PL224862B1 - Sposób wykonywania oprysku agrotechnicznego substancjami chemicznymi, zwłaszcza agrochemikaliami, przy pomocy dyszy rozpylającej - Google Patents

Abstract

Sposób wykonywania oprysku agrotechnicznego substancjami chemicznymi, zwłaszcza agrochemikaliami, znajdujący zastosowanie przy ochronie roślin w uprawach rolniczych charakteryzuje się tym, że pneumatyczną atomizację prowadzi się przy użyciu dyszy (3) zbieżno- rozbieżnej do której podaje się gaz, korzystnie powietrze pod ciśnieniem w przedziale od 1 do 4 bar, gdzie w części zbieżnej dyszy (3) nabiera on prędkości i osiąga w najwęższym miejscu prędkość krytyczną równa prędkości dźwięku, po czym w części rozbieżnej dyszy (3) gaz osiąga w najszerszym miejscu prędkość do kilka razy większa od prędkości dźwięku, tak że rozpędzony do prędkości naddźwiękowej gaz rozdrabnia wypływająca z rurki kapilarnej ciecz technologiczną na krople o wielkości od kilku do kilkunastu mikrometrów, której cząstki ładują się w polu elektrycznym prądem stałym o napięciu od kilkuset woltów do 3 kilowoltów, przy czym do pierścieniowej elektrody (7) podaje się napięcie Ue nie większe jak 70 procent napięcia Up przy którym zaczynają się pojawiać wyładowania elektryczne w przestrzeni pomiędzy pierścieniową elektrodą (7) a rurką kapilarną (4) z cieczą technologiczną.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób do wykonywania oprysku agrotechnicznego substancjami chemicznymi, zwłaszcza agrochemikaliami, przy pomocy dyszy rozpylającej, znajdujący zastosowanie przy ochronie roślin w uprawach rolniczych.

Największe znaczenie w ochronie roślin w uprawach polowych odgrywają obecnie opryskiwacze wyposażone w rozpylacze ciśnieniowe płaskostrumieniowe, których działanie często wspomagane jest, na różne sposoby, strumieniem powietrza. Wspomaganie strumieniem powietrza stosowane jest w rozpylaczach eżektorowych wyposażonych w otwór przez który przepływająca pod ciśnieniem ciecz zasysa powietrze. Znane też są rozpylacze inżektorowe o konstrukcji podobnej do eżektorowych z tym, że powietrze dostarczane jest ze sprężarki pod zmiennym ciśnieniem. W efekcie wielkość wytwarzanych kropel jest zmienna; zwiększana wraz ze wzrostem prędkości wiatru, w celu ograniczenia znoszenia cieczy technologicznej poza chroniony obszar. Użycie rozpylaczy eżektorowych i inżektorowych ma na celu polepszenie wskaźnika pokrycia opryskiwanych roślin cieczą technologiczną. Krople wypełnione pęcherzykami powietrza są duże, a uderzając o roślinę pękają, zwiększając w ten sposób wskaźnik pokrycia.

Znane jest urządzenie do opryskiwania wspomagane strumieniem powietrza, które posiada belki potowe wyposażone w rękaw powietrzny oraz wentylator, dzięki któremu uzyskuje się rozchylenie i penetrację gęstych upraw i polepszenie stopnia pokrycia roślin, możliwość stosowania rozpylaczy drobnokroplistych przy wietrznej pogodzie, bez obawy znoszenia cieczy.

Znane jest również z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr US4004733 rozwiązanie konstrukcyjne głowic do wytwarzania aerozoli, których cząsteczki posiadają niezerowy ładunek elektryczny, przeznaczone do elektrostatycznej atomizacji zarówno dobrze jak i słabo przewodzących cieczy, w tym również cieczy agrotechnicznych. Głowica posiada komorę z dyszą rozpylającą wykorzystującą synergiczny efekt wewnętrznej pneumatycznej atomizacji cząsteczek cieczy doprowadzanej pod ciśnieniem kanałem rurowym, w której ładunek elektryczny nadawany jest w wyniku indukcji elektrycznej przy użyciu pierścieniowej elektrody wysokonapięciowej. Ładunek elektryczny wprowadzany jest na krople w momencie ich tworzenia z ciągłej strugi cieczy przy czym atomizowana ciecz utrzymywana jest na potencjale ziemi. Elektroda indukcyjna jest zasilana napięciem stałym o wybranej dodatniej lub ujemnej polaryzacji i wartości od kilkuset V do 5 kV, wytwarzanym w elektronicznej przetwornicy prądu stałego zasilanej, przykładowo z instalacji o napięciu 12 V, przy czym wszystkie komponenty układu wysokonapięciowego są wbudowane bezpośrednio w dyszę. Inna konstrukcja dyszy rozpylającej według tego opisu patentowego składa się z połączonych razem: cylindrycznego korpusu i osłony. W korpusie wykonanym z materiału elektrycznie przewodzącego, przykładowo z metalu, znajduje się osiowy kanał prowadzący atomizowaną ciecz, dostarczaną pod ciśnieniem od tylniej strony korpusu ze zbiornika cieczy. Korpus posiada również koaksjalny, zwężający się ku przodowi korpusu kanał prowadzący gaz, przykładowo powietrze, doprowadzany pod ciśnieniem od tylniej strony korpusu ze źródła gazu, przy czym kanał ten może mieć postać wielu odrębnych kanałów zbiegających się razem przy ujściu z korpusu od strony jej połączenia z osłoną. Połączona mechanicznie z korpusem dielektryczna osłona również posiada wewnętrzny kanał, prowadzony osiowo w stosunku do kanału cieczy. Kanał ten od strony korpusu ma odcinek o stałej średnicy natomiast przy frontowej kryzie ujściowej osłony jego średnica jest zmniejszona. W korpusie ujścia kanałów prowadzących ciecz i gaz odpowiadające wejściu kanału w osłonie, w którym ciecz i gaz są prowadzone wspólnie. Strumienie gazu i cieczy oddziałują wzajemnie w obszarze kanału osłony o stałej średnicy, zwanym obszarem tworzenia kropli aerozolu. W obszarze tym część energii kinetycznej strumienia gazu jest zużywana na rozrywanie strumienia cieczy na krople, czyli atomizację, a pozostała część energii kinetycznej strumienia gazu powoduje unoszenie wytworzonych kropli na zewnątrz dyszy oraz tworzenie w kanale osłony przypowierzchniowego strumienia gazu nie zawierającego kropli cieczy. Strumień ten oddziela strumień aerozolu od elektrody indukcyjnej i przeciwdziała zwilżeniu zarówno elektrody jak i dielektrycznych powierzchni kanału wylotowego oraz kryzy osłony. Pierścieniowa elektroda indukcyjna, wykonana z materiału elektrycznie przewodzącego, przykładowo z mosiądzu, jest wbudowana w osłonę i otacza bezpośrednio obszar tworzenia kropli tak, iż jej tylna płaszczyzna znajduje się od strony przedniej kanałów prowadzących gaz i ciecz natomiast jej przednia płaszczyzna znajduje się od strony kryzy wylotowej osłony w ściśle ustalonej od niej odległości. Toroidalnie rozłożone linie sił pola elektrycznego, wytwarzanego przez elektrodę indukcyjną, koncentrują się w obszarze tworzenia kropli a ponieważ szczelina między elektrodą a centrum obszaru tworzenia kropli jest bardzo mała, więc

PL 224 862 B1 gradient pola elektrycznego w tym obszarze jest bardzo duży nawet dla stosunkowo niskiego napięcia polaryzującego elektrodę. Powoduje to skuteczną elektryzację kropli cieczy nawet przy stosunkowo niskich napięciach polaryzujących elektrodę indukcyjną. Elektroda indukcyjna jest połączona ze źródłem wysokiego napięcia poprzez przewód wysokonapięciowy wbudowany w osłonę głowicy. Taka dysza zapewnia wytwarzanie z cieczy, roztworów lub zawiesin cząstek stałych w lotnych lub nielotnych ciekłych nośnikach kropli aerozolu o typowej średnicy cząstek co najmniej rzędu 50 mikrometrów i większych. Maksymalna wartość ładunku nadawanego cząsteczkom aerozolu w tym rozwiązaniu stanowi ok. 15% wartości granicznej, wynikającej z ograniczenia Rayleigh'a (według A, G Bailey, „Electrostatic spraying of liquids”, 1st ed., Taunton Research Studies Press, London, 1988) przy średnicy cząstek aerozolu 50 μm oraz odpowiednio 26% i 40% dla średnic cząsteczek 75 μm i 100 μm.

Znane jest również z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr US005765761A urządzenie z dyszą elektroaerozolową przeciwdziałającą osiadaniu naładowanych kropli aerozolu na obudowie dyszy poprzez wprowadzenie wewnętrznego ekranu elektrostatycznego, wbudowanego w dyszę i posiadającego określony potencjał elektryczny, z układami zabezpieczania dysz i układów zasilania wysokonapięciowego przed powstawaniem i skutkami prądów zwarciowych oraz sposobów ekranowania pola elektrycznego wytwarzanego lokalnie we wnętrzu głowicy przez elektrodę indukcyjną przed wpływem zewnętrznych pól elektrycznych.

Znany jest również z opisu patentowego nr GB1377994 sposób i urządzenie do rozpylania cieczy aerozolowych dla rolnictwa ze źródła znajdującego się w powietrz, które obejmują etapy nanoszenia ładunku elektrycznego o danej polaryzacji emitujący aerozol podstawowy o wielkości ładunku elektrostatycznego wystarczającej do polepszenia jego nanoszenia i jednocześnie emitujący aerozol wtórny w postaci cząstek o przeciwnym ładunku z tego samego źródła znajdującego się w powietrzu na poziomie wielkości ładunku, takim, aby uniknąć jakiegokolwiek zmniejszenia ładunku aerozolu podstawowego za pomocą jego punktów emisji i nanoszenia, przy czym aerozol podstawowy i aerozol wtórny są w sposób ciągły emitowane ze źródła znajdującego się w powietrzu. W odmianie sposobu wspomniany aerozol wtórny jest emitowany w miejscu stosunkowo odległym od punktu emisji wspomnianego aerozolu podstawowego, aby skutecznie wykluczyć wymieszanie aerozolu wtórnego i aerozolu podstawowego przed znacznym nanoszeniem aerozolu podstawowego, tak, że co najmniej większa część naładowanych cząstek aerozolu podstawowego nanoszona jest bez zobojętnienia jego ładunku przez cząstki aerozolu wtórnego. W drugiej odmianie wspomnianego sposobu aerozol wtórny jest emitowany do strumienia powietrza o dużej prędkości, tak, aby co najmniej większa część naładowanych cząstek aerozolu podstawowego była nanoszona bez zobojętnienia jego ładunku przez cząstki aerozolu wtórnego. W trzeciej odmianie wspomniany aerozol wtórny jest emitowany w miejscu stosunkowo odległym od punktu emisji wspomnianego aerozolu podstawowego i do strumienia powietrza o dużej prędkości, tak, aby co najmniej większa część naładowanych cząstek aerozolu podstawowego była nanoszona bez zobojętniania jego ładunku przez naładowane cząstki aerozolu wtórnego. Aerozol wtórny jest emitowany przy poziomie prądu w przybliżeniu równym poziomowi prądu wykazywanemu przez aerozol podstawowy, tak, aby zasadniczo utrzymać potencjał źródła znajdującego się w powietrzu we wcześniej określonych granicach, przy czym potencjał wspomnianego źródła znajdującego się w powietrzu jest utrzymywany w stanie zasadniczo obojętnym. Aerozol wtórny jest emitowany przy poziomie prądu wystarczającym do utrzymania źródła znajdującego się w powietrzu w potencjale o wcześniej określonej wielkości wystarczającej do przeprowadzenia naładowania stykowego aerozolu podstawowego i o tej samej polaryzacji co naładowany aerozol podstawowy, przy czym materiał w postaci cząstek aerozolu wtórnego cechuje wystarczająco trwała stabilność fizyczna, aby zapewnić zasadniczo całkowite nanoszenie aerozolu podstawowego przed znacznym pogorszeniem aerozolu wtórnego. Materiał w postaci cząstek aerozolu wtórnego cechuje się skuteczną żywotnością co najmniej dłuższą jak 1 sek. po emisji.

Mimo wielu prób nie wprowadzono dotąd do powszechnego stosowania elektrostatycznego oprysku cieczą technologiczną w ochronie roślin. Dotychczasowe próby polegały na umieszczeniu ładunku elektrycznego na kroplach cieczy, wytwarzanych przez rozpylacze, emitujące krople o średnicach ponad kilkudziesięciu mikronów - do kilkuset mikronów, a więc o zbyt dużej masie, gdzie siły grawitacji i bezwładności zdecydowanie dominują nad siłami przyciągania elektrostatycznego. Barierą dla szerokiego wykorzystania technologii elektrostatycznych - poza znanymi w technice procesami malowania elektrostatycznego - są także duże trudności z rozpylaniem cieczy w urządzeniach rolniczych o dużych wydajnościach. Tak więc nie są znane rozwiązania techniczne, pozwalające generować strugę elektroaerozolu o dużym ładunku elektrycznym i dużej prędkości cząstek, zdolną do silnej

PL 224 862 B1 penetracji zwartych i wysokich łanów roślin oraz relatywnie odporną na znoszenie. Mimo wieloletniego rozwoju technik i technologii ochrony roślin przy użyciu agrochemikaliów nie udało się w sposób zadawalający rozwiązać następujących problemów:

- równomierny oprysk wysokich i zwartych łanów roślin uprawnych, takich jak kukurydzy czy roślin energetycznych. Nie są tu skuteczne nawet technologie oprysku z pomocniczym strumieniem powietrza,

- równomierny oprysk wszystkich części roślin, zwłaszcza górnych i dolnych powierzchni liści. Celem wynalazku jest usunięcie bądź ograniczenie występujących dotąd niedogodności poprzez opracowanie nowego rozwiązania zagadnienia technicznego.

Istota sposobu polega na tym, że pneumatyczną atomizację prowadzi się przy użyciu dyszy zbieżno-rozbieżnej do której podaje się gaz, korzystnie powietrze, pod ciśnieniem w przedziale od 1 do 4 bar, gdzie w części zbieżnej dyszy nabiera prędkości i osiąga w najwęższym miejscu prędkość krytyczną równą prędkości dźwięku, po czym w części rozbieżnej dyszy osiąga w najszerszym miejscu prędkość do kilku razy większą od prędkości dźwięku, tak że rozpędzony do prędkości naddźwiękowej gaz rozdrabnia wypływającą z rurki kapilarnej ciecz technologiczną na krople o wielkości od kilku do kilkunastu mikrometrów, której cząstki ładują się w polu elektrycznym prądem stałym o napięciu od kilkuset woltów do 3 kilowoltów, przy czym na pierścieniową elektrodę podaje się napięcie nie większe jak 70 procent napięcia przy którym zaczynają się pojawiać wyładowania elektryczne w przestrzeni pomiędzy pierścieniową elektrodą a rurką kapilarną z cieczą technologiczną.

Dzięki temu wykonywanie oprysku sposobem według wynalazku umożliwia:

- wprowadzenie strumienia aerozolu cieczy technologicznej w obszar zwartego łanu na całą jego głębokość, na skutek dużej energii kinetycznej cząstek;

- podwyższenie równomierności pokrycia łodyg oraz obu stron liści, na skutek dużych turbulencji w strumieniu, wymuszających poruszanie się liści opryskiwanych roślin oraz zmieniających i wyrównujących ich ekspozycję na strumień aerozolu;

- podwyższenie, w stosunku do oprysku aerozolem bez elektryzacji kropel ilości substancji zdeponowanej na powierzchni liści na skutek działania sił elektrostatycznych;

- zastosowanie niższych dawek substancji czynnych ze względu na lepszą równomierność pokrycia;

- wykonanie oprysku przy znacznie obniżonej objętości cieczy roboczej, co w efekcie zmniejsza zużycie środków ochrony roślin o 20-30%;

- ciecz robocza i powietrze dostarczane są pod regulowanym i kontrolowanym ciśnieniem do głowic i przetwarzane są w tych głowicach w strumień aerozolu, który ponadto ładowany jest elektrostatycznie, o parametrach fizycznych odróżniających go od dotychczas znanych i stosowanych w technice ochrony roślin.

Różnice są następujące:

- strumień aerozolu ma wielokrotnie większą, naddźwiękową, prędkość początkową strugi, którą uzyskuje dzięki cechom konstrukcyjnym głowicy. Skutkuje to też znacznie większą energią kinetyczną strugi, umożliwiającą penetrację nawet zwartych i wysokich roślin na całej głębokości łanu, nawet do głębokości 4 m,

- spektrum kropel cieczy technologicznej w aerozolu charakteryzuje się około 10-krotnie mniejszą średnicą, a więc około 1000-krotnie mniejszą masą niż w obecnie stosowanych rozwiązaniach. Dzięki temu uzyskuje się bardziej równomierne pokrycie opryskiwanych roślin cieczą roboczą z dwóch powodów: ze względu na znacznie większą liczbę kropel na jednostkę objętości cieczy technologicznej i ze względu na elektrostatyczne przyciąganie kropel do wszystkich części opryskiwanych roślin, także do dolnych powierzchni liści,

- duża energia kinetyczna strugi aerozolu powoduje silne turbulencje powietrza w opryskiwanym łanie roślin, wielokrotnie większe niż w znanych technologiach oprysku, co obok sił przyciągania elektrostatycznego i większej liczby kropel, dodatkowo polepsza równomierność pokrycia cieczą technologiczną wszystkich części opryskiwanych roślin,

- kilkakrotnym zmniejszeniem objętości wody stosowanej jako nośnik preparatu ochrony roślin jak również możliwość prowadzenia zabiegów przy małej lub bardzo małej dawce powierzchniowej preparatów.

Ponadto rozwiązanie według wynalazku pozwala zmniejszyć straty o wartości około 1000 zł / ha związane z niedostateczną ochroną zasiewów przed szkodnikami takimi jak omacnica prosowianka

PL 224 862 B1 żerująca w dolnych partiach wysokich roślin, która w rejonach intensywnej uprawy wywołuje straty plonu do 30% uprawy.

Maksymalna wartość ładunku nadawanego cząsteczkom aerozolu, którą uzyskuje się sposobem według wynalazku wynosi ok. 5% wartości granicznej wynikającej z ograniczenia Rayleigh'a dla cząstek o średnicy 10 μm (według A. G. Bailey, „Electrostatic spraying of liquids” 1st ed., Taunton

Research Studies Press, London, 1988).

Sposób według wynalazku objaśniono w przykładzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia głowicę w ujęciu schematycznym w przekroju poprzecznym z częściowym widokiem, fig. 2 - wykres z charakterystyką prądu I płynącego pomiędzy pierścieniową elektrodą i napięcia U przyłożonego do pierścieniowej elektrody, to jest l = f (U), fig. 3 - wykres z charakterystyką stosunku ładunku Q/m masy cząstki m i napięcia przyłożonego do pierścieniowej elektrody, to jest (Q/ m) = f (U).

Dla objaśnienia korzystania z wynalazku podaje się istotę oddziałania pomiędzy cząstką z ładunkiem cieczy technologicznej a uziemionym obiektem.

Cząstka o masie m, posiadająca ładunek Q porusza się po trajektorii określonej wektorami siły inercji Fm = m a, oraz siły natury elektrycznej Fe= Q E, gdzie: a - przyśpieszenie, E - wartość lokalnego natężenia pola elektrycznego. Wpływ pola elektrycznego na trajektorię cząstki określa stosunek sił Fe/Fm = (Q/m)(E/a), zatem wartość parametru (Q/m), charakterystycznego dla cząstki, określa możliwość wpływania polem elektrycznym E na jej ruch. Im wyższa wartość parametru (O/m) tym silniejszy wpływ na trajektorię sił elektrycznych Fe. Aby działały siły natury elektrycznej cząstka z ładunkiem Q musi się znajdować w polu elektrycznym o natężeniu E. W przypadku cząstek naładowanych, znajdujących się w pobliżu obiektów przewodzących i uziemionych, podstawowym źródłem pola jest tzw. „ładunek zwierciadlany”. Jeżeli cząstka z ładunkiem (+)Q znajduje się w odległości (+)x od powierzchni przewodzącego, uziemionego obiektu, to działa na nią siła jak od ładunku (-)Q, znajdującego się w odległości (-)x od powierzchni obiektu. Ładunek (+)Q „widzi” za powierzchnią obiektu przewodzącego „ładunek zwierciadlany” o wartości (-)Q. Pojawienie się ładunku (-)Q prowadzi do wystąpienia siły przyciągającej cząstkę z ładunkiem (+)Q do powierzchni uziemionego obiektu - prawo Coulomba. Każda naładowana cząstka jest przyciągana przez obiekt przewodzący i uziemiony. Zjawisko jest wykorzystywane w procesach elektrostatycznego pokrywania powierzchni to jest takich jak oprysk, malowanie. Siła od ładunku zwierciadlanego zależy od kwadratu ładunku Q cząstki. Aby wystąpiło działanie sił elektrycznych przyciągających cząstkę cieczy technologicznej, kropelkę aerozolu, musi posiadać ładunek Q, W tym celu cząstki poddaje się elektryzacji.

Elektryzacja cząstek polega na wprowadzeniu na nie ładunku nadmiarowego Q. Do elektryzacji cząstek z stałych i ciekłych materiałów przewodzących stosuje się głównie metodę indukcji wykorzystującą zjawisko indukcji elektrycznej: W przypadku głowic z rozpylaniem pneumatycznym korzystnym jest zastosowanie metody indukcyjnej. Wymieniona metoda pozwala ograniczyć przestrzeń, w której występuje silne pole elektryczne. Ta właściwość pozwala z kolei na:

- stosowanie źródeł napięciowych o znacznie niższych wartościach napięć w porównaniu do wymaganych przez inne metody przykładowo ulotowe. Prowadzi to do łatwiejszej i bardziej niezawodnej eksploatacji całego systemu zasilania układu wysokiego napięcia tzn. elektrody indukcyjnej, kabli złączy oraz zasilacza,

- obniżenie możliwości wystąpienia upływu elektrycznego,

- zastosowanie zasilaczy wysokiego napięcia o niewielkiej mocy - istotne głównie z punktu widzenia bezpieczeństwa obsługi.

Zasada elektryzacji cząstek aerozolu metodą indukcji elektrycznej polega na tym, że na stożek strumienia przewodzącej cieczy działa silne pole elektryczne E, wytwarzane w przestrzeni ograniczonej dwoma elektrodami, pomiędzy którymi włączone jest wysokie napięcie stałe. Jedną elektrodę, znajdującą się na potencjale ziemi, stanowi rurka kapilarna wraz ze stożkiem strumienia przewodzącej elektrycznie cieczy, drugą jest pierścieniowa elektroda, dołączona do wyjścia zasilacza wysokiego napięcia.

Pole elektryczne E przy powierzchni stożka indukuje w nim ładunek o gęstości powierzchniowej proporcjonalnej do pola E. Wokół dyszy prowadzącej rozpylaną ciecz przepływa strumień powietrza, rozpraszający ją do postaci kropel. Ładunek elektryczny, pokrywający znaczną część tworzącej się na powierzchni stożka kropelki aerozolu ma podobną gęstość jak na stożku cieczy. Po oderwaniu kropli od powierzchni stożka ładunek na kropli pozostaje stały a strumień wytworzonych kropel niesie ładunek o znaku przeciwnym do znaku napięcia na elektrodzie indukcyjnej. Taki układ z elektryzacją indukcyjną wskazuje na możliwość podwyższenia stopnia izolacji pierścieniowej elektrody za pomocą

PL 224 862 B1 koncentrycznego strumienia sprężonego powietrza, uniemożliwiającego jej kontakt ze strumieniem cieczy bądź tworzenie się przewodzących mostków.

Maksymalna wartość ładunku niesionego przez kroplę zależy od wielkości kropli czyli powierzchni poddanej działaniu pola elektrycznego E oraz natężenia pola E w miejscu tworzenia i odrywania kropel. Potrzeba uzyskania dużej wartości parametru (Q/m) wymaga wprowadzenia możliwie dużego ładunku Q na cząstkę, a to z kolei na stosowanie pola E o możliwie wysokim natężeniu. Maksymalna wartość pola E ograniczona jest wytrzymałością elektryczną powietrza i może być dla głowicy o zadanej geometrii określona napięciem Up, przy którym zaczynają pojawiać się wyładowania elektryczne w przestrzeni: pierścieniowa elektroda - rurka kapilarna. Obserwuje się wyładowania iskrowe oraz ulotowe. Pojawieniu się wyładowań towarzyszy gwałtowny wzrost prądu zasiania elektrody indukcyjnej, który jest pobierany z zasilacza wysokiego napięcia. Charakterystyka pokazana na fig. 2 pozwala wyznaczyć napięcie Up powyżej którego zaczynają pojawiać się wyładowania elektryczne, co w efekcie prowadzi do ograniczenia maksymalnej wartości parametru (Q/m) pokazanego na fig. 3.

Napięcie Ue podawane na pierścieniową elektrodę w warunkach eksploatacyjnych Ue określono jato: Ue = 0,70 x Up.

Wartość napięcia Up wyznaczono doświadczalnie, na podstawie badań zależności prądu zasilania / od napięcia U zasiania dla pierścieniowej elektrody, w sposób przedstawiony na fig. 2.

Opisany sposób elektryzacji wykorzystano w głowicy według wynalazku.

Głowica posiada metalowy korpus 1 w który wbudowane są takie elementy jak kanał gazowy 2, dysza zbieżno-rozbieżna 3, rurka kapilarna 4, kanał 5 doprowadzający ciecz technologiczną, komora wyjściowa 6 z pierścieniową elektrodą 7 połączoną przewodem 8 z zasilaczem wysokiego napięcia, osłona 9 komory wyjściowej 6 z przelotowym otworem. Kanał gazowy 2 stanowi przewód zagięty pod kątem, którego jeden koniec zaopatrzony jest w gniazdo 10 dla doprowadzenia czynnika gazowego, a drugi koniec połączony jest z dyszą 3 zbieżno-rozbieżną, natomiast dysza 3 zbieżno-rozbieżna ma cztery segmenty usytuowane wzdłuż jednej osi, pierwszy segment 11 dyszy 3 posiada kształt zbieżnego stożka ściętego o kącie tworzącej stożka zawartym w przedziale kąta od 55 stopni do 65 stopni, drugi segment 12 dyszy 3 posiada kształt krótkiego walcowego cylindra w miejscu gdzie średnica dyszy jest najmniejsza, zaś trzeci segment 13 dyszy 3 posiada kształt rozbieżnego stożka ściętego o kącie zawartym od 35 stopni do 25 stopni, czwarty segment 14 dyszy 3 posiada kształt krótkiego walcowego cylindra w miejscu gdzie średnica dyszy 3 jest największa, jednocześnie zakończenie dyszy 3 zbieżno-rozbieżnej wprowadzone jest do komory wyjściowej 6, natomiast kanał 5 doprowadzający ciecz technologiczną stanowi przewód zagięty pod kątem, którego jeden koniec zaopatrzony jest w gniazdo 15, a drugi koniec przewodu połączony jest z rurką kapilarną 4 umieszczoną koncentrycznie współosiowo wewnątrz dyszy 3 zbieżno-rozbieżnej, przy czym koniec rurki kapilarnej 4 wprowadzony jest do komory wyjściowej 6.

Rozpylana ciecz wprowadzana jest przez rurkę kapilarną 4 w obszar rozprężającego się gazu w komorze wyjściowej 6 prowadzonego przez dyszę 3 zbieżno-rozbieżną wykonaną z dielektrycznego materiału. Tworzące się na końcu rurki kapilarnej 4 krople aerozolu ulegają elektryzacji w silnym polu elektrycznym wytwarzanym pomiędzy rurką kapilarną 4 wykonaną z przewodzącego materiału a pierścieniową elektrodą 7, wykonana ze stali nierdzewnej, zasilaną ze źródła wysokiego napięcia stałego małej mocy, za pomocą przewodu 8 dołączonego do niej za pośrednictwem wkręta 16. Korpus 1 od strony komory wyjściowej 6 osłonięty jest od zewnątrz za pomocą osłony 9, wykonanej z dielektrycznego materiału. Osłona 9 zabezpiecza również pierścieniową elektrodę przed bezpośrednim kontaktem z obsługą jak również kroplami wstecznego strumienia naładowanych cząstek aerozolu powracającego do głowicy.

W głowicy kanał 5 doprowadzający ciecz technologiczna oraz kanał 2 doprowadzający przykładowo powietrze posiadają zmieniające się przekroje, przewężenia oraz kątowe zagięcia przewodów, dzięki którym uzyskuje się burzliwość przepływu oraz zawirowania i turbulencje podawanych czynników.

Do zasilania elektrod indukcyjnych głowic wykorzystuje się zasilacze indywidualne, każda głowica wyposażona jest we własny zasilacz. Rozwiązanie takie umożliwia:

- podwyższenie pewności działania całego systemu, ponieważ uszkodzenie układu wysokonapięciowego (zalanie - unieruchomienie) jednej głowicy nie ma wpływu na pracę pozostałych;

- podwyższenie bezpieczeństwa obsługi systemu na skutek obniżenia nominalnej mocy zasilacza wysokiego napięcia;

PL 224 862 B1

- podwyższenia bezpieczeństwa oraz niezawodności na skutek skrócenia do minimum okablowania wysokiego napięcia, a zasilacze wysokiego napięcia umiejscowiono w najbliższym sąsiedztwie głowic rozpylających znajdującego się na powierzchni konstrukcji opryskiwacza.

Claims (1)

1. Sposób wykonywania oprysku agrotechnicznego substancjami chemicznymi, zwłaszcza agrochemikaliami polegający na atomizacji przewodzących cieczy technologicznych przy pomocy dyszy rozpylającej gdzie wykorzystuje się efekt pneumatycznej atomizacji cząstek cieczy w którym ładunek elektryczny wprowadzany jest na krople w momencie ich tworzenia w wyniku indukcji elektrycznej przy pomocy pierścieniowej elektrody wysokonapięciowej zasilanej napięciem stałym a ciecz utrzymywana jest na potencjale ziemi, znamienny tym, że pneumatyczną atomizację prowadzi się przy użyciu dyszy (3) zbieżno-rozbieżnej do której podaje się gaz, korzystnie powietrze pod ciśnieniem w przedziale od 1 do 5 bar, gdzie w części zbieżnej dyszy (3) nabiera prędkości i osiąga w najwęższym miejscu prędkość krytyczną równą prędkości dźwięku, po czym w części rozbieżnej dyszy (3) osiąga w najszerszym miejscu prędkość do kilka razy większą od prędkości dźwięku, tak że rozpędzony do prędkości naddźwiękowej gaz rozdrabnia wypływająca z rurki kapilarnej ciecz technologiczną na krople o wielkości od kilku do kilkunastu mikrometrów, której cząstki ładują się w polu elektrycznym prądem stałym o napięciu od kilkuset woltów do 3 kilowoltów, przy czym do pierścieniowej elektrody (7) podaje się napięcie U_e nie większe jak 70 procent napięcia U_p przy którym zaczynają się pojawiać wyładowania elektryczne w przestrzeni pomiędzy pierścieniową elektrodą (7) a rurką kapilarną (4) z cieczą technologiczną.