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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf die Ausbringung
von Futteradditiv auf geerntete landwirtschaftliche Anbaupflanzen
mit dem Zweck, die Anbaupflanzen mit der Mehrzahl ihrer Nährstoffe
in einem unverdorbenen Zustand zu erhalten, um sie später an den
Viehbestand zu verfüttern.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung und
ein Verfahren zur Ausbringung von Futteradditiv nach einem genau
gesteuertem Muster, so dass die mit den Zusätzen verbrauchte Wassermenge
deutlich reduziert wird.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Es
ist bekannt, dass das Auftragen bestimmter Arten von Futteradditiven
auf landwirtschaftliche Anbaupflanzen in höchstem Maße vorteilhaft für die Konservierung
der ursprünglichen
Nährstoffe
in den Anbaupflanzen ist, damit diese bei der späteren Verfütterung an den Viehbestand
nährstoffreicher
sind. Aufgrund dessen wurden eine Vielzahl an Einrichtungen und
Verfahren zu diesem Zweck eingesetzt. Zum Beispiel wird bei der
Aberntung von Futter mit einem das Feld durchfahrenden Erntehäcksler das
abgeerntete Futter während
des Aberntens häufig
mit Futterzusätzen
wie beispielsweise Impfmitteln, besprüht. Ein typisches Impfmittel
beinhaltet üblicherweise
zumindest einen oder mehrere Mikroorganismenstämme, Enzyme und/oder andere
Chemikalien. Ein häufig
auftretendes Problem bei Impfstoffen ist, dass diese mit Wasser
vermengt in großen
Behältern lagern,
wie vielfach angewendet, der gesamte Impfstoff innerhalb einer kurzen
Zeitspanne verwendet werden muss, da andernfalls ihre Wirksamkeit
in höchstem
Maße herabgesetzt
sein kann. Aufgrund dessen wird unter diesen Umständen häufig Impfstoff vergeudet
oder muss verworfen werden.
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Ein
aus dem Stand der Technik zur Umgehung dieses Problems bekanntes
System ist in der Offenlegungsschrift United States Patent Application 09/075
110 offenbart, welches ein duales Fördersystem für Wasser
und ein konzentriertes Impfmittel umfasst, welche sofort miteinander
vermischt werden, unmittelbar bevor diese auf die geernteten Anbaupflanzen
aufgetragen werden. Das Impfmittelkonzentrat wird präzise an
eine Wasserzuleitung durch eine Peristaltikpumpe abgegeben, um die
Menge an bereitgestelltem Impfmittel zu steuern und um den Impfstoff
in einem wirksamen Zustand bis zur Verwendung zu erhalten.
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Die
in der '110 offengelegte
Vorrichtung wurde von Pioneer Hi Bred International seit mindestens 1998
verkauft. Obwohl eine solche Vorrichtung hocheffektiv in der Begrenzung
der Menge an vergeudetem oder verworfenem Impfmittel ist, ist die
Vorrichtung immer noch auf eine verhältnismäßig große Menge an Frischwasser angewiesen,
um das Impfmittel während
des Auftragungsprozesses zu vermischen. Davon ausgehend, dass Frischwasser
auf einem typischen landwirtschaftlichen Anbaufeld nicht beliebig
verfügbar
ist, müssen
Vorkehrungen getroffen werden um eine temporäre Frischwasserversorgung an
Ort und Stelle des Erntegerätes
zu gewährleisten,
oder es muss das Erntegerät,
auf dem die Vorrichtung angebracht ist, zu einer Wasserquelle gefahren
werden. In jedem Fall wird durch die Verwendung von relativ hohen
Mengen an Wasser wertvolle Erntezeit während des Auftragens vergeudet.
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US 5 931 882 offenbart eine
Vorrichtung zur Saatgutpflanzung oder für die Verteilung von Flüssigkeit
oder granularen Produkten auf den Boden eines Feldes durch Düsen, welche
auf einem Ausleger montiert werden.
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EP-A1-0
323 250 offenbart eine Vorrichtung zum Auftragen von Herbizid, bei
der Herbizid mittels einer Pumpe aus einem Herbizidtank bereitgestellt wird,
mit Wasser aus einem Tank verdünnt
wird und bei der die Pumpengeschwindigkeit durch die Fahrgeschwindigkeit
der Vorrichtung vorgegeben wird. Die Mischung aus Herbizid und Wasser
wird durch eine Düsenreihe
ausgegeben.
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GB-A-2
302 254 offenbart eine tragbare Sprühvorrichtung, welche eine durch
einen An- und Ausschalter gesteuerte elektrische Pumpe beinhaltet,
für den
häuslichen
Gebrauch zum Besprühen
von Pflanzen und Blumen, um vor pflanzenzerstörenden Insekten zu schützen. Flüssigkeit
wird hier aus einer Düse
gesprüht.
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Die
vorliegende Erfindung ist dazu angepasst, ein Verfahren und eine
Vorrichtung bereitzustellen, welche präzise und effizient Futteradditive auf
geerntete Anbaupflanzen auftragen kann, ohne Verwendung einer großen Frischwasserbereitstellungsquelle
vorzusehen, wodurch die Menge an während des Auftragungsprozesses
verbrauchten Wassers und der Erntezeit, welche normalerweise bei
der Verwendung von bekannten Sprühvorrichtungen
vergeudet würde,
bedeutend reduziert wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Erntegerät zur Verfügung, beinhaltend eine Vorrichtung
zum Sprühen
von Futteradditiven auf geerntete landwirtschaftliche Anbaupflanzen,
wobei die Vorrichtung zum Sprühen
vorsieht: (a) einem Behälter
für Flüssigkeit;
(b) einer Additivdosierpumpe in Fluidkommunikation mit dem Additivbehälter, (c)
eine Sprühdüse in Fluidkommunikation
mit der Pumpe; und (d) elektrische Steuermittel zur Ansteuerung
der Pumpe, damit wie erwünscht
eine einstellbare Flüssigkeitszufuhr
an die Sprühdüse vorgesehen
ist; wobei der Behälter
ein Behälter
für konzentriertes
Futteradditiv ist, das aus einer Kombination aus wasserlöslichem
Futterzusatz und Wasser gebildet ist, wobei die Sprühdüse eine Atomisiersprühdüse ist und
das Fluid, welches durch die Pumpe an die Sprühdüse zugeführt wird, konzentriertes Additiv
ist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Behandlung von geernteten
landwirtschaftlichen Anbaupflanzen mit einem Futteradditiv dar,
bestehend aus den Stufen: (a) Bereitstellung eines Additivbehälters mit
konzentriertem Futteradditiv, gebildet aus einer Kombination von
wasserlöslichem
Futteradditiv und Wasser; (b) Bereitstellung einer Atomisiersprühdüse, welche
in der Nähe
der geernteten Anbaupflanzen angeordnet ist; (c) Bereitstellung
einer Additivdosierpumpe in Fluidkommunikation mit den Additivbehälter und
der Atomisiersprühdüse; und (d)
elektrisches Ansteuern der Pumpe zur Bereitstellung eines einstellbaren
Stroms aus konzentriertem Additiv aus dem Behälter zu der Sprühdüse, wie
erwünscht,
für die
Aufbringung von atomisierten Tröpfchen
des Additivs auf die Anbaupflanzen.
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Offenbart
wird in der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Sprühen
eines Futteradditivs auf geerntete landwirtschaftliche Anbaupflanzen
in einem hochkonzentrierten Additivspray, welches direkt auf die
Anbaupflanzen aufgetragen wird, in einem präzisen, atomisierten Muster
aus mikrogroßen
Tröpfchen.
Die Vorrichtung beinhaltet vorzugsweise einen Behälter mit
konzentriertem Futteradditiv. Die Vorrichtung beinhaltet eine Fluiddosierpumpe
in Kommunikation mit dem Behälter
und einer Atomisiersprühdüse, welche
nahe an den geernteten Anbaupflanzen vorgesehen ist und durch die
Dosierpumpe mit dem konzentrierten Additiv versorgt wird.
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Die
Vorrichtung beinhaltet weiterhin ein Steuermittel zur Ansteuerung
der Dosierpumpe, um wie gewünscht
eine einstellbare Zufuhr an konzentriertem Additiv direkt an die
Sprühdüse zuzuführen. Das
Steuermittel beinhaltet weiterhin einige An- und Ausschalter, welche
die unterschiedlichen Betriebsmodi der vorliegenden Erfindung steuern
und eine digitale Anzeigetafel, welche in der Lage ist, Informationen,
wie beispielsweise die aktuelle Applikationsrate und die Menge an
Futter, welche behandelt wurde, darzustellen.
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Daher
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung vorzusehen,
welche landwirtschaftliche Anbaupflanzen mit einem Futteradditiv
in einer hochkonzentrierten Form besprühen kann, so dass keine große Menge
an Frischwasser von dieser Vorrichtung benötigt wird, wodurch diese Vorrichtung höchst anpassungsfähig für die Verwendung
bei Futterzubehör
ist. Noch weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden für
den Fachmann unter Bezugnahme auf die folgenden Beschreibung und
Zeichnungen offensichtlich.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Seitenansicht eines Silagehäckslers
mit einer darauf befestigten, bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Futteradditivsprühvorrichtung;
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2 ist
eine Explosionszeichnung in der Seitenansicht von einer bevorzugten
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung ohne
Sprühdüse;
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3 ist
ein Blockdiagramm der Sprühvorrichtung
aus 2 ohne Atomisiersprühdüse;
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4 ist
eine schematische Seitenansicht der Anordnung der Komponenten der
Vorrichtung aus 3; und
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5 ist
ein Diagramm, welches einen Steuerschrank/Anzeige als Teil des Sprühvorrichtung
aus 2 beinhaltet.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Nun
auf die Zeichnungen und zunächst
auf 1 eingehend, ist hier eine bevorzugte Ausführungsform
einer Futteradditivsprühvorrichtung 10 der vorliegenden
Erfindung, in Verbindung mit einem selbstangetriebenen Silagehäcksler 12,
einschließlich
eines Messers 14 und einer Austragschurre 16, gezeigt.
Obwohl 1 den Häcksler 12 zeigt,
wie er hier beschrieben ist, versteht es sich, dass die vorliegende
Erfindung ebenfalls mit anderen Ernteeinrichtungen wie z. B. Ballenpressern,
Mähdreschern,
Walzenmühlen,
Gebläsen,
etc. betrieben werden. Außerdem
kann der Sprühvorrichtung 10 angewendet
werden, um Futterzusätze
auf unterschiedliche Anbaupflanzen; beinhaltend, aber nicht beschränkend, auf Silage,
Stroh, feuchtes Gras und anderen landwirtschaftliche Anbaupflanzen
aufzutragen.
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Die
Vorrichtung 10 hat eine relativ geringe Größe, welche
ausreichend klein ist, dass sie bequem von Hand getragen werden
kann und ist daher in hohem Maße
transportabel und kann, wie in 1. gezeigt,
auf eine Vielfalt von Anlagentypen montiert werden. Die Vorrichtung 10 beinhaltet
einen Steuerschrank/Anzeige 20, welche zur bequemen Bedienung
der Vorrichtung 10 durch den Fahrer des Häckslers 12 vorzugsweise
im Fahrerhaus des Häckslers 12 angebracht
ist, und außerdem
eine Atomisiersprühdüse 22,
zum Ausrichten eines atomisierten Strahls von konzentriertem Futteradditiv
auf die durch den Häcksler 12 geerntete
Silage. Die Düse 22 wird
von einem Haltebügel 23 über die
abgeernteten Anbaupflanzen gehalten, während die Anbaupflanzen in
den Häcksler 12 eingespeist
werden.
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Nun
mit Bezug auf 2, beinhaltet die Vorrichtung 10 weiterhin
einen Behälter 24 zur
Speicherung von konzentriertem Futteradditiv, einen Behälter 26 zur
Speicherung von frischem Wasser, eine Fluiddosierpumpe 28 und
ein Gehäuse 30.
Zwei spiegelbildliche Schalenkörper 32 und 34 bilden
das Gehäuse 30 und
es ist vorteilhaft, die Gehäuseteile 32 und 34 aus
gehärtetem
Material herzustellen, so dass sie beim Zusammenfügen ein
starres Gehäuse
bilden, von dem die Behälter 24 und 26 abhängig sind
und die Pumpe 28 in einer gesicherten Position darin untergebracht
ist. Die Gehäuse 32 und 34 haben
vorzugsweise sich lateral erstreckende Rippen 36 zu Verstärkungszwecken.
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Der
Frischwasserbehälter 26 hat
eine Spülpumpe 27 in
seinen Deckel integriert und wird ausschließlich für den Zweck eingesetzt, frisches
Wasser bereitzustellen, um die Düse
auszuspülen,
nachdem ein Sprühvorgang
beendet oder unterbrochen wurde, um ein Verstopfen der Düse 22 mit
dem konzentriertem Additiv zu verhindern.
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Der
Behälter
mit konzentriertem Additiv 24 umfasst bevorzugt ein blasgeformtes
Kunststoffmaterial und weist einen im allgemeinen zylindrisch geformten
Körperabschnitt 40 und
einen oberen Auslassabschnitt 42 auf. Um den Additivbehälter 24 in dem
Gehäuse 30 zu
sichern, kann der obere Teil des Gehäuses 42 größer als
dessen Unterseite sein, so dass wenn die beiden Gehäusehälften 32 und 34 zur Bildung
des Gehäuses 30 zusammengepasst
werden, umschließen
sie den oberen Abschnitt 42 des Behälters 24, um den Behälter fest
und sicher in Position halten. Alternativ kann ein gewölbter Behälteraufnehmer 43,
wie in 4 gezeigt, am Gehäuse 30 gesichert werden
und mit einem Innengewinde 44 versehen sein, welches mit
dem Gewinde am oberen Teil des Körperabschnitts 42 in
Eingriff kommt, um den Behälter 24 am
Gehäuse 30 zu
befestigen. Es sollte jedoch für
den Fachmann offensichtlich sein, dass noch andere Verfahren angewendet
werden können,
um den Behälter 24 an
dem Gehäuse 30 zu sichern
und dass die Art und Weise zum Erreichen einer solchen Sicherung
kein wichtiges Merkmal der Erfindung ist.
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Der
Behälterauslassabschnitt 42 hat
einen Anschluss 45, welcher mit einem Kunststoffrohr 46 verbunden
ist. Ein Rohr 48, welches mit einem Ende der Leitung 46 verbunden
ist, erstreckt sich abwärts in
den Behälter.
Ein gegenüberliegendes
Ende (50) der Leitung 46 befindet sich in Fluidkommunikation mit
der Pumpe 28. Eine Belüftung 54 (nur
in 4 gezeigt) ist dem Anschluss 45 ebenfalls
zugeordnet, um als ein Beatmungsventil zu dienen, damit Luft in den
Behälter 24 zugelassen
ist, während
der Inhalt herausgepumpt wird. Bei der eigentlichen Verwendung der
Vorrichtung 10 erwirbt der Anwender einen Behälter 24 mit
einer bereits darin befindlichen geeigneten Menge an wasserlöslichen
Futteradditiven in Pulverform. Anschließend wird Wasser in den Behälter 24 gegeben,
um das Additiv durch heftiges Schütteln des Behälters in
eine konzentrierte Flüssigkeitsform
umzuwandeln. Nachdem das Additiv gründlich mit Wasser vermengt
wurde, wird der Behälter 24 in das
Gehäuse 30 montiert.
Unter Berücksichtigung der
geringen Größe des Gehäuses 30,
ist der Behälter 24 verhältnismäßig klein
und ist dazu angepasst, ca. 2500 Milliliter an konzentriertem Additiv
zu beinhalten.
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Die
Pumpe 28 wird von einem Motor 60 angetrieben und
ist vorzugsweise eine positive Verdrängungspumpe oder eine ähnliche
Pumpenart, um zu gewährleisten,
dass eine gewünschte
präzise Menge
an konzentriertem Additiv an die Düse 22 abgegeben wird.
Um ein Mittel zum Waschen der Düse 22 nach
Beendigung oder Unterbrechung eines Sprühvorgangs bereitzustellen,
kann die Pumpe 27 aktiviert werden um frisches Wasser aus
dem Behälter 26 zu
fördern,
damit die Düse 22 mit
sauberem Wasser ausgespült
wird.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
ist die Pumpe 28 eine positive Verdrängerpumpe nach dem Modell MASIL,
welches bei der MANTS GmbH erhältlich
ist, aber auch andere Formen von präzisionsgesteuerten Fluidpumpen
können
in die Vorrichtung 10 eingebaut werden. Wie in 4 gezeigt,
ist die Pumpe 28 mit der Düse 22 mit Hilfe eines
Kunststoffrohrs 62 so verbunden, dass die konzentrierten
Additive aus den Behälter 24 gepumpt
werden können und
mittels der Pumpe 28 an die Düse 22 zugeführt werden
können.
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Der
Betrieb des Motors 60 und der Pumpe 28 erfolgt
durch den Steuerschrank/Anzeige 20, welcher vorzugsweise
durch einen Steuerschrank 62 und einer Anzeige 64 ausgebildet
ist, wie in 3 gezeigt. Obwohl der Steuerschrank 62 und
die Anzeige 64 zusammen in einer einzigen Einheit 66 kombiniert
werden können,
sofern dies gewünscht
wird, wie in 5 gezeigt. Bei Verwendung der
Einheit 66 entsteht der Vorteil einer einfacheren Bedienung
und einer einfacheren Montage der Vorrichtung 10 auf den Häcksler 12.
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Die
Anzeige 64 ist vorzugsweise eine Flüssigkristallanzeige und in
der Lage, verschiedene Informationen bezüglich der Auftragung des konzentrierten
Additivs auf das Erntegut darzustellen, wie die Applikationsrate
des Additivs auf die Anbaupflanzen und die Anzahl an Tonnen Futter,
welche behandelt wurden (basierend auf der Menge des Futteradditivs welches
die Pumpe 28 gefördert
hat). Der Steuerschrank 62 beinhaltet einen variablen Dosierregler 68,
vorzugsweise mit einer Anzahl von An- und Ausschaltern 70, 72, 74,
und 76 und mehreren lichtemittierenden Dioden 78,
welche Anzeigen über
den Betrieb der Vorrichtung 10 bereitstellen, wie einen
niedrigen Stand an konzentriertem Additiv im Additivbehälter 24 oder
die An der Information, die die Anzeige 64 zeigt, usw.
Der An- und Ausschalter 70 steuert die Pumpe 28,
um den Fluss an konzentriertem Additiv von dem Additivbehälter 24 zur
Düse 22 über das Rohr 48 und
die Leitungen 46 und 58 einzuleiten. Der Schalter 72 ist
dazu angepasst, dass die Pumpe 27 einen Spülvorgang
einleitet, damit Wasser aus dem Behälter 26 an die Düse 22 bereitgestellt
wird.
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Die
Düse 22 ist
vorzugsweise auf dem Häcksler 12 positioniert,
um das geerntete Futter beim Eintritt in den Häcksler 12 zu überdecken
und ist dazu angepasst, ein atomisiertes Sprühmuster bereitzustellen, welches
wichtig für
einen einwandfreien Betrieb der Vorrichtung ist. Man fand heraus,
dass abgeerntetes Futter erfolgreich mit einer geringen Menge an
konzentriertem Additiv geimpft werden kann, wenn das Additiv in
einer einwandfrei atomisierten Tropfenform, mit einer Tropfengröße von ungefähr 40 bis
50 Mikrometern, bereitgestellt wird, um ein Sprühmuster von ungefähr 30 Millionen
Tropfen pro Milliliter des konzentrierten Additivs zu schaffen.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
ist die Düse 22 eine
Segmentrotationsdüse,
wie im United States Patent No. 5 788 156 offenbart. Die Atomisiersprühdüse 22 ist
speziell gefertigt worden, um in Vergleich zu typischen Sprühdüsen ein
präzise
definiertes, schmales Sprühband
mit einer Bandbreite von 1,5 Zentimetern und einer Länge von
dreißig
bis fünfundfünfzig Zentimetern
bereitzustellen. Durch die Verwendung der Atomisierdüse 22,
ist die Vorrichtung 10 dazu angepasst, eine Tonne Futter
zu impfen, mit der Auftragung des konzentrierten Additivs in einer
Konzentration von acht bis zwölf
Millilitern. Somit reichen bei einer solchen Rate 2.500 Milliliter
an konzentriertem Additiv, welches in dem Behälter 24 beinhaltet
sind, aus, um 210-310 Tonnen Futter zu behandeln, ohne nachzufüllen. Dennoch
muss beachtet werden, dass die Auftragungsrate wesentlich erhöht werden
kann (bis zu 50 Milliliter/Tonne), falls dies erwünscht wird
und immer noch ein entscheidender Vorteil gegenüber Sprühvorrichtungen aus dem Stand
der Technik bleibt, in Bezug auf die Menge an Wasser, welche während der
Auftragung des Additivs verbraucht wird.
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Wenn
das Besprühen
des geernteten Futters mit Vorrichtung 10 abgeschlossen
wurde oder unterbrochen wird, ist es für den sinnvollen Gebrauch der Düse 22 wichtig,
dass diese von konzentriertem Additiv gereinigt wird. Um eine derartige
Reinigungsaktion durchzuführen,
wird der Schalter 72 betätigt, um die Pumpe 27 einzuschalten
und das Pumpen von Frischwasser aus dem Behälter 26 initiiert,
um es direkt über
die Leitung 38 an die Düse 22 zu
fördern und
das Additiv aus dieser auszuspülen.
Der Schalter 74 betätigt
die Pumpe in eine umgekehrte Förderrichtung,
um konzentriertes Additiv durch das Rohr 62 zurück in den
Behälter 26 zu
saugen, um das System zu reinigen.
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Damit
ist die vorliegende Erfindung geschaffen worden, um die Auftragung
eines konzentrierten Additivs in einem atomisierten Zustand auf
eine geerntete Futterpflanze bereitzustellen, so dass verhältnismäßig kleine
Mengen an konzentriertem Additiv für eine perfekte Impfung der
Anbaupflanze benötigt wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Hilfe einer bevorzugten Ausführungsform
beschrieben wurde, sollte berücksichtigt
werden, dass die Beschreibung und Terminologie, welche hier verwendet
wurde, darauf abzielt, im Rahmen beschreibender Worte zu bleiben,
und keine Einzuschränkung
darstellt. Vielfältige
Veränderungen
und Variationen der vorliegenden Erfindung sind im Lichte der obigen
Beschreibung möglich.
Daher kann die Erfindung im Umfang der beigefügten Patentansprüche in anderer als
der beschriebenen Weise ausgeführt
werden.