WO2019113660A1 - Prolongador isolado para pulverização com assistência eletrostática - Google Patents
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Definitions
- the present patent discloses an isolated electrostatic spray sprayer installed in the spray bar of a spray equipment and positioned adjacent a hydraulic nozzle that atomizes the spray spray, said protractor having an internal, and the positioning of the encapsulated electrical device that feeds the high voltage induction electrode that surrounds the nozzle of the hydraulic nozzle, resulting in dielectric rupture and induction of positive or negative charges on the droplets atomizing, eliminating or reducing the drain of electric currents between the inductor electrode and ground in the spray bar, as well as other electrical parts that affect the efficiency and full operation of the spray nozzle, as well as hampering the leakage of electric current through of the cable by contact with any part of the structure of the machine.
- electrostatic spraying reduces the effects of insecticides on soil organisms because soil losses are as low as 20 times less than conventional spraying.
- a hydraulic nozzle attached to the spray rod has a spray nozzle inlet and an air inlet.
- the air moves at a very high speed through the tip and, when encountered with the liquid by the impact, turns it into small drops of spray.
- the atomized droplets pass through an electrode, where electrons are induced over the liquid stream, the droplets with a high negative electrostatic charge being carried in an air stream and fixing to the target with a strong attraction force (grounded object, in this case, the plants). (MAX-CHARGE, 2000).
- the syrup For the electrification of the droplets produced by the hydraulic nozzles, the syrup must be maintained with a voltage equal to zero, and the droplets acquire the charge in the presence of an intense electrostatic field formed between the induction electrode maintained in high voltage and the hydraulic nozzle.
- the induction electrode must be positioned in the region of the jet edge (atomization zone), at a minimum distance sufficient to avoid sparks between the electrode and the spray syringe.
- WO2017063065 describes an induction device attachable to hydraulic nozzles which includes a support structure for an induction electrode, formed in a highly hydrophobic material, and an induction electrode made of stainless steel wire with reduced dimensions, of ring geometry, operating with low voltage magnitudes and aiming to reduce the phenomenon of retrotraining electrically charged droplets, which causes excessive wetting of the spraying device, directly affecting its operating efficiency and, therefore, the quality of the process of electrostatic deposition, as well as avoiding excessive accumulation of liquid on the exposed surfaces of the device.
- Document BR202014002428-5 deals with a provision constructively applied to an electrostatic sprayer where the spray nozzle is extended, so that this constructive way allows the elongation of the induction ring away from the locking nut where the tip of the cone is attached, preventing draining of the liquid to be sprayed , the flow inlet being provided by the base of the spray nozzle, counting on an anti-drip system that is connected to the bypass of the flow inlet.
- US4343433 discloses an electrostatic spraying device capable of preventing electric leakage of liquid droplets, comprising a nozzle, a spray tube and a handle, the two ends of the spray tube are respectively connected to the nozzle part and puller.
- the nozzle part comprises a fixed base at one end of the spray tube, a nozzle attached to the base, an annular electrode disposed in the vicinity of the nozzle and a portion of the holder which extends towards the outer edge of the annular electrode.
- the spray tube is provided with an auxiliary handle with a recessed annular cavity preventing the inflow of liquid droplets.
- the droplets produced in the atomization zone acquire polarity charge opposite the induction electrode and in that case they are attracted, causing the induction electrode and the carrier to be wetted. supports.
- the electrically charged particles are lined up and even wet the feed wire.
- the wetting of the induction electrode the short-circuit between the high voltage of the electrode and the hydraulic nozzle is observed, causing the system to collapse and the electrification of the droplets being extremely impaired.
- electrostatic pneumatic nozzles which are characterized by providing concentric air and liquid jets. Thus, the very air that sprays the liquid entrains the charged droplets away from the influence of the electrode, keeping it dry.
- GB2192351 discloses an appropriate spray for cleaning the teats of a cow after milking which includes an electrostatic charge spraying head with a nozzle to produce a spray and an electrode surrounding the nozzle, having an air flow from of a pressurized air source directed around the electrode to prevent accumulation of liquid thereon.
- JP2008142662 discloses an electrostatic spraying apparatus with annular holes disposed in a nozzle both towards the spray target and in the opposite direction.
- the nozzle has a hydrophobic cover wherein the spray droplets are hardly attached to the periphery of the nozzle.
- a continuous air flow is provided towards the spray, blocking the inflow of droplets into the nozzle.
- the object of the present invention is an isolated electrostatic spraying extension provided with an outer cover providing additional protection to the internal insulator and to the power cable installed internally to the insulator, reducing the wetting of these components and making it difficult to electric current leakage between the induction ring and the spray bar, said insulated protractor which does not require periodic cleaning and may undergo water or conductive liquid splashes without collapsing.
- Figure 1 shows the perspective view showing the insulator and the spray nozzle coupled to the spray bar of a spray equipment.
- Figure 2 shows the cross-sectional view of the isolator, showing the internal insulated rod for passage of the power supply wire of the electrical device that contacts the induction electrode.
- Figure 3 shows the perspective view showing the insulator with the outer layer.
- the electrostatic assist spraying extender 10 of the present invention is installed in the spray bar 100 of a grounded agricultural spraying apparatus positioned adjacent a hydraulic nozzle 20 which atomises the droplets of spray mist which are released by the nozzle 21 to be electrically charged as they pass the induction electrode 151 which promotes an electrostatic field which electrically charges the droplets to be directed to the surfaces where the product is to be applied.
- the isolated extender (10) comprises a housing of hydrophobic material, preferably with fins, said casing (11) provided with an insulated and finned inner rod (12) with an upper end portion provided with an aperture ( 121) for the inlet of a power cable (30) which connects at one end to the high voltage electronic module, powered by the battery of the tractor, and at the opposite end connecting to an encapsulated electric device (13) positioned (12), said electrical device (13) feeding the induction electrode (151).
- a spring (14) At the lower end of the insulated rod (121) there is arranged a spring (14) at the free end of which the holder (15) of the electrode which engages the nozzle 21 of the hydraulic nozzle 20, said fastening of the support 15 to the spring 14 facilitating the coupling to the extension 10.
- the induction electrode 151 surrounding the nozzle 21 of the hydraulic nozzle 20 induces the formation of electric charges in the liquid flow, so that the droplets, by leaving the nozzle 21 of the hydraulic nozzle 20) are charged electrically.
- an outer layer (11) with a preferably finned surface which provides additional protection to the shell (12), preventing wetting of the isolated and finned inner rod (12).
- the extension (10) is attached to the spray bar (100) of the spraying equipment by any support which guarantees immobility.
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Abstract
prolongador isolado para pulverização com assistência eletrostática é descrito um prolongador isolado para pulverização com assistência eletrostática instalado na barra de pulverização de um equipamento pulverizador e posicionado adjacente a um bico hidráulico (20) que atomiza a calda de pulverização, dito prolongador (10) dotado de uma haste interna isolada (12), com sobrecapa (111), ambas aletadas, para a passagem do cabo de alimentação (30) e o posicionamento do dispositivo elétrico encapsulado (13) que alimenta o eletrodo de indução (151) com alta tensão, que circunda o bocal (21) do bico hidráulico (20), resultando em ruptura dielétrica e indução de cargas positivas ou negativas nas gotas atomizadas, eliminando ou diminuindo o dreno de correntes elétricas entre o eletrodo indutor (151) e o terra na barra de pulverização (100), bem como dificultando a fuga de corrente elétrica através do cabo (30) pelo contato com qualquer parte da estrutura da máquina.
Description
PROLONGADOR ISOLADO PARA PULVERIZAÇÃO COM
ASSISTÊNCIA ELETROSTÁTICA CAMPO DA INVENÇÃO
[01] A presente patente de invenção descreve um prolongador isolado para pulverização com assistência eletrostática instalado na barra de pulverização de um equipamento pulverizador e posicionado adjacente a um bico hidráulico que atomiza a calda de pulverização, dito prolongador dotado de uma haste interna isolada, com sobrecapa, ambas aletadas, para a passagem do cabo de alimentação e o posicionamento do dispositivo elétrico encapsulado que alimenta o eletrodo de indução com alta tensão, que circunda o bocal do bico hidráulico, resultando em ruptura dielétrica e indução de cargas positivas ou negativas nas gotas atomizadas, eliminando ou diminuindo o dreno de correntes elétricas entre o eletrodo indutor e o terra na barra de pulverização, bem como de outras partes elétricas que afetam a eficiência e o pleno funcionamento do bico de pulverização, bem como dificultando a fuga de corrente elétrica através do cabo pelo contato com qualquer parte da estrutura da máquina.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[01] Uma alternativa para melhorar a deposição da calda de pulverização sobre as folhas em volume reduzido, diminuindo perdas por deriva, é a pulverização com assistência eletrostática. Este sistema apresenta cobertura superior aos métodos tradicionais, pois gera gotas finas, uniformes e eletricamente carregadas que reduz o escorrimento e a deriva, e permite um número superior de gotas depositadas na cultura. Nesse novo conceito, gotas finas carregadas com carga positiva são
atraídas pelas folhas, galhos e troncos, que estão com carga negativa, e adquirem uma enorme velocidade em direção ao alvo, fazendo com que a evaporação praticamente não aconteça.
[02] A literatura técnica preconiza que a pulverização eletrostática é uma alternativa promissora para redução de perdas na aplicação de agrotóxicos, reduzindo, com facilidade uma quantidade significativa dos ingredientes ativos recomendados nas aplicações e, ainda, melhorando a eficácia biológica.
[03] Além de aumentar a eficiência no controle, a pulverização eletrostática reduz os efeitos dos inseticidas sobre os organismos que vivem no solo, porque as perdas para o solo chegam a ser 20 vezes menores que numa pulverização convencional.
[04] Na pulverização eletrostática, um bico hidráulico fixado na haste pulverizadora apresenta uma entrada de calda de pulverização e uma entrada de ar. O ar se move numa velocidade muito alta pela ponta e, ao encontrar com o líquido, pelo impacto, o transforma em pequenas gotas de pulverização. As gotas atomizadas passam por um eletrodo, onde são induzidos elétrons sobre o fluxo líquido, sendo as gotas com uma alta carga eletrostática negativa levadas em um fluxo de ar e se fixando no alvo com uma forte força de atração (objeto aterrado, no caso, as plantas). (MAX-CHARGE, 2000).
[05] Este princípio se baseia na lei de Coulomb, que diz que opostos se atraem, ou mais especificamente, cargas de pulverizações elétricas distintas atraem umas às outras. O resultado é que as gotas eletricamente carregadas têm uma força de atração de 75 vezes maior que a força da gravidade. Isto significa que as gotas carregadas
eletricamente inverterão sua direção e movimento, contra gravidade, indo em direção às superfícies onde o produto deva ser aplicado. Devido às forças de Coulomb, quando se carregam eletricamente, as partículas pulverizadas serão atraídas para um objeto, enfileirando-se e envolvendo o objeto por todos os lados. (MAX-CHARGE - (ESS) Eletrostatic Sprayng System, Inc.).
[06] Para a eletrificação das gotas produzidas pelos bicos hidráulicos, a calda deve ser mantida com voltagem igual a zero, e as gotas adquirem a carga na presença de um intenso campo eletrostático, formado entre o eletrodo de indução mantido em alta voltagem e o bico hidráulico. O eletrodo de indução deve ser posicionado na região da borda do jato (zona de atomização), em uma distância mínima suficiente para evitar centelhas de descarga entre o eletrodo e a calda de pulverização.
[07] Exemplos desta construtividade é descrito no documento WO2017063065 que descreve um dispositivo de indução acoplável a bicos hidráulicos que inclui uma estrutura suporte para um eletrodo de indução, conformada em material altamente hidrófobo, e um eletrodo de indução confeccionado em arame de aço inoxidável com dimensões reduzidas, de geometria anelar, operando com baixas magnitudes de tensão e objetivando reduzir o fenômeno de retroatração de gotas carregadas eletricamente, que provoca o molhamento excessivo do dispositivo pulverizador, afetando diretamente sua eficiência de operação e, por conseguinte, a qualidade do processo de deposição eletrostática, bem como evitar o acúmulo excessivo de líquido sobre as superfícies expostas do dispositivo.
[08] O documento BR202014002428-5 trata de uma disposição
construtiva aplicada a pulverizador eletrostático, onde o bico pulverizador se apresenta prolongado, de modo que essa forma construtiva permite o alongamento do anel de indução, afastando-o da porca de travamento onde se prende a ponta do cone, evitando escorrimento do líquido a ser pulverizado, sendo que a entrada de fluxo se dá pela base do bico de pulverização, contando com um sistema antigotejo que fica conectado junto à derivação da entrada de fluxo.
[09] O documento US4343433 descreve um dispositivo de pulverização eletrostática capaz de impedir fugas elétricas de gotas de líquido, compreendendo um bocal, um tubo de pulverização e um manipulo, as duas extremidades do tubo de pulverização estão respectivamente ligadas à parte de bocal e ao puxador. A parte do bocal compreende uma base fixa numa extremidade do tubo de pulverização, um bico fixo na base, um eletrodo anelar disposto no entorno do bico e uma parte do suporte que se prolonga em direção ao bordo exterior do eletrodo anelar. O tubo de pulverização está dotado de uma pega auxiliar com uma cavidade anelar rebaixada impedindo a entrada de gotas de líquido.
[010] No entanto, nestes documentos do estado da técnica, as gotas produzidas na zona de atomização adquirem carga de polaridade oposta ao eletrodo de indução e, nesse caso, elas são atraídas, provocando o molhamento do eletrodo de indução e do suporte que o sustenta. As partículas eletricamente carregadas vão se enfileirando e chegam a molhar o fio de alimentação. Com o molhamento do eletrodo de indução, é observado o curto-circuito entre a alta tensão do eletrodo e o bico hidráulico, provocando o colapso do sistema e a eletrificação das gotas ficando extremamente prejudicada.
[011] Para contornar essa situação, o estado da técnica descreve bicos pneumáticos eletrostáticos que se caracterizam por proporcionar jatos concêntricos de ar e líquido. Assim, o próprio ar que pulveriza o líquido arrasta as gotas carregadas para longe da influência do eletrodo, mantendo-o seco.
[012] Exemplos desta solução técnica são descritos nos documentos US4489894, que ensina um aparelho de pulverização eletrostática compreendendo um dispositivo de fornecimento de líquido de pulverização, uma cabeça de pulverização tendo uma entrada de líquido de pulverização e uma saída de pulverização, um eletrodo suportado no aparelho para aplicar uma diferença de potencial na região da saída de pulverização em que a pulverização é indutivamente carregada e meios de aspiração para remover o líquido depositado no eletrodo.
[013] O documento GB2192351 descreve um pulverizador apropriado para limpeza das tetas de uma vaca após a ordenha que inclui uma cabeça de pulverização de carga eletrostática com um bocal para produzir uma pulverização e um eletrodo envolvendo o bocal, tendo um fluxo de ar a partir de uma fonte de ar pressurizado, dirigido em torno do eletrodo, para evitar a acumulação de líquido sobre o mesmo.
[014] O documento JP2008142662 descreve um aparelho de pulverização eletrostática com furos anulares dispostos em um bocal tanto em direção ao alvo de pulverização como em direção oposta. O bocal apresenta uma cobertura hidrofóbica onde as gotículas pulverizadas são dificilmente presas na periferia do bocal. Além disso, é previsto um fluxo de ar contínuo em direção à pulverização, bloqueando a entrada de gotas no bocal.
[015] No entanto, nesta solução técnica que utiliza o ar como forma de afastar as gotas atomizadas do anel de indução, se fazem necessários compressores especiais para alimentar os bicos pulverizadores, consumindo um volume de ar bastante elevado.
[016] Assim, aperfeiçoamentos vêm sendo testados em campo, de forma a diminuir o fenômeno de retroatração de gotas carregadas eletricamente, que provoca o molhamento excessivo do dispositivo pulverizador, do eletrodo de indução e de outras partes elétricas que afetam a eficiência e o pleno funcionamento de bico de pulverização, buscando eliminar a necessidade de parada dos equipamentos a cada 3 horas, conforme recomendado nos manuais de assistência técnica, para a limpeza dos bicos de pulverização, dos eletrodos e dos fios próximos aos bicos.
[017] Dessa forma, é objeto da presente invenção um prolongador isolado para pulverização com assistência eletrostática dotado de uma capa externa que provê uma proteção adicional ao isolador interno e ao cabo de alimentação instalado internamente ao isolador, diminuindo o molhamento destes componentes e dificultando a fuga de corrente elétrica entre o anel de indução e a barra de pulverização, dito prolongador isolado que não necessita de limpeza periódica e pode sofrer respingos de água ou de calda condutiva sem entrar em colapso. BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[018] A figura 1 apresenta a vista em perspectiva evidenciando o isolador e o bico de pulverização acoplados na barra de pulverização de um equipamento pulverizador.
[019] A figura 2 apresenta a vista em corte do isolador, evidenciando a
haste isolada interna para passagem do fio de alimentação do dispositivo elétrico que contata o eletrodo de indução.
[020] A figura 3 apresenta a vista em perspectiva evidenciando o isolador com a capa externa.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[021] O prolongador (10) para pulverização com assistência eletrostática, objeto da presente patente de invenção, é instalado na barra de pulverização (100) de um equipamento pulverizador de uso agrícola aterrado, posicionado adjacente a um bico hidráulico (20) que atomiza as gotas da calda de pulverização que são liberadas pelo bocal (21 ) para serem carregadas eletricamente ao passarem pelo eletrodo de indução (151 ) que promove um campo eletrostático que carrega eletricamente as gotas para serem direcionadas às superfícies onde o produto deva ser aplicado.
[022] O prolongador isolado (10) compreende uma carcaça de material hidrofóbico, com superfície preferencialmente provida de aletas, dita carcaça (1 1 1 ) dotada de uma haste interna isolada e aletada (12) com porção extrema superior dotada de uma abertura (121 ) para o ingresso de um cabo de alimentação (30) que se conecta, em uma extremidade, ao módulo eletrónico de alta tensão, alimentado pela bateria do trator, e na extremidade oposta se conectando a um dispositivo elétrico encapsulado (13), posicionado na parte interna da haste interna isolada e aletada (12), dito dispositivo elétrico (13) que alimenta o eletrodo de indução (151).
[023] Na extremidade inferior da haste isolada (121 ) é disposta uma mola (14) em cuja extremidade livre é fixado o suporte (15) do eletrodo
de indução anelar (151 ) que circunda o bocal (21 ) do bico hidráulico (20), dita fixação do suporte (15) à mola (14) que facilita o acoplamento ao prolongador (10).
[024] O eletrodo de indução (151 ) que circunda o bocal (21 ) do bico hidráulico (20) induz a formação de cargas elétricas no fluxo líquido, de forma que as gotas, ao deixarem o bocal (21 ) do bico hidráulico (20) são carregadas eletricamente.
[025] Preferentemente, sobre a carcaça de material hidrofóbico e aletada (12) é prevista uma capa externa (1 1 1 ) com superfície preferencialmente aletada que provê uma proteção adicional à carcaça (12), evitando o molhamento da haste interna isolada e aletada (12).
[026] O prolongador (10) é fixado na barra de pulverização (100) do equipamento pulverizador mediante um suporte qualquer que garanta a imobilidade.
Claims
1. PROLONGADOR ISOLADO PARA PULVERIZAÇÃO COM ASSISTÊNCIA ELETROSTÁTICA instalado na barra de pulverização (100) de um equipamento pulverizador de uso agrícola aterrado, posicionado adjacente a um bico hidráulico (20) que atomiza as gotas da calda de pulverização que são liberadas pelo bocal (21 ) para serem carregadas eletricamente ao passarem pelo eletrodo de indução (151 ) que promove um campo eletrostático que carrega eletricamente as gotas para serem direcionadas às superfícies onde o produto deva ser aplicado, caracterizado por compreender uma carcaça de material hidrofóbico (1 1 ) dotada de uma haste interna isolada (12) com porção extrema superior provida de uma abertura (121 ) para o ingresso de um cabo de alimentação (30) que que se conecta, em uma extremidade, ao módulo eletrónico de alta tensão, alimentado pela bateria do trator, e na extremidade oposta a um dispositivo elétrico encapsulado (13) posicionado em dita haste interna isolada (12), dito dispositivo elétrico (13) que alimenta o eletrodo de indução (151 ), tendo na extremidade inferior da haste isolada (12) a disposição de uma mola (14) em cujas extremidades livres é fixado o suporte (15) do eletrodo de indução anelar (151 ).
2. PROLONGADOR ISOLADO PARA PULVERIZAÇÃO COM
ASSISTÊNCIA ELETROSTÁTICA, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato da carcaça (1 1 ) apresentar superfície provida de aletas.
3. PROLONGADOR ISOLADO PARA PULVERIZAÇÃO COM
ASSISTÊNCIA ELETROSTÁTICA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de apresentar uma capa externa aletada (111) sobre a carcaça de material hidrofóbico (11).
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