DE838081C - Verfahren und Vorrichtung zur Einführung einer Behandlungsflüssigkeit in den Boden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sidh auf die Bodenbehandlung durch Einführung eines im folgenden häufig Fluidum genannten gasförmigen oder flüssigen Mediums in den Boden unter dessen Oberfläche, wol >ci von einer solchen Flüssigkeit erwünschte Wirkungen ausgehen können, z. B. Düngung, Abtötung unerwünschter Organismen wie Nema roden, Stimulierung oder Verlangsamung dies Wachstums usw. Die Erfindung· kann für die Einführung

ίο irgendeines Fluidums, z. Ji. einer Flüssigkeit, einer Di'Si)ersion von Gas und Flüssigkeit, einer Emulsion und eines Gases dienen; sie ist bei Anwendung von flüchtigen Flüssigkeiten oder Gasen, die die Tendenz lial>en, aus dem Boden zu entweichen, beson-(lcrs wirksam liei Einführung unter Überdruck. Die Erfindung wird mit besonderer Rücksicht auf die Einführung von im wesentlichen wasserfreiem Ammoniak in den Boden unter Überdruck beschrieben, jedoch wird nicht die Verwendung einer besonderen Behandlungsflüssigkeit hier beansprucht, und es ist ohne weiteres klar, daß die Erfindung für dale Behandlung von Böden mit anderen Behandlung«^ mitteln, wie Luft, Stickstoff, Schwefeld'iöxyd, Cyanwasserstoff und ähnlichen Vergasungsmitteln und Flüssigkeiten, wie wäßriges Ammoniak, angewendet werden kann.

Es ist bekannt, Fluida, z. B. flüchtige Flüssigkeiten oder Gase, wife gasförmiges oder flüssiges Ammoniak, oder eine Mischung von gasförmigem undflüissigemAmmoniak,indenBoden mittelsKuilti-

vatorscharen oder ähnlichen landwirtschaftlichen Geräten einzuführen, deren Spitzein einigem Abstand unter der Bodenoberfläche durch den Boden bewegt wird und die einen durch ihren Schaft geführten Kanal oder ein mit ihm verbundenes Rohr besitzt für die Leitung desFluidums von einem auf dem das Gerät tragenden Fahrzeug angebrachten Vorratsgefäß abwärts bis zu einem Punkt unterhalb der Bodenoberfläche, von dem aus das Fluidum kontinuierlich entladen wird, wenn das Gerät parallel zur Bodenfläche gezogen wird. Bei' solchen Verfahren trat die Schwierigkeit auf, daß des öfteren edne verhältnismäßig geringe Penetration und Absorption des Fluidums in dem Boden erfolgte, mit der unerwünschten Folge, daß ein Teil des Fluidiums durch die mehr oder weniger waagerechte, durch den Schaft dies Kultivatorschars erzeugte Furche entweicht. Dieser Umstand ist erschwerend!, wenn schwerer, nasser Boden bearbeitet wird, wobei eine verhältnismäßig glattwandige Furche geschnitten wird und nur eine begrenzte Fläche des Bodens zur Absorption der Behandlungsflüssigkeit zur Verfügung steht. Der Nachteil fällt ferner ins Gewicht beim Arbeiten mit hoher Geschwindigkeit, wenn das Kultivatorschar z.B. 150m je Minute zurücklegt und infolgedessen größere Mengen von Fluidurnentladungen verwendet werden; in solchen Fällen schließt sich der Boden, wie gefunden wurde, nicht hinreichend schnell zusammen, um die Furche vor Entweichen eines beachtlichen Teils des Fluidums abzudecken.

Außerdem wurden manchmal Schwierigkeiten bei der Einführung flüchtiger Flüssigkeiten in den nassen Boden durch Abkühlen der Injektorspitzen auf Temperaturen beobachtet, bei denen die Bodenfeuchtigkeit gefriert. Dies verursacht Eisklumpen und Klumpen von erhärtetem Schlamm, die sich an dem Schar festsetzen und das Schleppen erschweren. Die Erfindung umfaßt ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Einführung von Fluida in den Boden unter dessen Oberfläche, wobei eine wirksamere Durchdringung dies Bodens erreicht wird und die Verluste infolge Entweichens des flüchtigen Fluidums aus dem Boden auf ein Minimum herabgesetzt werden.

Erfindungsgemäß wird unter anderem ein Injektionsschar vorgeschlagen, in dem die Leitung für die Zuführung einer flüchtigen Flüssigkeit so angebracht ist, daß die Vereisuaig der Bodenfeucht igkeit an dem Schar infolge Abkühllens des Injektor sChars durch die Verdampfung einer zur Injektion in den Boden abwärts geführten flüchtigen Flüssigkeit vermieden wird.

Vorgeschlagen wird ferner ein verbessertes Injektionsschar für die Einführung von Fluitda in den Boden, die hinter dem Speerspitzenstück elin Ansatzstück besitzt, das sich seitlich über die Seiten des das Schar tragenden Schaftes hinaus erstreckt und eine beträchtliche vertikale Höhe besitzt, zwecks Bildung eines horizontalen Spalts in dem Boden beim Bewegen des Schars durch den Boden; das Ansatzstück ist dabei mit Kanälen für das seitliche Ausströmen des Fluidums in diesen Spalt versehen.

Gemäß der Erfindung wird das Fluidum in den fortschreitend gebildeten, seitlich sich erstreckenden, völlig unter der Bodenoberfläche liegenden Spalt, nahe dem Einspritzpunkt, der fortlaufend bewegt wird, seitlich eingeführt, entweder nach einer Seite oder nach beiden Seiten hin. Der Spalt erstreckt sich üblicherweise im wesentlichen horizontal zu den Seiten des von dem Injektionspunkt beschriebenen Weges. Das Verfahren ist mit großem Vorteil unter Verwendung des neuen Injektionsschars gemäß der Erfindung durchführbar, das einen durch den Boden von einem geeigneten Träger oberhalb der Bodenoberfläche bewegbaren Schaft und ein mit ihm fest verbundenes oder auswechselbares speerspitzenartiges Stück an seinem unteren vorderen Ende besitzt, sowie ein diesem Stück folgendes Ansatzstück, das sich seitlieh über die Seiten des Schaftes und vorzugsweise auch über die Seiten des Speerspitzenstücks hinaus erstreckt und eine beträchtliche Höhe (d. h. vertikale Dimension) oder einen Bodenhebungswinkel besitzt, der hinreicht, um einen mehr oder weniger kurzlebigen seitlichen Spalt in dem Boden zu bilden. Das· Ansatzstück ist außerdem mit Mitteln zum seitlichen Entladen des Fluidums in den Spalt versehen.

Die Zeichnung verdeutlicht die Erfindung durch Darstellung bestimmter bevorzugter Ausfülhrungisformen, die einen Gegenstand der Erfindung bilden. Fig. ι ist eine Seitenansicht eines Injektionsschars gemäß der Erfindung;

Fig. 2, 3 und 4 sind Schnitte gemäß den Linien 2-2, 3-3 und 4-4 der Pig. 1, wobei; Fig. 4 einen vergrößeirten Maßstab besitzt;

Fig. 5 ist eine Teilseitenansicht des unteren Teils einer abgeänderten Ausführungsform, und

Fig. 6 ist ein Schnitt gemäß der Linie 6-6 der Fig. 5.

Gemäß insbesondere Fig. 1 bis 4 besitzt das Injektionsschar einen Schaft 10 mit einem horizontalen Teil 11 von rechteckigem Querschnitt, der am oberen Ende mit einer Bohrung 12 versehen ist zwecks Anbringung an der Gerätstange eines KuI-tivators oder eines geeigneten Fahrzeugs, wie es üblicherweise für landwirtschaftliche Zwecke verwendet wird, wobei ein solches Fahrgestell (nicht gezeichnet) mit bekannten Mitteln zum Heben und¹ Senken der Gerätstange und Einstellen in einer gewünschten Höhe im Verhältnis zur Bodenoberfläche 13 versehen ist. Der gekurvte, ©ich iiadh unten erstreckende Teil des Schars (Fig. 2) hat eine scharfe Leitschneide 14. Ein auswechselbares Speerspitzenstück 15 aus gehärtetem Metall in Form eines Schuhs ist an der nach vorn gerichteten unteren Spitze des Schaftes mittels eines Stiftes oder Bolzens 16, der sich durch eine horizontale Bohrung in dem Fortsatz des Schars erstreckt, befestigt. Diese eben beschriebenen Teile sind insoweit ahnlieh denen, die bei den üblichen Kultivatorenschairen verwendet werden.

Ein Ansatzstück 17 ist an dem Bodenteil des Schaftes· hinter dem Spearspiitzenstück angeschweißt. Es erstreckt sich nach beiden Seiten über die Seiten des Schaftes 10 und des Speerspitzenstücks 15 hin-

aus und nimmt der Höhe nach von vorn nach hinten zu unter Bildung eines Paares seitlicher Fortsetzungen bzw. Flügel.

Die Bodenfläche des Ansatzstücks liegt vorzugsweise holier als der Boden des Speerspitzenstücks 15. Die vordere Kante ist vorzugsweise abgerundet, wie in Fig. ι gezeigt, obwohl auch eine dünne Leitschneide verwendet werden kann. Ein horizontales Rohr 18, dessen Enden einwärts nach rückwärts abgeschrägt sind zur Vermeidung von Verstopfungen durch den Boden, ist an das hintere Teil des Ansatzstücks angeschweißt. An seinem oberen Teil besitzt es zwischen den Enden eine Bohrung für die Verbindung mit einem Zuführungsrohr 19, das am rückwärtigen Teil des Schaftes 10 in einigen Punkten angeschweißt ist. Wenn auch das seitlich sich erstreckende Rohr 18 und das Rohtr 19 in manchen Fällen, insbesondere wenn trockene Böden zu behandeln sind und/oder wenn ein nicht verdampfen^ des Fluidum, wie z. B. Gas oder eine Flüssigkeit geringer Flüchtigkeit, eingeführt werden soll, direkt in Kontakt sein kann mit dem Ansatzstück und¹ dem Schaft, so ist es doch vorzuziehen, es im Abstand von seinem Träger anzubringen durch Vorsehung von Nuten in der rückwärtigen Fläche des Ansatzstücks 17 und des Schaftes 10, wie gezeichnet, und das Schweißmetall in Abständen, wie bei 20 angezeigt, anzubringen. Durch dieses Anbringen wird ein Luftspalt geschaffen; der Schaft und das Ansatzstück sind dann zum Teil von der Leitung und dem Rohr wärmeisoliert und werden durch Verdampfung der Flüssigkeit in der Leitung und dem Rohr nicht wesentlich abgekühlt. Dies vermindert das Gefrieren der Feuchtigkeit aus dem Boden an dem Injektionsschar. Ein Anschluß 21 am oberen Teil der Leitung 19 dient zur Befestigung an einem nicht gezeichneten Zuführungsschlauch für die Zuführung der Behandlungflüssigkeit zu dem Injektor. Bei der Durchführung des Verfahrene und der Verwendung des verbesserten Injektionsschars wird dieses durch irgendein landwirtschaftliches Gefährt durch den Boden gezogen, wie das bei! derartigen Verfahren stets stattfindet, mit einer gewünschten Geschwindigkeit von z.B. 100 m/Min., wobei das Speerspitzenstück 15 und das Ansatzstück 17 in der gewünschten Entfernung unterhalb der Bodemoberfläcbe, z. B. 15 bis 20 cm, gehalten wird. Das einzuführende Fluidum wird unter Druck und in einer gemessenen Menge in die Leitung 19 eingedrückt. Bei Bewegung des Speerspitzenstücks durch den Boden öffnet und hebt dieses den Bodien ein wenig zur Bildung eines engen, tunnelartigen Spalts 15⁰. Diesem Stück folgen die Flügel des Ansatzstücks 17, die sich seitlich ül>er die vertikale Furche, geschnitten durch die Schneide 14 und den Schaft 10, hinaus erstrecken. Die Flügel bzw. Fortsetzungen, die an dem Schaft 10 der Gerätestange des tragenden Fahrzeugs angebracht sind, hel>en den Boden über ihnen-, wobei fortlaufend ein zweiter horizontaler Spalt 22 gebildet wird, der sich in einiger Entfernung seitlich von dem Ansatzstück erstreckt, und zwar seitlich der Seiten des Schaftes 10, wodurch hinreichend große Absorptionsflächen zur Absorbierung des Fluidums gebildet werden. Das Fhiiidum wird seitlich aus den Mündungen des Rohres 18 in den Spalt 22 eingeführt, der sidh beiderseits und vertikal infolge des Gewichts des Bodens Wieder schließt, nachdem das Schar durchgegangen ist. Die durch den Schaft gebildete vertikale Furche schließt sich durch Umdrehen undl/odler Krümeln des Bodens nach dem Durchgang des Schiars, bevor die verdampfte, in den zweiten Spalt eingeführte Flüssigkeit entweichen kann, wie das im einzelnen weiter unten beschrieben wird.

Bemerkt sei, daß bei der bevorzugten besdhriebenen Ausführungsform der Boden des Ansatzstücks nicht auf dem Boden dies ersten tunnelartigen, d!uirch das Speerspitzenstück gebildeten Spalts schleift und daher nicht den· Boden andrückt, sondern lediglich den Boden hebt, da sie von dem Fahrzeug oberhalb der Bodenoberfläche getragen wird. Infolgedessen bewirkt der Schaft unter Mitwirkung der Flügel ein Heben um einige Zentimeter im Bereich des Schaftes. Die Erfindung ist naturgemäß nicht auf die Ausführungsform besdhrankt, bei der der Boden des Ansatzstücks oder der Fortsätze bzw. Flügel im Abstand über der Bodenfläche des Spalts liegt. Eine derartige bevorzugte Ausführungs>form ist jedoch ausgesprochen vorteilhaft, da das Speerspitzenstück und das Ansatzstück eine Saugwirkung in dem Boden hervorrufen.

Im nassen Boden mit beträchtlicher Kohäsion haben die Spalten mehr oder weniger glatte Oberflächen, und der nasse Boden schließt die Spalten nach dem Durchgang des Schars mit einer drehenden oder rollenden Bewegung, so daß die Seiten der vertikalen Furche bzw. des Schlitzes nahe dem Boden der Furche zusammenfallen, bevor der seitliche Schlitz sich schließt. Der Schlitz ist also gegen ein Entweichen von oben her vor seinem vollständigen Schließen abgedichtet. Weiter oben, nahe der Bodenoberfläche, wird die Furche in der Hauptsache geschlossen durch Zerkrümelndes Bodens. Trockener oder gut bearbeiteter Boden schließt sich nicht mit der oben beschriebenen rollenden Bewegung, sondem zerbricht und krümelt, wobei! zwischen dien Partikeln ein sehr weiter Raum für die Absorption des flüchtigen Fluidums geschaffen wird. Die große Affinität des trockenen Bodens für die meisten Behandlungsmittel, insbesondere Ammoniak, verhindert das Gas am Entweichen, selbst wenn die vertikale Furche nicht verschlossen ist.

Bei einer typischen Anwendungsart wird wasserfreies Ammoniak, vorwiegend im flüssigen Zustand, jedoch mit einem Gehalt an Ammoniakdämpfen, an dem oberen Teil der Leitung 19 eingeführt. Eine zusätzliche Verdampfung findet während des Flusses durch die Leitung statt, so daß eine Mischung von flüssigem und verdampftem Ammoniak oder lediglich Ammoniakdämpfe aus dem Rohr 18 injiziert werden. Der maximale Ammoniakfluß beträgt des öfteren bis 45 1 Gas (gemessen bei Standardbedingungen) je Wegmeter, obwohl 10 bis 15 l/m normal sind.

Wie oben angegeben, kann das Speerspitzenstück und/oder das Ansatzstück mit dem Schaft aus einem

Stück gefertigt sein. Eine solche Art ist in Fig. 5 und 6 gezeigt, in denen der Schaft io" ein Ansatzstück 17" besitzt, das aus einem Stück mit ihm gegossen ist, und mit einem Speerspitzenstück 15 versehen wie bei der vorbesdiriebenen Ausfübrungsform. Das Ansatzstück hat rückwärts abgeschrägte Seitenteile 23 an seinem hinteren Ende. Eine Querbohrung 24 in dem Ansatzstück 17" endet in den Stücken 23 und ist mit einer vertikal verbindenden

ίο Bohrung 25 versehen, die mit dem Zuführungsrohr 19 verbunden ist, das an das Ansatzstück angeschweißt ist. Durch Abschrägung der Seitenflächen des Artsatzstücks am rückwärtigen Teil werden die öffnungen der Bohrung 24 vor Verstopfung durch den Boden geschützt. Das abgeänderte Inje,ktionsscthar wird in der oben beschriebenen Art angewendet.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Einführung einer Behand¹-lungsflüssigkeit in den Boden unterhalb dessen Oberfläche durch ein unterhalb der Bodenoberfläche sich befindendes Injektionsstück, gekennzeichnet durch kontinuierliche Bewegung dieses Injektionsstücks unterhalb der Bodenoberfläche, wobei fortlaufend und gleichzeitig ein Spalt in dem Boden geformt wird, der sich seitlich von dem Injektionspunkt und in seiner Gesamtheit unterhalb der Bodenoberfläche erstreckt, und durch Einführung des Fluidums seitlich in diesen Spalt.
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsfluidaim sehr flüchtig ist und z. B. im wesentlichen aus wasserfreiem Ammoniak besteht.
3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsfluidium ein Gas unter Druck ist.
4. 4. Injektiansschar für die Einführung ejnes Behandlungsflu'idums in den Boden unterhalb .seiner Oberfläche, gekennzeichnet durch, einen tragenden Schaft (10), der d'ile Oberfläche schneidet, ein Spitzenstück (15) an dessen unterem vorderem Ende, einen Ansatz (17) auf der Rückseite dieses Stücks, der mindestens auf !einer Seite des Schaftes einen sich seitwärts erstreckenden Fortsatz besitzt zur Bildung eines seitlichen Spalts im Boden bei Bewegung des Schaftes durch den Boden, Mittel (19) für die Zuführung des Behandlungsflukluims und Mittel (18), die mit dieser Zuführungsleitung verbunden sind, für die Entladung dies Fluidums seitlich in den Spalt.
5. 5. Injektionsschar gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zufüihrungsmittel aus einem an der rückwärtigen Fläche des Schaftes (10) und von ihr entfernt angebrachten Rohr (19) besteht, so daß ein Luftzwischenraum zwischen ihnen entsteht und dadurch der Schaft teilweise gegenüber dem Rohr wärmeisoliert ist.
6. 6. Injektionsschar gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzstück (17) von vorn nach hinten in seiner Hohe zunimmt.
7. 7. Injektionsschar gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche des Ansatz-Stücks (17) höher liegt als die Bodenfläche des Spitzenstücks (15).
8. 8. Injektionsschar gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Entladung des Fluidums aus einer Querbohrung (18) in dem Ansatzstück (17) mit öffnungen an den Seiten des Ansatzstücks bestehen.
9. 9. Injektionsschar gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des Ansatzstücks (17) an dem Schnittpunkt mit der Bohrung nach rückwärts konvergieren.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   I 5137 4.52