WOJCIECH ZASADA -PRACA KONTROLNA Z PODSTAW TECHNIKI

Temat :Maszyny i urządzenia do ochrony roślin

Stosowane obecnie technologie uprawy roślin wymagają wykonywania w czasie wegetacji systematycznych zabiegów chroniących plantacje przed chorobami i szkodnikami. Prawidłowo i systematycznie stosowana ochrona roślin zmniejsza wyraźnie coroczne straty, powodując zwiększenie plonów oraz poprawienie ich wartości użytkowej. Choroby i szkodniki zwalcza się w różnych okresach rozwoju roślin, a nawet przed siewem i sadzeniem. Walka ta powinna zapobiegać ich rozwojowi oraz masowemu występowaniu i nie może ograniczać się tylko do zwalczania szkodnika czy choroby, które w danej chwili występują. W zależności od stosowanych środków można wyróżnić następujące metody ochrony przed chorobami i szkodnikami:

• - kwarantanna zewnętrzna i wewnętrzna,

• - metody agrotechniczne, biologiczne, hodowlane, mechaniczne, fizyczne i chemiczne.

Kwarantanna zewnętrzna zapobiega przedostawaniu się chorób czy szkodników z za granicy, a wewnętrzna - rozprzestrzenianiu się ich z okręgów przez nie opanowanych do innych, w których jeszcze nie występują.

Metody agrotechniczne polegają na:

• właściwej uprawie roli,

• odpowiednim zmianowaniu i nawożeniu,

• dokładnym czyszczeniu materiału siewnego oraz stosowaniu zdrowych rozsad i sadzeniaków,

• przestrzeganiu odpowiednich terminów siewu i sadzenia,

• stosowaniu prawidłowych odstępów między roślinami i właściwej głębokości siewu,

• niszczeniu i usuwaniu resztek pożniwnych,

• mechanicznym zwalczaniu chwastów.

Metody biologiczne polegają na ochronie, rozmnażaniu i wykorzystaniu do zwalczania chorób czy szkodników ich naturalnych wrogów, jakimi są grzyby i bakterie chorobotwórcze, owady drapieżne i pasożytnicze oraz zwierzęta owadożerne.

Metody hodowlane polegają na wyhodowaniu odmian roślin odpornych na choroby lub nie atakowanych przez szkodniki.

Metody mechaniczne polegają na ręcznym lub mechanicznym zbiorze szkodników, np. otrząsanie stonki obrotowymi szczotkami, otrząsanie słodyszka rzepakowego specjalnymi ramami. Nie mogą być stosowane na dużych obszarach.

Metody fizyczne polegają na niszczeniu szkodników i chorób za pomocą podwyższonej temperatury, promieni ultrafioletowych lub prądu elektrycznego. Znalazły one zastosowanie przy dezynfekcji ziemi w szklarniach oraz przy niszczeniu chorób i szkodników nasion.

Metody chemiczne są obecnie najbardziej rozpowszechnione i najczęściej stosowane. Polegają na stosowaniu środków chemicznych działających ujemnie na czynniki chorobotwórcze czy szkodniki, a nie szkodzących roślinom uprawnym. Chemiczne środki ochrony roślin (pestycydy) dzielimy zależnie od ich przeznaczenia na zoocydy, w których wyróżniamy środki do odstraszania lub zwalczania owadów, roztoczy, nicieni, gryzoni i ślimaków, fungicydy - grzybobójcze i herbicydy - chwastobójcze. Szkodniki mogą być niszczone przez działanie preparatów: kontaktowych - po zetknięciu się środka z powierzchnią ciała, żołądkowych - po przedostaniu się środka wraz z pokarmem do przewodu pokarmowego, duszących lub porażających ich narządy oddychania - po przeniknięciu środka w postaci pary lub gazu do organizmu przez układ oddechowy. Środki chemiczne stosuje się w postaci proszków lub pyłów, cieczy, gazów i aerozoli. Proszki składają się z substancji aktywnej oraz nośnika (talk, krzemionka); muszą być drobno zmielone, nie zbrylone i suche. Rozpyla się je za pomocą maszyn zwanych opylaczami. Ciecze stosuje się w postaci roztworów, emulsji, roztworów koloidalnych ciał stałych w wodzie lub mieszanin drobno sproszkowanych nierozpuszczalnych ciał stałych z wodą. Rozpyla się je za pomocą maszyn zwanych opryskiwaczami. Gazy stosowane w ochronie roślin otrzymuje się z cieczy łatwo parujących przy stosunkowo niskiej temperaturze otoczenia. Powstają one także przy podgrzewaniu lub spalaniu pewnych substancji albo w efekcie reakcji chemicznej dwóch substancji zmieszanych ze sobą. Urządzenia do gazowania nazywane są fumigatorami.

Aerozole są to drobnocząsteczkowe zawiesiny (mgły) cieczy, najczęściej oleistych w powietrzu. Urządzenie do wytwarzania aerozoli nazywa się wytwornicą aerozoli. Gazy i aerozole stosowane są wyłącznie w pomieszczeniach zamkniętych. Oprócz wymienionych sposobów środki chemiczne można podawać przez: bezpośrednie nawilżanie lub iniekcję do rośliny, wprowadzenie środków do gleby na głębokość 20-25 cm, wprowadzanie środków do wody używanej do nawadniania, zaprawianie nasion i sadzeniaków. Spośród wymienionych metod chemicznych najpowszechniej stosowane jest obecnie opryskiwanie.

10.1. Opryskiwanie roślin

Opryskiwanie jest to proces rozbijania strugi cieczy na krople i pokrywanie nimi powierzchni łodyg i liści roślin. Krople osiadają na roślinach i po wyparowaniu wody pozostawiają warstewkę środka chemicznego. Dąży się do uzyskania małych kropel, ponieważ umożliwia to pokrycie rośliny cienką równomierną warstwą, a równocześnie pozwala na zwiększenie stężenia cieczy i zmniejszenie ilości rozcieńczalnika (wody). Najlepsze wyniki opryskiwania uzyskuje się, jeżeli krople mają jednakową średnicę, jednakże żaden ze stosowanych obecnie rozpylaczy tego nie gwarantuje. W rzeczywistości uzyskuje się krople o różnych średnicach, zawartych w określonym przedziale. W celu scharakteryzowania tego przedziału mogą być podane graniczne wymiary kropel lub średnia wielkość kropli. W Polsce najczęściej charakteryzuje się średnią średnicę kropel (Do) obliczoną według objętości:

gdzie:

• D_i - średnia średnica kropli w przedziale klasowym i,

• n_i - liczba kropel w przedziale i,

• n - całkowita liczba kropel.

W innych krajach najczęściej używa się średnicy mediany masowej D_M lub MMD (mass median diameter). Jest to średnica kropli wybranej tak, aby masa wszystkich kropel większych od niej, była równa masie wszystkich kropel mniejszych. Oblicza się ją graficznie rysując dystrybuantę rozkładu i znajdując średnią odpowiadającą 50% masy. W Polsce przyjmuje się na ogół podział metod opryskiwania przedstawiony w tabeli 10.1.

Tabela 10.1. Podział metod opryskiwania

Lp.	Rodzaj opryskiwania	Średnica kropli w mikrometrach
1.	Mgła (aerozole)	50
2.	Opryskiwanie drobnokropliste	25-125
3.	Opryskiwanie średniokropliste	50-250
4.	Opryskiwanie grubokropliste	150

10.2. Urządzenia do wytwarzania kropel

Urządzeniem wytwarzającym krople w opryskiwaczu jest rozpylacz (końcówka, dysza). Dzielimy je na dwa podstawowe rodzaje:

• - rozpylacze ciśnieniowe,

• - rozpylacze pneumatyczne.

Proces rozpylania cieczy w rozpylaczu ciśnieniowym odbywa się w wyniku zamiany potencjalnej energii ciśnienia cieczy na energię potencjalną napięcia powierzchniowego kropel oraz ich energię kinetyczną. Rozpylacze te cechują się wytwarzaniem kropel o stosunkowo dużej wartości D_o, lecz równocześnie wytwarzają dużo kropel drobnych. Duże krople mają zasięg dość znaczny, natomiast małe tracą swoją prędkość bezpośrednio po opuszczeniu rozpylacza. Ich zasięg i wychwytywanie przez rośliny są małe. Dlatego, jeżeli z warunków oprysku wynika, że ma on być wykonany kroplami małymi, w opryskiwaczu musi być zastosowany pomocniczy strumień powietrza (PSP). Opryskiwacze z PSP oprócz rozpylaczy do wytwarzania kropel posiadają wentylator, wytwarzający niosący strumień powietrza, który wykorzystuje się też do dalszego rozdrabniania kropel, szczególnie tych większych. Prędkość strumienia powietrza w stosowanych obecnie opryskiwaczach wynosi 30-80 m/s.

Istnieje duża różnorodność rozpylaczy ciśnieniowych, dlatego dość trudno jest dokonać ich podziału ze względu na konstrukcję. Znacznie łatwiej jest podzielić je ze względu na sposób rozbijania strumienia cieczy na krople, gdyż istnieją tu tylko dwa typy rozpylaczy:

• wirowy - strumień cieczy wprowadzony w ruch obrotowy przed opuszczeniem rozpylacza zostaje rozerwany na krople pod wpływem działania sił wewnętrznych i odśrodkowych;

• uderzeniowy - strumień cieczy napotyka bądź na stałą przeszkodę, o którą rozbija się na krople, bądź też na drugi strumień cieczy i wtedy obydwa ulegają rozpyleniu.

Wypływający z rozpylacza strumień cieczy poddany jest następującym siłom wewnętrznym:

• - napięcie powierzchniowe, które przeciwstawia się rozerwaniu strumienia i stara się nadać mu najmniejszą możliwą powierzchnię;

• - siły lepkości, które przeciwstawiają się odkształceniom postaciowym cieczy;

• - siły spójności przeciwstawiające się rozerwaniu strumienia wskutek różnicy prędkości w poszczególnych punktach.

Rozdzielenie strumienia na krople może być spowodowane przez:

1. zaburzenia w zbiorniku powodujące tak silne drgania podłużne strumienia, że rozpada się on na krople. Zaburzenia te powodują, że strumień cieczy otrzymuje początkowo impuls poprzeczny do kierunku ruchu. Otaczający strumień cieczy powietrze powoduje zmiany prędkości przepływu i wystąpienie lokalnych zmian ciśnienia, co w efekcie wywołuje drgania samowzbudne (tzw. flatter), będące przyczyną rozpadu strumienia cieczy na krople (ryc. 10.1). Taki kształt strumienia ma woda, począwszy od prędkości 25 m/s. Przy dużej prędkości wypływu występuje burzliwy przepływ cieczy i nadanie cząstkom dużej prędkości poprzecznej, w efekcie strumień rozpada się na części, czemu towarzyszy wyraźna forma stożkowa.

Ryc. 10.1. Flatter strumienia cieczy

Źródło: Kanafojski 1967

2. drgania podłużne, które sprzężone są z drganiami poprzecznymi w wyniku nieściśliwości cieczy. Otaczające powietrze w warstwie granicznej porusza się z prędkością nierównomierną, powodując dodatkowe różnice ciśnień na strumień. Drgania powodują ostateczne jego rozerwanie (ryc. 10.2).

Ryc. 10.2. Drgania poprzeczne strumienia cieczy

Źródło: Kanafojski 1967

Aby uniknąć stosowania dużych ciśnień, przy rozbijaniu strumienia cieczy nadaje się mu dodatkowy ruch obrotowy.

Drugim typem rozpylaczy są rozpylacze pneumatyczne, w których rozbicie cieczy na krople następuje w efekcie uderzenia strumienia powietrza lub innego gazu w cienką warstwę cieczy dostarczonej do rozpylacza. Wymagają stosowania wentylatora o dużym wydatku i prędkości powietrza, powyżej 50 m/s. Kierunek podawania cieczy w stosunku do kierunku ruchu powietrza lub gazu może być: współprądowy, jeżeli kierunki mają taki sam zwrot, przeciwprądowy, jeżeli kierunki mają zwrot przeciwny i skrzyżowany, jeżeli krzyżują się pod pewnym kątem, najczęściej 90°. Minimalna średnica kropli, jaką można uzyskać wynosi 5 μm.

Rozbicie cieczy na krople o średnicach poniżej 50 μm nazywamy superatomizacją. Takie rozbicie uzyskuje się przy pomocy strumienia powietrza wewnątrz rozpylacza wirowego (ryc. 10.3).

Ryc. 10.3. Rozpylacz wirowy z dodatkowym strumieniem powietrza:

1 - końcówka, 2 - otwory wylotowe

Źródło: Kanafojski 1967

10.3. Budowa opryskiwacza rolniczego

Opryskiwacz jest maszyną, która rozbija strugę cieczy na krople żądanej średnicy i kieruje je do miejsca przeznaczenia (rośliny, krzewy, drzewa). Opryskiwacze rolnicze są maszynami ciągnikowymi, zawieszanymi, zaczepianymi lub nabudowanymi, bądź też samobieżnymi. Budowa typowego ciśnieniowego opryskiwacza rolniczego przedstawiona jest schematycznie na rycinie 10.4.

Ciecz ze zbiornika podawana jest przez filtr do pompy i stąd, poprzez powietrznik, do rozdzielacza strumienia cieczy. Osadzony na nim zawór regulacyjny przepuszcza nadmiar cieczy, regulując ciśnienie robocze. Ciśnienie mierzone jest manometrem wyposażonym w zawór dławiący. W korpusie rozdzielacza znajdują się też zawory sterujące przepływem cieczy do belek roboczych, zawór do uruchamiania ejektora napełniającego zbiornik oraz zawór mieszadła hydraulicznego. Przewód mieszadła zaopatrzony jest w iniektor zasysający powietrze, które poprawia mieszanie cieczy w zbiorniku. Z rozdzielacza poprzez filtry szeregowe ciecz podawana jest do rozpylaczy, skąd po rozpyleniu opuszcza układ.

Ryc. 10.4. Schemat opryskiwacza:

1 - zbiornik, 2 - filtr ssący pompy, 3 - tłoki pompy, 4 - mimośród pompy, 5 - powietrznik, 6 - rozdzielacz, 7 - zawór regulacyjny, 8 - manometr, 9 - zawory sterujące przepływem cieczy do belek roboczych, 10 - zawór sterujący iniektora napełniania zbiornika, 11 - przewód mieszadła, 12 - iniektor powietrzny

Źródło: Kanafojski 1967

10.3.1. Zbiornik cieczy

Zbiorniki stanowią element opryskiwacza. Mocowane są na jego ramie lub też oddzielnie na ciągniku. Z pompą łączą się przewodami poprzez filtr. Pojemność zbiorników opryskiwaczy ciągnikowych wynosi od 100 do 14 000 litrów. Najczęściej wykonane są one z tworzyw sztucznych, nie korodujących i nie reagujących chemicznie z pestycydami. Zbiorniki zaopatrzone są w mieszadła, których zadaniem jest utrzymywać ciecz w ciągłym ruchu, zabezpieczającym przed rozwarstwieniem się składników. Rodzaje mieszadeł przedstawia rycina 10.5.

Ryc. 10.5. Rodzaje mieszadeł cieczy w zbiorniku opryskiwacza:

a - mechaniczne płytkowe z napędem ręcznym, b - mechaniczne śrubowe o napędzie silnikowym, c - hydrauliczne wielodyszowe, d - hydrauliczne jednodyszowe, e - hydrauliczne w układzie dysz przeciwstawnych, f - pneumatyczne; 1 - przewód doprowadzający powietrze, 2 - przewód odprowadzający powietrze

Źródło: Kanafojski 1967

Mieszadła mechaniczne wykonując ruch obrotowy wprawiają ciecz w ruch. Mieszadła hydrauliczne utrzymują ciecz w ruchu poprzez doprowadzenie do zbiornika części strumienia cieczy podawanego przez pompę. Do prawidłowego mieszania powinno się doprowadzać 0,2-0,25 objętości zbiornika na minutę. Mieszadła pneumatyczne wprowadzają ciecz w ruch poprzez przepuszczanie przez zbiornik (wlot i wylot) części strumienia powietrza wytwarzanego przez wentylator. Zbiornik napełniany jest przy pomocy pompy poprzez ejektor. Rycina 10.6 przedstawia schematy takich urządzeń.

Ryc. 10.6. Ejektory wodne do napełniania zbiornika opryskiwacza:

a - ejektor na ramie opryskiwacza, b - ejektor w koszu ssawnym, c - ejektor na pływaku; 1 - otwór, 2 - kosz ssawny, 3 - przewód cieczy do pompy, 4 - pływak, 5 - przewód cieczy do zbiornika

Źródło: Kanafojski 1967

Zasada działania ejektora jest następująca: ciecz ze zbiornika podawana pod ciśnieniem pompy wężem zasilającym, wydostaje się otworem wytryskowym do dyfuzora, gdzie zasysa wodę ze zbiornika zewnętrznego i rurą tłoczną tłoczy do zbiornika opryskiwacza. W celu sporządzania roztworu cieczy roboczej opryskiwacz może posiadać następujące zespoły: chowany zbiornik dozujący służący do mieszania pestycydów stałych i płynnych, dozownik z podziałką do wprowadzania roztworów pestycydów do wody w zbiorniku, wtryskiwacz w zbiorniku dozującym służący do szybkiego napełniania opryskiwacza cieczą roboczą. Oprócz zbiornika głównego, opryskiwacz może posiadać dodatkowy zbiornik czystej wody do płukania opryskiwacza i dla potrzeb użytkownika. Kształt zbiornika głównego uzależniony jest od typu opryskiwacza. W opryskiwaczach zawieszanych zbiorniki mają kształt płaski (litera U), co zapobiega nadmiernemu odciążeniu przedniej osi ciągnika. Taki kształt jest również dominujący w opryskiwaczach samobieżnych. Opryskiwacze zaczepiane mają zbiorniki wydłużone o przekroju okrągłym, owalnym, prostokątnym lub kwadratowym o obłych narożach.

10.3.2. Pompy opryskiwaczy

Pompy opryskiwaczy budowane są jako tłokowe, nurnikowe, przeponowe, zębate, łopatkowe, ślimakowe lub wałeczkowe. Elementy pomp opryskiwacza muszą być odporne na korozję. Silnikowe pompy tłokowe i przeponowe pozwalają na uzyskanie ciśnienia do 3, a nawet 6 MPa w opryskiwaczach sadowniczych. Schematy działania pomp opryskiwaczy przedstawia rycina 10.7.

Ryc. 10.7. Schematy pomp opryskiwaczy:

a - pompa powietrzna (sucha) opryskiwacza (skok zasysania i tłoczenia powietrza), b - pompa nurnikowa (ssanie i tłoczenie cieczy), c - pompa tłokowa (ssanie i tłoczenie cieczy), d - pompa przeponowa (ssanie i tłoczenie cieczy); 1 - tłoczysko, 2 - tłok, 3 - nurnik, 4 - przepona, 5 - cylinder, 6 - zawór ssący, 7 - zawór tłoczący, 8 - zbiornik powietrza, 9 - odpływ cieczy pod ciśnieniem do rozpylaczy

Źródło: Wójcicki 1969

Zawory pomp tłokowych i przeponowych mogą być płytkowe, kulowe lub grzybkowe. Zawory wykonywane są na ogół z tworzyw, a kulki bywają szklane lub ceramiczne. Rycina 10.8 przedstawia typy zaworów stosowanych w opryskiwaczach.

Ryc. 10.8. Zawory pomp:

a - zawór membranowy, b - zawór płytkowy, c - zawór kulowy, d - zawór kulowy dociążony sprężyną, e - zawór grzybkowy, f - zawór grzybkowy dociążony sprężyną

Źródło: Kanafojski 1967

10.3.3. Powietrzniki opryskiwaczy

Zadaniem powietrznika jest wyrównanie w instalacji opryskiwacza spadku ciśnienia, powstającego w wyniku cyklicznej pracy pompy (ssanie - spadek ciśnienia, tłoczenie - wzrost ciśnienia). Powietrzniki należy zatem stosować przy pompach tłokowych i przeponowych, mających mniej niż 3 cylindry. Nie wymagają powietrzników pompy o stałym wydatku i ciśnieniu, zębate, łopatkowe, wałeczkowe i ślimakowe. Powietrznik (ryc. 10.9) jest zbiornikiem zamkniętym, wypełnionym w górnej swojej części powietrzem, a w dolnej cieczą.

Pod wpływem ciśnienia wytwarzanego przez pompę, powietrznik od strony dolnej częściowo napełnia się cieczą, a powietrze nad nią zostaje sprężone; w czasie suwu ssania pompy wytłacza ciecz utrzymując stały poziom ciśnienia w rozpylaczach. Ponieważ z upływem czasu powietrze rozpuszcza się w cieczy i jego ilość stale maleje (powietrzniki otwarte - ryc. 10.9), wprowadzono powietrzniki zamknięte (przeponowe - ryc. 10.10), w których przepona gumowa oddziela przestrzeń (komorę) powietrzną od cieczy. Komora powietrzna napełniana jest sprężonym powietrzem poprzez zawór przy pomocy pompy.

Ryc. 10.9. Powietrznik otwarty:

1 - manometr, 2 - zbiornik

Źródło: Kanafojski 1967

Ryc. 10.10. Powietrznik zamknięty (przeponowy):

1 - zawór, 2 - pokrywa, 3 - przepona gumowa, 4 - przepona metalowa, 5 - podstawa

Źródło: Kanafojski 1967

10.3.4. Zawory

Zawory umieszczone są we wspólnej obudowie na przewodzie tłocznym instalacji hydraulicznej opryskiwacza. Zasadniczą rolę pełni zawór regulacyjny (przelewowy) służący do regulacji ciśnienia w przewodzie tłocznym, a także jako zawór bezpieczeństwa. Pozwala on na utrzymanie założonego ciśnienia roboczego. Jest to zawór kulowy, dociążony sprężyną. Regulację ciśnienia ustala się przez napięcie sprężyny. W wypadku nadmiernego wzrostu ciśnienia ciecz podnosi kulkę ściskając sprężynę i przelewa się poprzez rurę odpływową z powrotem do zbiornika. Oprócz zaworu regulacyjnego umieszczone są jeszcze zawory sterujące przepływem cieczy. Są to:

• - dwa zawory otwierające i zamykające dopływ cieczy do belek roboczych,

• - zawór mieszadła hydraulicznego, stale otwarty, a zamykany w czasie napełniania zbiornika,

• - zawór ejektora do napełniania zbiornika.

Wszystkie zawory sterowane są ręcznie lub elektromagnetycznie, a wielkość ciśnienia roboczego mierzona jest manometrem. Rozmieszczenie zaworów przedstawia rycina 10.11.

Ryc. 10.11. Rozmieszczenie zaworów (Hardi):

1 - zawór regulacyjny, 2 - zawory sterujące

10.3.5. Rozpylacze

Rozpylacze służą do rozbicia strugi cieczy na krople o żądanej średnicy. Mogą być umocowane na lancach sadowniczych, ramach sadowniczych i belkach polowych. Lance sadownicze służą do opryskiwania drzew i krzewów. Są to rurki zakończone rozpylaczami, wyposażone w filtry i zawory odcinające dopływ cieczy do lancy. Do opryskiwania wysokich drzew lance wydłuża się, stosując przedłużacz wkręcany pomiędzy zaworem a rozpylaczem. Ramy sadownicze służą do opryskiwania krzewów i niskopiennych drzew rosnących w rzędach. Są to rury ustawione pod kątem w stosunku do siebie lub też łukowato wygięte. Umożliwia to opryskiwanie dwu sąsiednich rzędów jednocześnie. Belki polowe służą do opryskiwania roślin uprawianych na polach. W zależności od tego, czy rośliny mają być opryskiwane z góry, z dołu czy też z boku, rozpylacze rozmieszcza się wzdłuż belek polowych (opryskiwanie z góry) lub na wysięgnikach umożliwiających opryskiwanie roślin z boku lub od dołu. Przykłady różnego rodzaju rozmieszczenia rozpylaczy przedstawiono na rycinie 10.12.

Ryc. 10.12. Układy przewodów ciśnieniowych i rozpylaczy opryskiwaczy ciągnikowych:

a, b - do opryskiwania bocznego drzew, c, d - do opryskiwania bocznego i górnego krzewów, e - do opryskiwania ziemniaków, f - układ uniwersalny do bocznego lub płaskiego opryskiwania, g, h - do opryskiwania polowego płaskiego

Źródło: Wójcicki 1969

Rozpylacze można podzielić na polowe i sadownicze. Polowe rozpylają ciecz przy ciśnieniach niskich (300-500 kPa), dając strumień cieczy długości do 2 m, w kształcie stożka lub trójkąta (płaskostrumieniowe). Kąt rozwarcia trójkąta może wynosić 80°, 110° lub 120°, stożka regularnego pełnego 30° lub 50°, stożka regularnego pustego 50° do 72°, a wachlarza 90° do 115°. Kąty te uzależnione są od typu rozpylaczy. Wysokość umieszczenia rozpylaczy od wierzchołków roślin jest regulowana mechanicznie (ręcznie) lub hydraulicznie i może wynosić od 46 cm do 60 cm, a rozmieszczone są one na belkach co 50 cm. Przy kącie rozwarcia np. 80° uzyskuje się 30% podwójnego pokrycia roślin, a przy kącie 110° uzyskuje się 100% podwójnego pokrycia roślin (ryc. 10.13)

Ryc. 10.13. Schemat rozmieszczenia rozpylaczy do opryskiwania polowego (ciśnienie 275 kPa):

a - 30-procentowego podwójnego pokrycia powierzchni, b - 100 procentowego podwójnego pokrycia powierzchni

Szerokość robocza belek polowych wynosi od 6-24 m. Ramy belek nowoczesnych, o dużych szerokościach roboczych są trójwymiarowe, sztywne i sterowane całkowicie hydraulicznie (rozwinięcie, złożenie, regulacja wysokości, korekta pochylenia, automatyczna stabilizacja). Przykład nowoczesnej belki polowej przedstawia rycina 10.14.

Rozpylacze sadownicze muszą działać przy wysokich ciśnieniach (2-3 MPa). Są przeznaczone do opryskiwania drzew i dają rozpylony strumień cieczy przenoszony powietrzem (PSP) na odległość do 10 m. Pod względem sposobu rozbijania strugi cieczy na krople, rozpylacze ciśnieniowe można podzielić na kilka grup przedstawionych na rycinie 10.15.

Ryc. 10.14. Belka polowa opryskiwacza ciągnikowego zawieszanego o szerokości roboczej 12, 18, 20 m (Rau)

Ryc. 10.15. Rozpylacze opryskiwaczy:

a - z płytką uderzeniową, b - z czopkiem uderzeniowym, c - z płytką szczelinową, d - z wkładką wirową, e - z płytką wirową, f - z komorą wirową, g - płaskostrumieniowy TEE Jet; 1 - płytka uderzeniowa, 2 - czopek uderzeniowy, 3 - płytka szczelinowa, 4 - kołpak odejmowany, 5 - wkładki wirowe wymienne, 6 - płytka wirowa z dwoma wichrowato wywierconymi otworami, 7 - komora wirowa

Źródło: Wójcicki 1969

Rozpylacze otwarte są używane do opryskiwań grubokroplistych i nie posiadają żadnych dodatkowych wkładek.

Rozpylacze szczelinowe są odmianą rozpylaczy otwartych, a ich płytki czołowe mają na wewnętrznej stronie nacięte rowki prostopadłe do siebie i otwór wylotowy w środku. Ciecz płynie rowkami dwoma przeciwnie skierowanymi strumieniami, które w otworze płytki zderzają się, ulegając rozbiciu i w postaci kropli wypływają na zewnątrz. Boczne ściany otworu nadają wypływającemu w postaci kropli strumieniowi cieczy kształt spłaszczonego stożka o przekroju eliptycznym.

Rozpylacze uderzeniowe, wyposażone w płytkę lub czopek, rozpylają ciecz wskutek uderzenia jej o płaszczyznę prostopadłą do wylotu cieczy. Odległość płytki lub czopka od otworu nie przekracza 1 mm. W efekcie uderzenia uzyskuje się krople o prawie jednakowej wielkości oraz szeroki strumień w kształcie wachlarza (płaski trójkąt).

Rozpylacze z wkładką wirową rozpylają ciecz pod ciśnieniem 1-2,5 MPa. Ciecz przed dostaniem się do wylotu płytki musi przepłynąć przez spiralne kanały wkładki wirowej lub wichrowatych otworów w płytce wirowej. Kanaliki powodują zawirowanie strumienia cieczy, który z dużą prędkością wypływa przez otwór wylotowy. Powstający stożek rozpylonej cieczy ma kąt rozwarcia zależny od odległości wkładki od otworu wylotowego. Ze wzrostem odległości kąt rozwarcia stożka maleje, a zwiększa się zasięg strumienia, zaś przy zmniejszaniu tej odległości - odwrotnie.

Rozpylacze z komorą wirową powodują zawirowanie cieczy po doprowadzeniu jej po linii stycznej do obwodu komory. Krzywizna ściany komory wirowej zmusza ciecz do zmiany kierunku przepływu, a wskutek wprawienia cieczy w ruch wirowy i działania siły odśrodkowej krople wypływają z otworu w postaci stożkowego strumienia. Dają dobre i równomierne rozpylenie przy niskich ciśnieniach, do 300 kPa.

Wypływający z rozpylacza strumień cieczy przybiera postać uzależnioną od jego typu. W nowoczesnych rozpylaczach typu Tee Jet, Twin Jet, Flood Jet, Full Jet i Cone Jet, ciecz wypływa w postaci:

1. trójkąta równoramiennego lub spłaszczonego stożka (ryc. 10.25 - 2, 3, 4, 6, 7),

2. regularnego stożka pełnego, lub pustego (ryc. 10.25 - 10, 11).

Natomiast w rozpylaczach typu Poli Jet ciecz wypływa w postaci wachlarza (ryc. 10.25 - 7, 12).

Na rycinie 10.16 przedstawiono ustawienie rozpylaczy na belce roboczej oraz sposób pokrywania powierzchni roślin cieczą roboczą przez klasyczne rozpylacze wirowe (a) oraz nowe rozpylacze płaskostrumieniowe (b). Rozpylacze wirowe dają rozpylenie cieczy w postaci stożka pustego, a sąsiadujące ze sobą strumienie pracują na "styk", co przy nieprawidłowym ich działaniu może powodować niepokrycie części roślin cieczą. Natomiast rozpylacze płaskostrumieniowe rozpylają ciecz w postaci spłaszczonego stożka lub trójkąta, a ślady sąsiednich strumieni pokrywają się, co daje gwarancję prawidłowego wykonania zabiegu.

Ryc. 10.16. Ustawienie rozpylaczy na belce opryskiwacza oraz sposób pokrywania powierzchni roślin cieczą:

a - rozpylacze wirowe, b - rozpylacze płaskostrumieniowe

Nowoczesne opryskiwacze wyposażone są w elektroniczne układy pomiaru regulacji cieczy na hektar, w których układ mierząc natężenie przepływu cieczy w belce oraz prędkość agregatu, samoczynnie reguluje żądany wydatek cieczy. Może to być układ jednozadaniowy z mikroprocesorem i pamięcią lub wielozadaniowy.

10.3.6. Przegląd opryskiwaczy

Przedstawiony na rycinie 10.17 opryskiwacz ma szerokość roboczą 18 m i regulowany hydraulicznie zakres wysokości położenia belki polowej od 0,5-1,5 m. Zbiornik o pojemności 800 l ma kształt płaski, co zapobiega nadmiernemu odciążeniu przedniej osi ciągnika. Pozostałe szczegóły techniczne to: mieszadło hydrauliczne, pompa przeponowa, wydatek cieczy 100-800 l/ha, rozpylacze płaskostrumieniowe typu Tee Jet, wydajność do 6 ha/godz., belki do położenia transportowego bądź roboczego ustawiane ręcznie.

Ryc. 10.17. Ciągnikowy opryskiwacz zawieszany (Hardi)

Ryc. 10.18. Opryskiwacz zawieszany z automatyczną stabilizacją położenia belki polowej (Amazone)

Opryskiwacz przedstawiony na rycinie 10.19 zaopatrzony jest w zbiornik 600 l i rozpylacze ceramiczne ciśnieniowe z pomocniczym strumieniem powietrza wytwarzanym przez wentylator. W tej wersji opryskiwacz przeznaczony jest do opryskiwania drzew (rama sadownicza). W zależności od potrzeb rama sadownicza może być podnoszona lub też zaopatrzona w węże krótkie czy długie zakładane na rury obudowy wentylatora.

Ryc. 10.19. Zaczepiany opryskiwacz ciągnikowy - wersja podstawowa (Hardi)

Ryc. 10.20. Opryskiwacz zaczepiany w wersji do opryskiwania drzew (A) oraz z deflektorem do oprysków krzewów (B) (Hardi)

Ryc. 10.21. Opryskiwacz zawieszany (Hardi) w wersjach przeznaczonych do:

A - płaskich oprysków polowych, B - oprysków pasowych

Ryc. 10.22. Opryskiwacze zawieszane w wersjach (Hardi):

A - do opryskiwania i zraszania drzew, B - do opryskiwania i zraszania drzew i roślin niskorosnących

Obydwie wersje przedstawione na rycinie 10.22 bazują na tym samym opryskiwaczu zawieszanym (wersja A), który może być dostosowany do pracy w różnych warunkach.

Ryc. 10.23. Opryskiwacz ciągnikowy zawieszany (Hardi)

Opryskiwacz przedstawiony na rycinie 10.23 posiada zbiornik o pojemności 300, 500, 700 lub 900 l w zależności od wersji oraz szerokość roboczą 6, 8, 10 lub 12 m, rozpylacze ceramiczne ciśnieniowe, mechanicznie składane belki polowe, regulowaną wysokość położenia belki polowej. Dodatkowy zbiornik z lewej strony zbiornika głównego jest napełniany wodą i służy do płukania instalacji opryskiwacza. Dodatkowy zbiornik z prawej strony jest również napełniony wodą przeznaczoną do mycia obsługującego.

Nowoczesne opryskiwacze wyposażone są w elektroniczny układ kontrolno pomiarowy (ryc. 10.24).

Ryc. 10.24. Elektroniczny układ kontrolno pomiarowy opryskiwacza ciągnikowego (Hardi)

Układ ten służy do pomiaru prędkości roboczej (km/h), ilości wykonanej pracy (ha), wydatku cieczy (l/ha) oraz do regulacji i utrzymywania stałego wydatku cieczy na ha. Układ ten może być stosowany przy siewnikach do nasion oraz rozsiewaczach do nawozów.

Na rycinie 10.25 przedstawiono przykłady nowoczesnych rozpylaczy opryskiwaczy polowych wraz z kształtami strumienia cieczy z nich wychodzących. W rozpylacze te zaopatrzone są wszystkie nowoczesne opryskiwacze.

Ryc. 10.25. Przegląd nowoczesnych rozpylaczy opryskiwaczy polowych (TeeJet):

A - do opryskiwania płaskiego, B - do opryskiwania rzędowego (pasowego), C - do opryskiwania sadowniczego, D - do płynnego nawożenia; 1 - szkic opryskiwania płaskiego, 2 - rozpylacz płaskostrumieniowy xR Tee Jet, 3 - rozpylacz płaskostrumieniowy DS Tee Jet, 4 - rozpylacz płaskostrumieniowy podwójny Twin Jet, 5 - szkic opryskiwania rzędowego, 6 - rozpylacz płaskostrumieniowy pasmowy Twin Jet, 7 - rozpylacz płaskostrumieniowy podwójny pasmowy Twin Jet, 8 - rozpylacz płaskostrumieniowy jednostronny, 9 - szkic oprysku sadowniczego, 10 - rozpylacz wirowy dwuczęściowy (płytka i zawirowywacz) sadowniczy Tee Jet, 11 - rozpylacz wirowy jednoczęściowy (zawirowywacz) sadowniczy Tee Jet, Cone Jet, 12 - rozpylacz płaskostrumieniowy jednostronny sadowniczy Tee Jet, 13 - opryskiwanie RSM (roztwór saletrzano mocznikowy), 14 - rozpylacz 8 otworkowy Quick Tee Jet, 15 - rozpylacz płaskostrumieniowy Tee Jet, 16 - węże rozlewowe Tee Jet z płytką dozującą.

Z przedstawionych na rycinie 10.26 zależności wynika jednoznacznie istotny wpływ ciśnienia roboczego na wydatek rozpylacza oraz na kąt rozwarcia stożka wypływającego strumienia cieczy.

Ryc. 10.26. Zależność pomiędzy ciśnieniem roboczym, rozmieszczeniem rozpylaczy i wysokością ich ustawienia a wydatkiem rozpylacza i kątem rozwarcia oraz szerokością wypływającego strumienia cieczy (TeeJet)

Na rycinach 10.27-10.29, przedstawiono przykłady różnych kombinacji kątów ustawienia rozpylaczy podczas opryskiwania drzew oraz upraw polowych. Opryskiwanie pod prawidłowym kątem jest warunkiem dokładnego pokrycia części roślin cieczą roboczą, decydującym o skuteczności zabiegu. Jest to wymóg stawiany nowoczesnym opryskiwaczom.

Ryc. 10.27. Schematy rozmieszczenia oraz kąty ustawienia rozpylaczy opryskiwacza przystosowanego do opryskiwania drzew o różnych wysokościach (Hardi)

Ryc. 10.28. Schematy ustawienia opryskiwaczy przy opryskiwaniu różnych gatunków roślin (Hardi):

a - truskawka, b - warzywa naciowe, c - warzywa korzeniowe, d - kapusta głowiasta

Ryc. 10.29. Schematy rozmieszczenia rozpylaczy oraz położenia deflektora przy opryskiwaniu drzew o różnych wysokościach (Hardi)

Coraz częściej do oprysków płaskich stosuje się pomocniczy strumień powietrza ułatwiający przeniesienie cieczy roboczej w określone miejsce rośliny i ułatwiający dokładne pokrywanie roślin, przez co zwiększa się skuteczność zabiegu. Opryskiwanie takie przedstawiają ryciny 10.30 i 10.32.

Ryc. 10.30. Opryskiwacz do płaskich oprysków polowych z pomocniczym strumieniem powietrza (Hardi):

1 - brezentowy rękaw (rura) doprowadzający sprężone powietrze do rozpylaczy

Ryc. 10.31. Samobieżny opryskiwacz do oprysków płaskich polowych z automatyczną regulacją stabilizacji i położenia belki (Hardi)

Ryc. 10.32. Samobieżny opryskiwacz do oprysków płaskich z pomocniczym strumieniem powietrza (A) oraz podstawowe jego zespoły (Hardi):

B - wentylator, C - belka polowa, D - zintegrowana głowica rozpylaczy, w której poprzez jej obrót można uzyskać różne kąty wypływającego strumienia cieczy

Ryc. 10.33. Ciągnikowy opryskiwacz zawieszany do oprysków polowych (Fischer):

1 - zbiornik główny, 2 - zbiornik dozujący, 3 - zawory sterujące

Ryc. 10.34. Schemat funkcjonowania opryskiwacza (Fischer) pokazanego na rycinie 10.33:

1 - zbiornik czystej wody, 2 - zbiornik główny, 3 - zbiornik mieszania cieczy roboczej, 4 - filtr ssący, 5 - zawór 3 położeniowy kierujący ciecz do zbiornika lub zaworu 6, 6 - zawór 3 położeniowy sterujący przepływem cieczy ze zbiornika 1 lub podczas napełniania zbiornika głównego, 7 - pompa, 8 - zawór 3 położeniowy sterujący przepływem cieczy ze zbiornika mieszania i do regulatora ciśnienia (powietrznika), 9 - zawór 3 położeniowy powrotny mieszadła i pompy, 10 - filtr ciśnieniowy, 11 - zawór odcinający dopływ cieczy do lancy sadowniczej, 12 - zawór główny belki polowej, 13 - rozdzielacz cieczy, 14 - belka polowa, 15 - mieszadło, 16 - iniektor dozownika, 17 - 3-położeniowy zawór mieszania cieczy w zbiorniku dozownika, 18 - przewód do napełniania zbiornika opryskiwacza, 19 - powietrznik (komora regulacyjna ciśnienia) z zaworem, 20 - korek spustowy zbiornika głównego

Systemy instalacyjne w opryskiwaczach

Poniższe schematy instalacji cieczowych w opryskiwaczach zostały przytoczone jako wytyczne do celów poglądowych. Zawory sterowane ręcznie mogą być zastąpione zaworami elektrycznymi. Jednak kolejność występowania tych zaworów powinna pozostać bez zmian. Należy zwrócić uwagę, że jedną z najpowszechniejszych przyczyn przedwczesnych awarii zaworów jest ich nieprawidłowa instalacja.

Pompy o stałym natężeniu wypływu

Pompy tłokowe, wałeczkowe i membranowe zaliczają się do pomp wyporowych o stałym natężeniu wypływu. Oznacza to, że wypływ z pompy jest proporcjonalny do prędkości obrotowej i praktycznie nie zmienia się przy różnym ciśnieniu. Kluczowym składnikiem systemu z pompą wyporową jest zawór nadmiarowo-regulacyjny. Prawidłowe umieszczenie i wielkość zaworu regulacyjnego ma istotne znaczenie dla bezpieczeństwa i dokładności pracy pompy wyporowej o stałym wypływie.

Schemat instalacji dwudrożny

Schemat instalacji trójdrożnej

 

Pompy wyporowe o zmiennym natężeniu wypływu

Pompa odśrodkowa jest najczęściej spotykaną pompą wyporową o zmiennym wypływie. Wypływ z tego typu pompy zależy od wartości ciśnienia. Jest to doskonałe rozwiązanie do dostarczania dużych objętości cieczy przy niskich ciśnieniach. Kluczowym składnikiem pompy odśrodkowej jest zawór dławiący. Ręcznie sterowany zawór dławiący na linii głównego wylotu jest odpowiedzialny za dokładność działania pompy odśrodkowej.

Schemat instalacji dwudrożny

---