Współczesne rolnictwo intensywnie poszukuje rozwiązań, które zwiększają efektywność i precyzję zabiegów agrotechnicznych, w tym opryskiwania. Kluczowym elementem w tej dziedzinie jest rura rozprowadzająca ciecz w opryskiwaczu oraz związane z nią systemy dystrybucji powietrza i cieczy roboczej. Innowacje w konstrukcji belek polowych oraz technologii rozpylaczy mają na celu optymalizację pokrycia roślin, redukcję znoszenia kropel i precyzyjne dawkowanie substancji.
Konstrukcja rury powietrznej w belkach polowych
Rura powietrzna układu powietrznego belki polowej opryskiwacza charakteryzuje się zazwyczaj kołowym przekrojem i składa się z kilku komór. W jej skład wchodzi komora rozprowadzająca powietrze, komora wstępnej stabilizacji ciśnienia oraz komora końcowej stabilizacji ciśnienia. Taka budowa ma na celu zapewnienie równomiernej dystrybucji strumienia powietrza wzdłuż całej długości belki.
Elementy konstrukcyjne i ich funkcje
- W połowie długości górnej ściany komory rozprowadzającej powietrze wprowadzona jest pod kątem prostym rura doprowadzająca strumień powietrza.
- Komora rozprowadzająca powietrze jest oddzielona od komory wstępnej stabilizacji ciśnienia wklęsłą przegrodą wewnętrzną z otworami o przekroju okrągłym, rozstawionymi w dwóch rzędach wzdłuż ścianek zewnętrznych rury powietrznej.
- Komorę wstępnej stabilizacji ciśnienia od komory końcowej stabilizacji ciśnienia rozdziela wypukła ścianka z otworami o przekroju kołowym, ustawionymi w osi ścianki w jednym rzędzie.
- W dolnej części komory końcowej stabilizacji ciśnienia, w ścianie zewnętrznej rury powietrznej, wykonany jest rząd otworów o przekroju kołowym.
- Do rury powietrznej poniżej komory końcowej stabilizacji ciśnienia przymocowany jest wylot powietrza przysłonięty wymienną listwą z jednym rzędem otworów o przekroju kołowym.
Rura doprowadzająca strumień powietrza charakteryzuje się zmianą przekroju z kołowego na wlocie do eliptycznego na wylocie, z osią dłuższą ustawioną równolegle do osi rury układu powietrznego. Wylot tej rury jest ustawiony prostopadle do wklęsłej przegrody, co sprawia, że dystrybuowany strumień powietrza uderza w nią i jest rozprowadzany wzdłuż komory rozprowadzającej powietrze. Łączny przekrój otworów jest kolejno mniejszy w przegrodzie, wypukłej ściance i wymiennej listwie, co przyczynia się do stabilizacji ciśnienia i równomierności rozprowadzania powietrza.
Zalety innowacyjnej konstrukcji rur powietrznych
W dotychczasowych rozwiązaniach układów powietrznych belek polowych z pomocniczym strumieniem powietrza dystrybucja strumienia powietrza odbywała się zazwyczaj elastycznymi rękawami powietrznymi wykonanymi ze specjalnej zbrojonej tkaniny z tworzywa sztucznego o względnie dużych rozmiarach. Takie konstrukcje nie zapewniały równomiernego rozkładu prędkości powietrza na wylocie z kanału wzdłuż całej długości belki. Zamiast elastycznych rękawów stosowano również sztywną, dzieloną na zawiasach skrzynię z płyt z tworzywa sztucznego z gęsto rozstawionymi otworami.
Opisywana rura powietrzna układu powietrznego belki polowej opryskiwacza charakteryzuje się zwartą zabudową bez konieczności stosowania dużych komór stabilizacyjnych wykonanych z tworzyw elastycznych. Wtłoczone do komory powietrze przepływa przez otwory w przegrodzie, a następnie przez otwory wypukłej ścianki do wylotu powietrza usytuowanego pod komorą końcowej stabilizacji ciśnienia.
Belki polowe - wyzwania i innowacje
Belki opryskiwaczy, szczególnie te o szerokościach od 15 m, są wyposażane w hydrauliczne systemy podnoszenia oraz mogą posiadać hydrauliczny system rozkładania i składania. Są to konstrukcje o dużych szerokościach roboczych, stanowiące niemałe wyzwanie dla konstruktorów. Muszą być one sztywne, stabilne, a przy tym lekkie. W tym celu często wykorzystuje się stop aluminiowy (całe belki lub ich zewnętrzne sekcje) oraz materiały kompozytowe z włókien węglowych (karbon).
Zastosowanie karbonu w belkach opryskiwaczy
Karbon okazał się dobrym substytutem metalu. Współczynnik wytrzymałości do wagi pozwala konstruować belki lżejsze lub powiększać ich szerokości robocze bez zwiększania ciężaru. Mocniejszy materiał, dający belce niską bezwładność, pozwala na jazdę opryskiwacza z prędkością do 28 km/h. Istotnym jest również opracowany zestaw naprawczy umożliwiający szybką naprawę i przywrócenie wytrzymałości.
Dodatkowe rozwiązania poprawiające jakość pracy
Belka może być dodatkowo wyposażona w opcjonalne rozwiązania poprawiające jakość pracy, takie jak system podświetlania strugi cieczy oświetleniem typu LED. Zabieg w nocy może być bezpieczniejszy i często w ogóle możliwy ze względu na mniejszy wiatr, wyższą wilgotność względną powietrza, niższą temperaturę powietrza oraz zakończenie oblotu pszczół. Dodatkowe mocniejsze oświetlenie na krańcach belki pozwala w porę dostrzec ewentualne przeszkody znajdujące się na polu.
Oświetlenie LED belki opryskiwacza
Systemy wspomagania powietrznego i dystrybucji cieczy
Wspomaganie powietrzne w opryskiwaczach rękawowych
Wspomaganie powietrzne w polowych opryskiwaczach rękawowych polega na wytworzeniu kurtyny powietrznej emitowanej przez specjalnie zaprojektowany rękaw wypełniony powietrzem dostarczanym przez wentylator. Kurtyna ta jest odpowiedzialna za zmniejszenie dryfu kropel, z którymi współpracuje, najczęściej drobnych, a więc podatnych na znoszenie. W efekcie pozwala to na pracę przy wyższych prędkościach wiatru na polu. System rękawowy, na skutek znacznych prędkości powietrza emitowanego wzdłuż belki, powodując turbulencje roślin, poprawia jednocześnie dystrybucję cieczy roboczej (penetrację i pokrycie), szczególnie w gęstych, ulistnionych uprawach.
Zabiegi opryskiwania wykonywane w początkowych fazach rozwoju upraw powinny być wykonywane ze zredukowaną wartością pomocniczego strumienia powietrza ze względu na zjawisko wtórnego znoszenia odbitej od powierzchni opryskiwanej cieczy roboczej umieszczonej w strumieniu powietrza. Zasadny wtedy jest wybór rozpylaczy średnio- lub nawet grubokroplistych przy jednoczesnym ograniczeniu lub wyłączeniu wspomagania powietrznego.
Niektóre systemy rękawowe wyróżniają się możliwością jednoczesnego zmiennego ustawienia belki powietrznej i cieczowej w stosunku do pionu. System ten charakteryzuje się wysoką zdolnością do reagowania na kierunek wiatru oraz prędkości jazdy, zapewniając optymalną dystrybucję cieczy. Liczne doświadczenia potwierdzają skuteczną walkę ze znoszeniem kropel oraz znakomitą penetrację, a także wysoki stopień pokrycia, w tym dolnych powierzchni liści w gęstych uprawach.
Innowacyjne systemy dystrybucji powietrza i cieczy
- Dual-Air-System: Interesujący system zaproponowany przez firmę Dammann.
- System Danfoil: Koncepcja firmy Danfoil polega na wyposażeniu belki w sztywny rękaw, który stanowi rura, w której zamontowano rozpylacze pneumatyczne typu Eurofoil. Rura ta rozprowadzająca strumień powietrza stanowi równocześnie konstrukcję nośną. Belka ta nie posiada klasycznej armatury cieczowej z rozpylaczami hydraulicznymi. Wytwarzanie kropel uzależnione jest od dostarczenia powietrza. Im większa prędkość i objętość powietrza, tym drobniejsze krople. System charakteryzuje się bardzo dobrą penetracją bujnych, gęstych upraw. Zaletą tej metody jest także stosunkowo niskie zużycie powietrza w porównaniu z innymi systemami ze wspomaganiem powietrznym. Wadą jest brak możliwości oprysku konwencjonalnego, co uniemożliwia między innymi stosowanie płynnych nawozów doglebowych typu RSM (roztwór saletrzano-mocznikowy).
Eliminacja samooprysku i regulacja magistrali cieczowej
Wybierając opryskiwacz, należy unikać tych, których sekcje robocze w części centralnej znajdują się zbyt blisko ramy opryskiwacza. Może to prowadzić do zjawiska samooprysku, szczególnie w przypadku coraz powszechniejszych rozpylaczy dwustrumieniowych, co jest dość częstą wadą wielu opryskiwaczy, zwłaszcza zawieszanych. Samooprysk może mieć również miejsce w przypadku rozpylaczy wielootworowych oraz wachlarzowych do płynnych doglebowych roztworów saletrzano-mocznikowych (RSM), które kierują strumień do tyłu, a elementy konstrukcyjne belki (osłaniające oprawy rozpylaczy) stanowią przeszkodę.
Aby uniknąć tego problemu, zaleca się wybór belek, które nie powodują samooprysku lub tych, gdzie magistrala cieczowa ma możliwość regulacji położenia w pionie w stosunku do konstrukcji belki nośnej. Regulacja ta ma również znaczenie w przypadku konieczności korekty położenia magistrali cieczowej w stosunku do ramy belki w celu wyrównania odległości poszczególnych rozpylaczy od powierzchni docelowej. Różnica ta nie powinna przekraczać 10 cm lub 0,5% szerokości roboczej belki.
Nowoczesne rozpylacze i zmienne dawkowanie
Potrzeba realizacji różnych wielkości dawek cieczy roboczej na hektar zrodziła konieczność opracowania rozpylaczy o szerokich zakresach wydatków jednostkowych. O ile opracowanie map aplikacyjnych uwzględniających zmienne realizowanie dawki na hektar roztworu pestycydów jest trudne, to w nawożeniu płynnym taką mapę sporządza się dość łatwo w oparciu o takie informacje jak mapa zmienności plonu pozyskana z czujnika plonu na przenośniku ziarnowym kombajnu oraz klasyczna analiza gleb w oparciu o pobieranie próbek ze stref wcześniej określonych skanerem glebowym. Zmienne dawkowanie nawozu płynnego za pomocą opryskiwacza możliwe jest również w oparciu o monitoring uprawy w trybie online z wykorzystaniem optycznych sensorów montowanych na ciągniku typu Yara N-sensor, Crop Sensor-ISARIA i inne.
Rozpylacze o szerokim zakresie wydatków
Chcąc uniknąć konieczności zmiany rozpylacza na inny rozmiar w przypadku zróżnicowanych w szerokim zakresie dawek aplikacyjnych, często też przy potrzebie zmian prędkości roboczych w szerokim zakresie, proponowane są obecnie rozpylacze o szerokim zakresie wydatków do płynnych nawozów doglebowych typu RSM. Firma TeeJet proponuje kołpakowy rozpylacz wielootworowy z elastyczną kryzą ze specjalnej gumy. Kryza ta pod wpływem wzrostu ciśnienia roboczego powiększa swój otwór, zwiększając wartość przepływu dodatkowo w stosunku do wzrostu przepływu będącego skutkiem wzrostu ciśnienia jak w każdym rozpylaczu hydraulicznym. W rezultacie realizowany jest bardzo szeroki zakres dawek dla jednego typorozmiaru rozpylacza. Jeden rozpylacz tego typu VR jest zatem w stanie zastąpić 3 rozmiary tradycyjnych rozpylaczy ze sztywną kryzą.
W ostatnim czasie firma LECHLER zaproponowała inne innowacyjne rozwiązanie, polegające na tym, że zamiast tradycyjnej sztywnej kryzy zastosowano metalowy mechanizm sprężynowy, który pod wpływem wzrostu ciśnienia zwiększa wielkość otworu dozującego. Wystarczą 2 typy w zdecydowanej większości przypadków.
Strategia dwóch rozpylaczy
Zgodnie z proponowaną obecnie "strategią dwóch rozpylaczy", podstawowym rozpylaczem staje się eżektorowy rozpylacz dwustrumieniowy symetryczny lub jeszcze lepiej dwustrumieniowy totalnie asymetryczny, zwłaszcza przy wyższych prędkościach jazdy. Drugim uzupełniającym rozpylaczem byłby jednostrumieniowy rozpylacz eżektorowy. Rozpylaczem dwustrumieniowym będzie wykonywana zdecydowana większość zabiegów. Nie nadaje się on oczywiście do aplikacji roztworów saletrzano-mocznikowych, ale już do płynnych nawozów dolistnych jest doskonały.
tags: #rurka #rozprowadzajaca #ciecz #opryskiwacz