NL2001615C2 - Injectie-inrichting, voertuig, gebruik en werkwijze voor beluchting van een bodem. - Google Patents

Description

Injectie-inrichting, voertuig, gebruik en werkwijze voor beluchting van een bodem.

De uitvinding betreft een injectie-inrichting voor het beluchten van een bodem. De uitvinding betreft tevens voertuig voorzien van een dergelijke inrichting. De uitvinding 5 betreft voorts het gebruik van een dergelijke inrichting en een werkwijze voor het injecteren van deeltjes in een bodem.

Het beluchten van de bodem, is bijzonder belangrijk voor landbouw tuinbouw en bosbouw, voor het verkrijgen van de gewenste condities van de bodem voor de 10 gewenste groeiomstandigheden voor bepaalde gewassen, planten en/of bomen.

Beluchten kan worden gedaan door het injecteren van de bodem met lucht, maar het is tevens denkbaar te beluchten met behulp van andere media, zoals vloeistof vermengd met biologisch afbreekbare polymeerdeeltjes .

15 Er zijn diverse inrichtingen bekend die een injectie van een medium mogelijk maken, zoals de inrichting uit het octrooi US 5,370,069 op naam van Monroe. Het in dit octrooi beschreven voertuig is voorzien van een injector die een mengsel van polymeerbolletjes gemengd met water onder druk injecteert in de bodem. Om een bepaalde gewenste injectiedichtheid te bereiken moet het voertuig meerdere keren heen en weer rijden over 20 het bodemoppervlak, om het gewenste aantal injecties per oppervlakte-eenheid te bereiken.

Het is een doel van de uitvinding om een efficiëntere injectie-inrichting te verschaffen.

25 De uitvinding verschaft daartoe een injectie-inrichting voor het beluchten van een bodem, omvattende een draagstructuur, ten minste één met de draagstructuur verbonden injectieorgaan, ten minste één voorraadhouder voor het houden van te injecteren deeltjes, met de voorraadhouder verbonden doseermiddelen voor het met behulp van een injectiemedium gedoseerd injecteren van een deeltjes door het injectieorgaan, 30 verplaatsingsmiddelen voor het verplaatsen van het injectieorgaan ten opzichte van de draagstructuur naar beoogde injectieposities van de bodem, en meet- en regelmiddelen voor het geautomatiseerd aansturen van het injectieorgaan, de doseermiddelen en de verplaatsingsmiddelen. Met een dergelijke inrichting is het eenvoudig mogelijk om vanaf één locatie op meerdere posities lucht te injecteren in een bodem, waardoor de 2 afstand die moet worden afgelegd over een bodemoppervlak relatief klein is. De draagstructuur kan zijn voorzien van koppelmiddelen voor koppeling van de inrichting met een voertuig dat de inrichting verplaatst, maar kan tevens zijn geïntegreerd in een voertuig. Het injectieorgaan is normaliter een langgerekt hol lichaam, vergelijkbaar met 5 een naald, waardoor het te injecteren medium onder druk in de bodem kan worden geïnjecteerd. Het is voordelig indien de inrichting is voorzien van meerdere injectieorganen, zodat sneller een bepaald bodemoppervlak belucht kan worden. De deeltjes zijn bijvoorbeeld biologisch afbreekbare polymeerbolletjes voor vochtregulering, optioneel tevens voorzien van voedingsstoffen voor gewassen of 10 middelen met een beschermende werking. De deeltjes worden met behulp van een injectiemedium, zoals lucht of een vloeistof, geïnjecteerd. De doseermiddelen voor het gedoseerd injecteren van een deeltjes door het injectieorgaan omvatten een eenheid die een vooraf bepaalde hoeveelheid deeltjes kan afineten, bijvoorbeeld op basis van volume of gewicht, waarna de afgemeten dosis kan worden geïnjecteerd. De 15 doseermiddelen kunnen tevens een compressor omvatten, die dienen om de lucht en/of polymeerbolletjes onder druk in de bodem te injecteren. Bij voorkeur zijn de doseermiddelen variabel in te stellen, zodat de hoeveelheid geïnjecteerd medium is af te stellen, alsmede de kracht waarmee de injectie wordt uitgevoerd. Geschikte doseermiddelen zijn in de handel verkrijgbaar. De verplaatsingsmiddelen voor het 20 positioneren van het injectieorgaan ten opzichte van de draagstructuur maken het mogelijk om het injectieorgaan ten opzichte van de draagstructuur te verplaatsen naar verschillende injectieposities. De meet- en regelmiddelen voor het geautomatiseerd aansturen van het injectieorgaan kunnen bijvoorbeeld een voorgeprogrammeerde PLC (Programmable Logic Controller) zijn. Voor een goede afregeling zijn de aan te sturen 25 onderdelen (injectieorgaan, verplaatsingsmiddelen en doseermiddelen) bij voorkeur voorzien van sensoren die de posities en bewegingen controleren.

Bij voorkeur is het injectieorgaan verplaatsbaar is in ten minste een horizontaal vlak. Aldus kan het injectieorgaan eenvoudig naar een gewenste injectiepositie ten opzichte 30 van de bodem worden gebracht. De bodem is doorgaans in hoofdzaak horizontaal, maar kan tevens onregelmatigheden omvatten.

In een voorkeursuitvoering is het injectieorgaan ten minste een verticale richting verplaatsbaar tussen ten minste een vrije toestand waarin het injectieorgaan boven de 3 bodem is gepositioneerd, en ten minste een injectietoestand, waarbij een uitvoeropening van het injectieorgaan in de bodem is gestoken. Aldus kan het injectieorgaan eenvoudig in de gewenste injectiepositie worden gebruikt, terwijl in de vrije toestand de inrichting eenvoudig kan worden verplaatst naar een volgende locatie met minimale kans op 5 beschadiging van het injectieorgaan, zelfs wanneer de bodem onregelmatigheden heeft.

Bij voorkeur is het injectieorgaan zwenkbaar ten opzichte van de draagstructuur, voor het injecteren onder een injectiehoek kleiner dan 90° met een horizontale bodem. Het injecteren onder een hoek is in het bijzonder voordelig bij het injecteren bij een 10 onregelmatig gevormde bodem, en bij bodemsoorten met een relatief grote injectieweerstand. Het inbrengen van het injectieorgaan onder een hoek vereist doorgaans minder kracht. Optioneel kan bij het inbrengen van het injectieorgaan tevens gebruik gemaakt worden van additionele verplaatsingmiddelen zoals een pneumatische hamer, waardoor het injecteren ook bij zwaardere grondsoorten mogelijk is en 15 bovendien sneller kan worden uitgevoerd. Tevens is het injecteren onder een hoek nuttig om te beluchten onder gewassen, waarbij beschadiging van wortels minimaal is doordat niet verticaal door de wortels hoeft te worden gestoken. De hoek waaronder wordt geïnjecteerd is bij voorkeur instelbaar.

20 In een voorkeursuitvoering is de injectiehoek instelbaar is tussen 0° en 90° graden ten opzichte van een horizontale bodem. Hierbij is 0° in essentie horizontaal, en 90° verticaal. Een horizontale injectie kan nuttig zijn wanneer het te injecteren oppervlak een verhoging is, zoals bijvoorbeeld een dijk. Voor de meeste toepassingen, waarbij het te injecteren oppervlak in hoofdzaak horizontaal is, is het injecteren van onder een hoek 25 van ongeveer 70° voldoende om wortelbeschadiging te voorkomen. Voor gewassen met breed uitlopende, zich horizontaal uitstrekkende wortels is de optimale injectiehoek kleiner (meer horizontaal) dan bij gewassen met smalle wortels die zich juist in de diepte uitstrekken (meer verticaal).

30 Bij voorkeur is het injectieorgaan ten minste in verticale richting verplaatsbaar langs een met de draagstructuur verbonden geleider, waarbij de geleider in een horizontaal vlak verplaatsbaar is ten opzichte van het draagstructuur, en waarbij de geleider zwenkbaar is verbonden met het draagstructuur. Aldus kan het injectieorgaan 4 eenvoudig op de gewenste injectiepositie gebracht worden en onder de gewenste injectiehoek worden ingébracht in de bodem.

Het is voordelig indien het injectieorgaan tevens is voorzien van een met de geleider 5 samenwerkende pneumatische hamer voor het in de bodem drijven van ten minste een deel van het injectieorgaan. De pneumatische hamer werkt in de richting van de geleider, en maakt het mogelijk snel en eenvoudig het injectieorgaan in de bodem te drijven. Dit is in het bijzonder voordelig bij zware grondsoorten, waar normale verplaatsingsmiddelen onvoldoende kracht hebben voor een diepe injectie in de bodem, 10 bijvoorbeeld van een halve meter diepte.

In een voorkeursuitvoering zijn ten minste de verplaatsingmiddelen voorzien van een aandrijfkoppeling voor koppeling met aandrijfmiddelen van een voertuig. Aldus kan eenvoudig gebruik worden gemaakt van externe aandrijfmiddelen voor de aandrijving 15 van de injectie-inrichting, bijvoorbeeld een aandrijfas van een tractor.

In een andere voorkeursuitvoering zijn ten minste de verplaatsingmiddelen voorzien van geïntegreerde aandrijfmiddelen. Aldus is de inrichting onafhankelijk van eventuele externe aandrijfmiddelen gebruikt worden. Het is mogelijk naast geïntegreerde 20 aandrijfmiddelen tevens een aandrijfkoppeling te hebben voor externe aandrijving, zodat beide opties kunnen worden benut.

Het is voordelig indien het injectiemedium perslucht is, waarbij de doseermiddelen zijn voorzien van een compressor. Met behulp van perslucht zijn de deeltjes eenvoudig te 25 verplaatsen, en wordt de bodem tevens belucht. De deeltjes worden hierbij veel verder afgevoerd van een uitvoeropening van het injectieorgaan dan bij gebruik van een vloeibaar medium zoals water. De compressor zorgt voor voldoende druk om de bolletjes te injecteren en ook in de bodem zelf nog verder te verplaatsen. Een geschikte werkdruk voor de meeste grondsoorten is bijvoorbeeld 20 bar.

30

In een voorkeursuitvoering is de druk van de perslucht instelbaar voor het onder een ingestelde druk injecteren van de deeltjes. Hiermee is de penetratiegraad van de deeltjes in de bodem af te regelen, alsmede de mate van beluchting. Bij voorkeur is de druk instelbaar tussen 5-30 bar. Bij een lage druk treedt een lage penetratie van de deeltjes in 5 de grond op, en blijft tevens de structuur van de grond meer intact. Bij een hogere druk worden de deeltjes verder vervoerd vanaf de uitvoeropening van het injectieorgaan, maar wordt tevens de structuur van de bodem losser.

5 Bij voorkeur omvatten de doseermiddelen ten minste een eerste doseerhouder en ten minste een tweede doseerhouder, ingericht voor het tijdens het afvoeren van een vooraf bepaalde hoeveelheid deeltjes vanuit de eerste doseerhouder vullen van de tweede doseerhouder vanuit de voorraadhouder. Hierdoor is de tijd benodigd voor het afmetingen van doseringen tussen injecties geminimaliseerd.

10

De uitvinding verschaft tevens een voertuig voorzien van een injectie-inrichting volgens de uitvinding. De inrichting kan zijn geïntegreerd met het voertuig, of kan losneembaar met het voertuig zijn gekoppeld.

15 De uitvinding betreft voorts het gebruik van een injectie-inrichting volgens de uitvinding voor beluchten van een bodem. Dit beluchten kan met enkel lucht, of met perslucht of een ander injectiemedium vermengd met deeltjes, in het bijzonder biologisch afbreekbare bolletjes.

20 De uitvinding betreft daarnaast een werkwijze voor beluchten van een bodem, met het kenmerk, dat deeltjes met behulp van perslucht in de bodem worden geïnjecteerd. Hierdoor wordt de bodem belucht, en worden tevens de deeltjes op eenvoudige wijze over een relatief groot oppervlak in de bodem verspreid. Geschikte deeltjes zijn in de handel verkrijgbaar, en zijn bijvoorkeur biologisch afbreekbaar.

25

Het is voordelig indien de deeltjes worden geïnjecteerd onder een hoek kleiner dan 90 graden ten opzichte van een horizontale bodem. Het injecteren onder een dergelijke hoek vereist minder kracht dan een loodrechte injectie, en maakt het bovendien mogelijk in onregelmatige bodem eenvoudig te injecteren. Daarnaast is het mogelijk om 30 tussen de wortels onder gewassen te beluchten met minimale beschadiging van het gewas. Het injecteren onder een hoek is tevens mogelijk bij gebruik van een vloeibaar injectiemedium in plaats van perslucht. Het is in het bijzonder voordelig om bij het injecteren een pneumatische hamer te gebruiken, waardoor het injectieorgaan sneller in 6 de bodem gebracht kan worden, en waardoor het ook mogelijk wordt op grote diepte (meer dan een halve meter) te injecteren in zware grondsoorten.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

5

Figuur la-ld tonen het gebruik van een inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 2a-2b tonen een bovenaanzicht van de uitvinding.

Figuur 3a-3b tonen een zijaanzicht van de uitvinding.

10 Figuur la toont een inrichting 1 volgens de uitvinding, omvattende een draagstructuur 2 gemonteerd op een mobiel onderstel 3. Een langwerpig injectieorgaan 4 is lineair verplaatsbaar langs een geleider 5. Het injectieorgaan 4 is tevens voorzien van een met de geleider 5 samenwerkende pneumatische hamer, waarmee het injectieorgaan snel en eenvoudig in de bodem 7 kan worden gedreven. Dit is in het bijzonder nuttig bij 15 moeilijk injecteerbare grondsoorten, bijvoorbeeld een bodem met een relatief grote dichtheid of hardheid.In figuur la is het injectieorgaan in de vrij toestand, waarbij de uitvoeropening 6 gepositioneerd is boven de bodem 7. In figuur lb is de injectietoestand getoond, waarin uitvoeropening 6 gebracht met een vooraf bepaalde afstand A onder het bodemoppervlak 7 is gebracht, waarbij de uitvoeropening zich onder het 20 bodemoppervlak 7 bevindt. Het getoonde bodemoppervlak is in hoofdzaak horizontaal, in figuur b is de injectiehoek met de bodem ongeveer loodrecht.

De geleider 5 is bevestigd op een uitschuifbare arm 8 waarmee het injectieorgaan 4 op afstand B van de draagstructuur 2 kan worden gebracht (fig. lc). Aldus wordt het 25 mogelijk eenvoudig een hoge beluchtingsgraad van de bodem te bereiken, zonder dat de inrichting 1 hiervoor vele malen over de bodem 7 moet worden verplaatst om op veel plaatsen te injecteren. Door de arm 8 op verschillende posities te brengen, kunnen zonder de inrichting 1 als geheel te verplaatsen op meerdere posities 9 in de bodem 7 injecties gedaan worden. Aldus kan energiezuinig en efficiënt een bodem belucht 30 worden.

Figuur ld toont dat de geleider 5 zwenkbaar is onder een hoek C met de ondergrond 7 (bij een horizontale ondergrond). Hierdoor is het mogelijk onder een hoek te injecteren, hetgeen een andere soort beluchting mogelijk maakt. Door middel van de pneumatische 7 hamer in combinatie met de onder de gewenste hoek gepositioneerde geleider wordt het injectieorgaan eenvoudig en snel in de bodem gedreven, waarna kan worden geïnjecteerd. In het bijzonder is het onder een hoek injecteren nuttig bij onregelmatige, niet-horizontale bodemoppervlakken 7. Een voorbeeld hiervan is het kweken van 5 bomen of gewassen op of ineen verhoging 10 ten opzichte van het omringde land, zoals in figuur ld getoond. Het injecteren onder een hoek C maakt het mogelijk de gewenste beluchtingsgraad en beluchtingsdiepte te bereiken, met minimale beschadiging van wortels. De injectiehoek kan bijvoorbeeld ongeveer 70° zijn, afhankelijk van het gewas waaronder geïnjecteerd dient te worden.

10

De inrichting zoals beschreven in de figuren la-ld is automatisch aangestuurd, waarbij een aansturingseenheid, zoals een PLC, de positionering en dosering van de injecties bepaalt. De gewenste beluchtingsgraad en patroon van de injecties in de bodem kan vooraf in de aansturingseenheid worden ingevoerd. De verplaatsing van het 15 injectieorgaan 4 ten opzichte van de geleider 5, de uitschuifstand B van de arm 8, en de injectiehoek C worden door de besturingseenheid aangestuurd, waarbij sensoren de positie van het injectieorgaan 4 precies bepalen.

Figuur 2a en 2b tonen de inrichting 1 uit de figuren la-ld in een bovenaanzicht met 20 overeenkomstige nummering. Figuur 2a toont de inrichting met uitgeschoven arm 8, vergelijkbaar met figuur lc, in figuur 2b is de arm 8, vergelijkbaar met figuur la en lb. In dit bovenaanzicht zijn tevens de koppelmiddelen 11 te zien voor koppeling aan een voertuig dat de inrichting 1 kan trekken, zoals een tractor. De voortbewegingsrichting staat loodrecht op de uitschuifrichting B van de arm 8. Tevens is een aandrijfas 12 te 25 zien, die kan worden gekoppeld aan een aandrijving van de tractor. Optioneel kan de aandrijving ook in de inrichting 1 zelf worden ingebouwd, zodat de inrichting ook kan worden gebruikt in combinatie met voertuigen zonder koppeling voor een aandrijfas. In nog een andere voorkeursuitvoering kan de inrichting 1 zijn geïntegreerd met een voertuig. Deze figuur toont tevens een compressor 20 die perslucht aanvoert naar 30 drukcilinders 21, die zijn verbonden met een voorraadhouder 22 voor polymeerbolletjes. Vanaf de voorraadhouder 22 worden de polymeerbolletjes meegevoerd naar de doseereenheid 23 voorzien van regelbare kleppen, die via de flexibele leiding 24 de bolletjes in afgemeten hoeveelheden naar de injector 4 leidt. Het is denkbaar de inrichting te voorzien van meerdere voorraadhouders 22 voor 8 verschillende soorten deeltjes, waardoor eenvoudig kan worden geschakeld tussen verschillende soorten deeltjes, of waarbij verschillende soorten gemengd kunnen worden. De onderdelen worden geautomatiseerd aangestuurd door een programmeerbare aansturingseenheid 25 (PLC).

5

Figuur 3a toont een zijaanzicht van de inrichting zoals in bovenstaande figuren getoond, met overeenkomstige nummering.

Claims (15)

1. Injectie-inrichting voor het beluchten van een bodem, omvattende - een draagstmctuur, ten minste één met de draagstmctuur verbonden injectieorgaan, 5. ten minste één voorraadhouder voor het houden van te injecteren deeltjes - met de voorraadhouder verbonden doseermiddelen voor het met behulp van een injectiemedium gedoseerd injecteren van een deeltjes door het injectieorgaan, - verplaatsingsmiddelen voor het verplaatsen van het injectieorgaan ten opzichte van de draagstmctuur naar beoogde injectieposities van de bodem, en 10. meet-en regelmiddelen voor het geautomatiseerd aansturen van het injectieorgaan, de doseermiddelen en de verplaatsingsmiddelen.

2. Injectie-inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het injectieorgaan verplaatsbaar is in ten minste een horizontaal vlak. 15

3. Injectie-inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het injectieorgaan ten minste een verticale richting verplaatsbaar tussen ten minste een vrije toestand waarin het injectieorgaan boven de bodem is gepositioneerd, en ten minste een injectietoestand, waarbij een uitvoeropening van het injectieorgaan in de 20 bodem is gestoken.

4. Injectie-inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het injectieorgaan zwenkbaar is ten opzichte van de draagstmctuur, voor het injecteren onder een injectiehoek kleiner dan 90° met een horizontale bodem. 25

5. Injectie-inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de injectiehoek instelbaar is tussen 0° en 90° graden is ten opzichte van een horizontale bodem.

6. Injectie-inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het injectieorgaan ten minste in verticale richting verplaatsbaar is langs een met de draagstmctuur verbonden geleider, waarbij de geleider in een horizontaal vlak verplaatsbaar is ten opzichte van het draagstmctuur, en waarbij de geleider zwenkbaar is verbonden met het draagstmctuur.

7. Injectie-inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het injectieorgaan is voorzien van een met de geleider samenwerkende pneumatische hamer voor het in de bodem drijven van ten minste een deel van het injectieorgaan. 5

8. Injectie-inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste de verplaatsingmiddelen zijn voorzien van een aandrijfkoppeling voor koppeling met aandrijfmiddelen van een voertuig.

9. Injectie-inrichting volgens één de voorvoorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste de verplaatsingmiddelen zijn voorzien van geïntegreerde aandrijfmiddelen.

10. Injectie-inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat 15 het injectiemedium perslucht is, waarbij de doseermiddelen zijn voorzien van een compressor.

11. Injectie-inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de druk van de perslucht instelbaar is voor het onder een ingestelde druk injecteren van 20 de deeltjes.

12. Voertuig voorzien van een injectie-inrichting volgens één der voorgaande conclusies.

13. Gebruik van een injectie-inrichting volgens één der conclusies 1-11 voor het beluchten van een bodem.

14. Werkwijze voor het beluchten van een bodem, met het kenmerk, dat deeltjes met behulp van perslucht in de bodem worden geïnjecteerd. 30

15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de deeltjes worden geïnjecteerd onder een hoek kleiner dan 90 graden ten opzichte van een horizontale bodem.