我们需要更好的漂移控制技术

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关于汤姆·沃尔夫(小家伙)

汤姆·沃尔夫(Tom Wolf)总部位于SK萨斯卡通,在喷涂行业拥有32年的研究经验。他获得了BSA(1987年)和理学硕士学位。(1991)曼尼托巴大学植物科学及其博士学位。(1996)俄亥俄州立大学农学专业。Tom专注于基于研究的实用建议,以提高生产者的效率。

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喷雾器制造商几乎把漂移管理的全部责任都推卸给了喷雾器喷嘴。这要求太高了。

在过去的25年里,喷雾器发生了很大的变化。它们变得更大,油箱容量更大,吊杆更宽,如果是自行推进的,马力也更大。它们更舒适、更符合人体工程学,具有更复杂的线束控制和引导系统。但每年,它们的设计中都有一个非常重要的缺陷变得显而易见。漂移控制。

上述变化旨在提高生产效率并消除操作员疲劳。今天的喷雾器可以覆盖比以前更多的地面。但是,由于农场规模和治疗频率的增加,对土地的需求已经超过了机器的生产率。结果,运营商发现自己的时间越来越少,有很多工作要做,却没有时间完成工作。

喷雾飘移仍然是农药安全应用的最主要限制因素。当风太大或逆温时,喷洒是不可能发生的,因为所有的农用喷嘴都会产生微小的水滴,这些水滴在大气中的移动是无法控制的。自从开始喷洒以来,这一直是一个问题。

简单地说,农药只属于一个地方,那就是经过处理的带状区域。喷射器有一些工具来实现这一点,比如使用更粗的喷射器,降低油栅,选择非常特定的天气条件,等等。但是,当风持续不断,农作物和害虫迅速生长出可治疗的阶段时,施药者该怎么办?他们能做的只有一件事:降低标准。要么错过治疗,遭受产量损失,要么在风中喷洒,希望没有什么不好的事情发生。

这两种选择都不能接受。

这不是一个容易解决的问题。喷洒是一项利润微薄的游戏。罐中的喷雾液必须雾化成液滴,使其能够到达目标,并在到达目标时提供足够的覆盖。完成该任务所需的总液体体积也必须是实用的。在过去的100年中,全球ag行业已经确定,大约100到200升/公顷,每英亩10到20加仑,是一个大概的量,允许合理的工作速率,喷雾器的粗糙度刚好足以抵抗中等风速下的位移。如果风更大,我们需要更粗糙的喷雾,我们需要添加更多的水来保持目标上可接受的雾滴密度。当然,水滴需要粘附在这些目标上,所以我们喷射的粗糙度是有限的。

在过去的20年里,我们一直在要求低漂移喷嘴在漂移管理中承担繁重的工作,它已经很好地为我们服务了。但随着抗性管理回归到更多接触的行动模式,有必要保持产品性能的良好覆盖。

ag需要的是比低漂移喷嘴更好的减小漂移技术。我们需要一种保持实际水量限制的技术,并将其与中间喷雾质量相结合,以产生良好的农药药效,而不允许在大风条件下漂移。

这些技术只需要做以下三件事中的一件:(a)用物理屏障保护可漂移的液滴不暴露在流动的空气中;(b)通过提高它们的速度降低可漂移液滴的易漂移性;或(c)完全消除可漂移液滴。

让我们看看一些选项,并探讨其利弊。

  • 盾牌和视锥细胞。围在吊杆周围的裹尸布最早由沃尔特·里珀博士于20世纪50年代在英国提出并建造。尽管从未商业化,但他的“Nodrif”繁荣鼓舞了整个行业,并于20世纪80年代和90年代在加拿大西部站稳了脚跟。覆盖工作。在加拿大Ag进行的研究中,Flexi线圈、罗杰斯工程、AgShield和Brandt生产的护罩将漂移降低了80%。但护罩在90年代消失了,部分原因是出现了紧密折叠的悬挂式吊杆,它们在吊杆上造成了问题,但也因为护罩上的作物污染以及堵塞时喷嘴的可见度差。

    空气诱导低漂移喷嘴的出现提供了另一种选择,但粗糙度已达到其实际极限。新设计的护罩解决了它的缺点,怎么样?例如,Willmar Fabrification公司制造了红球缓冲喷雾器。我们在一排作物中看到带帽喷雾器。但可能还有其他想法。几年前KB Industries推出的名为PatternMaster的简单设备也是朝着这个方向迈出的一步。让我们继续努力吧。
图1:曾经在草原上很常见并被证明有效的带护罩的吊杆(顶部为布兰特锥),现在仍用于研究喷雾器(底部)。
  • 空气协助。小水滴不会因为体积小而漂移。它们之所以会漂移,是因为它们的动能很小,而且很容易被吹离轨道。加快速度,问题就解决了。在喷嘴处引入气流就可以做到这一点。此外,空气辅助也增强了树冠的渗透,这是我们目前试图通过增加水分来解决的问题。同样,这个想法并不新鲜。哈迪曾经是世界上最大的喷雾器制造商,几十年来一直在使用TwinForce。在吊杆上方放置一个充气袋。沿着底部的开口引导空气向下。操作人员转动驾驶室里的一个旋钮来控制风扇的速度,另一个旋钮用来控制风扇的前进或后退角度,直到该组合适合于车篷和行驶速度。 The SprayAir, out of Carseland, AB (purchased by Miller and still available) was a less elegant version because they chose an air-shear atomizer that sometimes required more air than was prudent. Too much air rebounds off the ground, increasing the drift issue. Their Trident boom, allowing a hydraulic nozzle to be used with air assist, continues to have potential. Air bag type air assist systems were also available from other manufacturers, but none were ever commercially successful.
图2:空气辅助杆,如哈迪双力加速小水滴,减少其漂移势,提高树冠穿透能力(来源:哈迪喷雾器)
  • 低的繁荣.繁荣能降到多低?这取决于喷嘴间距和风扇角度。Horsch声称,如果有一个好的炸弹包,这是一个选择。他们提供了10英寸的间距,宽扇角,低至15英寸的吊杆仍然可以提供良好的重叠。想以每小时18英里的速度试试的请举手。翼喷器的设计很有趣,吊杆靠在后掠的塑料片上,提供了一个物理屏障和较低的高度。
图3:低臂架可以显著减少漂移,但它们的成功依赖于卓越的稳定性和高度控制(顶部,来源:Horsch spray;底,来源:Wingssprayer)
  • 双流体雾化.在这种雾化器类型中,空气和液体都通过同一喷嘴排出。气液比决定了液体的流量和雾化程度。首先由Cleanacres在英国推出的Airtec,在澳大利亚由Harry Combellack多年来改进,并与荷兰制造商Agrifac重新亮相,它是我最喜欢的雾化器之一,主要是在理论上。通过每个喷嘴的少量空气不足以实现严重的空气辅助,但这个想法是好的,也许还可以改进。
  • 静电学. 对于漂移控制,忘掉它吧。引力非常弱,只能在短距离内对非常小的液滴起作用。它需要空气辅助才能正常工作。见第2点。
  • 旋转雾化器。这些雾滴在飞机上非常流行,它们提供了更一致的雾滴大小范围,消除了最大的、浪费水的雾滴,并减少了液压雾化器产生的许多最小的雾滴。这些属性非常强大,并解决了基本问题:如果小液滴漂移,那么我们就不要产生它们。在现实中,旋转雾化器主要用于制造更小的雾滴以节省水,而不是真正解决漂移问题。在20世纪70年代和80年代,这个概念由美光公司(Micron Corporation)提出,由埃德·巴尔斯(Ed Bals)领导,后来由他的儿子汤姆(Tom)领导。虽然在林业和在缺水严重限制的干旱地区的手持式应用非常成功,但向篱架喷洒的过渡从未发生过。
图4:旋转雾化器可以消除较大的雾滴,并急剧减少最小的雾滴,留下一个更均匀的大小分布(插入)。它们被用于飞机上以节约用水,但还没有被用于地面设备来控制漂移。
  • 一个新的雾化器. 这是我的万岁玛丽。所有液压喷嘴都会产生各种尺寸的液滴,这是一个问题。即使是古老的麦草畏喷嘴,也能产生极粗和超粗的喷雾,产生一些反向漂移的细颗粒。Ed Bals提出的消除问题尺寸范围的想法是合理的。但是旋转式雾化器很难在臂式喷雾器上实现。是否有一种创新可以保持简单的总体设计,产生一个狭窄但漂移小的液滴大小范围,并将其与一点空气辅助装置相匹配,以使喷雾到达其所属的位置?绝对地
图5:目前的液压雾化器倾向于产生大范围的液滴尺寸。在左侧的分布导致显著的漂移(液滴<150µm)。右边的浪费较大的滴(滴>600µm)。中心分布的窄跨度避免了这些问题区域,并在有效的部分提供喷雾。

要为农民创造价值,你首先需要了解农民的优先事项和问题。按时完成喷涂工作通常意味着把工作挤在越来越窄的时间范围内,在下雨之间,在下午刮风之间,在晚上倒转之间,在露水太多和太干之间,在太早和太晚之间。我期待有一天工程资源能够更好地解决这些问题,同时保护环境和农场的压力水平。