Ugrás a tartalomhoz

A növényvédelem gépei

Csizmazia Zoltán

Mezőgazda Kiadó

A szivattyú

A szivattyú

A permetezőgépek fontos szerkezeti része a szivattyú, hiszen szabályos működésétől függ a permetezés eredményessége. Korábban számos szivattyúfajtát alkalmaztak üzemi szivattyúként (dugattyús, membrán, görgős, centrifugális), ma már azonban a dugattyús és a membránszivattyúk váltak egyeduralkodókká. Mindkettő térkiszorításos rendszerű. Nagy előnyük, hogy alkalmasak szántóföldi és ültetvénypermetező gépekhez egyaránt.

További előnyük, hogy a nyomás változásával a szállított permetlémennyiség alig változik. Görgős szivattyú ott használható eredményesen, ahol szilárd részecskéktől mentes, jó kenőképességű folyadék szállítása a feladat. A centrifugális szivattyúkat a permetlékészítés, -szállítás műveleteinél alkalmazzák elsősorban, emellett minden egyéb helyen alkalmazható, ahol kis nyomás elegendő.

A dugattyús szivattyú esetén hengerben mozgó dugattyú hozza létre a térváltozást (22. ábra). A permetlében előforduló szilárd részecskék miatt a két egymáson elmozduló alkatrész közül csak az egyik lehet fém vagy kerámia. Ezért fém- vagy kerámiadugattyú esetén a hengert gumi- vagy műanyag karmantyú helyettesíti, fémhengerhez pedig gumidugattyút alkalmaznak. A dugattyú egyenes pályán való mozgását általában vezetődugattyú segítségével biztosítják, mivel a gumidugattyúnak nincs önvezető képessége.

22. ábra - Dugattyús szivattyú

abrak/22abra.png


A térfogatváltozás során keletkező szívó- vagy nyomóhatás szelepeket működtet, amelyek általában nagy keresztmetszetű, rugóterhelésű tányérszelepek. A szállított permetlémennyiséget a henger átmérője, a dugattyú lökethossza, a percenkénti fordulatszáma, hengerek száma és a hengerek feltöltődésének foka határozza meg és az alábbi összefüggéssel számítható:

[9]

ahol: Q = a szivattyú által szállított permetlé mennyisége [dm3/min];

d =a henger átmérője [dm];

s =a dugattyú lökethossza [dm];

n =a szivattyú fordulatszáma [1/min];

z =a hengerek száma;

ϕ=a hengerek feltöltődésének foka.

Szokásos kivitelük mellett teljesítményük 30–40 dm3/min hengerenként. Legnagyobb nyomásuk 40–60 bar. A hengerek száma a permetezőgép permetlészükségletének függvénye, ezért 1–6 hengeres szivattyúkat alkalmaznak. A dugattyús szivattyúk számos kitűnő tulajdonsággal rendelkeznek. A szállított folyadék mennyisége a nyomás függvényében alig változik, tehát a nyomásszabályozás során állandó folyadékmennyiséggel lehet számolni. Nyomástartományuk következtében bármilyen növényvédő gépen alkalmazhatók. Áttétel nélkül, közvetlenül hajthatók az erőgép teljesítmény leadó tengelyéről (n = 540 l/min).

A membránszivattyúk mindazokkal az előnyökkel rendelkeznek, amellyel a dugattyús szivattyúk. További előnyük, hogy az egymáson elmozduló alkatrészek permetlével nem érintkeznek. A tér változását, a permetléteret a hajtóműtértől elválasztó membrán elmozdulása hozza létre. A membrán és a hajtómű kapcsolat alapján kis- és nagynyomású membránszivattyúkat különböztetünk meg.

A kisnyomású membránszivattyúknál(23. ábra) a membránt excenterhez kapcsolódó hajtókar mozgatja a membrán deformációja és nyúlása által megengedett lökethosszal. A permetlé szállítása során fellépő nyomást a membrán veszi fel, ezért nyomástartományuk nem nagyobb, mint 10–15 bar. Ez a nyomástartomány azonban elegendő a szántóföldi permetezőgépek üzemeltetéséhez. A membrán kis elmozdulása miatt szállítóképességük általában nem haladja meg a 25–30 dm3/min értéket hengerenként. Nagyobb permetléigény esetén többhengeres változataik használatosak (3–6).

23. ábra - Membránszivattyú

abrak/23abra.png


A nagynyomású membránszivattyúknál(24. ábra) a membránt mozgató dugattyú és a membrán között közvetítő folyadék (olaj) van. A membrán ebben az esetben olajpárnára fekszik fel, így jobban terhelhető. Nyomástartományuk eléri a dugattyús szivattyúk nyomását (40–60 bar). Szállítóképességüket a hengerek számának növelésével fokozhatják. Szokásos hengerszám 1–6. A membránszivattyúk olyan megoldása is ismert, ahol a henger mindkét végét membrán zárja le (25. ábra), és a hengerben mozgó dugattyú minden fordulatára két szállítóütem esik, így a szállított permetlé időbeni változása csökkenthető. A szivattyú teljesítménye ebben az esetben a tengelyre felfűzött kamrapárok növelésével lehetséges. A membránszivattyúk áttétel nélkül közvetlenül hajthatók az erőgép teljesítményleadó tengelyéről.

24. ábra - Többhengeres membránszivattyú metszete

abrak/24abra.png


25. ábra - Kétkamrás membránszivattyú

abrak/25abra.png


A dugattyús és a membránszivattyúkra egyaránt érvényes, hogy folyadékszállításuk ciklikus. Ez a hengerszám növelésével csökkenthető, de nem szüntethető meg. Ezért az egyenletes permetlészállítás érdekében nyomáskiegyenlítő tartályt (légüst) alkalmaznak (26. ábra). Ma már csak kétterű légüstök használatosak, ahol a gömb alakú teret membrán osztja ketté. A membrán feletti tér szelepen keresztül sűrített levegővel tölthető fel. A membrán túlzott nyúlását tehermentesítő rács akadályozza meg. A membrán alatti tér az áramlási rendszerhez kapcsolódik. A szivattyú szállítási ütemében a légüstbe áramló permetlé a levegőpárnát összenyomja. Amikor a szivattyú nem szállít, a levegőpárna a permetlé egy részét a légüstből kiszorítja, így megszünteti a szállítás ciklikusságát. Az előfeszítési nyomás a várható üzemi nyomás 1/3-a, de szántóföldi gépeknél ez maximum 3 bar, ültetvénypermetező gépeknél 5 bar. A nyomáskiegyenlítő tartály helyes beállítása növeli a membránok és a szelepek élettartamát, ezért annak üzemszerű állapotát mindig biztosítani kell.

26. ábra - Kétterű légüst

abrak/26abra.png


A görgős szivattyúk(27. ábra) henger alakú házában excentrikusan elhelyezett, 8–10 mm-rel kisebb átmérőjű henger alakú forgórész forog. A forgórészben görgők számára (6–8 db) rekeszeket képeznek ki. A görgők a rekeszekben a centrifugális erő hatására sugárirányban elmozdulhatnak. Forgás közben a görgők a ház palástjának szorulnak, köztük szívóoldalon növekvő, nyomóoldalon csökkenő tér alakul ki. A szívás és a nyomás üteme folyamatos, így a szivattyú szelepeket nem tartalmaz. A szivattyú közvetlenül az erőgép teljesítményleadó tengelyéről hajtható, áttételt nem igényel. A görgők közötti terek (szívó, illetve nyomó) száma a görgők számával megegyező, ezért egy 8 görgős szivattyú úgy viselkedik, mint egy nyolchengeres szivattyú. Ennek megfelelően a görgős szivattyúk folyadékszállító képessége méretükhöz viszonyítva jelentős. Hazánkban a görgős szivattyúkból a szállított folyadékmennyiség szerint egész sorozatot forgalmaznak, ezek közül a legkisebb 35, a legnagyobb 205 dm3/min teljesítményű. Nyomástartományuk a kialakuló centrifugális erő függvénye, ezért méret- és fordulatszámfüggő. Legnagyobb nyomásértékük nem haladja meg a 10–15 bart. Térkiszorításos rendszerű szivattyúk, de folyadékszállításuk a nyomás függvényében nagyobb mértékben változik, mint a dugattyús vagy a membránszivattyúknál, hiszen nagyobb nyomásnál a centrifugális erő nem tud ellen tartani a nyomásnak, és a folyadék egy része a görgők és a ház között visszamarad. A görgős szivattyúkat szántóföldi permetezőgépeken üzemi szivattyúként is alkalmazták, azonban szilárd részecskéket tartalmazó permetlé esetén a görgők kopása jelentős volt és a szivattyúk szezononként cserére szorultak, ezért ma már üzemi szivattyúként nem találkozunk velük.

27. ábra - Görgős szivattyú

abrak/27abra.png


A fenti szivattyúk mellett a légporlasztású gépeken, csávázógépeken, permetlékészítő gépeken stb. üzemi szivattyúként centrifugálszivattyúkat (28. ábra), is használnak. A centrifugálszivattyú zárt lapátozású járókereke bővülő házában (csigaház) forog. A centrifugálszivattyúk feltöltés után üzemképesek. A szivattyú forgórésze a lapátok közötti folyadékot a centrifugális erő segítségével a csigaházba továbbítja, így szívóhatást hoz létre, amely a továbbiakban a folyadék-utánpótlást biztosítja. A csigaházból a folyadék csökkenő sebességgel, de növekvő nyomással jut a nyomóvezetékbe. A megkívánt centrifugális erő eléréséhez gyors forgású lapátkerék szükséges (n = 1500–4000 l/min), ezért ezeket a szivattyúkat a TLT-ről hajtómű közbeiktatásával vagy hidraulikus motorral lehet hajtani. Az elérhető nyomás legfeljebb 4–5 bar. Folyadékszállító képességük jelentős (Q = 300–400 dm3/min). Fontos megjegyezni, hogy a fordulatszám-változás hatására a tömegáram nem lineárisan változik és a nyomás növelésével a tömegáram jelentősen csökken. Ez szabályozás szempontjából előnytelen.

28. ábra - Centrifugálszivattyú

abrak/28abra.png


A folyadékszállító rendszerek speciális változata a vízsugárszivattyú, amely a permetlé keverésénél, a visszaszívó rendszerek működtetésénél, valamint a permetlétartályok feltöltésénél kap szerepet (lásd a 17. ábrát). A vízsugárszivattyú kapcsolt szivattyúként működik, hiszen a permetezőgép üzemi szivattyúja által szállított nagynyomású, kis mennyiségű folyadék segítségével képes kisnyomáson nagyobb folyadékmennyiség szállítására. Ebben az esetben az üzemi szivattyú által szállított folyadékot fúvókába vezetik. A fúvóka nyílásán nagy sebességgel kilépő folyadéksugár az őt körülvevő térből folyadékot képes szállítani. Ezt a működési elvet használják fel a permetezőgépek tartályában lévő permetlé keverésére, ahol egy vagy több fúvókás vízsugárszivattyúkat (keverőfejeket) alkalmaznak. Ugyancsak ezt az elvet használják fel arra, hogy a permetezőgép táblaszéli kikapacsolásánál az üzemi szivattyú által szállított és egy fúvókába vezetett permetlé segítségével a vízsugárszivattyú a munkatömlőkből a permetlevet kiszívja, ezáltal csökkentse a tömlők nyomását, lehetővé téve a szórófejek membránszelepeinek zárását. Ez az elv használható akkor is, amikor a permetezőgép tartályának feltöltését saját szivattyúval végzik. A közbeiktatott vízsugárszivattyú a feltöltést meggyorsítja.

A szivattyú után a permetlé a nyomóoldalon több irányba ágazik el. Egy része a tartályban lévő permetlé keverését biztosítja, további része a nyomóarmatúrába kerül. A nyomóarmatúrába vezetett permetlevet a szórófejek eltömődésének megakadályozása végett hatékony szűrésnek kell alávetni, ezért a nyomóoldalon általában háromfokozatú szűrést alkalmaznak (öntisztító, nyomó, szórófej előtti szűrő).