IT202000016237A1 - “apparato e metodo di dosaggio per prodotti fitosanitari” - Google Patents
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Description
?APPARATO E METODO DI DOSAGGIO PER PRODOTTI FITOSANITARI?
DESCRIZIONE
L'invenzione si riferisce principalmente ad un apparato e metodo di dosaggio e preferibilmente miscelazione per l?erogazione in pressione di prodotti fitosanitari (indicati in letteratura usualmente con PPP (plant protection products) o pesticides). L'invenzione si riferisce inoltre ad un sistema di erogazione controllata della miscela.
E? noto che i prodotti fitosanitari, diluiti, sono spesso irrorati sulle piante tramite atomizzazione e spruzzatura. Non esistono misuratori di flusso affidabili per prodotti cos? viscosi, con presenza di particolato quali sono molti prodotti fitosanitari commerciali in formulato liquido. Per portate cos? basse (ad es.1 ml/minuto) lo stato dell'arte prevede l'uso di pompe peristaltiche per sistemi a bassa pressione e pompe a pistoni per le alte pressioni. Tuttavia per la distribuzione di fitosanitari mediante irroratori non pneumatici (cio? irroratori che non usano il flusso d?aria per micronizzare la miscela fitosanitaria bens? il passaggio della miscela in pressone attraverso ugelli stretti) le pompe peristaltiche non generano pressioni sufficienti.
Le pompe a pistoni per dosaggio (v. ad es. https://ravenprecision.com/products/applicationcontrols/sidekick-pro-direct-injection) hanno invece problemi di usura, costo elevato, richiesta di elevate potenze elettriche, e difficolt? nel gestire prodotti molto concentrati con presenza di particelle solide.
Scopo dell?invenzione, la quale ? definita nelle allegate rivendicazioni in cui quelle dipendenti definiscono varianti vantaggiose, ? migliorare questo stato dell?arte.
Come primo aspetto dell?invenzione si presenta un apparato di irrorazione di prodotti fitosanitari comprendente
uno o pi? serbatoi per contenere prodotti fitosanitari,
un serbatoio per contenere acqua di diluizione,
mezzi per formare una miscela di prodotto fitosanitario e l?acqua di diluizione comprendenti
un serbatoio di pre-miscelazione, e
una pompa peristaltica per prelevare una dose di prodotto fitosanitario dal relativo serbatoio e inviarla nel serbatoio di pre-miscelazione;
mezzi per spruzzare la miscela su una vegetazione (preferibilmente sotto forma di miscela atomizzata o micronizzata), comprendenti
una linea di spruzzaggio terminante con ugelli, e
una pompa a membrana per iniettare la miscela nella linea di spruzzaggio.
Un apparato secondo l?invenzione risolve il suddetto problema abbinando una o pi? pompe peristaltiche ad una pompa a membrana. La pompa a membrana ? in grado di generare alta pressione ed ? meno delicata di una pompa a pistoni, tuttavia non ? adatta a realizzare dosaggi di precisione.
Per pompa a membrana, detta anche a diaframma, si intende una pompa in cui la variazione di volume ? data dall'oscillazione di una membrana che chiude un lato di una camera.
Per pompa peristaltica si intende ordinariamente un apparecchio che applica il principio della peristalsi, in base al quale la prevalenza al fluido trattato viene impressa da una strozzatura che scorre lungo il tubo. La pompa comprende ad es. un rotore a cui ? sono applicati due o pi? rulli che, ruotando, creano lungo il tubo una strozzatura mobile e provocano cos? l'avanzamento del fluido in esso contenuto.
Una pompa a membrana ha in comune con quella a pistoni la difficolt? di gestire liquidi con solidi in sospensione. Allora, per ovviare a questo problema l?apparato secondo l?invenzione prevede una pompa peristaltica per diluire con acqua la soluzione da iniettare, riducendo cos? notevolmente gli inconvenienti dovuti ai solidi in sospensione. Ovvero la suddetta pompa peristaltica ? montata per pompare l?acqua la soluzione dal serbatoio contenente acqua di diluizione nel serbatoio di pre-miscelazione. Tale pompa peristaltica pu? servire anche per fornire solo acqua pulita per lavare la pompa a membrana.
Opzionalmente, in particolare nel caso di micronizzazione pneumatica, a valle della linea di spruzzaggio ? possibile dotare di una pompa peristaltica un o ciascun ugello per la diffusione della miscela. Si noti che questa soluzione autonomamente risolve il problema di controllare finemente il quantitativo di miscela distribuita dagli ugelli., e da sola pu? essere vantaggiosamente integrata anche in un tradizionale apparato di irrorazione di prodotti fitosanitari. Ovvero si pu? realizzare un secondo apparato di irrorazione di prodotti fitosanitari comprendente
uno o pi? serbatoi per contenere prodotti fitosanitari,
un serbatoio per contenere acqua di diluizione,
mezzi per formare una miscela di prodotto fitosanitario e l?acqua di diluizione,
mezzi per spruzzare la miscela su una vegetazione comprendenti una linea di spruzzaggio terminante con ugelli, ove
un o ciascun ugello comprende una pompa peristaltica per spruzzare la miscela.
Il secondo apparato di irrorazione pu? vantaggiosamente condividere tutte le varianti tecniche definite per l?apparato oggetto del primo aspetto dell?invenzione.
Si presenta anche un metodo di irrorazione di prodotti fitosanitari in cui
si forma una miscela di acqua e prodotto fitosanitario tramite una pompa peristaltica che preleva una dose di prodotto fitosanitario da un relativo serbatoio, e si spruzza la miscela su una vegetazione tramite una pompa a membrana.
Preferibilmente il numero dei detti serbatoi per contenere il prodotto fitosanitario ? uguale al numero di prodotti fitosanitari da miscelare; un serbatoio per un prodotto fitosanitario e una pompa peristaltica per ogni serbatoio.
Preferibilmente per favorire la miscelazione ed evitare ingorghi, l?apparato comprende
un serbatoio di pre-miscelazione per ricevere il prodotto fitosanitario pompato dalla una o pi? pompe peristaltiche, e
una pompa peristaltica per pompare acqua dentro il serbatoio di pre-miscelazione, preferibilmente per pompare acqua dal serbatoio di diluizione,
la pompa a membrana per pompare la miscela nella linea di spruzzaggio essendo montata per prelevare fluido dal serbatoio di miscelazione.
Preferibilmente l?apparato comprende un motore elettrico passo-passo - o di altra tipologia eventualmente dotato di encoder - per azionare una o ciascuna pompa peristaltica; in modo da assicurare precisione di dosaggio.
Preferibilmente l?apparato comprende un condotto per pompare acqua da detto serbatoio di diluizione verso l?uscita della pompa a membrana che inietta la miscela nella linea di spruzzaggio. Cos? si aumenta la portata in uscita dall?apparato pur mantenendo piccole dimensioni per il serbatoio di miscelazione.
Preferibilmente l?apparato comprende un misuratore di flusso per misurare la portata in detto condotto, per un controllo preciso della portata.
Preferibilmente l?apparato comprende un processore elettronico configurato per pilotare le pompe dosatrici peristaltiche in funzione del valore di portata di fluido espulso dai mezzi per spruzzare e/o dalla portata rilevata da detto misuratore di flusso.
In particolare, l?apparato comprende una pompa di alimentazione d?acqua, ad es. a membrana, inserita in detto condotto per pompare acqua dal serbatoio di diluizione, e il processore elettronico ? configurato per pilotare la pompa di alimentazione d?acqua in funzione di un valore desiderato di pressione da mantenere nella linea si spruzzaggio.
Preferibilmente l?apparato ? compreso a bordo di un trattore o un mezzo semovente, come un robot. Altro aspetto dell?invenzione riguarda un trattore o un mezzo semovente che comprende l?apparato. I vantaggi dell?invenzione saranno pi? chiari dalla seguente descrizione di una preferita forma realizzativa di apparato di irrorazione, riferimento facendo all?allegato disegno:
- Fig.1 mostra uno schema dell?apparato.
La descrizione ? riferita all?apparato come in uso. Nella figura le frecce indicano collegamenti per fluido in moto verso la punta della freccia.
L?apparato MC serve per spruzzare una miscela atomizzata 44 di acqua e PPP sulle piante. La miscela atomizzata 44 viene spruzzata tramite una serie di ugelli 42 alimentati da un collettore di miscela o linea di spruzzaggio 40, di tipo noto o in alternativa da una ulteriore pompa peristaltica.
Il numero di PPP da miscelare pu? variare. Ogni PPP ? contenuto in un serbatoio 10 (ad es. da dieci o venti litri) isolato dagli altri, e ogni serbatoio 10 ? collegato fluidicamente con una pompa peristaltica 12 in grado di pescare il prodotto PPP dal relativo serbatoio 10 e iniettarne una dose in un serbatoio 14 di pre-miscelazione (ad es. da 0,2 litri), comune per tutte le pompe 12.
L?apparato MC comprende un serbatoio 20 per l?acqua, ad es. da duecento litri. Una pompa peristaltica 16 pu? prelevare acqua dal serbatoio 20 e iniettarne una dose nel serbatoio 14, dove si miscela col prodotto PPP ivi iniettato con le pompe 12.
Il serbatoio 14 e la pompa 16 sono opzionali, ma hanno il fondamentale vantaggio di rendere meno viscosi e densi i prodotti PPP e di ridurre potenziali precipitazioni/combinazioni dentro il serbatoio 14 (quando c??).
La preparazione della miscela 44 avviene tramite unione della pre-miscela del serbatoio 14 con acqua proveniente dalla pompa 22, prelevata dal serbatoio 20 e immessa nel collettore 40 tramite un condotto 90. Dal serbatoio 14 infatti, tramite una pompa a membrana 30, la premiscela viene spinta verso il collettore 40 assieme ad acqua nel condotto 90 proveniente dal serbatoio 20 e spinta dalla pompa 22. L?acqua pompata dalla pompa 22 si mescola con la premiscela pompata dalla pompa 30 per formare un flusso totale di miscela definitiva Ftot di acqua e PPP che arriva al collettore 40.
A valle della pompa 22 ? preferibilmente montato un regolatore di pressione con valvola di non ritorno 24, allo scopo di mantenere costante la pressione nella linea di spruzzaggio.
A valle della pompa 22 ? preferibilmente montato un flussimetro 26, allo scopo di misurare la quantit? di flusso richiesta dalle valvole o pompe peristaltiche di distribuzione 42 per poter regolare opportunamente i quantitativi di PPP da iniettare.
Durante il funzionamento dell?apparato MC, le pompe peristaltiche 12, 16 sono programmate per dosare con precisione i prodotti PPP e l'acqua pulita di diluizione prelevandoli rispettivamente dal serbatoi 10, 20. Allo scopo ad es. le pompe peristaltiche 12, 16 sono azionate da motori passo-passo.
Tramite una centralina elettronica (non mostrata) si pu? programmare il flusso Ftot da spruzzare o il flusso F di acqua pulita richiesto dalle valvole o pompe 42, la cui misura ? fornita dal flussimetro 26.
La centralina attiva la pompa a membrana 30 quando il livello o la pressione nel serbatoio 14 raggiunge una soglia predefinita, cos? da iniettare in pressione i prodotti fitosanitari PPP diluiti nel collettore 40.
Facendo un esempio numerico, si supponga sia richiesta una miscela da spruzzare con Dosaggio1 = 0.01 (1%) di un primo prodotto fitosanitario PPP e
Dosaggio2 = 0.05 (5%) di un secondo prodotto fitosanitario PPP.
La pompa peristaltica 16 dell'acqua pulita di premiscelazione/diluizione pu? essere comandata dalla centralina per avere una portata fissa o variabile, qui detta P_AP.
Definito F, il flusso dell?acqua proveniente dalla pompa 22 e misurato dal flussometro 26 risulta allora
Ftot = (F P_AP) / (1 - Dosaggio1 - Dosaggio2).
Le pompe peristaltiche dosatrici 12 sono quindi comandate dalla centralina per pompare un flusso pari a Ftot * Dosaggio1 e Ftot * Dosaggio2, rispettivamente.
Come opzione vantaggiosa, si possono prevedere dei sensori per misurare il livello dei prodotti fitosanitari PPP nei serbatoi 10. AD es. tali sensori possono essere sensori ad ultrasuoni, sensori di pressione in un serbatoio 10, celle di carico per misurare il peso di un serbatoio 10.
Come opzione vantaggiosa, si possono prevedere dei mezzi agitatori per mantenere omogenei i PPP o la miscela in un serbatoio 10 e/o nel serbatoio 14. Ad es. si pu? usare una pompa di ricircolo per ogni serbatoio o un agitatore meccanico per ogni serbatoio.
L?elemento 42 che realizza la distribuzione ultima della miscela sulla vegetazione, pu? essere realizzato mediante valvole manuali o automatiche abbinate ad ugelli per micronizzazione note allo stato dell?arte. In alternativa l?elemento 42, soprattutto per sistemi operanti a bassa pressione con nebulizzazione pneumatica, pu? essere costituito da una ulteriore pompa peristaltica.
Claims (10)
1. Apparato (MC) di irrorazione di prodotti fitosanitari comprendente:
uno o pi? serbatoi (10) per contenere prodotti fitosanitari,
un serbatoio (20) per contenere acqua di diluizione,
mezzi per formare una miscela di prodotto fitosanitario e l?acqua di diluizione comprendenti
un serbatoio (14) di pre-miscelazione, e
una pompa peristaltica (12) per prelevare una dose di prodotto fitosanitario dal relativo serbatoio e inviarla nel serbatoio di pre-miscelazione;
mezzi per spruzzare la miscela su una vegetazione comprendenti
una linea di spruzzaggio (40) terminante con ugelli (42), e
una pompa a membrana (30) per iniettare la miscela nella linea di spruzzaggio.
2. Apparato (MC) secondo la rivendicazione 1, comprendente una pompa peristaltica (16) per pompare acqua dal serbatoio (20) contenente acqua di diluizione nel serbatoio (14) di pre-miscelazione.
3. Apparato (MC) secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente, a valle della linea di spruzzaggio, una pompa peristaltica per un o ciascun ugello.
4. Apparato (MC) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, comprendente un motore elettrico per azionare una o ciascuna pompa peristaltica.
5. Apparato (MC) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, comprendente un condotto (90) per portare acqua da detto serbatoio di diluizione (20) verso l?uscita della pompa a membrana (30) per iniettare la miscela nella linea di spruzzaggio.
6. Apparato (MC) secondo la rivendicazione 5, comprendente un misuratore di flusso (26) per misurare la portata in detto condotto.
7. Apparato (MC) secondo la rivendicazione 5 o 6, comprendente una pompa a membrana (22) per pompare in detto condotto (90) acqua prelevata dal serbatoio di diluizione (20).
8. Apparato (MC) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, comprendente un processore elettronico configurato per pilotare le pompe dosatrici peristaltiche in funzione di un valore desiderato di portata di fluido espulso dai mezzi per spruzzare e/o dalla portata rilevata da detto misuratore di flusso.
9. Trattore o un mezzo semovente comprendente l?apparato secondo una qualsiasi rivendicazione precedente.
10. Metodo di irrorazione di prodotti fitosanitari in cui
si forma una miscela di acqua e prodotto fitosanitario tramite una pompa peristaltica (12) che preleva una dose di prodotto fitosanitario da un relativo serbatoio (10), e
si spruzza la miscela su una vegetazione tramite una pompa a membrana.
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