, und bei der -
wenn zumindest einer der Ausleger geschlossen wird - in der Zuführleitung automatisch ein
Unterdruck erzeugt wird, um eine ununterbrochene Zirkulation in der der Sprührichtung
entgegengesetzten Richtung zu bewirken. Auf diese Weise werden Ausleger und Leitungen
durchgespült, und es wird Ablagerungen und der Verstopfungsgefahr vorgebeugt.
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Ein Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung verbesserter Mittel für das Aufrühren
flüssiger Sprühmittelgemische in der Zerstäubungsvorrichtung. Ein solches Aufrühren
geschieht vorzugsweise automatisch, d. h. ohne das ein Eingreifen seitens des
Bedienpersonals notwendig ist, z. B. ständig oder bei Unterbrechung des Sprühvorgangs. Vorzugsweise
findet ein Aufrühren auch während der Befüllung der Sprühvorrichtung statt.
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Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Mitteln für die
Verhinderung oder Verringerung des Tropfens aus den Sprühdüsen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Mitteln, um Spül- oder
andere Flüssigkeit nach ihrem Einsatz aus den Leitungen des Zerstäubers zu entfernen, so
daß die Vorrichtung unmittelbar, d. h. ohne die Notwendigkeit eines vorherigen Ablassens
von Spülwasser aus den Leitungen, in Betrieb genommen werden kann.
Offenlegung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine Sprühvorrichtung der Art geschaffen, die einen Vorratstank
für zu versprühende Flüssigkeit, einen Flüssigkeitskreislauf mit zumindest einer Sprühdüse,
Mittel, wie z. B. eine Pumpe und eine Zuführleitung, um die Flüssigkeit aus dem Tank heraus
zu befördern und das Versprühen der Flüssigkeit über die Düse zu bewirken, eine
Rückführleitung von der Düse zum Tank und Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks im
Flüssigkeitskreislauf, so daß die Flüssigkeit zwecks Vermeidung von Verstopfungen bei einer
Unterbrechung des Sprühvorgangs an der Düse vorbei in die entgegengesetzte Richtung geleitet
wird, umfassen, wobei die Rückführleitung zwischen den flüssigkeitsbewegenden Mitteln und
der Sprühdüse angeordnet ist, die Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks in der
Rückführleitung vorhanden sind, um zu bewirken, daß Flüssigkeit von der Düse zum Tank fließt, und
die eine Aufrührleitung vom Tank zu der oder jeder Düse umfaßt, durch die bei Anlegung
eines Unterdrucks an die Rückführleitung Flüssigkeit gesaugt wird, gekennzeichnet durch
ein Einrichtungsventil in der oder jeder Leitung, um zu verhindern, daß durch die Leitung
Flüssigkeit von der Düse zum Tank fließt.
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Üblicherweise verfügt die Sprühvorrichtung über eine Vielzahl solcher Düsen, und die
Leitung vom Tank zu jeder Düse unterliegt der Kontrolle eines separaten Absperrventils. In
einem solchen Fall wird die Rückführleitung vorzugsweise zwischen dem betreffenden
Absperrventil und der zugehörigen Düse angeordnet.
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Das Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Rückführleitung ist vorzugsweise
eine durch zirkulierende Flüssigkeit angetriebene Venturivorrichtung. Auf diese Weise kann
die Vorrichtung direkt vom flüssigkeitsbewegenden Mittel, z. B. von der Pumpe, aus
angetrieben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird beispielhaft durch die beigefügte schematische Zeichnung illustriert,
die ein Kreislauf- oder Strömungsdiagramm einer landwirtschaftlichen Sprühvorrichtung
darstellt.
Beste Art und Weise der Ausführung der Erfindung
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In den Zeichnungen wird eine landwirtschaftliche Sprühvorrichtung gezeigt, die einen
Vorratstank 1 für eine chemische Sprühflüssigkeit umfaßt, der über eine Pumpe 5 mit
Sprühdüsen 16 zur Erzeugung einer Reihe von Sprühnebeln 38 verbunden ist. Obwohl in
den Zeichnungen nicht gezeigt, wird die Sprühvorrichtung üblicherweise auf einem
landwirtschaftlichen Traktor oder einen traktorgezogenen Anhänger montiert und umfaßt einen
Sprühausleger mit einem Paar seitlich ausziehbarer Arme, die in über ihre gesamte Länge
verteilten Abständen die Sprühdüsen tragen, so daß bei jeder Passage des Traktors eine
viele Meter breite Bodenfläche mit der versprühten Chemikalie behandelt werden kann.
Üblicherweise umfaßt jeder Arm des Sprühauslegers eine Vielzahl schwenkbar befestigter
Abschnitte, die, z. B. für die Aufbewahrung, den Transport oder die Veränderung der
wirksamen Länge des Auslegers, zusammengeklappt werden können. Eine solche Vorrichtung an
sich ist hinreichend bekannt, so daß sich ihre weitere Beschreibung erübrigt.
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Im Einzelnen hat der Tank an seinem Boden eine Vertiefung 21, in der das Ende 39
einer Zuführleitung 6 angeordnet ist, die mit der Pumpe 5 verbunden ist, die der Kontrolle
eines Ventils 4 unterliegt, durch das auf herkömmliche Art und Weise Wasser in die
Vorrichtung eingeleitet werden kann. Der Auslaß 36 der Pumpe 5 versorgt eine Leitung 8, die mit
einem Drei-Wege-Ventil 7 verbunden ist, so daß die aus der Pumpe kommende Flüssigkeit -
entsprechend der Steuerung durch das Bedienpersonal - entweder einer Leitung 9 oder
einer Leitung 10 zugeführt werden kann. Leitung 9 ist über eine Venturivorrichtung 3 mit
einem Chemikalieneinfülltrichter 2 verbunden, über den dem System Chemikalien zugeführt
werden können. Die aus der Venturivorrichtung 3 kommende Flüssigkeit wird über eine
Leitung 31 direkt dem Tank 1 zugeführt.
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Die Leitung 10 ist mit einem Drei-Wege-Ventil 11 verbunden, dessen Kontrolle weiter
unten behandelt wird. Die aus diesem Ventil kommende Flüssigkeit fließt entweder über
einen Filter 26 in eine Leitung 14, um die Sprühdüsen 16 zu versorgen, oder aber in eine
Leitung 22, die mit einer weiter unten ausführlich beschriebenen Venturivorrichtung 20
verbunden ist. Leitung 14 hat die Form eines Verteilers, der Zweigleitungen 14a versorgt, die
jeweils der Kontrolle eines Drei-Wege-Ventils 15 unterliegen, durch das die Flüssigkeitszufuhr
zu den einzelnen Sprühdüsen oder verschiedenen Abschnitten des Auslegers
gegebenenfalls unterbrochen werden kann. Die aus den Ventilen 15 kommende Flüssigkeit wird
entweder den direkt mit den Sprühdüsen verbundenen Leitungen 14k zugeführt oder in über eine
Venturivorrichtung 20 mit dem Tank 1 verbundene Tankrückführleitungen 19 umgeleitet. Die
Venturivorrichtung 20 hat einen Auslaß 37, der sich in die Vertiefung 21 hinein erstreckt. Die
Leitungen 19 unterliegen der Kontrolle von Anti-Druckwellen-Ventilen 27, die unmittelbar
neben den entsprechenden Ventilen 15 angeordnet sind. Durch diese Ventile 27 soll
verhindert werden, daß sich ein plötzlicher starker Druckanstieg, hervorgerufen, z. B. durch ein
Absperrventil, rückwärts die Leitungen 19 entlang fortsetzt und eine kurzzeitige Betätigung
der Sprühdüsen bewirkt. Die Leitungen 19 werden an einem Verteiler 34, der über eine
Leitung 35 an die Venturivorrichtung 20 angeschlossen ist, miteinander verbunden.
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Die Sprühdüsen 16 sind mit dem Tank 1 auch über Leitungen 18 verbunden, die der
Kontrolle von Einrichtungsventilen 17 unterliegen, die einen Flüssigkeitsstrom nur in
Richtung des Pfeils B gestatten. Die Leitungen 18 sind an einem Verteiler 33 miteinander
verbunden, der seinerseits an eine Leitung 32 angeschlossen ist, die mit der Tankvertiefung 21
verbunden ist.
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Zwischen der Leitung 14 und dem Tank 1 ist über eine Leitung 13 ein Druckregler 12
eingefügt, der es gestattet, die Menge des auf die Feldfrucht aufzubringenden chemischen
Sprühmittels auf ein geeignetes Maß einzustellen. Mit der Leitung 8 ist eine Leitung 23 zur
Zufuhr von unter Druck stehender Flüssigkeit verbunden, die eine auf dem Boden des
Tanks 1 befindliche Aufrührvorrichtung 24 antreibt, um das chemische Sprühmittel in
Suspension zu halten. Da ein Aufrühren nicht immer erforderlich ist, unterliegt die Leitung 23 der
Kontrolle eines Ventils 25.
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Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, kann es möglich sein, das Ventil 11 durch ein
einfaches Schaltventil in der Leitung 22 zu ersetzen. Dies kann den möglicherweise
günstigen Effekt haben, daß die Leitung 14 und die Leitungen 14a ununterbrochen unter Druck
stehen und die Sprühvorrichtung daher - wenn die Ventile 15 geöffnet werden - schneller in
Gang kommt.
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Das Ventil 7 kann durch ein Paar Schaltventile ersetzt werden, so daß der von der
Pumpe 5 kommende Flüssigkeitsstrom gleichzeitig oder abwechselnd entlang der
Leitungen 9 und 10 fließen kann.
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Während der Befüllung der Sprühvorrichtung mit der Chemikalie wird die Zufuhr von
flüssigem Sprühmittel von der Pumpe 5 zu den Sprühdüsen 16 durch Betätigung des
Ventils 7 unterbrochen, so daß Flüssigkeit entlang der Leitung 9 zurück in den Tank fließt, um
die Venturivorrichtung 3 für die Zufuhr der Chemikalie in die Vorrichtung anzutreiben.
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Wird der Sprühvorgang unterbrochen, z. B. am Ende einer jeden Tour, wird durch die
Betätigung des Ventils 11 die Zufuhr von Flüssigkeit zu den Sprühdüsen 16 unterbrochen,
und die Flüssigkeit wird statt dessen durch das Ventil 11 entlang der Leitung 22 und damit
zurück in den Tank 1 geleitet. Dadurch wird die Venturivorrichtung 20 aktiviert, die in den
Leitungen 19 einen Unterdruck erzeugt, so daß die Flüssigkeit aus den Sprühleitungen 14b
abgesaugt wird. Desgleichen wird Flüssigkeit aus dem Tank durch die Leitungen 18
ge
saugt, so daß die Flüssigkeit aufgerührt wird, um einem Absetzen von Feststoffen
vorzubeugen.
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Wie zu erkennen ist, ist die Leitung 32 an einem am Boden der Vertiefung 21
befindlichen Auslaß 40 mit dem Tank 1 verbunden. Vorzugsweise befindet sich der Auslaß 40 zur
Leitung 32 in der Vertiefung weiter unten als der Auslaß 39 zur Leitung 6, um die Gefahr des
Ansaugens von Luft in die Sprühleitungen vor dem Ende der Flüssigkeitszufuhr zur Pumpe 5
auf ein Mindestmaß zu reduzieren.
Gewerbliche Anwendbarkeit
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Zusammenfassend hat die oben beschriebene Feldfrucht-Sprühvorrichtung die
folgenden Merkmale und Vorteile:
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Aufrühren der Sprühleitungen des Auslegers, einschließlich der Zuführleitungen und
der Ventile, die die Auslegerabschnitte kontrollieren, durch Unterdruck;
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Bewegung und damit Aufrühren der Flüssigkeit in den Leitungen ohne ein Sprühen aus
den Düsen;
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Entfernung der Chemikalie aus den Leitungen zum Zweck des sicheren Transports der
Vorrichtung sowie der Erfüllung von Umweltschutzauflagen dahingehend, daß vor dem
Transport einer Feldfrucht-Sprühvorrichtung auf der Straße sicher auszuschließen ist, daß
diese tropft. Dies kann durch Ersetzen der Chemikalie durch klares Wasser oder Luft
erreicht werden. Die Luft oder das Wasser kann dann nach der Ankunft auf dem Feld durch
das chemische Sprühmittel ersetzt werden;
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Vorzugsweise hat die Vorrichtung durchsichtige Sprühleitungen, oder die Leitungen
umfassen durchsichtige Abschnitte für eine optische Anzeige ihres Inhalts;
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Aufrühren der Sprühleitungen und des Inhalts des Zerstäubertanks, wenn die
Vorrichtung nicht sprüht;
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Die Vorrichtung ermöglicht das Versprühen einer korrekt dosierten Chemikalienlösung,
sobald der Sprühvorgang gestartet wird. Mit herkömmlichen Vorrichtungen ist dies nicht
möglich, da die Vorrichtung zunächst aus den Düsen sprühen muß, bis das klare Wasser in
ihrem Inneren durch die Chemikalie ersetzt wurde. Dieser Zeitpunkt kann durch den Fahrer
nur schätzungsweise ermittelt werden, was oft dazu führt, daß auf einen Teil des Feldrains
eine Überdosis der Chemikalie aufgebracht wird. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann dem System über ein in einer Leitung 32 befindliches Drei-Wege-Ventil 30 klares
Wasser aus einem separaten, auf der Vorrichtung befindlichen Klarwassenrorratstank 28
zugeführt werden;
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Einsatz eines Einrichtungsventils in der Sprühleitung, so daß ein Aufrühren nur in einer
Richtung, nicht jedoch in der anderen, stattfindet;
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Die Vorrichtung kann ausgespült werden, ohne daß dafür ein Sprühen aus den Düsen
erforderlich ist. Diese Möglichkeit kann im Zusammenhang mit zunehmenden
Umweltauflagen von erheblichem Belang sein;
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Im Zuge der Befüllung der Vorrichtung mit Wasser, bewirkt die Vorrichtung ein
Zirkulieren der zu versprühenden Chemikalie durch den Ausleger;
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Durch Unterdruck bewirkt die Vorrichtung ein Zirkulieren im Inneren der
Sprühleitungen;
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Das herkömmliche Problem der Entfernung des klaren Wassers aus der Sprühleitung
beim ersten Starten des Sprühvorgangs wird ausgeräumt;
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Vorherige Systeme rühren die Sprühleitungen nur auf, wenn die Vorrichtung sprüht,
und können daher nicht mit einem auf dem Durchfluß basierenden Kontrollsystem eingesetzt
werden, da aufrührungsbedingter Durchfluß registriert wird, und die Maschine annimmt, daß
die entsprechende Menge Sprühmittel auf die Feldfrüchte aufgebracht wurde;
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Sprühleitungen können ohne ein Versprühen der Chemikalie aus den Düsen mit
klarem Wasser gespült werden, so daß die Vorrichtung umweltfreundlich ist.