NO885835L - Apparat for utsproeytning av en vaeske. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for utspredning av en væske, og vedrører spesielt, men ikke uteluk-kende, et apparat for utspredning av herbicider og pesti-cider og andre lignende produkter på bakken eller på av-linger.

Moderne herbicider er meget effektive, og derfor er det kun nødvendig med meget små mengder for å oppnå det forønskede resultat. Disse små doseringer oppnås enten ved å fortynne den aktive bestanddel, f.eks. med vann, eller ved å påføre den aktive bestanddel i konsentrert form som dråper med lave doseringsmengder. Herbicider og lignende produkter er ofte meget farlige, og det må utvises stor omsorg for å unngå unødvendig kontakt med operatørene. En spesielt farlig operasjon er blandingen av det konsentrerte produkt med vann. Denne operasjon kan også bli gjenstand for feil, noe som kan resultere i at det påføres en blanding med feilak-tig styrke. Disse problemer kan overvinnes ved å tilføre det konsentrerte produkt og fortynningsmiddelet fra ad-skilte beholdere på apparatet og blande dem kontinuerlig mens de strømmer til utsprøytningsinnretningen på bakken. Dersom produktet fortynnes på denne måte eller påføres ved høy konsentrasjon uten fortynning i apparatet, er strøm-ningsmengden av produktet fra dets beholder til utsprøyt-ningsinnretningen meget lav. Der hvor det benyttes en pumpe for å transportere produktet, kan variasjoner i pumpens egenskaper, f.eks. som resultat av slitasje, i betydelig grad innvirke på strømningsmengden av produktet, for derved å endre doseringen av produktet som påføres bakken. Det er derfor nødvendig å justere pumpen for å kompensere for variasjoner i dens karakteristikk og å kompensere for andre variasjoner som måtte oppstå, f.eks. variasjoner i konsi-stensen av produktet som utsprøytes. For å oppnå denne justering er det nødvendig å ha nøyaktig kjennskap til produktets virkelige strømningsmengde.

Ifølge et aspekt av foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et apparat for utsprøytning av en væske, hvilket apprat er innrettet til å bevege seg over en flate som væsken skal sprøytes på, hvilket apparat omfatter en væskekilde, en reversibel pumpe med variabel kapasitet, en utsprøytningsinnretning som væske tilføres til av pumpen fra kilden, en styreinnretning for å justere kapasiteten av pumpen, og en bevegelseshastighetsføler for å overføre et bevegelseshastighetssignal til styreinnretningen, en kanal som er innrettet for å føre væske fra pumpen til det nedre område av en kalibreringsbeholder for å bestemme pumpens volumetriske kapasitet, idet reversering av pumpen bevirker at væske returneres fra kalibreringsbeholderen til kilden.

Kalibreringsbeholderen kan være forsynt med en nivådetektor, såsom en flottørbetjent bryter, for å danne et signal når et forutbestemt volum av væske har strømmet inn i beholderen. Dette reduserer avhengigheten av å avlese nivået på skalaen.

Ifølge et andre aspekt av foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for kalibrering av et apparat for utspredning av en væske, hvilken fremgangsmåte omfatter å føre en regulert strømning av væske fra en reversibel pumpe til en kalibreringsbeholder i et forutbestemt tidsrom, bestemme volumet av væsken som er tilført kalibreringsbeholderen i løpet av det forutbestemte tidsrom, sammenligne volumet av væsken med det væskevolum som tilsvarer en ønsket strømningsmengde, og justere om nødvendig strømningsmengden av væsken for å bringe det virkelige volum av væske som mottas i kalibreringsbeholderen med volumet som tilsvarer den ønskelige strømningsmengde, og deretter reversere pumpen for å trekke væsken fra kalibreringsbeholderen.

Ifølge et tredje aspekt av foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for kalibrering av et apparat for utsprøytning av væske, hvilket apparat er innrettet til å bevege seg over en flate som væsken skal sprøytes ut på og omfatter en reversibel pumpe hvis kapasitet reguleres avhengig av apparatets bevegelseshastighet, hvilken fremgangsmåte omfatter å føre strømningen fra pumpen til en kalibreringsbeholder mens apparatet beveger seg en forutbestemt distanse, bestemme volumet av væske som er tilført kalibreringsbeholderen under bevegelsen, sammenligne volumet av væsken med det væskevolum som tilsvarer en ønsket strøm-ningsmengde, justere reguleringen av pumpen om nødvendig for å bringe det virkelige væskevolum nær opp til det volum som tilsvarer den ønskede strømningsmengde, og deretter reversere pumpen for å trekke væsken fra kalibreringsbeholderen.

Ved slutten av testen trekkes væsken i kalibreringsbeholderen ut igjen av pumpen og returneres til kilden. Denne kilde kan befinne seg i en forseglet, sammenklappbar beholder, f.eks. av den type som er vist i GB 2136321.

I de tilfeller hvor væsken omfatter et konsentrert produkt såsom et herbicid eller en annen agrokjemisk substans, kan

den blandes med en andre væske, f.eks. et tilsatsstoff eller et fortynningsmiddel (såsom vann) før den tilføres utsprøyt-ningsinnretningen. Apparatet kan således ha en andre væskekilde og en andre pumpe for tilførsel av den andre væske.

De to strømninger møtes da ved et punkt nedstrøms for kalibreringsbeholderen og kan føres sammen til utsprøytnings-innretningen, og eventuelt passere gjennom en kontaktor for å sikre grundig blanding. For å opprettholde det nødvendige forhold mellom de to væsker, kan det foreligge en innretning for å justere strømningsmengden av den andre væske. Eksempelvis kan det befinne seg en variabel struper ved utløpet av den andre pumpe, og den andre pumpe kan selv ha justerbar volumetrisk kapasitet.

For å sikre at kalibreringsbeholderen gir en riktig avlesning av den tilsvarende strømningsmengde under normal operasjon, er det nødvendig å ta forholdsregler for å sikre at strømningsmotstanden inn i kalibreringsbeholderen er stort sett den samme som strømningsmotstanden mot utsprøyt-ningsinnretningen. I praksis kan dette oppnås ved å trykksette kalibreringsbeholderen under en testsyklus for å gi samme mottrykk som det som opptrer under normal operasjon. Alternativt kan en strupeinnretning anordnes ved innløpet av kalibreringsbeholderen.

Kalibreringsbeholderen kan være anordnet i serie mellom pumpen og utsprøytningsinnretningen, idet kalibreringsbeholderen således blir fylt under apparatets normale operasjon. Alternativt kan kalibreringsbeholderen være avgrenet fra ledningen mellom pumpen og utsprøytnings-innretningen, idet en avgreningsventil er anordnet for å føre strømningen selektivt til kalibreringsbeholderen eller utsprøytningsinnretningen.

Der hvor utsprøytningsinnretningen omfatter flere sprøyte-hoder kan separate kalibreringsbeholdere være anordnet for de enkelte hoder eller grupper av hoder.

Til bedre forståelse av foreliggende oppfinnelse og hvor-ledes den kan bringes til utførelse skal det nå henvises til det utførelseseksempel som er vist på vedføyede tegninger, hvor: Fig. 1 er et skjematisk riss av et apparat for utsprøytning av et herbicid; Fig. 2 er et snitt gjennom en kalibreringsbeholder for apparatet vist på fig. 1; og Fig. 3 tilsvarer fig. 1, men viser en alternativ utførelse.

Apparatet vist på fig. 1 omfatter en sprøytebom 2 som har en rekke sprøytemunnstykker 4. I bruk blir et fortynnet herbicid ført til bommen 2 gjennom en ledning 6. Den fortynnede blanding oppnås ved å blande det konsentrerte produkt, som tas fra en beholder 8 med vann som tas fra en tank 10. Vannet mates av en pumpe 12 langs en ledning 14 til en kontaktor 16, som inneholder ledeskovler for å sikre grundig blanding av vannet og herbicidet. Herbicidet føres av en pumpe 18 fra beholderen 8 gjennom en ledning 20 til led-

ningen 14.

Den volumetriske kapasitet av pumpen 18 er justerbar. Pumpen 18 kan f.eks. være en peristaltisk pumpe, som

kan betjenes ved variabel hastighet for å justere kapasiteten. Kapasiteten av pumpen 18 reguleres ved en styreinnretning som omfatter en elektronisk styreen-het 22. Styreenheten 22 mottar signaler fra en fjernstyrt anordning 24 og fra en bevegelseshastighetsføler 26. I tillegg til å kontrollere pumpen 18 styrer regulerings-enheten 22 også en variabel struper 28 på utløpssiden av pumpen 12.

En avgreningsventil 3 0 er anordnet på utløpssiden av pumpen 18 og tjener til å føre herbicid fra beholderen 8 til ledningen 20 og derved til ledninen 14, eller til en kalibreringsbeholder 32.

Kalibreringsbeholderen 32 er vist i større detalj på fig. 2. Den har et hovedlegeme 34 som er forsynt med et deksel 36. Hovedlegemet 34 er laget av gjennomsiktig materiale (eller i det minste en del av det er gjennomsiktig) og er forsynt med en skala 38. Dekselet omfatter et ventileringsarrangement 40 som betjenes av en flottør 42. Flottøren omfatter et ventilelement 44 som kan samvirke med et ventilsete 46 i dekselet 36. Dekselet har også et dykkrør 48 som strekker seg ned til bunnen av legemet 3 4 og er forbundet ved hjelp av et rør 50 til avgreningsventilen 30.

Det apparat som skjematisk er vist på fig. 1, er montert slik at det er mobilt. Eksempelvis kan det være montert på et chassis som er forsynt med hjul, slik at det kan trekkes bak et kjøretøy eller skyves eller trekkes av en gående operatør. Alternativt kan apparatet være montert på et rammeverk forsynt med en koblingsmekanisme for tilkobling til en trepunkts løftemekanisme på en traktor.

Under normal operasjon styres apparatet fra fjernkontrollen 24, som vil være plassert nær operatøren. Operatøren vil mate inn i fjernkontrollanordningen 24 data for bredden av bommen 2 (f.eks. i meter) og påføringsmengden for herbicidet (eller et annet produkt) i beholderen 8 (f.eks. i liter pr. hektar). Denne informasjon vil føres til styreenheten 22, som også vil motta signaler fra bevegelseshastighetsføleren 26. Når apparatet beveger seg henover bakken, vil føleren 2 6 generere signaler som tilsvarer bevegelseshastigheten av apparatet forover, og disse signaler vil bli ført til styreenheten 22. Styreenheten 22 vil overføre signalene til pumpen 18 for å bevirke at pumpen 18 arbeider med en hastighet som tilsvarer en volumetrisk kapasitet for herbicid som tilsvarer den forønskede påføringsmengde.

Styreenheten 22 overfører også et hastighetsrelatert signal til den variable struper 28. Strømningsmengden av vann fra tanken 10 til sprøytebommen justeres således i henhold til bevegelseshastigheten. Ved normale hastigheter vil f.eks. mindre variasjoner i bevegelseshastigheten påvirke leveringsmengden fra pumpen 18, men de vil ikke påvirke leveringsmengden fra pumpen 12. Således vil vannstrømmen til bommen 2 forbli den samme, men konsentrasjonen av herbicid i blandingen vil variere slik at arealtettheten av det påførte herbicid på bakken vil forbli hovedsakelig den samme. Dersom imidlertid bevegelseshastigheten varierer betydelig, vil konsentrasjonen av herbicid i blandingen som sprøytes ut fra munnstykkene 4 kunne nå uønskede nivåer, og under slike omstendigheter vil styreenheten 22 bevirke justering av den variable struper 28 for å justere vannstrømningen til bommen 2.

På grunn av fremstillingstoleranser vil individuelle pumper 18 ikke alle levere samme volumetriske kapasitet ved samme hastighet. Etter hvert som pumpen 18 slites vil videre dens kapasitet/hastighetskarakteristikk variere. Dertil vil forskjellige sammensetninger av herbicider i beholderen 8 ha forskjellige strømningsegenskaper, og disse vil igjen variere med pumpens 18 kapasitet/hastighetskarakteristikk. På grunn av disse faktorer er det viktig å sikre at strømningsmengden av herbicid som leveres av pumpen 18 så nær som mulig tilsvarer den ønskede strømningsmengde i det angjeldende tilfelle. Det er derfor nødvendig å kalibrere pumpen 18 ikke bare når den først tas i bruk, men også gjennom hele dens levetid og når egenskapene av produktet i beholderen 8 endres.

Dette gjøres ved hjelp av kalibreringsbeholderen 32. Ventilen 30 er plassert slik at den fører leveringsmengden fra pumpen 18 inn i kalibreringsbeholderen 32 gjennom dykkrøret 48. Styreenheten 22 har en "fyllbetjeningsknapp", som når den inntrykkes vil bevirke at herbicid fra beholderen 8 mates til røret 50 og dykkrøret 48 inntil det når bunnen av kalibreringsbeholderen 32. Styreenheten 22 har også en "testbetjeningsknapp", som når den betjenes bevirker at styreenheten 22 tilfører pumpen 18 et signal tilsvarende den virkelige bevegelseshastighet registrert av føleren 26, den forutbestemte bomlengde og den ønskelige arealfordelings-tetthet for herbicidet. Bomlengden og arealtettheten kan justeres om ønskelig ved styreenheten 22. Under en testsyklus kjøres pumpen 12 ikke. Under en test beveges apparatet over bakken en forutbestemt distanse, f.eks. 2 0 m, hvorunder herbicidet fra beholderen 8 føres til kalibreringsbeholderen 32, slik at nivået av herbicid i beholderen 32 således stiger. Luft i kalibreringsbeholderen strømmer ut gjennom ventileringsanordningen 40.

I unormale tilfeller kan herbicidet strømme tilstrekkelig raskt til at det når den nederste posisjon for flottøren 42 under testen. I dette tilfelle vil flottøren stige inntil ventilen 44 kommer i kontakt med setet 4 6 for derved å lukke ventileringsanordningen 40. Dette vil forhindre herbicidet fra å strømme ut av beholderen 32.

Når testsyklusen er fullført, kan operatøren bestemme hvilket nivå langs skalaen 38 overflaten av herbicidet har nådd i beholderen 32. Dette gir en avlesning av volumet av herbicid som er levert av pumpen 18 under testen. Da sprøytebredden kan bestemmes ut fra bomlengden, er det mulig å beregne nøyaktig hvor mye herbicid som må utmates over den forutbestemte bevegelsesdistanse for å gi den nødvendige arealkonsentrasjon. Den informasjon som fås fra slike beregninger kan presenteres i form av en grafisk fremstil-ling eller tabell. Den aktuelle volumavlesning kan således sammenlignes med det ønskede volum, som oppnås fra kalibre-ringskurven eller tabellen, og operatøren kan således fast-slå om utmatningen fra pumpen 18 er omtrent korrekt, eller om den er for høy eller for lav. Dersom utmatningen er for høy eller for lav, kan operatøren taste inn en korreksjons-faktor i styreenheten 22 for å øke eller minske hastigheten av pumpen 18. Kalibreringstesten kan deretter gjentas for å kontrollere at korreksjonsfaktoren har hatt den forønskede effekt. Ytterligere korreksjon og testing kan utføres som nødvendig inntil pumpens 18 kapasitet er tilfredsstillende. Etter hver test kan pumpen 18 reverseres for å returnere herbicidet i beholderen 32 til beholderen 8. Dette kan gjøres ved f.eks. å kjøre apparatet bakover.

Ved fullført testing returneres avgreningsventilen 30 til sin normale stilling, slik at utmatningen fra pumpen 18 føres til ledningen 20 og deretter til ledningen 14 for å blandes med vann fra tanken 10.

Det vil forstås at for å sikre at strømningsmengden fra pumpen 18 under testingen gir en adekvat indikasjon på strømningsmengden fra pumpen 18 under normal operasjon, må strømningsmotstanden inn i kalibreringsbeholderen 3 2 være omtrent den samme som strømningsmotstanden i ledningen 14. Siden et mottrykk i ledningen 2 0 vil dannes ved operasjon av pumpen 12 og av strømningsmotstanden i kontaktoren 16, ledningen 6 og bommen 2, må et visst kompenserende mottrykk etableres i ledningen til kalibreringsbeholderen 32. Én måte å oppnå dette på er å trykksette kalibreringsbeholderen 32, f.eks. ved hjelp av en avgrening fra pumpen 12, men en foretrukket metode er å innlemme en restriktor i røret 50. Kalibreringsprosessen kan kontrolleres ved å fylle beholderen 8 med det samme væskekvantum som føres inn i kalibreringsbeholderen 3 2 under en test, og deretter kjøre apparatet for å tømme væsken fra munnstykkene 34. Beholderen 8 burde tømmes på nøyaktig den samme distanse som under kalibreringstesten. Dersom dette ikke skjer, kan det foretas en passende justering, f.eks. av restriktoren i røret 50.

For i så stor grad som mulig å unngå enhver fare for at operatøren skal komme i kontakt med herbicidet (eller et annet produkt) i beholderen 8, har beholderen 8 fortrinns-vis form av en sammenklappbar pose, som vist i GB 2136321.

Utførelsen vist på fig. 3 er på mange måter lik den som er vist på fig. 1, og de samme henvisningstall er benyttet for å angi de samme deler. Forskjellen mellom de to utførelser ligger i måten kalibreringsbeholderen 32 er forbundet mellom pumpen 18 og ledningen 14 på.

På fig. 3 munner pumpen 18 ut i en ledning 52, som åpner i det nedre område av kalibreringsbeholderen 32. En ytterligere ledning 54 forbinder det øvre område av kalibreringsbeholderen 32 med ledningen 14. Kalibreringsbeholderen kan være lik den som er vist på fig. 2 (ved at røret 50 tilsvarer lednignen 52), men ledningen 54 kunne være forbundet med beholderen ved dennes øvre parti, f.eks. ved dekselet 36.

Ved normal bruk av apparatet vist på fig. 3, vil væske som tilføres fra kilden 8 av pumpen 18 strømme gjennom kalibreringsbeholderen 32 til ledningen 14, hvor den blandes med vann fra tanken 10. Blandingen strømmer deretter gjennom kontaktoren 16 til sprøytemunnstykkene 4.

Kalibrering av væskestrømmen fra pumpen 18 til ledningen 14 skjer vanligvis før utstyret tas i bruk, dvs. når kalibreringsbeholderen 32 er tom. Dersom dette ikke er tilfellet, kan kalibreringsbeholderen 32 tømmes ved å kjøre pumpen 18 i revers. Med pumpen 12 slått av, blir pumpen 18 deretter kjørt i normal retning inntil nivået av væske i kalibreringsbeholderen 32 når et nullmerke, og deretter beveges apparatet en forutbestemt distanse, hvoretter apparatet stoppes og nivået av væske i kalibreringsbeholderen 32 bestemmes for å gi en indikasjon på strømningsmengden av væske fra pumpen 18.

Som et alternativ til å la pumpen 18 gå under en forutbestemt bevegelsesdistanse av apparatet under en testsyklus, kunne pumpen 18 kjøres i en forutbestemt periode, f.eks. et minutt, med en strømningsmengde som tilsvarer en vanlig benyttet bevegelseshastighet, hvoretter nivået i kalibreringsbeholderen 32 kunne bestemmes for å gi en indikasjon på volumet av det utmatede herbicid pr. arealenhet. Alternativt kunne pumpen 18 kjøres inntil et forutbestemt væskevolum har nådd kalibreringsbeholderen 32, idet strømnings-mengden således ville kunne bestemmes på basis av den tid dette tok.

Dersom volumavlesningen man får fra kalibreringsbeholderen 32 er tilstrekkelig nær den forønskede verdi, kan pumpen 12 startes, og apparatet kan benyttes til å sprøyte væske/vann-blandingen uten ytterligere foranstaltninger. Dersom imidlertid testsyklusen viser at kapasiteten fra pumpen 18 ligger utenfor de akseptable grenser, kan kalibreringsbeholderen 32 tømmes ved å kjøre pumpen 18 i revers (f.eks. ved å bevege apparatet bakover) inntil nivået i kalibreringsbeholderen 32 er tilbake til nullmerket. Passende justeringer kan så utføres i styreenheten 22, og testen kan gjentas så mange ganger som nødvendig for å oppnå en akseptabel strøm-ningsmengde fra pumpen 18.

Slik det ble gjort med apparatet på fig. 1, kan målinger tas for å sikre at strømningsmotstanden inn i kalibreringsbeholderen 32 under en testsyklus er sammenlignbar med strøm-ningsmotstanden under normal operasjon av apparatet.

I utførelseseksemplene på fig. 1 og 3 omfatter apparatet en eneste kalibreringsbeholder 32, som benyttes til å overvåke strømningsmengden av herbicider til alle sprøytemunnstyk-kene på bommen 2. Som et alternativ ville det være mulig å ha flere kalibreringsbeholdere 32, som hver betjente et sprøytemunnstykke 4 eller en gruppe sprøytemunnstykker 4. Dette arrangement gjør det mulig å overvåke strømnings-mengdene av herbicid til forskjellige munnstykker 4, eller grupper av munnstykker, for å sikre at alle sprøytemunn-stykker 4 leverer omtrent den samme blandingsstyrke.

Claims (10)

1. Apparat for utsprøytning av en væske, hvilket apprat er innrettet til å bevege seg over en flate som væsken skal sprøytes på, hvilket apparat omfatter en væskekilde, en reversibel pumpe med variabel kapasitet, en utsprøytnings-innretning som væske tilføres til av pumpen fra kilden, en styreinnretning for å justere kapasiteten av pumpen, og en bevegelseshastighetsføler for å overføre et bevegelseshastighetssignal til styreinnretningen, en kanal som er innrettet for å føre væske fra pumpen til det nedre område av en kalibreringsbeholder for å bestemme pumpens volumetriske kapasitet, idet reversering av pumpen bevirker at væske returneres fra kalibreringsbeholderen til kilden.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at væsken blandes med en andre væske i et område mellom kalibreringsbeholderen og utsprøytningsinnretningen.

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at den andre væske mates til utsprøytningsinnret-ningen fra en andre kilde av en andre pumpe.

4. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at en variabel struper er anordnet ved utløpssiden av den andre pumpe.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at den variable struper styres av styreinnretningen.

6. Apparat ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at en avgreningsventil er anordnet for å forbinde pumpen selektivt med kalibreringsbeholderen eller utsprøytningsinnretningen.

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at midler er anordnet for å gi hovedsakelig likt mottrykk ved avgreningsventilen fra utsprøytningsinnret- ningen og fra kalibreringsbeholderen.

8. Fremgangsmåte for kalibrering av et apparat for ut-sprøyting av en væske, hvilken fremgangsmåte omfatter å føre en regulert strømning av væske fra en reversibel pumpe til en kalibreringsbeholder i et forutbestemt tidsrom, bestemme volumet av væsken som er tilført kalibreringsbeholderen i løpet av det forutbestemte tidsrom, sammenligne volumet av væsken med det væskevolum som tilsvarer en ønsket strøm-ningsmengde, og justere om nødvendig strømningsmengden av væsken for å bringe det virkelige volum av væske som mottas i kalibreringsbeholderen med volumet som tilsvarer den ønskelige strømningsmengde, og deretter reversere pumpen for å trekke væsken fra kalibreringsbeholderen.

9. Fremgangsmåte for kalibrering av et apparat for ut-sprøytning av en væske, hvilket apparat er innrettet til å bevege seg over en flate som væsken skal sprøytes ut på og omfatter en reversibel pumpe hvis kapasitet reguleres avhengig av apparatets bevegelseshastighet, hvilken fremgangsmåte omfatter å føre strømningen fra pumpen til en kalibreringsbeholder mens apparatet beveger seg en forutbestemt distanse, bestemme volumet av væske som er tilført kalibreringsbeholderen under bevegelsen, sammenligne volumet av væsken med det væskevolum som tilsvarer en ønsket strøm-ningsmengde, justere reguleringen av pumpen om nødvendig for å bringe det virkelige væskevolum nær opp til det volum som tilsvarer den ønskede strømningsmengde, og deretter reversere pumpen for å trekke væsken fra kalibreringsbeholderen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at pumpen reverseres ved at apparatet kjøres baklengs.