SE465814B - Vaetskebehaallare foer elektrostatisk sprutanordning - Google Patents

Description

465 814 2 är typiskt av storleksordningen 0,5 - 10 liter sprutvätska per hektar). Besprutning med låg och ultralåg besprutnings- grad har flera erkända fördelar, och är dessutom speciellt lämplig där vatten inte är lättillgängligt för utspädning av sprutvätskan, men dylik besprutning innebär även nackdelar.

Det är nödvändigt att använda relativt koncentrerade bekämp- ningsmedel. Dylika bekämpningsmedel är ofta i högre eller mindre grad giftiga för människan, och av detta skäl är det önskvärt att de hanteras i så liten utsträckning som möjligt.

En speciell risk innebär dekantering av giftiga vätskor till flaskor.

En spruta för bekämpningsmedel skall, för att ge bästa servi- ce, vara pålitlig och anpassbar. Den skall helst kunna spruta bekämpningsmedel av flera olika slag. Olika bekämpningsmedel förekommer i olika sammansättningar, med olika elektriska egenskaper, och behöver sprutas med varierande droppstorlekar för att ge optimal effekt. I apparaturen enligt den inled- ningsvis nämnda patentansökningen kan användbar och bekväm reglering av droppstorleken och sprutegenskaperna erhållas genom att variera den påförda spänningen; men storleken av munstycket och den relativa storleken och placeringen av den omgivande elektroden kan också kräva justering för att passa den sammansättning som för tillfället sprutas. Det är ofta svårt att göra detta säkert på fältet. Dessutom kräver spru- tor för bekämpningsmedel (spruttankar och sprutledningar) normalt omsorgsfull rengöring mellan applicering av olika bekämpningsmedel; i annat fall kan exempelvis spår av herbi- cid skada grödor som besprutats mot svampangrepp. Behovet av dylik rengöring ökas då samansättningarna skall sprutas elektrostatiskt, eftersom förorening kan påverka deras elekt- riska egenskaper. Noggrann rengöring kan skada munstycken, ledande till felaktig besprutning.

Syftet med uppfinningen är att åstadkoma en vätskebehållare lämpad för användning i för elektrostatisk sprutning avsedd apparatur av den typ som beskrivs i den inledningsvis angivna patentansökan, vilka behållare gör det möjligt att minska eller eliminera de angivna problemen. 465 814 3 Enligt uppfinningen åstadkommes det i en vätskebehållare av inledningsvis beskriven typ genom att sprutmunstycket och den andra elektroden ingår i vätskebehållaren, som är avsedd att medelst ett fästorgan utbytbart fixeras i en i apparaten ingående hållare för fixering av vätskebehållaren via sprut- munstycket, och att vätskebehållarens fästorgan har kontakter avsedda att samverka med motsvarande kontakter på hållaren, vilka kontakter ingår i de elektriska anslutningarna. Olika fördelaktiga utföringsformer av vätskebehållaren enligt uppfinningen framgår av underkraven.

Om så önskas kan en av de två elektriska anslutningarna mellan kontakterna på behållaren och högspänninggeneratorns terminaler ske via jord, men med en mera direkt förbindelse är ibland fördelaktig.

För effektivaste operation erfordras att behållaren är för- sedd med ett organ för utjämning av det inre och det yttre trycket under sprutning, exempelvis en luftventil, eller icke-styva väggar.

Behållare enligt uppfinningen kan fyllas med lämplig samman- satt sprutvätska av tillverkaren, och sedan behållarna stängts förblir sprutvätskan oförorenad till den faktiskt sprutas. Det finns inget behov av att rengöra spruttankar (eller sprutledningar eller -munstycken, om munstycket utgör del av behållaren) för att undvika förorening, varför olika produkter kan sprutas efter varandra utan onödig tidsförlust.

Förgiftningsrisker till följd av hantering av operatörer minimeras, och fel av fältoperatörer vid tillblandnings- och utspädningsprocedurer elimineras. Efter användning kan be- hållare enligt uppfinningen returneras till tillverkaren för återfyllning, eller också kan behållarna kastas. Behållarna kan utföras i ett eller flera element av plastmaterial, exempelvis genom formsprutning eller genom formblåsning, eller genom en kombination av dessa förfaranden. De ledande elementen på behållarna (munstycke, elektrod, kontakter och förbindningar) kan utgöras av metallinlägg, eller (för samt- liga delar utom kontakterna) genom anbringande av ledande 465 814 4 metallbeläggningar eller färger på behållarytan, eller genom användning av delvis ledande plast.

En lämplig form av energikälla utgöres av ett elektriskt batteri. Mängden elektrisk energi som erfordras för att atomisera vätska är anmärkningsvärt liten. Ett typiskt ex- empel kan betraktas: ett kärl innehållande 500 ml av en vätska som skall sprutas i en takt av 0,5 ml per sekund, med en droppstorlek av ca 100;g samt ett förhållande mellan laddning och massa av ca 5 x 10'3 coulomb per kilogram. Den strömstyrka som upptages av de droppar som atomiseras från munstycket uppgår således till 2,5 mikroampere. Spruttiden uppgår till 1000 sekunder (något mer än en kvarts timme) vid en ingående strömstyrka av, typiskt, 15 milliampere, en ingående spänning av ca 10 volt och en utgående spänning av kilovolt. Den erfordrade batterikapaciteten är således endast 4 milliamperetimmar, vid ca 10 volt. Denna kapacitet är avsevärt mindre än kapaciteten hos de flesta ficklamps- batterier. Om behållarna skall kastas efter användning kan batterier med erforderlig kapacitet tillverkas billigt i stor skala; alternativt kan små, snabbt omladdbara batterier användas. Exempel på en ytterligare typ av energikälla som kan användas vid uppfinningen är solcell. Lämpliga högspän- ningar för användning vid uppfinningen varierar mellan ca 1 och ca 30 kilovolt, lämpligen mellan ca 5 och ca 20 kilovolt.

Uppfinningen förklaras i det följande närmare med hjälp av på bifogade ritning visade utföringsexempel, där: fig'a.visar en perspektivvy av en vätskebehållare enligt uppfinningen, fig 2 visar en ändvy av en behållare enligt uppfin- ningen, fig 3 visar ett vertikalsnitt längs linjen A - A i fig 2, fig 4 visar en planvy av hållaren, fig 5 visar en planvy av halsen på behållaren, fig 6 visar ett kopplingsschema över den krets som bildas då behållaren är monterad på hållaren, 465 814 fig 7 visar ett vertikalt snitt igenom halsen på en andra behållare enligt uppfinningen, fig 8 visar ett vertikalsnitt igenom halsen på en tredje behållare enligt uppfinningen, och fig 9 visar en planvy av plattan 54 i fig 8.

Enligt fig l - 3 och 5 utgöres behållaren av en väsentligen flaskformad kropp 1 av formblåst HD polyeten, varvid flaskans hals är i vätsketät kontakt med en krage 2 som formsprutas av polyacetal. Flaskan innehåller en lösning 40 av 10 vikt-% av ett insektsbekämpningsmedel i ett aromatiskt kolvätelösnings- medel. Kragen 2 utgöres av två koncentriska cylindrar 3 och 4, som nära sina ändar är förenade och bildar en ring. Inuti den inre cylindern 4 finns en i polyacetal utförd plugg 5, vars ytterdiameter är något större än innerdiametern i cylin- dern 4. Pluggen 5 hålls på plats i cylindern 4 med hjälp av utåtriktade klackar 6. Den bildar således tillsammans med cylindern 4 en ringformig kapillärkanal 7 igenom vilken sprutvätska kan passera. Pluggen 5 är också försedd med ett centrumhål inrymmande ett kapillärrör 8 av polyeten, vilket sträcker sig uppåt in i kroppen 1 på behållaren. Det ring- formade munstycket som bildas av pluggen 5 och cylindern 4 är tätat mot vätskeläckage med hjälp av ett tätande lock 9 (visat i läge endast i fig 3). Inuti behållaren, på ovansidan av kragen 2, är anordnat ett 10 volt batteri 10. Detta batte- ri är speciellt utformat och innehåller tillräckligt mycket elektrisk energi för att atomisera vätskan i behållaren, med en extra marginal av 50% för att kompensera för elektriskt läckage. Den positiva polen på batteriet 10 är ansluten till en kontaktklack 11 av mässing på utsidan av kragen 2 med hjälp av en remsa 12 av elektriskt ledande färg, vilken från batteriet 10 passerar upp över kanten på kragen 2 och ned längs dennas utsida. Den negativa polen på batteriet 10 är med hjälp av en liknande ledande remsa 13 ansluten till en andra kontaktklack 14 av mässing. Även kontaktklacken 14 är, med hjälp av en liknande ledande remsa 15, ansluten till kanten 16 på cylindern 3. Denna kant 16 är i sin tur belagd med elektriskt ledande färg för att bilda en ringformad ledare. Pâ liknande sätt är kanten 17 på den inre cylindern 4 465 814 6 belagd med elektriskt ledande färg för att bilda en ring- formad ledare. Den ledande kanten 17 är via en elektriskt ledande färgrand 18, som löper ned längs insidan av cylindern 4 och kanten på kragen, ansluten till en tredje kontaktklack 19 av mässing på utsidan av kragen 2. För att förhindra strömläckage igenom sprutvätskan är de ledande remsorna 12, 13 och 18 skyddade inuti kroppen 1 av behållaren med hjälp av isolerande lack. En utstickande tapp 20 är anordnad på ut- sidan av kragen 2.

Som framgår av fig 4 är hållaren för behållaren försedd med en kropp 21 avsedd att hållas i handen, vilken kropp är försedd med en variabel högspänningsgenerator 22 (t ex en enhet från Brandenburg Limited med beteckningen 233P, avsedd för 0 - 20 kilovolt och 200 mikroampere). Kroppen 21 är väsentligen långsträckt och slutar i en ring 23 vars insida är utformad att mottaga kragen 2 på behållaren. En skåra 24 motsvarar tappen 20 på kragen 2. Mässingkontakter 25, 26 och 27 är anordnade på insidan av ringen 23 och är avsedda för kontakt med kontaktklackarna ll, 14 och 19, respektive, på behållaren. Kontakten 25 är via en isolerad elektrisk ledare 28 ansluten till en strömställare 29, som i till-läge via en ledare 30 åstadkommer förbindelse med in-terminalen på hög- spänningsgeneratorn 22. Kontakten 26 är via en isolerad elektrisk ledare 31 ansluten till en ledare 32 avsedd att förbindas med jorden: Ledaren 32 utgöres av en metalltråd med en naken ände avsedd att släpa längs marken. Kontakten 27 ansluter via en isolerad elektrisk ledare 33 till den positi- va högspänningsut-terminalen 34 på generatorn 22. Den negati- va ut-terminafen 35 på generatorn 25 är ansluten till jord- ledaren 32.

Vid användning placeras behållaren i upprätt läge och det tätande locket 9 avlägsnas. Ringen 23 på hållaren placeras därefter över kragen 2 på behållaren, varvid tryckpassning råder mellan de båda delarna, och de två passande delarna trycks ihop. Ringen 23 griper om kragen 2 tillräckligt tätt för att hålla behållaren i läge; tappen 20 på behållaren samverkar med skåran 24 för att hålla behållaren i ett läge 465 8.147 7 där följande par kontakter är i beröring med varandra: 11 och ; 14 och 26; samt 19 och 27. Den så bildade kretsen visas i fig 6. Hållaren användes nu för att vända behållaren upp och ned över det mål som skall besprutas, och vätska börjar droppa från kanalen 7. Strömställaren 29 ställs genast om till till-läge. Härigenom kan ström från batteriet 10 via kontakterna 11 och 25 nå generatorn 22, och detta i sin tur medför att högspänning (lämpligen 15 kilovolt) kan överföras från terminalen 34, via kontakterna 27 och 19, till den elektriskt ledande ytan 17 på cylindern 4. Under tiden är den elektriskt ledande ytan 16 på cylindern 3 jordad via kontak- terna 14 och 26 samt jordledningen 32. Ett intensivt elekt- rostatiskt fält upprättas därigenom mellan de två ledande ytorna 17 och 16, vilket åstadkommer att vätska som tränger ut nära ytan 17 atomiseras och riktas nedåt i form av fint sprut med reglerad partikelstorlek mot ett önskat mål. Då vätskan passerar ut ur behållaren via den ringformade kanalen 7 utjämnas det minskade trycket inuti behållaren genom att luft passerar upp igenom det centrala kapillärröret 8. Sprut- ning avbryts genom att ställa om strömställaren 29 och vända behållarens mynning uppåt.

Olika modifieringar av den beskrivna apparaturen är uppenbara för fackmannen. Den visade behållaren är avsedd att vara av engångstyp. Det är emellertid även möjligt att utnyttja återanvändbara behållare, lämpligen med omladdbara batterier.

För återanvändbara behållare kan det vara nödvändigt att göra munstycket och elektroden, liksom även andra elektriska anslutningar, av metall i stället för endast av en ledande beläggnidb eller färg; och av detta skäl är dylika återan- vändbara behållare väsentligt dyrare.

Den beskrivna anordningen är försedd med en i form av en släpande, bar metalltråd utförd ledning för anslutning till jord. Detta har den nackdelen att ledningen kan fastna eller trassla sig. Anordningen fungerar bäst med jordslutning; men denna behöver inte ha låg resistans. Ledare för anslutning till jord kan t ex utgöras av en metalliserad remsa längs hållarens handtag. Då operatören griper om handtaget bildas 465 814 8 en elektrisk bana till jord via operatörens kropp, trots att denna bana har hög resistans har den befunnits tillfredstäl- lande. Experiment har visat att, med ett arrangemang av denna typ, kan spänningen över behållarens elektrod uppgå till ca - 100 eller 200 volt över jordspänningen, även då operatören bär gunniskor under relativt torra förhållanden. En dylik < spänning över elektroden skiljer sig föga från jordspänning- en, i jämförelse med munstyckets potential på flera tusen volt. Den ström som går igenom operatören är så liten att han inte är utsatt för någon som helst risk, och inte heller kan han känna någonting.

Apparaturen i vilken behållaren enligt uppfinningen används har beskrivits med speciell hänvisning till användning vid sprutning av bekämpningsmedel, speciellt vid sprutning av sammansättningar innehållande bekämpningsmedel i bärare i form av organiska vätskor, där uppfinningen har speciella fördelar. Apparaturen är emellertid även fördelaktig vid sprutning av beläggningar eller färger, exempelvis av en heminredare. Hållare för behållaren är lämpligen utformade att hållas i handen, men de kan också bäras av fordon såsom traktorer eller flygplan, varvid de kan bära mer än en be- hållare. Det kan emellertid, vid användning på traktorer och i flygplan, vara lämpligt att utnyttja apparaturen i en form där sprutmunstycket inte är integretat med behållaren. I detta fall kan en relativt stor behållare leverera vätska till flera sprutmunstycken, och elektrisk energi kan tillför- as från batterier eller generatorer i fordonet.

Fig. 7, 8 ochå9 visar två andra typer av förslutningar som kan användas vid behållare enligt uppfinningen. Båda visas i samband med behållare i vilka sprutmunstycket inte ingår. I fig. 7 har behållaren 40 en hals 41 i vilken finns monterad en enkel mekanisk kulventil, i vilken ingår en kula 42 som f tvingas mot ett säte 43 med hjälp av en tryckfjäder 44 som stöder mot stopp 45. Före placering på sprutapparaturen eller behållaren 46 förhindrar kulventilen vätska att lämna be- hållaren 40. Då behållaren 40 placeras på apparaten 46 tving- as kulan 42 inåt, i riktning bort från sätet 43, med hjälp av 465 8144 9 ett finger 47, varigenom vätska tillåts att strömma från behållaren 40 och in i apparaten 46, där den strömmar till ett elektrostatiskt sprutmunstycke (ej visat). Samtidigt upprättar kontakter 48 vid mynningen på halsen 41 en elekt- risk förbindning i apparaten 46, varigenom möjliggöres till- försel av en lämplig högspänning till spruthuvudet. Fig. 8 visar en alternativ utföringsform av en ventil i en liknande behållare, varvid denna ventil manövreras elektrostatiskt. I ventilen ingår en metallplatta 50, som har en central port 51, och som är monterad i halsen 52 på behållaren 53. Under plattan 50 finns en andra platta 54, som visas i planvy i fig. 9. Denna platta har en centrumtapp 55 som passar i porten 51 på plattan 50 och förhindrar passage av vätska igenom denna port. Plattan 54 är försedd med periferispår 56 och tvingas an mot plattan 50 med hjälp av en tryckfjäder 57.

Metallplattorna 50 och 54 är, på undersidan respektive ovan- sidan, belagda med ett tunt lager av ett dielektrikum (epoxi- harts). Kontakterna 58 och 59 på utsidan av halsen 52 är elektriskt förbundna via metallplattorna 50 och 54. Vid användning monteras behållaren 53 på sprutapparaten (ej visad) i vätsketätt ingrepp med en ledning som leder till ett elektrostatiskt spruthuvud. Kontakterna 58 och 59 är därige- nom anslutna till ut-terminalen på en högspänningsgenerator, respektive till den ytan på det elektrostatiska spruthuvudet.

En potential av ca 20 kilovolt påföres således plattorna 50 och 54. Denna potential tvingas genom elektrostatisk kraft- verkan, mot kraften från fjädern 57, isär plattorna så att vätska kan strömma från behållaren 53 igenom porten 51 och spåren 56 in i apparaten, för leverans till spruthuvudet.

Samtidigt får spruthuvudet en potential lämpad för att atomi- sera den vätska som tillföres spruthuvudet. Om behållaren inte är monterad på apparaten kan den elektrostatiska venti- len inte öppna, och inte heller kan potential överföras till det elektrostatiska spruthuvudet.

Claims (6)

465 814 10 Patentkrav

1. Vätskebehållare utformad att ingå i en för elektrostatisk sprutning avsedd apparat av den typ som innefattar en energi- källa (10), en högspänningsgenerator (22). ett sprutmunstycke (4, 5) vars yta åtminstone delvis är elektriskt ledande och bildar en första elektrod (17), en nära sprutmunstycket be- lägen och från detta isolerad andra elektrod (16), elektriska anslutningar för anslutning dels av energikällan (10) till in-terminalerna på högspänningsgeneratorn (22), dels av den andra elektroden (16) till en ut-terminal (35) på högspänn- ingsgeneratorn (22) och dels av sprutmunstycket till den andra ut-terminalen (34) på högspänningsgeneratorn (22). k ä n - n e t e c k n a d av att sprutmunstycket (4, 5) och den andra elektroden (16) ingår i vätskebehållaren, som är avsedd att medelst ett fästorgan (2) utbytbart fixeras i en i apparaten ingående hållare (23) för fixering av vätskebehållaren i ett läge där vätska kan lämna vätskebehållaren via sprutmunstycket (4, 5), och att vätskebehållarens fästorgan har kontakter (11, 14. 19) avsedda att samverka med motsvarande kontakter (25, 26, 27) på hållaren, vilka kontakter ingår i de elektriska anslutningarna.

2. Vätskebehållare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att sprutmunstycket (4, 5) har en ringformig kapillärkanal (7) igenom vilken åprutvätska kan passera.

3. vätskebehållare enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den i sprutmunstycket ingående första elektroden (17) ut- göres av en ringformad ledare på ändkanten av en cylinder (4) som bildar yttre begränsning av kapillärkanalen (7).

4. vätskebehållare enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a d av att fästorganet (2) har ett styrorgan (20) avsett att samverka med ett motsvarande styrorgan (24) på hål- .Ps 0\ U' 'I a) :Öl .ß- 11 laren (23) för att möjliggöra fixering av vätskebehållaren i ett förutbestämt läge i hållaren.

5. Vätskebehållare enligt något av kraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a d av att energikällan (10) är belägen inuti vätskebehållaren och via två kontakter (11, 14) på dennas fästorgan (2) är ansluten till högspänningsgeneratorn (22).

6. Vätskebehållare enligt något av kraven 1-5, k ä n n e _ t e c k n a d av att sprutmunstycket (4, 5) är utformat att förses med ett lock (9) för tillslutníng av vätskebehållaren innan denna anbringas i apparaten.