DISPOZITIVE ANTI DRIFT MONTATE PE MAȘINILE AGRICOLE CE APLICĂ PRODUSE DE PROTECȚIE A PLANTELOR [306279]

UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRONOMICE

ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ BUCUREȘTI

FACULTATEA DE AGRICULTURĂ IFR

SPECIALIZAREA: AGRICULTURĂ

PROIECT DE DIPLOMĂ

Absolvent: [anonimizat]-Cristinel IONESCU

Îndrumător Științific:

Conf. univ. dr. Cristian IACOMI

BUCUREȘTI

– 2016 –

SPECIALIZAREA: AGRICULTURĂ

PROIECT DE DIPLOMĂ

DISPOZITIVE ANTI DRIFT MONTATE PE MAȘINILE AGRICOLE CE APLICĂ PRODUSE DE PROTECȚIE A PLANTELOR

Absolvent: [anonimizat]-Cristinel IONESCU

Îndrumător Științific:

Conf. univ. dr. Cristian IACOMI

Semnătura ……………………………………..

BUCUREȘTI

-2016-Cuprins :

INTRODUCERE 2

CAPITOLUL I – STADIUL ACTUAL AL CUNOAȘTERII ÎN DOMENIUL TEMEI ABORDATE 3

1.1. Noțiuni generale 3

1.2. Mașini de stropit cu pulverizare hidraulică 5

1.3. Mașini cu pulverizare pneumatică 7

1.4. Mașini de stropit cu pulverizare combinată (hidro-pneumatică) 8

1.5. Mașini de stropit cu pulverizare mecanică 9

1.6. Construcția organelor componente ale mașinilor și aparatelor de stropit 10

1.7. Dispozitive de alimentare cu lichid 15

1.8. Dispozitive de pulverizare 15

1.9. Sisteme de reglare automată a debitului de lichid 21

1.10. Driftul_______________________________________________________28

[anonimizat] 28

2.1. Obiective urmărite 28

2.2. Materialul studiat 28

[anonimizat] S-AU EFECTUAT CERCETĂRILE 29

3.1. Amplasarea experiențelor 29

3.2. Condițiile de realizare a experiențelor 29

[anonimizat] 30

4.1 Rezultate privind construcția dispozitivului de protecție pentru stropit pe toată lațimea de lucru ______________________________________________________31

4.2 Rezultate privind construcția dispozitivului de protecție pentru stropit in bandă ___________________________________________________________________33

CONCLUZII 38

INTRODUCERE

Plantele agricole sunt atacate de boli și dăunători ce provoacă pagube importante prin diminuarea producției cantitativ și calitativ.

Peste 50% [anonimizat] o parte esențială a [anonimizat], inclusiv în al celor elaborate în România ([anonimizat], pentru zone defavorizate etc.).

Metoda de combatere pe cale chimică prin stropire a bolilor și dăunătorilor plantelor agricole deține ponderea cea mai mare dintre metodele aplicate și utilizate în protecția plantelor. Se estimează că aplicarea acestei metode reprezintă aproximativ 75% din totalul formelor și metodelor de combatere cu pesticide din agricultură.

[anonimizat], [anonimizat] o doză letală remanentă.

[anonimizat]. [anonimizat] a acestuia și de particularitățile biologice ale dăunătorilor. Conformația anatomică a [anonimizat] a particulelor (picăturilor) în funcție de cultura respectivă și de configurația terenului. Prezența sau absența curenților de aer, posibilitatea folosirii unei anumite surse de energie, necesitatea reducerii consumului de substanță activă și a consumului de apă în regimuri aride și alte cerințe impuse procesului de dispersare a pesticidelor, completează complexul de variabile de care depinde acest proces.

Dezavantajul metodei chimice de combatere prin stropire constă în consumul mare de energie necesar dispersării și transportului lichidului la locul de combatere. Aceasta a impus ca, în ultimul timp, să se realizeze mașini moderne cu consum redus de substanță activă. Cu toate acestea, metoda chimică de combatere prin stropire rămâne cea mai eficace dintre toate metodele aplicate în prezent la combaterea bolilor și dăunătorilor plantelor agricole.

CAPITOLUL I

STADIUL ACTUAL AL CUNOAȘTERII ÎN DOMENIUL TEMEI ABORDATE

1.1. Noțiuni generale

Din complexul de lucrări care alcătuiesc tehnologia de întreținere a culturilor agricole și horticole, lucrările pentru combaterea bolilor și dăunătorilor au o însemnătate deosebită pentru cantitatea și calitatea producției.

Mașinile și aparatele de stropit efectuează dispersarea substanțelor chimice lichide (pesticide) sub formă de soluții, suspensii sau emulsii, în picături fine și în cantități bine determinate pe suprafața plantelor, solului, în încăperi, etc.

Se poate aprecia că pierderile de producție datorate bolilor și dăunătorilor pot ajunge până la 35%, iar în unele cazuri producția se poate compromite în totalitate.

Reducerea pierderilor de producție la hectar este posibilă numai în cadrul combaterii integrate, metoda în care tratamentele chimice ocupă locul cel mai important.

Aparatele, echipamentele și mașinile de stropit trebuie să răspundă următoarelor cerințe:

să realizeze o dispersie foarte bună a lichidelor;

să asigure o acoperire uniformă a suprafețelor tratate;

să realizeze un grad maxim de uniformitate a repartizării picăturilor;

să lucreze într‐o gamă largă de norme;

să nu producă vătămări plantelor tratate;

să aibă capacitate de producție mare și consum energetic mic;

să aibă manevrabilitate ridicată;

să fie cât mai simple, ușor de exploatat și să prezinte siguranță mare în exploatare;

să poată fi utilizate la un număr cât mai mare de culturi.

Aparatele, echipamentele și mașinile de stropit se clasifică după mai multe criterii de apreciere: după destinație; după sursa de energie și modul de acționare; după modul de dispersare a lichidului toxic.

După destinație se clasifică în:

aparate și mașini de stropit pentru culturi de câmp și legume;

aparate și mașini de stropit pentru vii și livezi;

aparate și mașini de stropit universale.

După sursa de energie folosită și modul de acționare aparatele și mașinile de stropit se împart în:

aparate de stropit purtate de om și acționate manual sau de motor;

aparate de stropit carosabile, acționate manual sau de motor;

mașini de stropit cu tracțiune animală, acționate de la roțile de susținere sau de motor;

mașini de stropit cu tracțiune mecanică, tractate sau purtate și acționate de la priza de putere a tractorului;

instalații de stropit purtate pe avioane sau elicoptere.

După modul de dispersarea lichidului toxic, aparatele, echipamentele și mașinile de stropit pot fi:

cu dispersare hidraulică;

cu dispersare hidro‐pneumatică;

cu dispersare pneumatică;

cu dispersare mecanică;

cu dispersare termo‐mecanică.

Elementul de bază după care sunt cunoscute și clasificate mașinile și echipamentele

de stropit este considerat a fi modul de realizare a dispersiei lichidului.

Mașinile de stropit diferă între ele în special în funcție de modul de dispersare a lichidelor toxice și de modul de transport spre plante al picăturilor realizate.

Calitatea tratamentului cu pesticide lichide este condiționată în cea mai mare măsură de utilajele folosite și de posibilitățile acestora de a satisface cerințele tehnologice impuse tratamentului respectiv.

Multitudinea de tipuri constructive de mașini de stropit include următoarele părți componente necesare executării procesului tehnologic de stropire:

rezervor pentru depozitarea lichidului;

pompe;

filtre;

dispozitive de dispersare a lichidului;

organe de reglare și control al presiunii debitului.

Unele mașini de stropit sunt echipate cu ventilatoare axiale sau centrifugale, necesare creării unui curent de aer utilizat la transportul picăturilor de lichid la locul combaterii sau pentru dispersarea pesticidului lichid.

În prezent, în construcția și funcționarea mașinilor de stropit se utilizează patru principii de bază la realizarea dispersării lichidelor:

dispersarea mecanică;

dispersarea hidraulică;

dispersarea pneumatică;

dispersarea hidro-pneumatică.

1.2. Mașini de stropit cu pulverizare hidraulică

Schema funcțională a unei mașini de stropit cu pulverizare hidraulică cu jet proiectat se prezintă în figura I.1.

Dispersarea hidraulică se realizează prin trecerea forțata a pesticidelor lichide prin orificii calibrate. Picăturile rezultate sunt proiectate direct pe sol sau pe plante.

Fig. I.1. Schema funcțională a unei mașini de stropit

cu pulverizare hidraulică

Lichidul din rezervorul 1, este aspirat de pompa 4 prin robinetul 2, filtrul 3 și dirijat la corpul de distribuție 5, prevăzut cu manometrul 6 și supapa de reglare a presiunii 8. Din corpul de distribuție, o parte din lichid, este transmis în rezervor prin robinetul 7, pentru agitarea lichidului, iar o altă parte este dirijat spre rampa de stropit 10, prin robinetul 9.

Aceste mașini se folosesc pentru tratamente cu erbicide la presiuni de 2–5 bari și pentru tratamente cu insecto-fungicide la presiuni de 5–50 bari în culturi de câmp.

Reglarea debitului de lichid se realizează prin: modificarea presiunii de lucru acționând asupra supapei 8, sau prin utilizarea unor duze cu secțiune de trecere diferită, care pot realiza debite de lichid de 1-4 G.P.M.

Dimensiunile particulelor dispersate depind de presiunea lichidului și geometria orificiului (duzei) care are diametre între 0,5 si 3 mm. Se obțin astfel picături cu diametrul între 150 și 350 µm.

Pentru a se asigura creșterea gradului de depunere a particulelor de lichid pe suprafața supusă tratamentului, particulele de lichid sunt supuse unei turbionări suplimentare, cu ajutorul unui ventilator.

Schema funcționala a unei mașini de stropit cu pulverizare hidraulică cu jet purtat se prezintă în figura I.2.

Fig. I.2. Schema funcționala a unei mașini de stropit cu pulverizare hidraulică cu jet purtat

Aceste mașini se utilizează pentru tratamente în plantațiile viti-pomicole și în afara părților componente prezentate mai sus, este prevăzută și cu un ventilator axial 11, al cărui curent de aer având rolul de a transporta picăturile dispersate pe cale hidraulică către plante (dispersia nu este foarte fină 300–350 µm – consum ridicat (500–1500 l/ha) și efect de scurgere al particulelor de lichid).

Tabelul nr.I.1

Tipuri de aparate și mașini cu pulverizare hidraulică

1.3. Mașini cu pulverizare pneumatică

In figura I.3. se prezintă schema funcțională a unei mașini de stropit cu pulverizare pneumatică, formată din rezervorul1, robinetul 2, pompa 3, robinetele 4, 5, dispozitivele de pulverizare 6, 7 și ventilatorul centrifugal 8.

Pulverizarea lichidului pe cale pneumatică constă în aducerea acestuia sub presiune mică (0,5–1,5 bari) la dispozitivele de pulverizare, într-un curent de aer cu viteză foarte mare (100–150 m/s). Datorită impactului între lichid și aer, lichidul se fragmentează în picături fine cu diametrul între 50–150 µm și este transportat spre suprafața folială a plantelor.

Procesul de lucru al acestei mașini este următorul: pompa 3 aspiră lichidul din rezervorul 1 prin robinetul 2 și îl refulează în două circuite: unul de agitare care trece prin robinetul 4 înapoi în rezervor, pentru amestecul continuu al lichidului și altul de lucru prin robinetul de reglaj al debitului 5 spre capetele de pulverizare 6, 7, respectiv la duzele 8, unde lichidul intră sub acțiunea curentului de aer produs de ventilatorul 9, unde este dispersat și transportat spre plante.

Fig. I.3. Schema funcțională a mașinii de stropit cu pulverizare pneumatică

Reglarea debitului de lichid se realizează prin:modificarea secțiunii de trecere a lichidului, acționând asupra robinetului 5.

1.4. Mașini de stropit cu pulverizare combinată (hidro-pneumatică)

Așa cum se observă din figura I.4. în construcția mașinii sunt incluse toate părțile componente ale mașinilor de pulverizare hidraulică cu jet proiectat, dispozitivul de pulverizare având altă construcție, rampa de stropit circulară 10 precum și un ventilator axial 11 .

În cazul acesta, lichidul este pulverizat pe cale hidraulică la presiuni de 5–50 bari, picăturile rezultate fiind supuse unui curent de aer cu viteza de 80–120 m/s care realizează o fragmentare suplimentară și le transportă pneumatic spre plante. Finețea picăturilor este de 40–150 µm.

Fig. I.4. Schema funcțională a unei mașini de stropit cu pulverizare

combinată (hidro-pneumatică)

Din rezervorul 2, lichidul este aspirat de pompa 5, prin filtrul 4 și refulat la corpul de distribuție 6, prevăzut cu manometrul 7. Din corpul de distribuție, o parte din lichid, este transmis în rezervor prin robinetul 8, pentru agitarea lichidului , iar o altă parte este dirijat spre rampa de stropit circulară 10, prin robinetul 9 , fiind pulverizat. Picăturile rezultate sunt supuse curentului de aer debitat de ventilatorul axial 11, care realizează o dispersie suplimentară și transportul până la rândurile de pomi sau viță de vie.

Reglarea debitului de lichid se realizează prin:modificarea presiunii de lucru acționând asupra robinetelor 8, 9, sau prin utilizarea unor duze cu diametru diferit (1.2-1,7 mm)

Mașinile de acest fel sunt destinate pentru tratamente în pomicultură și viticultură.

1.5. Mașini de stropit cu pulverizare mecanică

Schema unei mașini de stropit cu pulverizare mecanică și jet purtat se prezintă în figura I.5.

Dispersia mecanică se realizează pe cale centrifugală cu ajutorul dispersoarelor cu același nume, formate din discuri suprapuse cu diametre cuprinse între 100 și 700 mm.

Fig. I.5. Schema funcțională a unei mașini de stropit

cu pulverizare mecanică și jet purtat

Lichidul din rezervorul 1, este adus prin intermediul pompei 2, și a robinetelor 5, 6, la dispozitivul de pulverizare 3, format din două discuri suprapuse. Aducerea lichidului la dispozitivul de pulverizare se face la presiune mică cuprinsă între 0,2–0,7 bari. Discurile sunt antrenate în mișcare de rotație (n = 10 000–15 000 rot /min) și sub acțiunea forței centrifuge lichidul este transformat într-o peliculă foarte fină care la părăsirea discurilor în contact cu aerul se dispersează în picături. Picăturile sunt transportate de curentul de aer debitat de ventilatorul axial 4. Finețea picăturilor este cuprinsa între 1–50 µm.

Tabelul I.2

Tipuri de mașini cu dispersie pneumatică (P) și hidro-pneumatică (HP)

1.6. Construcția organelor componente ale mașinilor și aparatelor de stropit

Rezervorul – servește pentru depozitarea pesticidelor necesare în timpul lucrului.

Acestea se execută din materiale ce rezistă la acțiunea corozivă a pesticidelor cum sunt: alama, oțelul inoxidabil, iar în ultima vreme din poliester armat cu fibre de sticlă și polietilenă. Forma rezervoarelor este în general cilindrică și au capacități de 10–20 l la aparate de stropit, de 200–600 l la mașini de stropit purtate și chiar 900–2500 l la mașinile tractate. Ele sunt prevăzute cu gură de umplere la partea superioară, prevăzută cu capac și sită, bușon de golire și agitator.

Agitatoarele au rolul de a asigura circulația continuă a lichidului în rezervor pentru a împiedica sedimentarea și a menține omogenitatea soluției.

Acestea pot fi: mecanice, hidraulice și pneumatice.

Filtrele – rețin particulele ce ar putea înfunda orificiile mici calibrate ale capetelor de pulverizare. Filtrele sunt formate din site și țesute din fire de alamă sau material plastic cu orificii de 0,3–0,8 mm.

Pompele – asigură circulația lichidului și presiunea necesară pentru funcționarea mașinii, precum și umplerea rezervorului cu lichid. Presiunea de lucru asigurată de pompă variază între 3–6 bari pentru aparatele de stropit și mașinile cu pulverizare pneumatică și 10–25 bari pentru mașini cu pulverizare hidraulică.

Pompele folosite pe mașinile de stropit pot fi: volumice și centrifuge.

Pompele volumice utilizate sunt: cu roți dințate, cu membrană, cu role și cu piston. Ele trebuie să fie rezistente la coroziune și să asigure debite între 10–300 l/min.

Pompele volumice – sunt pompe hidrostatice care realizează procesul de pompare al lichidului prin variația spațiilor de lucru din interiorul pompei. În spațiile care își măresc volumul pompa aspiră lichidul de lucru, iar în spațiile care își micșorează volumul pompa refulează lichidul.

Pompele cu roți dințate se folosesc la mașini cu pulverizare hidraulică pentru culturi de câmp.

Aceste pompe au debite < 50 l/min și realizează presiuni până la 30 bari.

Pompele cu membrană – au o largă răspândire, având o construcție compactă realizează presiuni și debite ridicate: 5–50 bari și 25–150 l/min folosindu-se la mașinile cu pulverizare hidraulică.

Schema prezentata este a unei pompe cu membrana folosita la aparatele de stropit.

Fig. I.6.Schema funcțională a unei pompe cu membrană:

1- corp; 2 – membrana elastică; 3 – supape; 4 – camera de uniformizare a presiunii;

5 – pârghie de acționare.

Pompa cu membrana are un corp metalic 1, membrana elastică din cauciuc 2, supapele 3, în contra curent și o cameră de uniformizare a presiunii 4. Acționarea membranei se face prin pârghia 5. Presiunea de lucru de 1–4 bari.

Pompa cu role este formată din carcasa 1 în care este montat excentric rotorul 2. Rotorul este prevăzut cu alveole în care sunt montate rolele 3 executate din material plastic anticoroziv. În timpul lucrului rolele subt acțiunea forței centrifuge sunt deplasate spre carcasă și datorită dispunerii excentrice volumele dintre ele variază, ceea ce asigură aspirarea și refularea lichidului.

Fig. I.7. Schema funcțională a unei pompe cu role:

1 – corp; 2 – rotor excentric; 3 – role.

La turație de 500–1000 rot/min (rotația prizei) realizează debite de 25–150 l/min și presiuni între 5–15 bari.

Pompe cu piston

Pomparea lichidului se realizează prin deplasarea rectilinie a unui piston într-un cilindru. Capul cilindrului 1 este prevăzut cu supapa de admisie 2 și refulare 3. Acționarea pistonului se face de la arborele cotit 4. Rețeaua de refulare este prevăzută cu o cameră de uniformizare a presiunii 5.

Fig. I.8. Schema funcțională a unei pompe cu piston:

1 – corp; 2 – supapa de admisie; 3 – supapa de refulare;4 – arbore cotit; 5 – camera de uniformizare a presiunii.

În general la mașinile de stropit se utilizează pompe cu 1–3 pistoane, asigurând debite de 15–150 l/min și presiuni între 10–50 bari la turații de 50–300 rot/min.

Pompe centrifuge

Pompa centrifugă este formată dintr-o carcasa 1 în care este montat rotorul 2 sub forma unui disc cu palete radiale sau curbate înapoi. Pompele centrifuge funcționează amorsate. Aspirația lichidului se face axial și refularea radială (conform săgeților).

Pompele centrifuge se folosesc la mașinile de stropit cu pulverizare pneumatică, realizează debite mari (50–200 l/min) și presiuni mici până la 4 bari la turații de 3000–4800 rot/min.

Fig. I.9. Schema funcțională a unei pompe cu centrifuge:

1 – corp; 2 – rotor.

Ventilatoare

Ventilatoarele folosite sunt de tip centrifugal sau axial. Cele centrifugale se folosesc pe mașinile cu pulverizare pneumatică și hidropneumatică, iar cele axiale pe mașinile cu pulverizare hidraulică și mecanică cu jet purtat.

Ventilatoarele centrifugale sunt formate dintr-o carcasă 1 sub formă de spirală prevăzută cu gura de aspirație 2 și gura de refulare 3. Rotorul cu palete 4 montat pe axul 5 aspiră axial aerul și se refulează radial prin gura de evacuare realizând debite între 1.000–10.000 m3/h la o turație de 3500–8000 rot/min.

Fig. I.10. Schema funcțională a unui ventilator centrifugal:

1 – carcasă; 2 – gura de aspirație; 3 – gura de regulare;

4 – rotor cu palete; 5 – ax.

Ventilatoarele axiale sunt formate dintr-un rotor cu palete 1 montat într-o carcasă 2. Prin rotirea sa, rotorul deplasează cu paletele aerul axial, creând în spatele rotorului o presiune.

Deflectorul 3 deviază radial curentul de aer. Aceste ventilatoare realizează debite între 8000–50 000 m3/h la turații de 2500–3500 rot/min.

Fig. I.11. Schema funcțională a unui ventilator axial:

1 – rotor cu palete; 2 – carcasa; 3 – deflector.

Camera de uniformizare a presiunii

Reprezintă un organ care se montează în circuitul de refulare la mașinile de stropit echipate cu pompe cu debit intermitent (pompe cu piston, pompe cu membrană) au rolul de a uniformiza presiunea și prin aceasta menținerea debitului constant.

Au forma unor recipiente și sunt prevăzute cu un manometru pentru controlul presiunii.

Fig. I.12. Camera de uniformizare a presiunii

Supapele pentru reglarea presiunii – au rolul de a permite reglarea presiunii de lucru în funcție de debitul necesar.

Fig. I.13. Supapa pentru reglarea presiunii:

1 – bilă; 2 – scaun; 3 – resort; 4 – șurub; 5 – conducta retur rezervor.

Aceste supape se plasează pe circuitul de refulare al pompei. Pentru reglarea presiunii supapa este prevăzută cu bila 1 apăsată pe scaunul 2 prin intermediul arcului elicoidal 3. Pentru creșterea presiunii arcul 3 este tensionat cu ajutorul șurubului 4. La deschiderea supapei o parte din lichid se reîntoarce prin conducta 5 spre rezervor. Aceste supape se montează la mașinile de stropit care au presiuni de lucru mai mari de 3 bari. La mașinile cu presiuni de lucru de 1,5–3 bari se montează în locul supapei de reglare un robinet cu secțiune de trecere variabilă care poate modifica debitele de lucru în limitele necesare.

1.7. Dispozitive de alimentare cu lichid

Alimentarea rezervoarelor mașinii cu lichid se poate face prin mai multe moduri:

– prin crearea unei depresiuni în interiorul rezervorului;

– prin intermediul pompei mașinii – când pentru folosirea acesteia se folosește un robinet cu mai multe căi;

– cu ajutorul unui ejector care realizează un debit de 1,5–3 ori mai mare decât al pompei mașinii.

Ejectorul se bazează pe depresiunea creată la trecerea unui lichid printr-un ajutaj montat într-un difuzor cu secțiune mare. Ejectorul are corpul 1 cu secțiune interioară mare racordul de aducțiune a lichidelor 2, ajutajul 3, racordul 4 pentru furtunul sorbului de alimentare și racordul 5 pentru furtunul care duce lichidul în rezervor. Lichidul trimis de pompă (în rezervor sunt 10–15 l) trece cu viteza mare prin ajutajul dispozitivului și creează depresiunea care provoacă absorbția pesticidului din vasul de alimentare.

Fig. I.14. Ejector pentru alimentarea cu lichid:

1 – corp; 2 – racord aducțiune lichid; 3 – ajutaj;4 – racord furtun sorb; 5 – racord rezervor.

1.8. Dispozitive de pulverizare

Dispozitivele de pulverizare sunt organele de lucru ale mașinilor cu ajutorul cărora se realizează dispersarea pesticidelor lichide în picături și dirijarea acestora spre suprafețele destinate tratamentelor. Dispozitivele de pulverizare sunt formate dintr-un cadru de susținere pe care se montează capetele de pulverizare împreună cu conductele pentru transportul lichidului. Cadrul de rezistență este alcătuit la unele construcții chiar din conductele de transport al lichidului, iar la mașinile cu dispersia pneumatică din tubulatura de tablă pentru dirijarea jeturilor de aer.

În funcție de caracteristicile utilajului și culturii, dispozitivele de pulverizare au o mare varietate de forme constructive. Astfel aparatele purtate de om au o lance de stropit (o țeava cu un cap de pulverizare).

Fig. I.15. Dispozitiv de pulverizare pentru culturi de câmp

Mașinile de stropit cu pulverizare hidraulică au dispozitive de pulverizare mai complexe. Pentru culturi de câmp sunt prevăzute cu țevi orizontale numite rampe de stropit care au mai multe capete de pulverizare și lățimi de lucru cuprinse între 8–12 m uneori chiar 24 m.

Fig. I.16. Stabilirea distanței dintre două duze vecine și a înălțimii de lucru

Ele sunt articulate pentru a putea trece ușor în poziție de transport. Distanța dintre capetele de pulverizare este aleasă în funcție de unghiul jetului de picături.

Pentru o uniformitate cât mai bună a repartizării pesticidului, jeturile de picături a două duze vecine trebuie să se suprapună pe cca 15% din suprafață. În acest sens, rampa are posibilități de reglare a distanței față de sol.

[mm] (I.4)

b = 500 mm; = 65°; 80°; 110°.

Pentru culturile de cartofi sau de legume care necesită stropirea frunzelor pe ambele fete, rampele prezintă niște suporți verticali pentru capetele de pulverizare.

Fig. I.17. Dispozitiv de pulverizare hidraulic pentru culturile de cartofi și legume

Pentru vie sunt dispozitive de stropit care tratează mai multe rânduri odată.

Fig. I.18. Dispozitiv de pulverizare hidraulic pentru vie

Mașinile de stropit pentru livadă au forma unei potcoave pe care sunt plasate duzele.

Fig. I.19. Dispozitiv de pulverizare hidraulic pentru livadă

Mașinile de stropit cu pulverizare pneumatică prezintă dispozitive de pulverizare cu una sau mai multe dispersoare cu dimensiuni și forme adecvate domeniului de utilizare.

Capete de pulverizare pot fi orientabile în funcție de geometria culturii.

Fig. I.20. Dispozitiv de pulverizare pneumatic pentru culturi de câmp

Fig. I.21. Dispozitiv de pulverizare pneumatic pentru livezi intensive (tip palmat)

Capetele de pulverizare (sau dispersoare) – acestea realizează dispersia lichidelor în picături prin aducerea acestora sub forma de pelicule sau filoane subțiri care prin ciocnire cu aerul se transformă în picături fine.

Fig. I.22. Dispozitiv de pulverizare pneumatic pentru vie (tip rozetă)

După modul în care se realizează dispersarea lichidului există diferite tipuri de capete de pulverizare: mecanice, hidraulice, pneumatice și hidro-pneumatice.

Capetele de pulverizare mecanice produc fragmentarea lichidului în picături prin centrifugare sau vibrații.

Prin centrifugare lichidul se transformă într-o peliculă foarte subțire care în contact cu aerul se transformă în picături foarte fine (20–40 l/ha) – transportul se realizează cu ventilatorul axial.

Fig. I.23. Dispozitiv de pulverizare mecanic centrifugal:

1, 2 – discuri; 3 – conducta.

Capetele de pulverizare hidraulice realizează dispersarea lichidului prin trecerea forțată a acestuia prin orificii calibrate (duze) datorita presiunii.

a b c

Fig. I.24. Capete de pulverizare tangențiale:

a – cu jet orientabil; b – cu jet reglabil (cu deflector elicoidal);c – cu pastila de turbionare.

Constructiv, capetele de pulverizare hidraulice sunt realizate diferit, creând jetul de picături în formă conică, conică tubulară sau în formă de evantai.

Cele mai reprezentative tipuri constructive de capete de pulverizare cu jet conic sunt:

a)     cele cu deflector elicoidal;

b)     cele cu pastila de turbionare.

Deoarece în cazul acestora lichidul înainte de a ieși prin duza este turbionat, capetele de pulverizare au căpătat denumirea de capete de pulverizare tangențiale.

Capetele de pulverizare cu deflector elicoidal pot fi cu cameră de turbionare, cu volum constant sau cu volum reglabil. Reglarea volumului camerei de turbionare se face prin deplasarea deflectorului. La mărirea camerei de turbionare se micșorează unghiul jetului și crește lungimea acestuia. Însă la aceeași presiune finețea pulverizării scade.

La tratamentele cu erbicide unde este necesară o uniformitate mărită de repartiție a picăturilor, se folosesc capete de pulverizare cu jet sub forma de evantai, denumit și jet aplatizat.

Ca variante de largă răspândire sunt: capetele de pulverizare la care aplatizarea jetului se realizează:

a)     prin laminarea acestuia;

b) prin ciocnirea lui cu o suprafață dispusă perpendicular pe direcția jetului la ieșirea din duză.

Ambele variante folosind duze cu diametre mici necesită filtre, presiunea de lucru este 2–5 daN/cm și picăturile au diametrul de 200–1000 μm.

a b

c

Fig. I.25. Capete de pulverizare cu jet în forma de evantai(jet aplatizat):

a – cu duza cu orificiu dreptunghiular;

b – cu duza cu orificiu in forma de elipsa; c – cu duza de impact.

Capetele de pulverizare multiple sunt utilizate, cu predilecție, pe mașinile autopropulsate pentru stropit și sunt echipate cu diferite duze, pentru a le utiliza cât mai eficient, la diferite culturi, în diferite tipuri de pulverizare și aplicarea diferitelor soluții de stropit. Alegerea duzei corespunzătoare se face manual prin rotirea corpului cu duze.

Fig.I.26 Ansamblu de cap de pulverizare multiplu

Capetele de pulverizare pneumatice au circuit dublu (bifluide) cel al pesticidului și cel al jetului de aer. Dispersarea lichidului se datorează unui jet puternic de aer cu viteza de 100–200 m/s.

Lichidul la presiune mică (0,2–0,5 bari) se introduce în curentul de aer într-o zonă profilată a conductei de aer. Cele mai reprezentative variante constructive de dispersoare pneumatice de forma cilindro-tronconică sunt:

a)     cu duză sub formă de ciuperci;

b)     cu duză sub formă de disc;

c)     cu duză sub formă de țeavă.

Fig. I.27. Dispersoare pneumatice de formă cilindro-tronconică:

a – cu duza sub formă de ciupercă; b – cu duza sub formă de disc; c – cu duza sub formă de țeavă

1.9. Sisteme de reglare automată a debitului de lichid

Cantitatea de lichid administrată la un hectar de către mașina de stropit (norma de lichid la hectar N) se determina cu relația cunoscută:

[l/ha] (I.6)

în care:

Q este debitul total, în l/min;

B – lățimea de lucru, în m;

v – viteza de deplasare, în km/h.

Debitul Q care trece prin secțiunile duzelor de pulverizare este oferit de relația:

[l/min], (I.7)

în care:

c este o constantă caracteristică a duzei și lichidului folosit

p presiunea de lucru, în bari.

Din relațiile anterioare rezultă că practic există două posibilități distincte de menținere a unor norme precise la hectar; menținerea constantă a raportului Q/v, adică modificarea debitului Q proporțional cu viteza de deplasare a mașinii; menținerea constantă a raportului , adică modificarea presiunii din sistem în așa fel încât valoarea raportului respectiv să fie constantă.

În funcție de cele două posibilități de menținere constantă a normei de lichid la hectar prezentate anterior, există diferite procedee de reglare, rolul lor fiind întotdeauna acela de a asigura uniformitatea distribuției lichidului pe direcția de deplasare și respectarea normei la hectar, care reprezintă de fapt principalele cerințe impuse procesului tehnologic al mașinilor de stropit. Din punct de vedere constructiv și funcțional sistemele de reglare automată pot fi:

     Sisteme de reglare automată a debitului proporțional cu regimul motorului (DPM);

     Sisteme de reglare automată a debitului proporțional cu viteza de deplasare (DPV) care pot fi realizate în variantele: DPV mecanice și DPV electrohidraulice;

     Sisteme de reglare automată a concentrației proporționale cu viteza de deplasare.

Sistemele de reglare automată a debitului proporțional cu regimul motorului (DPM) funcționează după principiul menținerii constante a raportului dintre debitul de lichid ce urmează a fi pulverizat și cel care se întoarce înapoi în rezervor.

Fig. I.28. Schema unui regulator cu debitul proporțional cu regimul motorului (DPM):

1 – vana principală; 2 – vana (robinet) pentru reglarea normei de lichid; 3 – circuit retur în rezervor;

4 – pastile calibrate (sau robinete); 5 – circuite de retur compensatorii;

6 – circuite alimentare tronsoane rampă.

În acest caz, pompa de antrenare este volumică, iar menținerea constantă a raportului respectiv se face cu ajutorul unor pastile calibrate sau robinete de reglare montate pe circuitul al surplusului de debit.

În timpul pulverizării, variația vitezei de deplasare a tractorului, deci modificarea regimului de funcționare a motorului tractorului provoacă o scădere sau o creștere corespunzătoare a debitului de lichid furnizat de pompă, precum și a debitului prin rampa de stropit în aceeași proporție.

Sisteme de reglare automată a debitului proporțional cu viteza de deplasare (DPV) pot fi de tip mecanic sau electrohidraulic.

Sistemele de tip mecanic pot fi cu circuit de retur în rezervor și fără circuit de retur în rezervor. Cele mai utilizate sunt sistemele prevăzute cu circuit de retur în rezervorul pentru lichid, la care debitul de retur depinde de poziția instantanee a elementului de reglare al unui regulator montat pe circuitul de retur. Aceste regulatoare pot fi centrifugale sau cu piston.

Fig. I.29. Schema unei mașini de stropit echipată cu un regulator cu debitul proporțional cu viteza de deplasare, de tip mecanic centrifugal:

1 – pompa; 2, 3 – transmisii; 4 – regulator mecanic centrifugal; 5 – vana de reglare; 6 – roata de câmp (de transport).

Funcționarea acestui regulator implementat în sistemul constructiv al mașinii de stropit este identică cu cea a regulatorului mecanic centrifugal întâlnit la unele pompe de injecție ale motoarelor diesel. Turația regulatorului este direct proporțională cu viteza de deplasare a mașinii (prin intermediul transmisiei), determinând funcție de aceasta mărimea secțiunii de trecere a lichidului către circuitul de retur. Astfel, este evidentă proporționalitatea dintre debitul ce trece către secțiunile rampei de stropit și valoarea momentană a vitezei de deplasare.

În cazul sistemelor de reglare automată mecanice fără circuit de retur în rezervorul pentru lichid, volumul de lichid este primit de la o pompă acționată de la roata de transport a mașinii. Ca urmare, există deci o proporționalitate între debitul pompei și viteza de deplasare, motiv pentru care volumul de lichid administrat pe unitatea de suprafață tratată rămâne constant.

Sistemele de reglare automată de tip electrohidraulic (DPE), în baza informațiilor furnizate de traductorii (de debit, de presiune, de viteză) utilizați, pot avea două moduri distincte de acțiune: corectarea vitezei de deplasare a mașinii astfel încât valoarea raportului (Q/v) să fie egală cu cea impusă de reglajul asigurării normei de lichid la hectar (situație rar întâlnită); modificarea corespunzătoare a debitului sau a presiunii prim rampă funcție de valoarea instantanee a vitezei de deplasare, până la valoarea necesara obținerii raportului impus de reglaj. Aceasta soluție a avut cea mai larga răspândire.

Fig. I.30. Schema unui sistem electronic de reglare automată a debitului de lichid în funcție de viteza de deplasare:

1 – debitmetru;2 – tahogenerator; 3 – comparator; 4 – amplificator; 5 – regulator automat;6 – vana de reglare; 7 – roata de câmp (de transport).

Informația de debit (prim rampa de stropire) și de viteză se prezintă sub forma unor elemente electrice xQ și xv, generate de traductorii adecvați. Raportul dintre cele două semnale (xQ/xv) este comparat cu raportul impus pentru reglaj în elementul de comparare. Abaterea xa obținută la ieșirea din comparator este amplificată și transmisă la regulatorul automat unde se transformă într-o mărime xc care comandă servomotorul electric. Acesta acționează asupra deschiderii robinetului de reglare, modificând secțiunea de trecerea a acestuia și implicit debitul Ql trimis spre rampa de pulverizare, până când raportul (Ql/v) devine egal cu raportul impus.

Sistemele de reglare automată a concentrației proporționale cu viteza de deplasare, realizează „injectarea“ substanței active într-un circuit de apă dirijat către rampa de stropit. Funcționarea acestor sisteme se bazează pe menținerea constantă a debitului solventului (de regulă apa) și modificarea corespunzătoare a debitului de substanța activă în funcție de variația vitezei de deplasare.

Fig. I.31. Schema unui sistem de reglare automata a concentrației soluției în funcție de viteza de deplasare:

1 – rezervor pentru apă;2 – rezervor pentru substanța activă; 3 – pompa pentru apă; 4 – pompa pentru substanța activă; 5 – debitmetru; 6 – sistem de reglare automată a debitului de substanță activă în funcție de viteza de deplasare; 7 – vana de reglare;

8 – rampa de stropit.

Prin injecția directă a substanței active, presiunea lichidului la nivelul duzelor se modifică în limite foarte scăzute, pe când limitele de variație ale debitului de substanță activă sunt largi. Avantajul menținerii constante a valorii presiunii lichidului la nivelul duzelor constă în asigurarea unei valori medii constante a diametrului picăturilor. Debitul necesar de substanță activă este proporțional cu viteza de deplasare a mașinii, acesta având aceeași valoare când viteza este constantă. Dezavantajul sistemelor cu injecție directă se reflectă în prețul de cost mai ridicat datorită existenței în primul rând a unei pompe suplimentare (pentru substanța activă) și a conductelor suplimentare necesare.

1.10 Driftul

Driftul reprezinta mișcarea necontrolată a particulelor, în timpul sau după aplicarea tratamentului (migrarea necontrolată).

Este un factor de risc deoarece pot apărea urmatoarele probleme:

control redus al aplicării soluțiilor – neuniformitate la aplicare ;

posibile daune asupra florei si faunei .

Sunt cunoscuți in literatura de sepcialitate urmatorii factori care pot afecta driftul:

Factori primari :

Temperatura si umiditatea aerului ;

Vântul (direcție și viteză) ;

Stabilitatea aerului / inversiunea aerului ;

Topografia terenului ;

Calitatea si pregătirea operatorului .

Factori legați de soluția aplicată :

Formularea produsului (granule, praf, lichid) ;

Proprietățile fizico-chimice (volatilitate si vâscozitate) ;

Marimea picaturilor ;

Norma de soluție aplicată .

Factori legați de echipament și indici de lucru :

Tipul duzei ;

Mărimea duzei ;

Orientarea jetului de lichid ;

Presiunea de lucru ;

Înalțimea rampei față de sol .

De exemplu, dacă analizăm influența tipului de duze asupra driftului se poate concluziona:

Duzele convenționale (cu jet aplatizat):

finețe mare a picăturilor (funcție și de presiune) ;

performanțe bune si foarte bune ;

susceptibile la drift .

Duzele cu orificiu de aer nepresurizat:

pot reduce driftul cu pânlă la 50 % ;

eficacitate mare la norme mici / ha .

Duzele cu inducție de aer de joasă presiune:

pot reduce driftul cu valori cuprinse între 50%-70% .

Duzele cu inducție de aer de inaltă presiune (aer comprimat):

pot reduce driftul cu valori cuprinse intre 70%-90% .

Întotdeauna driftul va fii o problemă pentru fermieri și este necesar să se incerce orice metodă pentru a minimiza impactul negativ al acestuia asupra calitații stropirilor si implicit asupra calitații recoltei.

Este necesar a se lua orice masură simplă sau complexa pentru ca la apariția bolilor sau daunatorilor, echipamentele și mașinile de stropit să funcționeze la capacitatea maximă și, dacă se poate, să nu fie puternic influențate de starea vremii.

CAPITOLUL II

MATERIAL ȘI METODĂ

2.1. Obiective urmărite :

Obiectivele propuse prin prezentul proiect s-au grupat în felul următor:

Conceperea unui dispozitiv simplu și eficient pentru a ajuta la pulverizarea substanțelor chimice pe toată suprafața in condiții de vânt;

Conceperea unui dispozitiv simplu si eficient pentru a ajuta la pulverizarea substanțelor chimice în bandă în condiții de vânt;

Dotarea Laboratorului de Mașini Agricole cu noi standuri didactice și de cercetare.

2.2. Materialul studiat :

Deoarece, prin obiectivele propuse, s-a cerut conceperea unor dispozitive de protecție a duzelor de pulverizare (a jeturilor duzelor de pulverizare), s-au analizat prospecte și soluții constructive de la marile firme constructoare de echipamente și mașini de stropit.

Variantele prezentate in literatură sunt scumpe și nu pot fi realizate decât la nivel industrial.

S-a căzut de acord asupra faptului că se va realiza câte un un prototip de încercăre si testare care să simuleze cât mai fidel și să respecte în totalitate caracteristicile unui segment de rampă cu duze de pulverizare .

Concluzia la care s-a ajuns a fost aceea că trebuie să construim niște paravane de protecție care să fie capabile să oprească, intre anumite limite, influența negativă a vântului asupra picăturilor fine de soluție.

În același timp prototipurile să fie astfel construite încât să poată fi predate studenților facultăților de profil din USAMV București, pe post de material didactic funcțional.

CAPITOLUL III

CONDIȚIILE GENERALE ÎN CARE S-AU EFECTUAT CERCETĂRILE

3.1. Amplasarea experiențelor :

Dezvoltarea modelelor de dispozitive de protectie și construcția prototipurilor experimentale, precum si testarea acestora s-au efectuat în cadrul Catedrei Mecanizarea Agriculturii, hala „Mașini Agricole”, din cadrul Universității de Științe Agronomice și Medicină Veterinară București, între anii 2014-2016, sub îndrumarea directă a dl. Conf. dr. ing. Cristian IACOMI, fiind ajutat si de dl.Petre Anton, mecanic in cadrul Caterei.

3.2. Condițiile de realizare a experiențelor :

S-a utilizat o parte din standul demonstrativ pentru rampe de pulverizare, pentru care s-a construit modelul de dispozitiv de protectie pentru stropitul pe toata latimea de lucru;

S-a construit un dispozitiv de sine statator pentru stropitul in banda, cu legatura directa la pompa de alimentare a standului mai sus mentionat;

S-au utilizat diferite tipuri de duze, in functie de scopul urmarit;

S-au folosit elemente de plastic transparent pentru a urmari efectele dispozitivelor de protectie si comportarea jeturilor de solutie;

S-au folosit capete de pulverizare mono-duza cu jeturi lenticulare;

S-au utilizat echipamente si scule din trusa de atelier a Catedrei;

trusă de scule, aparat de sudură, electrozi, tablă, cornier, platbande, strung, polizor unghiular, trusă de pile, trusă de burghie, placi mase plastice, silicon etanșare și lipire, vopsea și diluant;

pistol de vopsit și compressor;

menghină.

CAPITOLUL IV

REZULTATE OBȚINUTE

4.1 Rezultate privind construcția dispozitivului de protecție pentru stropit pe toată lațimea de lucru.

În figura 4.1 este prezentată construcția și prinderea dispozitivului de protecție în varianta de stropit pe toată lațimea de lucru a parcelei.

Fig.4.1 Paravan de protecție (varianta pe toată lațimea de lucru)

Se poate constata că am găsit o metodă simplă și eficace de a construi acest paravan.

Cerința impusă unei astfel de protecții a fost aceea de a construi un tunel de protecție astfel încât acesta să nu impiedice jeturile de pulverizare.

Pentru construcția segmentului de paravan, am utilizat o serie de maturi din plastic pentru incinte, maturi care aveau firele lungi (cca 50 cm ) și destul de solide la acțiunea mecanică de măturare si pentru care am considerat că pot rezista foarte bine și la acțiunea vântului.

Firele din plastic le-am desfăcut (acestea erau montate circular în prealabil) și le-am imprăștiat (aliniat) pe lungime, apoi am strâns acest set cu doua platbande metalice, fixindu-le cu șuruburi M6.

Vârfurile ușor ieșite în partea superioară, le-am topit cu ajutorul unei suflante cu aer cald asigurând astfel o solidarizare suplimentară.

Fig.4.2 Paravan de protecție (segment)

În fig.4.2 este prezentat segmentul de paravan de protecție montat pe rampa de pulverizare.

Se poate observa că pereții paravanului sunt ușor înclinați, inclusiv jeturile fiind ușor inclinate, pentru ca picăturile foarte fine să nu adere la suprafața firelor paravanului.

4.2 Rezultate privind construcția dispozitivului de protecție pentru stropit in bandă

În fig.4.3 este prezentat modelul pe care l-am creat pentru stropit in bandă.

Fig.4.3 Model de paravan de protecție pentru stropit în bandă.

Se poate observa că are o formă trapezoidală, pentru a incadra culturile agricole prășitoare și, eventual, pe cele care se seamană sau plantează pe straturi înălțate.

Paravanele le-am construit din plăci de plastic transparente, în scopul urmăririi proceselor dinamice care pot să apară sub acest dispozitiv de protecție.

Acestea au fost așezate (dispuse sub un unghi care să asigure o deschidere în partea inferioară de cca. 70(cm)-80 (cm), suficientă pentru a acoperi orice cultură prășitoare cultivată în România (fig.4.4).

Fig.4.4 Dispunerea înclinată a pereților dispozitivului de protecție.

Fig.4.5 Model de prindere pe platbande metalice

În fig.4.5 este prezentat sistemul de prindere al plăcilor de plastic pe suporturi rigide metalice din platbandă de oțel.

În scopul de a deservi cât mai multe situații, a fost adoptată soluția de a monta 3 duze de pulverizare pe paravanul de protecție astfel încât să obținem trei jeturi de pulverizare:

unul central vertical;

doua laterale decalate;

pentru a acoperi plantele tratate în cel mai bun mod (fig.4.6, fig.4.7 si fig.4.8).

Fig.4.6 Duză centrală cu stropire verticală.

Fig.4.7 Duzele laterale montate decalat.

Fig.4.8 Duzele laterale montate decalat.

Toate duzele au fost legate intre ele cu furtun special rezistent la presiune, iar alimentarea se face de la una din duzele laterale, pentru intregul grup de duze.

Fig.4.9 Alimentarea grupului de duze.

CONCLUZII

Concluziile proiectului se pot sintetiza astfel :

S-a construit un model simplu și eficient pentru a ajuta la pulverizarea substanțelor chimice pe toată suprafața în condiții de vânt ;

S-a construit un model de dispozitiv simplu și eficient pentru a ajuta la pulverizarea substanțelor chimice în bandă în condiții de vânt ;

Dispozitivul pentru bandă se poate utiliza și pentru culturi pe straturi ;

S-a dotat Laboratorul de Mașini Agricole cu două noi standuri didactice și de cercetare.

BIBLIOGRAFIE

Bernacki, H., J.Haman, Cz.Kanafojski. (1972). Agricultural Machines, Theory and Construction, US Dept. of Agriculture.

Iacomi, C. (2005). Mecanizarea Agriculturii. Ed. Cartea Universitară. București.

Iacomi, C. – „Mașini Agricole”. Curs ilustrat

Kanafojski, Cz.,T.Karwowski (1972). Teoria i konstrukcja maszyn rolniczych (Vol.II). Drukarnia Narodowa. Krakow .

Kepner, R., R.Bainer, E.Barger. (1978). Principles of Farm Machinery, ASAE Book.

Krasnicenko, A.V.(1964). Manualul constructorului de mașini agricole (Vol.2). Ed.Tehnică. București

Lerat Philippe (1999). Les machines agricoles. Ed.TEC&DOC. Paris.

Mitchel, C (2005). 50 555 Circuits.ebook

Oestges, O. (1994). La mecanisation des travaux agricoles (Tome 1). Les Presses Agronomiques de Gembloux.

Popescu, S., A.Șandru și colab. (1983). Exploatarea utilajelor agricole. EDP. București.

Popescu, O. (2006). Mașini horticole. Ed. Printech. București.

Scripnic, V., P.Babiciu (1979). Mașini agricole. Ed. Ceres. Bucuresti.

Toma, D., Tr.Neagu ș.a. (1981). Tractoare și mașini agricole. EDP. București.

Toma, D., Gh. Sin. (1987). Calitatea lucrărilor agricole executate mecanizat. Ed.Ceres. București.