PL217680B1 - Opryskiwacz szklarniowy - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest opryskiwacz szklarniowy do wykonywania zabiegów ochrony roślin w szklarniach, wyposażonych w jezdnogrzejne tory rurowe. Opryskiwacz szklarniowy zbudowany jest z ramy (1), do której od spodu zamocowane są dwie łożyskowane osie, przy czym oś przednia jest napędzana, a oś tylna ma osadzone impulsowe koło. Na osiach tych są osadzone napędowe rolki i zewnętrzne ułożyskowane koła (5). Do ramy (1) zamocowane jest źródło energii (12) oraz zbiornik (14) cieczy opryskowej. Ponadto opryskiwacz zaopatrzony jest w system opryskowy oraz system sterowania. System opryskowy składa się z kątowo obrotowego masztu (22) z wysuwaną teleskopowo szczytówką (24), a do masztu (1) i/lub szczytówki (24) zamocowany jest trwale rozłącznie co najmniej jeden atomizer (21) składający się z rotacyjnego dysku, wentylatora (35) oraz kalibrowanej dyszy, połączonej elastyczną rurką (20) ze zbiornikiem (14) za pośrednictwem pompy (19), przy czym każdy atomizer (21) współpracuje z własną, oddzielnie sterowaną pompą (19).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest opryskiwacz szklarniowy do wykonywania zabiegów ochrony roślin w szklarniach wyposażonych w jezdno grzejne tory rurowe.

Szklarnie podzielone są na sekcje, między którymi przebiegają korytarze komunikacyjne. Prostopadle do korytarzy komunikacyjnych umiejscowione są węższe korytarze, na których rozmieszczone są rury grzewcze do ogrzewania szklarni. Rury te równocześnie wykorzystywane są jako tory jezdne dla samojezdnych opryskiwaczy szklarniowych.

Znane są ręczne opryskiwacze atomizerowe, w których atomizer zbudowany jest na bazie wysokoobrotowego silnika elektrycznego i noszony jest w ręku a zasilany jest z baterii noszonej przy pasku. W atomizerze tym na wydłużonym wale silnika osadzony jest dysk z drobno rowkowaną krawędzią. Na szybko wirujący dysk, przez kalibrowaną dyszę wylewa się grawitacyjnie z jednolitrowego zbiorniczka ciecz opryskową ulegając, na wskutek siły odśrodkowej, rozproszeniu na drobiny jednakowej wielkości rzędu 70-80 mikronów. Tak zatomizowane drobiny cieczy, porywane przez strumień powietrza pochodzący od wentylatora umieszczonego na drugim końcu wału silnika, przenoszone są w głąb łanu roślin. Opryskiwacze ręczne nie spełniają swojej funkcji w przypadku konieczności wykonania oprysku w warunkach hodowli przemysłowej, znajdującej się na dużej przestrzeni.

Znane są samojezdne opryskiwacze szklarniowe zasilane silnikiem benzynowym wykorzystujące wysokociśnieniowe pompy i pionowe lance z wysokociśnieniowymi dyszami. Opryskiwacze te wożą kilkusetlitrowy zbiornik cieczy opryskowej, kilkakrotnie napełniany dla wykonania zabiegu ochrony na powierzchni jednego hektara uprawy. Znane są również opryskiwacze szklarniowe w których jednostka bazowa ze zbiornikiem cieczy roboczej i wysokociśnieniową pompą przetaczana jest po korytarzu komunikacyjnym a na tory, w ścieżki pomiędzy rośliny wjeżdża jedynie samojezdny wózek lancowy ciągnący za sobą kilkudziesięcio metrowe, wysokociśnieniowe przewody łączące go z bazą zasilającą. Znane są także, stosowane do niektórych zabiegów, jako opryskiwacze szklarniowe, urządzenia typu pulsopyl - wytwarzające mgłę opryskową podczas cyklicznych mini wybuchów mieszanki benzynowej w rezonansowej tubie.

Znane opryskiwacze samojezdne generują krople cieczy opryskowej o dużych rozmiarach, co powoduje, że ilość zużywanego płynu opryskowego jest bardzo duża. Zważywszy, że nadmiar wilgoci w szklarni jest szkodliwy, istnieje konieczność intensywnego wietrzenia (zaraz po wykonaniu oprysku) nawet w zimę przy wielostopniowym mrozie, co pociąga za sobą duże koszty ogrzewania. Stosunkowo duże krople cieczy opryskowej tworzą na liściach soczewki skupiające promienie słoneczne, co powoduje ich wypalanie a w praktyce nie pozwala stosować zabiegu w godzinach południowych co dezorganizuje pracę zwłaszcza w obiektach wielkoobszarowych. W tradycyjnym opryskiwaczu ciśnienie pracy sięgające kilkunastu a nawet kilkudziesięciu barów uniemożliwia stosowanie wchodzących do obiegu preparatów na bazie żywych organizmów, dla których dekompresja przy wyjściu z dyszy jest zabójcza. Zbiorniki cieczy są duże a opryskiwacz jest ciężki i trudny w obsłudze. Biorąc pod uwagę, że opryskiwacze szklarniowe muszą być toczone po korytarzach komunikacyjnych oraz podnoszone i wtaczane na tory jezdne, ich masa całkowita wraz z płynem opryskowym ma istotne znaczenie dla wygody ich używania.

Kolejna kwestia to zastosowanie łożyskowanych rolek jezdnych poruszających się po torach jezdnych, będących rurami grzejnymi. Duża masa opryskiwaczy wymusza stosowanie metalowych rolek a te z kolei niszczą tory jezdne. Ponadto opryskiwacze muszą być w trakcie pracy obracane w celu przemieszczenia i wstawienia w kolejny tor jezdny. Pracownik obsługujący tego typu opryskiwacze musi włożyć dużo siły w obrót opryskiwacza i jego ręczne uniesienie na wysuwanym mechanizmie zamocowanym pod ramą opryskiwacza. Ponadto wielu plantatorów jest uprzedzonych do stosowania silników benzynowych za względu na nieprzyjazne dla roślin i obsługi spaliny. Również stosowanie silników zasilanych z sieci energią elektryczną ma wielu przeciwników za względu na bezpieczeństwo i uciążliwość przeciągania kabla zasilającego. Kolejną kwestią jest stosowanie mieszadła wykorzystującego część wysokociśnieniowego strumienia cieczy roboczej. Mieszadła te dają zbyt słabe mieszanie przy pełnym zbiorniku i zbyt intensywne, wywołujące spienienie, przy zbiorniku częściowo opróżnionym.

Jak wskazuje istniejący stan techniki znane rozwiązania posiadają szereg niedogodności, jednakże najważniejszą z nich, oprócz skutków rozpylania w szklarni wielkiej ilości wody, jest wielkość i ciężar urządzenia. Standardowy, znany rynkowo opryskiwacz szklarniowy zużywa 600-1200 litrów cieczy opryskowej na hektar uprawy przy kilkukrotnym tankowaniu.

PL 217 680 B1

Celem wynalazku jest wielokrotne ograniczenie zużycia zarówno wody jak i czynnych środków ochrony roślin koniecznych do prawidłowego przeprowadzenia zabiegu.

Opryskiwacz szklarniowy według wynalazku zbudowany jest z ramy, do której od spodu zamocowane są dwie łożyskowane osie, przy czym oś przednia jest napędzana a oś tylna ma osadzone impulsowe koło, a ponadto na osiach są osadzone napędowe rolki i zewnętrzne ułożyskowane koła. Do ramy zamocowane jest źródło energii oraz zbiornik cieczy opryskowej a ponadto opryskiwacz zaopatrzony jest w system opryskowy oraz system sterowania. Opryskiwacz według wynalazku charakteryzuje się tym, że system opryskowy składa się z kątowo obrotowego masztu z wysuwaną teleskopowo szczytówką a do masztu i/lub szczytówki zamocowany jest trwale rozłącznie co najmniej jeden atomizer składający się z rotacyjnego dysku, wentylatora oraz kalibrowanej dyszy. Dysza połączona jest elastyczną rurką ze zbiornikiem za pośrednictwem pompy. Każdy atomizer współpracuje z własną, oddzielnie sterowaną pompą.

Korzystnie w celu ułatwienia manewrowania opryskiwaczem, na górze ramy może znajdować się rurowa poręcz a od strony obsługowej rama może być zaopatrzona w naciskową stopę z kółkami o swobodnych obrotach we wszystkich kierunkach.

Jako źródło energii korzystnie stosuje się spalinowy, prądotwórczy agregat, zasilany gazem z butli, zamocowany do podstawy ramy. Agregat ten może być zamocowany na wibroizolatorach, w celu zmniejszenia przenoszonych wibracji.

Korzystnie w dnie zbiornika usytuowany jest trójnikowy króciec z jednej strony zaopatrzony w elastyczny, półprzeźroczysty przewód i z drugiej strony filtr połączony z zespołem pomp.

Atomizery są zamocowane do masztu trwale rozłącznie, korzystnie przesuwnymi zaciskowymi przegubami.

W celu poprawy parametrów mieszania cieczy opryskowej pod dnem zbiornika może być zainstalowana mieszająca pompa.

Ponadto opryskiwacz może posiadać amortyzowany bufor wyposażony w krańcówkę.

Napędowe rolki mogą być wykonane z tworzywa sztucznego.

W korzystnej wersji, dostosowanej do różnych rozstawów torów jezdnych w opryskiwaczu według wynalazku napędowe rolki i ułożyskowane koła są parami osadzone na wspólnej tulei, zamocowanej przesuwnie na osiach.

Każdy z atomizerów usytuowany jest przegubowo na innej wysokości obrotowego masztu. Maszt posiada konstrukcję teleskopową i jego wysokość może być zmieniania. W zależności od wysokości opryskiwanych roślin maszt wydłuża się lub skraca i montuje na nim odpowiednią ilość atomizerów. Atomizery połączone są giętkimi przewodami z pompami pod zbiornikiem cieczy. Teleskopowa konstrukcja masztu pozwala na łatwe zmniejszenie wysokości opryskiwacza przy jego pakowaniu, jak i wyjeździe i wjeździe do szklarni. Maszt zaopatrzony jest w teleskopowo wysuwaną szczytówkę, która zwiększa wysokość masztu. Maszt dzięki możliwości kątowego obrotu pozwala na wykonywanie oprysku zarówno w trakcie jazdy do przodu jak i do tyłu, opryskując tylko uprawę po jednej stronie toru jezdnego w trakcie jednego przejazdu w przód i drugą stronę w trakcie przejazdu w tył. Silne rozproszenie cieczy opryskowej wydostającej się z atomizerów zapobiega zalewaniu opryskiwacza cieczą i chroni elementy elektroniki i automatyki. Równocześnie niewielka ilość zużywanej cieczy pozwala na znaczne zmniejszenie rozmiarów opryskiwacza, gdyż nie musi on przewozić tak dużej ilości cieczy opryskowej. Ta cecha opryskiwacza według wynalazku pozwala na korzystne dokonanie zmiany materiału, z którego wykonane są napędowe rolki. Korzystnie stosuje się rolki z tworzyw sztucznych. Zmniejsza to w dużym stopniu zużycie torów jezdnych. Korzystnym jest również zastosowanie pompy obiegowej o zmiennym wydatku i ciśnieniu sterowanej mikroprocesorowo w funkcji wysokości słupa cieczy roboczej w zbiorniku. Dzięki temu rozwiązaniu mieszanie jest dostosowane do poziomu cieczy w zbiorniku.

Stopa umożliwia przechylenie opryskiwacza a dzięki kółkom manewrowanie urządzeniem jest łatwe i nie wymaga wysiłku od operatora. Takie rozwiązanie jest możliwe tylko przy krótkiej, pionowej i stosunkowo lekkiej budowie opryskiwacza.

Atomizery z rotacyjnym dyskiem i własnym strumieniem powietrza z wentylatora dają drobnokroplisty (na tyle drobny, że nie powoduje efektu soczewki i zabieg można wykonać nawet przy pełnym nasłonecznieniu), wszędzie penetrujący, gęsto pokrywający powierzchnię roślin, bez ściekania cieczy, precyzyjny oprysk przy zużyciu cieczy zaledwie 60 l/ha zamiast tradycyjnych 600-1200 l/ha i oszczędności środka czynnego na poziomie 30-50%. Dla uzyskania wysokiej wydajności pracy i zapewnienia oprysku kilkumetrowej wysokości pomidorów, należy zastosować kilka atomizerów

PL 217 680 B1 umieszczonych na samojezdnym, szybkobieżnym, zautomatyzowanym podwoziu zapewniającym zasilanie zarówno energią elektryczną jaki cieczą roboczą na kilka godzin nieprzerwanej pracy, koniecznych do wykonania zabiegu na powierzchni jednorazowo minimum jednego hektara.

Małe zużycie wody to lepszy mikroklimat w szklarni i oszczędności (zwłaszcza zimą) na wietrzenie i osuszanie. Małe zużycie cieczy roboczej to kilkukrotnie rzadsze tankowanie zbiornika. Mały zbiornik to dwukrotnie mniejszy ciężar całego urządzenia. Atomizery dzięki temu, że pracują bezciśnieniowo (0,02 bara) dają możliwość stosowania preparatów biologicznych (zawierających żywe organizmy), gdyż nie występuje efekt dekompresji powodujący ich destrukcję.

Zastosowanie małego, niskonapięciowego generatora prądu stałego zasilanego gazem propan-butan daje dodatkowo cenny dla roślin dwutlenek węgla, zmniejszając koszty jego dostarczania innymi sposobami.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia opryskiwacz szklarniowy w widoku z prawego boku, Fig. 2 widoku od strony operatora, Fig. 3 widok opryskiwacza od dołu, Fig. 4 przekrój głowicy atomizera, Fig. 5 opryskiwacz w pozycji przechylonej manewrowej, a Fig. 6 przedstawia przekrój pojedynczego przesuwnego zespołu kołowego.

P r z y k ł a d 1

Urządzenie zbudowane jest ze spawanej z kwasoodpornych profili i blach ramy 1. Do ramy 1 od spodu zamocowane są dwie łożyskowane osie - oś przednia 2a i oś tylna 2b. Oś przednia 2a jest napędzana przez łańcuchową przekładnię 3. Na osiach 2a i 2b są sztywno osadzone po dwie pokryte bieżnikiem napędowe rolki 4 i zewnętrzne ułożyskowane koła 5. Tylna oś 2b, oprócz napędowych rolek 4 i ułożyskowanych kół 5 ma osadzone impulsowe koło 6. Z tyłu opryskiwacza czyli od strony obsługowej rama 1 ma wspawaną naciskową stopę 7 z kółkami 8, obracającymi się swobodnie we wszystkich kierunkach. Łańcuchowa przekładnia 3 otrzymuje napęd od sterowanego mikroprocesorowo motoreduktora 9. Na samej górze konstrukcji znajduje się rurowa poręcz 10, stanowiąca element ramy 1. Do podstawy ramy 1 na wibroizolatorach 11 zamocowany jest spalinowy, prądotwórczy agregat 12, zasilany gazem z butli 13. W ramie 1 podwieszony jest zbiornik 14 z wlewem 15. W dnie zbiornika 14 usytuowany jest trójnikowy króciec 16 z jednej strony z elastycznym, półprzeźroczystym przewodem 17, służącym do opróżniania zbiornika 14 oraz kontroli poziomu cieczy opryskowej i z drugiej strony z filtrem 18 połączonym z zespołem pomp 19, które połączone są elastycznymi rurkami 20 z kalibrowanymi dyszami 33 rotacyjnych atomizerów 21, osadzonych na kątowo obrotowym maszcie 22. Położenie masztu 22 zmieniane jest z pozycji lewej na prawą i odwrotnie. Maszt 22 obracany jest elektrosiłownikiem 23 i posiada teleskopowo wysuwaną szczytówkę 24. Atomizery 21 są zamocowane do masztu 22 przesuwnymi zaciskowymi przegubami 25. Pod dnem zbiornika 14 zainstalowana jest mieszająca pompa 26. W tylnej części ramy 1 zawieszona jest rozdzielnia 27 zawierająca zabezpieczenia, energo-elektroniczne elementy zasilania i sterowania motoreduktorem 9, pompami 19 i 26, oraz elektrosiłownikiem 23. Na rozdzielni 27 zamontowany jest pulpit 28 służący do programowania, i odczytu informacji. Opryskiwacz wyposażony jest w radiowy odbiornik 29 i pilot 30 (noszonym w kieszeni operatora) służące do zdalnego awaryjnego zatrzymania urządzenia. Z przodu opryskiwacza zainstalowany jest amortyzowany bufor 31, wyposażony w krańcówkę 32. Bufor 31 wraz z krańcówką 32 służy zabezpieczeniu opryskiwacza oraz szklarni w przypadku awarii systemów sterowania.

Opryskiwacz szklarniowy według wynalazku działa następująco. Po wymianie na pełną butli gazowej 13 i zalaniu cieczy roboczej wlewem 15 do zbiornika 14 uruchamiany jest prądotwórczy agregat 12. Załączana jest przyciskiem na pulpicie 28 pompa mieszającą 26, której parametry pracy ustala sterownik w zależności od stopnia napełnienia zbiornika 14. Wysuwa się szczytówkę 24 na właściwą wysokość, korzystając z przegubów 25 ustawia się odpowiednio atomizery 21. W zależności od wielkości roślin załącza się odpowiednią ilość atomizerów 21. Naciskając nogą na stopę 7 przy równoczesnym przyciągnięciu za poręcz 10 opiera się kółka 8 o podłoże uzyskując pełną manewrowość urządzenia i wstawia rolki 4 przedniej osi 2a na początek torów jezdnych. Na sterowniczym pulpicie 28 naciska się jeden z czterech przycisków z właściwą długością toru. Dalsze operacje urządzenie wykonuje samoczynnie bez udziału operatora. Elektrosiłownik 23 obraca maszt 22 w prawe położenie. Mikroprocesorowe układy zasilania pomp 19 umieszczone w rozdzielni 27 dobierają odpowiednio obroty pomp 19, aby uzyskać zadaną wydajność na atomizerach 21. Pompy 19 zasysają ciecz roboczą ze zbiornika 14 i tłoczą poprzez kalibrowaną dyszę 23 na rotacyjny dysk 34, stanowiący głowicę atomizera 21, rozpylający ciecz w strumieniu powietrza wytwarzanego przez wentylator 35 atomizera 21. W tym samym czasie zaczyna pracę motoreduktor 9 obracając przez łańcuchową przekładnię 3 oś przednią 2a z napędowymi rolkami 4. Obracające się napędowe rolki 4 powodują

PL 217 680 B1 przemieszczanie się z zadaną prędkością urządzenia po torach. Z uwagi na bezwładność opryskiwacza zarówno rozpędzanie jak i zatrzymywanie się urządzenia następuje w sposób zaprogramowany. W czasie przejazdu do przodu opryskiwany jest prawy rząd roślin. Umieszczone na tylnej osi 2b impulsowe koło 6 poprzez napędowe rolki 4 mierzy przebytą drogę. Przed końcem zaprogramowanej długości toru opryskiwacz zwalnia, zatrzymuje się w miejscu zaprogramowanym), wyłącza pompy 19 i obraca maszt 22. Załącza pompy 19 i na pierwszym metrze rozpędza się do zadanej prędkości rozpoczynając drogę powrotną do operatora, w czasie której opryskuje lewy rząd roślin. Przed wyjechaniem z toru na chodnik zwalnia, napędowe rolki 4 tracą kontakt z rurami toru, opryskiwacz się zatrzymuje. Operator naciska przycisk stop, wyłączają się pompy 19. Operator chwyta za poręcz 10, następuje nogą na stopę 7 i w pozycji przechylonej przestawia opryskiwacz na następny tor, naciska jeden z czterech przycisków z właściwą długością toru, opryskiwacz rusza, operator czeka (2 min) aż urządzenie wróci, przestawia na następny tor i powtarza tę czynność do zakończenia oprysku.

Opryskiwacz według opisanej powyżej konstrukcji został przetestowany w szklarni z uprawą pomidorów, czyli roślin wysokich. Średnie zużycie cieczy opryskowej wyniosło 60 litrów na hektar uprawy zamiast ilości ponad dziesięciokrotnie większej. Konstrukcja według wynalazku pozwoliła na efektywne pielęgnowanie upraw szklarniowych przy minimalnych rozmiarach urządzenia i minimalnym zużyciu czynnika aktywnego, jakim jest ciecz opryskowa.

P r z y k ł a d 2

Opryskiwacz szklarniowy był zbudowany analogicznie jak opisany w przykładzie 1, przy czym układ jezdny posiada dodatkowo możliwość dostosowania rozstawu napędowych rolek 4 do różnych szerokości rozstawu torów jezdnych. W tym wariancie napędowe rolki 4 i ułożyskowane koła 5 są parami osadzone na wspólnych tulejach 36, zamocowanych przesuwnie na osiach 2a i 2b.

Claims (9)

1. Opryskiwacz szklarniowy zbudowany z ramy, do której od spodu zamocowane są dwie łożyskowane osie, przy czym oś przednia jest napędzana a oś tylna ma osadzone impulsowe koło, a ponadto na osiach są osadzone napędowe rolki i zewnętrzne ułożyskowane koła, do ramy zamocowane jest źródło energii oraz zbiornik cieczy opryskowej, a ponadto opryskiwacz zaopatrzony jest w system opryskowy oraz system sterowania, znamienny tym, że system opryskowy składa się z kątowo obrotowego masztu (22) z wysuwaną teleskopowo szczytówką (24), a do masztu (22) i/lub szczytówki (24) zamocowany jest trwale rozłącznie co najmniej jeden atomizer (21), składający się z rotacyjnego dysku (34), wentylatora (35) oraz kalibrowanej dyszy (3) połączonej elastyczną rurką (20) ze zbiornikiem (14) za pośrednictwem pompy (19), przy czym każdy atomizer (21) współpracuje z własną, oddzielnie sterowaną pompą (19).

2. Opryskiwacz według zastrz. 1, znamienny tym, że od strony obsługowej rama (1) posiada naciskową stopę (7) z kółkami (8) o swobodnych obrotach we wszystkich kierunkach.

3. Opryskiwacz według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że na górze ramy (1) znajduje się rurowa poręcz (10).

4. Opryskiwacz według zastrz. 3, znamienny tym, że do podstawy ramy (1) zamocowany jest spalinowy, prądotwórczy agregat (12), zasilany gazem z butli (13).

5. Opryskiwacz według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że w dnie zbiornika (14) usytuowany jest trójnikowy króciec (16) z jednej strony zaopatrzony w elastyczny, półprzeźroczysty przewód (17) i z drugiej strony filtr (18) połączony z zespołem pomp (19).

6. Opryskiwacz według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że atomizery (21) są zamocowane do masztu (22) przesuwnymi zaciskowymi przegubami (25).

7. Opryskiwacz według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że pod dnem zbiornika (14) zainstalowana jest mieszająca pompa (26) sterowana w zależności od stopnia napełnienia zbiornika.

8. Opryskiwacz według któregokolwiek z poprzednich zastrzeżeń, znamienny tym, że napędowe rolki (4) i ułożyskowane koła (5) są parami osadzone na wspólnych tulejach (36), zamocowanych przesuwnie na osiach (2a) i (2b).

9. Opryskiwacz według zastrz. 1, znamienny tym, że napędowe rolki (4) wykonane są z tworzywa sztucznego.