190315. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés villamosan vezető folyadékok kibocsátására és elosztására
1 190 315 2 hosszának és átmérőjének viszonya kb. 50 : 1. A kapillárisban a folyadéknyomást 0,1-10 bar, előnyösen 1-3 bar tartományban állítjuk be. Ilyen feltételek mellett a kapillárisban egy összefüggő folyadékszál jön létre, amelynek hossza 2-100 mm, előnyösen 5-20 mm. Kapilláris helyett a folyadéksugár előállításához egyszerű lyukfúvókát is alkalmazhatunk, amelynél a lyuk átmérője 50-500 pm, előnyösen 100-200 pm. A lyukfúvóka hossza és szélessége közötti arány pl. 3 : 1 lehet. A 10—50 kV nagyfeszültséget, amelyet a 8 berendezés ad, az 1 kapillárison át az összefüggő 2 folyadékszálra kapcsoljuk rá. A feszültség és az általa létrehozott villamos erőtér következtében a villamosán vezető folyadékszál felületén nagy sűrűségű villamos töltés jön létre. A töltés legnagyobb sűrűségét a folyadékszál végén a 9 helyen éri el. A leváló 4 és 5 cseppek ennek a villamos töltésnek egy részét átveszik. Jelentős szerepet játszik ebben, hogy villamosán vezető folyadékról van szó, amelynek fajlagos ellenállása < 104 O • m. Az ellenállásnak nincs alsó határ szabva. A folyadék bármilyen villamosán jól vezető folyadék lehet. Ellentétben a töltetlen cseppek repülési pályájával az 1. ábra szerint, amely az eredeti sugáriránytól alig tér el, a villamosán töltött cseppek a 2. ábra szerint világosan széttartó pályát mutatnak. A könnyű 5 szatellitcseppecskék közvetlenül keletkezésük után elhagyják a fő repülési pályát és a legközelebbi földelt test felé mozognak. A kilépő folyadék legnagyobb részéből képződő normál cseppek később lépnek ki a sorból és egymástól való távolságuk nő. Ebből jön létre a fent említett 10 esőkúp, amelynek nyílásszöge a. A cseppek 1 mnél hosszabb vagy még ennél nagyobb repülési pálya után is megtartják eredeti nagyságukat. A villamos erőtérnek tehát kettős hatása van: egyrészt megakadályozza a nagyobb cseppekké való újraegyesülést, másrészt az elektrosztatikus taszítás elvén létrehozza a széles nyílású esőkúpot. A töltés polaritásának változtatása nem befolyásolja ezeket a hatásokat. Az esőkúp nyílásszöge a kapillárisban megvalósítható kilépősebesség nagyságától, a sugár szélességétől és a villamos feszültségtől függően kicsire vagy nagyra állítható be. Ezáltal a cseppecskék célirányos leválasztásának lehetősége adva van. Az irány beállításával pl. a növényállományt laposan lehet permetezni, amikor is a feltöltött cseppecskék főleg a felső növényrészeket érik, vagy meredeken lehet permetezni, akkor a cseppecskék a növény mélyebben fekvő részeihez jutnak el. A cseppek behatolási mélysége tehát mindenkor a növényállomány kívánalmainak megfelelően állítható be. A 3a. és 3b. ábrákon azt ábrázoltuk, hogyan lehet a fúvókákbán a folyadéknyomás és ennek következtében a kilépési sebesség változtatásával a cseppek behatolási mélységét sűrű növényállomány esetében szabályozni. A 3a. ábrán a 9 fúvókából, amelynek belső átmérője d=100pm, pi = 0,6bar nyomáson, Vj = 5,6 m/sec közepes sebességgel vizet bocsátunk ki. A sugár -15 kV feszültségen van, amelyet a 10 berendezés tart fenn. A 9 fúvóka alatt nagyobb növényállomány két 11 és 12 növény található. A növények magassága 0,5 m. A távolság a növény csúcsától a fúvókáig 0,3 m. A 13 esőkúp a 11 és 12 növények felett nyílik szét. A cseppek a folyadékszál kis kinetikai energiája mellett a légellenállás következtében gyorsan lefékeződnek és a Coulomb erők hatására a 11, 12 növények felső részén leválnak. A 3b. ábrán ugyanilyen feszültséggel, azonban 3 bar nyomással és V2= 16,8 m/s kilépési sebességgel permetezünk a 14 fúvókából. A hatékony lefékeződés itt csak a 15, 16 növények alsó részében következik be, mivel az elektrosztatikus vonzóerők hatnak túlnyomóan és ezek a cseppeket ebben a tartományban választják le. A 17 esőkúp kevésbé nyitott, mint a 13 esőkúp. Mindkét esetben a cseppnagyság és a töltés közel azonos marad, úgy hogy a célzott leválasztás tendenciája a sebesség lefékeződése után is megmarad. A 4a. ábra szerint a fúvóka, illetve 18 kapilláris úgy van a 19 növény fölött elhelyezve, hogy a kilépő folyadékszál először vízszintesen fusson. A nagyfeszültségű generátort itt nem ábrázoltuk. A létrehozott esőkúpot a légellenállás lefékezi és a víz ezután kisebb sebességgel csapódik le a 19 növény felső részén, úgy hogy a behatolási mélység igen kicsi. A 4b. ábrán az áramlás irányát 90°-kal elfordítottuk a 4a. ábrához képest, azaz a 21 kapilláris itt függőleges. A nagyfeszültségű generátort itt sem ábrázoltuk. Az esőkúp a 21 kapillárisból nagyobb sebességgel esik a 22 növényállományra, mint a 4a. ábra esetében, mivel a nehézségi erő is hat rá. Ebből nagyobb behatolási mélység adódik és a leválás a növények alsó részében következik be. Természetesen a fúvóka más-más beállításával a behatolási mélységet a két szélső helyzet között tetszőlegesen lehet változtatni. így tehát az esőkúp behatolási mélységét a növényállományba a folyadék kibocsátási irányának változtatásával kézben lehet tartani és szabályozni lehet. Ha egy sorozat ilyen fúvókát a talajjal párhuzamosan a föld fölött mozgatunk a nyilak irányában, akkor nagy felületen lehet növényeket permetezni. Több fúvóka egyidejű alkalmazása esetén a cseppekkel létesített térerősséget a céltárgy közvetlen közelében koncentrálni lehet. így pl. az 5a. ábra szerinti megoldásnál több párhuzamos 25 fúvóka segítségével a 24 tárgy előtt nagy töltéssűrűségü 23 permetfelhőt hozunk létre. Az 5b. ábrán más lehetőséget ábrázoltunk, amellyel ugyancsak nagy töltéssűrűséget lehet létrehozni több 26 fúvóka segítségével. Ezek itt úgy vannak elhelyezve, hogy a folyadékszálak meghosszabbítása, azaz a sugarak, a 27 tértöltés helyén keresztezzék egymást, aminek következtében a 28 tárgyon erős lecsapódási tér keletkezik. A fúvókák ebben az esetben egymástól távolabb vannak felállítva és a sugarak iránya a tér egy pontja felé koncentrálódik. A 6. ábrán folyadékpermetező készülék látható, amely olyan kompaktul és könnyen kezelhetőén van felépítve, hogy hordozható készülékként egyetlen személy tudja kezelni. Ez a készülék 29 elosztófejből, 30 folyadékszűrőből, 31 szelepből, az elosztandó folyadék számára 32 tárolótartályból, nagyfeszültségű 33 generátorból, 34 telepházból és 35 légszivattyúból áll. Valamennyi szerkezeti elem szi-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
