DD229046A1

DD229046A1 - PROCESS AND DEVICE FOR APPLYING PLANT PROTECTION AGENTS

Info

Publication number: DD229046A1
Application number: DD26834384A
Authority: DD
Inventors: Walther Gaertig; Wolfgang Kleber; Dietrich Tschoerner; Willi Steudel
Original assignee: Ausruestungen Acz Leipzig Veb
Priority date: 1984-10-12
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1985-10-30

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren sowie eine Vorrichtung zur elektrostatischen Applikation von mechanisch zerstaeubten Pflanzenschutzmitteln, die vorwiegend grosstechnisch in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, fuer das Gesamtvolumen des auszubringenden Pflanzenschutzmittels eine Vergleichmaessigung sowie Einengung des Troepfchenspektrums in einem definierten Durchmesserbereich zu erreichen. Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Pflanzenschutzmittelbruehe mechanisch besonders fein zerstaeubt und sich horizontal ausbreitend in ein vertikal gerichtetes, elektrisches Koronafeld gebracht und dort elektrisch aufgeladen wird. Die somit hervorgebrachte Wolke unipolar geladener Troepfchen wird mittels der elektrischen Feldkraefte auf die auf Erdpotential liegenden Pflanzenteile gefuehrt und niedergeschlagen. Die Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens besteht im wesentlichen aus einem Rotationszerstaeuber, der von einer hoehenverstellbaren, hochspannungsgespeisten Ringelektrode umgeben wird. Fig. 1The invention relates to methods and apparatus for the electrostatic application of mechanically sprayed pesticides, which are mainly used in large-scale farming. The invention has for its object to achieve a Vergleichmaessigung and narrowing of the Troepfchenspektrums in a defined diameter range for the total volume of the crop protection agent to be applied. According to the invention, the object is achieved in that the Pflanzenschutzmittelbruehe mechanically finely atomized and spread horizontally placed in a vertically directed, electric corona field and is charged there electrically. The thus produced cloud of unipolar loaded Troepfchen is guided by means of the electric field forces on the ground potential plant parts and deposited. The device for carrying out the method consists essentially of a Rotationszerstaeuber, which is surrounded by a height-adjustable, high-voltage-powered ring electrode. Fig. 1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur elektrostatischen Applikation von mechanisch zerstäubten Pflanzenschutzmitteln, die als Suspension, Emulsion, Lösung oder ölhaltiges Spritzmittel hergestellt sind und vorwiegend großtechnisch in der Landwirtschaft eingesetzt werden.The invention relates to a method and a device for the electrostatic application of mechanically atomized pesticides, which are prepared as a suspension, emulsion, solution or oily spray and are used mainly on a large scale in agriculture.

Characteristic of the known technical solutions

Für die Applikation von Pflanzenschutzmitteln sind in der einschlägigen Literatur herkömmliche Verfahren und Vorrichtungen wie Druckzerstäubung mittels Prall- bzw. Flachstrahldüsen bekannt. Damit können die generellen Forderungen an Pflanzenschutzmitteln hinsichtlich ihrer umfassenden biologischen Wirksamkeit bei minimalen Aufwandsvolumen nicht optimal realisiert werden, da ein gezielt enges Tröpfchenspektrum in dem für das Behandlungsobjekt optimalen Durchmesserbereich nicht erzeugt werden kann. Mehr als 40 Volumen-% der Tröpfchen liegen im Durchmesserbereich >220μΐπ, werden durch Ablaufen bzw. Abtropfen vom Behandlungsobjekt nicht oder ungenügend wirksam und belasten die Umwelt.For the application of pesticides in the relevant literature conventional methods and devices such as pressure atomization by means of impact or flat jet nozzles are known. Thus, the general requirements for pesticides can not be optimally realized in terms of their comprehensive biological effectiveness with minimal effort volume, since a targeted narrow droplet spectrum can not be generated in the optimal diameter range for the treatment object. More than 40% by volume of the droplets are in the diameter range> 220μΐπ, are not or insufficiently effective by draining or dripping from the treatment object and pollute the environment.

Die geforderte Gleichmäßigkeit des Tröpfchenspektrums ist zwar mit dem Niedrig-Volumen-Sprühverfahren (Low-volumespraying), bei dem Konzentrate zum Versprühen kommen, erreichbar, jedoch sind die Tröpfchen derart leicht, daß nur bei Temperaturen <20°C und einer Windgeschwindigkeit <2m/s die Abdrift des Pflanzenschutzmittels in Grenzen gehalten werden kann. Für das feine Tröpfchenspektrum sind kleine Düsenbohrungen und hohe Drücke erforderlich. Aus den genannten Gründen haben sich diese Verfahren nicht durchgesetzt.Although the required uniformity of the droplet spectrum can be achieved with the low-volume spraying method, in which concentrates are sprayed, the droplets are so light that only at temperatures <20 ° C. and a wind speed <2 m / s the drift of the plant protection product can be kept within limits. For the fine droplet spectrum small nozzle holes and high pressures are required. For these reasons, these methods have not enforced.

Durch die GB — PS 1569707 wird ein verbesserter Stand der Technik in Form eines elektrostatischen Handsprühers beschrieben, der sich besonders zum Besprühen von Feldpflanzen eignet und bei dem sowohl das elektrische Aufladen als auch das Zerstäuben der Sprühflüssigkeit durch elektrostatische Kräfte ausgeführt wird. Die besondere Ausbildung des Sprühgerätes besteht darin, daß koaxial zur Düse und hinter der Sprühöffnung eine Elektrode vorgesehen ist, die im gleichen Sinn wie die Düse selbst aufgeladen ist.GB-PS 1569707 describes an improved state of the art in the form of an electrostatic hand sprayer which is particularly suitable for spraying field plants and in which both the electrical charging and the atomising of the spray liquid are carried out by electrostatic forces. The particular design of the sprayer is that coaxially to the nozzle and behind the spray opening an electrode is provided which is charged in the same sense as the nozzle itself.

Die elektrostatische Ladung, die die Sprühteilchen mittels dieser Vorrichtung erhalten, hat zur Folge, daß die Teilchen stark zur Erde sowie jedem anderen mit Erde in Berührung stehenden Körper gezogen werden und sich dort zum Ladungsausgleich niederschlagen. Die Verunreinigung der den Handsprüher betätigenden Person stellt dabei ein größeres Problem dar als die Verunreinigung des Sprühgerätes selbst. Ein weiterer Nachteil dieses Handsprühers ist darin zu sehen, daß auf Grund der Ladung die Ausbringungsbreite verhältnismäßig gering ist, weil die Betriebsperson den Sprüher eine jede Reihe entlang tragen muß. Damit ist das Verfahren für Großflächenbewirtschaftung nicht geeignet.The electrostatic charge which the spray particles receive by means of this device has the consequence that the particles are strongly drawn to the earth and any other body in contact with the earth and precipitate there for charge compensation. The contamination of the person operating the hand sprayer poses a greater problem than the contamination of the sprayer itself. Another disadvantage of this hand sprayer is the fact that due to the charge, the application width is relatively low because the operator runs the sprayer one row at a time must carry. Thus, the method for large-scale management is not suitable.

In der DE 3203729 A 1 werden ein weiteres Sprühverfahren und ein Handsprüher vorgeschlagen, die eine größere Arbeitsbreite ergeben. Bei diesem elektrostatischen Sprühverfahren für Pestizide wird eine sich absenkende Wolke aus geladenen Pestizidsprayteilchen erzeugt und auf die Wolke mit Hilfe einer seitlich angeordneten Elektrode, die im gleichen Sinn wie die Wolke geladen ist, den Teilchen eine seitliche Bewegungskomponente aufgedrückt. Weiterhin wird für die Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche aus einem elektrostatischen Handsprüher besteht, der einen Sprühkopf mit Behälter aufweist, in dessen Nähe einer oder mehrere abstehende, geladene Leiter vorgesehen sind. Nachteil dieser Lösung ist ebenfalls, daß das für eine Verringerung des Aufwandvolumens und des möglichen Pflanzenschutzmitteleinsatzes optimale Tropfenspektrum sowie die Arbeitsbreite nicht ausreichend sind und die mechanische Zerstäubungskomponente in Fallrichtung wirkt, wodurch weiterhin ein bedeutender Anteil an den Pflanzen vorbei zum Boden gelangt. Außerdem muß der Flüssigkeitsbehälter geerdet werden.In DE 3203729 A 1, a further spray method and a hand sprayer are proposed, which result in a larger working width. In this electrostatic spraying method for pesticides, a descending cloud of charged pesticide spray particles is created and the particles are imparted a lateral component of motion to the cloud by means of a laterally located electrode, which is charged in the same sense as the cloud. Furthermore, an apparatus is proposed for carrying out the method, which consists of an electrostatic hand sprayer having a spray head with container, in the vicinity of which one or more projecting, charged conductors are provided. Disadvantage of this solution is also that the optimum for a reduction of the volume and the potential pesticide use drop spectrum and the working width are not sufficient and the mechanical atomization component acts in the direction of fall, which continues to pass a significant proportion of the plants over to the ground. In addition, the liquid container must be grounded.

Object of the invention

Die Erfindung hat ein Verfahren nebst Vorrichtung zur elektrostatischen Applikation von Pflanzenschutzmitteln zum Ziel, bei denen durch die optimale Wirksamkeit am Behandlungsobjekt Verluste sowie umweltschädigende Nebenwirkungen weitestgehend reduziert sind und die eine große Arbeitsbreite in der Weise ermöglichen, daß sich mehrere Zerstäuber an einer Auslegervorrichtung so anordnen lassen, daß eine flächendeckende gleichmäßige Sprühwolke großer Breite entsteht, die mit überwiegend elektrischen Feldkräften zu den Pflanzenteilen transportiert und niedergeschlagen wird.The invention has a method and device for the electrostatic application of pesticides to the goal, in which losses and environmentally harmful side effects are largely reduced by the optimal effectiveness of the treatment object and allow a large working width in such a way that can be arranged on a jib so several atomizers in that a nationwide uniform spray cloud of great width is produced, which is transported and deposited with predominantly electric field forces to the plant parts.

-з- 683 43-z- 683 43

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das Gesamtvolumen des auszubringenden Pflanzenschutzmittels eine Vergleichmäßigung sowie Einengung des Tröpfchenspektrums in einem definierten Durchmesserbereich sowie eine hohe elektrische Teilchenaufladung und den überwiegend durch elektrische Feldkräfte bestimmten Teilchentransport zu erreichen.The invention has for its object to achieve a homogenization and narrowing of the droplet spectrum in a defined diameter range and a high electrical particle charging and the predominantly determined by electric field forces particle transport for the total volume of pesticides to be applied.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Brühe des Pflanzenschutzmittels mechanisch fein zerstäubt und durch den Zerstäubervorgang in horizontaler Richtung in ein vertikales elektrisches Koronafeld gebracht, dort elektrisch aufgeladen und als Wolke unipolar geladener Tröpfchen überwiegend mit elektrischen Feldkräften, die zwischen den Koronaelektroden und Erde wirken, auf die Pflanzenteile geführt und allseitig niedergeschlagen wird. Dabei erfolgt die Aufladung im Gebiet der Teilchenflugbahn, wo die durch den mechanischen Zerstäubungsvorgang bedingte Teilchengeschwindigkeit durch den Luftwiderstand weitgehend abgebremst ist, so daß die elektrischen Kräfte durch das günstige Oberflächen-ZMasse-Verhältnis der kleinen Tröpfchen zu den bestimmenden Kräften^Jer jeweiligen Flugrichtung werden. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt ein tagentiales Abschleudern mittels horizontal rotierender Zerstäuber, für deren Zerstäuberkante eine solche Umfangsgeschwindigkeit eingestellt wird, daß in Abhängigkeit der zugeführten Flüssigkeitsmenge, der Gleichmäßigkeit der Dosierung und dem Kantenprofil, den spezifischen Eigenschaften der Flüssigkeiten sowie dem Einfluß des elektrischen Feldes die Tröpfchengröße in der für die Haftung an den Pflanzenteilen und damit für den biologischen Prozeß optimalen Größenbereich von 25 bis 200μπ\ erfolgt.According to the invention, this object is achieved in that the broth of the plant protection agent mechanically finely atomized and brought by the Zerstäubervorgang in the horizontal direction in a vertical electric corona field, there electrically charged and acting as a cloud unipolar charged droplets predominantly with electric field forces acting between the corona electrodes and earth , is guided on the plant parts and deposited on all sides. The charging takes place in the area of the particle trajectory, where the particle velocity caused by the mechanical atomization process is largely slowed down by the air resistance, so that the electrical forces become the respective direction of flight due to the favorable surface mass ratio of the small droplets to the determining forces. In the apparatus according to the invention, a centrifugal centrifuging is carried out by means of horizontally rotating atomizer, for the atomizer such a peripheral speed is adjusted that the droplet size depending on the amount of liquid supplied, the uniformity of the dosage and the edge profile, the specific properties of the fluids and the influence of the electric field in which for the adhesion to the plant parts and thus for the biological process optimal size range of 25 to 200 μπ \ takes place.

Die Vorrichtung zur elektrostatischen Aufladung besteht aus einer höhenverstellbaren Ringelektrode mit vielen Entladespitzen und einem Hochspannungsgenerator, welcher stufenlos, in der Regel zwischen 15 bis 6OkV, einstellbar ist und das elektrische Koronafeld speist. Ein Pol ist mit der Ringelektrode, der andere Pol ist geerdet, und damit auch mit der Pflanze verbunden. Die Ringelektrode ist höhenverstellbar als gesonderte Vorrichtung um den Rotationszerstäuber herum im isolationsbedingten Abstand angeordnet; sie bildet ein vertikales elektrisches Feld und sendet ionisierte Luftmoleküle aus, die mit dem sich horizontal ausbreitenden Pflanzenschutzmittelstrom zusammenstoßen und durch lonenanlagerung die Tröpfchen bei hinreichender Verweildauer bis zur Grenzladung aufladen.The device for electrostatic charging consists of a height-adjustable ring electrode with many discharge tips and a high voltage generator, which is infinitely adjustable, usually between 15 to 6OkV, and feeds the electric corona field. One pole is connected to the ring electrode, the other pole is grounded, and thus also connected to the plant. The ring electrode is height-adjustable arranged as a separate device around the rotary atomizer in insulation-related distance; It forms a vertical electric field and emits ionized air molecules, which collide with the horizontally spreading pesticide flow and charge the droplets with sufficient dwell time to the limit charge by ion accumulation.

Vorrichtungsseitig zweckmäßige Ergänzungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen in der Ausbildung der Verteilerscheibe, die teller-, becherförmig oder gezahnt ausgebildet ist und in der Mitte über eine Vertiefung verfügt, in die Pflanzenschutzmittelbrühe eingebracht wird. An ihrem äußeren Rand ist die Verteilerscheibe scharfkantig angeschrägt, um den Abreißeffekt und die elektrische Oberflächenfeldstärke auf der benetzten Kante partiell zu erhöhen, wodurch ebenfalls die Tröpfchenbildung verbessert wird. Der elektrostatische Wind, der von den Entladespitzen der Ringelektrode ausgeht, bewirkt zusammen mit der elektrostatischen Aufladung, daß die Pflanzenschutzmittelbrühetröpfchen ins elektrische Feld einbiegen und von der entgegengesetzt geladenen Pflanze bzw. Erde angezogen und entladen werden. Die gleichnamige hohe Aufladung der Tröpfchen und damit verbundene gegenseitige Abstoßung sowie die im Abstand wirkende Stärke des elektrischen Feldes bewirken nach dem Passieren der Ringelektrode, daß die Flugbahn der Tröpfchen eine Resultierende ergibt und eine größere Sprühweite erreicht wird.On the device side expedient additions of the method according to the invention consist in the formation of the distributor disc, which is plate-shaped, cup-shaped or toothed and has a recess in the middle, is introduced into the pesticide broth. At its outer edge, the distributor disc is sharply edged in order to partially increase the tear-off effect and the surface electrical field strength on the wetted edge, which also improves the formation of droplets. The electrostatic wind emanating from the discharge tips of the ring electrode, together with the electrostatic charge, cause the pesticide broth droplets to be drawn into the electric field and attracted and discharged by the oppositely charged plant or soil. The eponymous high charge of the droplets and associated mutual repulsion and acting at a distance strength of the electric field cause after passing through the ring electrode that the trajectory of the droplets results in a resultant and a larger spray width is achieved.

Durch den elektrostatischen Umgriff erfolgt eine zielgerichtete Anlagerung der Pflanzenschutzmittelbrühetröpfchen auch auf der Unterseite der Pflanzenblätter.Due to the electrostatic Umgriff a targeted attachment of pesticide broth droplets is also on the underside of the plant leaves.

Ausführungsbejspiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der Gesamtanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2: die erfindungsgemäße ApplikationsvorrichtungFig. 1: a schematic representation of the overall arrangement for carrying out the method according to the invention; 2: the application device according to the invention

Fig.3: Ansicht X nach Figur 23: View X of Figure 2

Fig.4: Schnitt A-A nach Figur 3.4 shows section A-A of Figure 3.

Entsprechend Figur 1 wird die Spannungsversorgung (1) der erfindungsgemäßen Anordnung von der Lichtmaschine (2) über eine Batterie (3) des nicht dargestellten Trägerfahrzeuges gespeist. In der Spannungsversorgung (1) wird eine einstellbare Gleichspannung hergestellt und stabilisiert, die dem Hochspannungsgenerator (4), bestehend aus Hochspannungserzeuger und Hochspannungsvervielfacher, zugeführt wird. Am Ausgang des Hochspannungserzeugers liegt eine Wechselspannung von 4kV an. Im Hochspannungsvervielfacher erfolgt die Gleichrichtung und Vervielfachung auf 6OkV Gleichspannung gegen Erde, die über Kabel den Ringelektroden (5) zugeführt wird.According to Figure 1, the power supply (1) of the inventive arrangement of the alternator (2) via a battery (3) of the carrier vehicle, not shown, fed. In the power supply (1) an adjustable DC voltage is produced and stabilized, which is the high voltage generator (4), consisting of high voltage generator and high voltage multiplier supplied. At the output of the high voltage generator is an AC voltage of 4kV. In the high voltage multiplier, the rectification and multiplication to 6OkV DC voltage to earth, which is supplied via cable to the ring electrodes (5).

Die Pflanzenschutzmittelbrühe wird aus dem Tank (6) der Pflanzenschutzmaschine über die Kreiselpumpe (7) zur dosierten Einspeisung (8) gefördert und über den Rotationszerstäuber (9) ausgebracht. Durch Koronaentladung an den Spitzen der Ringelektroden (5) erhalten die Tröpfchen (10) eine unipolare Aufladung. Die Entladung der Tropfen geschieht über die PflanzenThe crop protection agent broth is conveyed from the tank (6) of the plant protection machine via the centrifugal pump (7) to the metered feed (8) and discharged via the rotary atomizer (9). By corona discharge at the tips of the ring electrodes (5), the droplets (10) receive a unipolar charge. The discharge of the drops happens over the plants

(11) bzw. die Erde (12).(11) or the earth (12).

Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt Fig. 2, wonach das gesamte System über den Querträger (13) aufgenommen wird. Senkrechte Stehbolzen (14) tragen den Motor (15), der seinerseits die Verteilscheibe (16) d ?s Rotationszerstäubers (9) antreibt. Die dosierte Zuführung des Pflanzenschutzmittels erfolgt über die Einspeisung (8), die in eine Schutzvorrichtung (17) eingeschraubt ist. Der Motor ist durch die Abdeckung (18) am Ende der Stehbolzen (14) befestigt und über die Langlochlaschen (19) mit dem Elektrodenquerträger (20) verbunden, der die Verbindung zur Ringelektrode (5) herstellt, welche über die Langlochlaschen (19) höhenverstellbar ist.Details of the device according to the invention, Fig. 2, after which the entire system via the cross member (13) is received. Vertical studs (14) carry the motor (15), which in turn drives the distribution disc (16) of the rotary atomizer (9). The metered supply of the plant protection agent via the feed (8), which is screwed into a protective device (17). The motor is fastened by the cover (18) at the end of the stud bolts (14) and connected via the long hole tabs (19) with the electrode cross member (20), which connects to the ring electrode (5), which height adjustable via the long hole tabs (19) is.

Die Pflanzenschutzmittelbrühe wird von der Einspeisung (8) auf die Vertiefung (21) der Verteilscheibe (16) aufgebracht, die gemäß Fig. 2 flach gestaltet ist, jedoch zweckmäßigerweise auch eine Teller- bzw. Becherform besitzen kann. Der äußere Rand ist nach oben weisend angeschrägt und bildet somit eine scharfe Kante (22).The pesticide broth is applied from the feed (8) to the recess (21) of the distribution disc (16), which is designed flat as shown in FIG. 2, but may conveniently have a plate or cup shape. The outer edge is beveled facing upwards and thus forms a sharp edge (22).

Die Ringelektrode (5) besteht aus einem ringförmigen Plastmantel (23), in dem Plastrohrsegmente (24) eingesetzt sind und durch Distanzscheiben (25) auf Abstand gehalten werden.The ring electrode (5) consists of an annular plastic jacket (23), in the plastic tube segments (24) are inserted and held by spacers (25) at a distance.

In die Plastrohrsegmente sind fortlaufend Entladespitzen (26) und der Leiter (27) eingeschoben. Der Leiter (27) ist am Ende mit einer Steckerbuches (28) verbunden. Die Ringelektrode (5) ist vergossen und so gegen Witterung geschützt.In the plastic tube segments discharge tips (26) and the conductor (27) are inserted continuously. The conductor (27) is connected at the end to a socket (28). The ring electrode (5) is potted and protected against weathering.

Claims

-2- 683

Invention claim:

1. A method for the application of pesticides, which are mechanically atomized together with a carrier liquid and subjected to the influence of an electric force field, characterized in that the broth of the pesticide mechanically finely atomized and by the Zerstäubervorgang as liquid droplets in the horizontal direction in a vertical field of electrical Corona discharge out there, electrically charged by ion accumulation and as a cloud of unipolar charged droplets with electric field forces on the ground potential plant parts out and is knocked down.

2. A device for the application of pesticides according to item 1, characterized in that as a mechanical atomizer, a high-revving grounded rotary atomizer (9) is used, which spins the broth of the plant protection agent tangentially into fine droplets (10) and as a corona electrode, a ring electrode (5). is present, the annular in the function-related isolation distance and height adjustable the rotary atomizer (9) surrounds.

3. A device according to item 2, characterized in that the ring electrode (5) held at a distance Entladespitzen (26), which are preferably formed as ends of short wire coil and electrically connected directly or via protective resistors (29).

4. Apparatus for carrying out the method according to item 2 and 3, characterized in that the rotary atomizer (9) has a ring feed, which is located above the distribution disc (16), wherein the distribution disc (16) has a recess (21) in the center , is preferably dish-shaped or cup-shaped and has at its outer edge over a sharp edge (22).

5. The device according to item 2 to 4, characterized in that a plurality of rotary atomizer (9) with the surrounding ring electrodes (5) are arranged in a single row or multi-row to each other.

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