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Die Erfindung betrifft eine landwirtschaftliche Spritzeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern einer landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.
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Landwirtschaftliche Spritzeinrichtungen, wie etwa Feldspritzen, weisen regelmäßig eine Kreiselpumpe auf, welche dazu eingerichtet ist, Spritzflüssigkeit aus einem Spritzflüssigkeitstank zu einer oder mehreren Spritzdüsen zu fördern. Aufgrund der stetig zunehmenden Arbeitsbreiten von landwirtschaftlichen Spritzeinrichtungen besteht die Notwendigkeit, Pumpen mit einer hohen Förderleistung einzusetzen. Kreiselpumpen bieten sich aus diesem Grund besonders zum Transport der Spritzflüssigkeit von dem Spritzflüssigkeitstank zu der einen oder den mehreren Spritzdüsen an.
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Eine als Pflanzenschutzspritze ausgebildete landwirtschaftliche Spritzeinrichtung, bei welcher die Förderung der Spritzflüssigkeit unter Verwendung einer Kreiselpumpe erfolgt, ist in der Druckschrift
EP 1 958 506 B1 beschrieben.
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Kreiselpumpen sind jedoch nur bedingt geeignet, um die in dem Leitungssystem der landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung zurückbleibende Restmenge an Spritzflüssigkeit nach Beendigung des Spritzvorgangs aus dem Leitungssystem zu entfernen, da der Förderstrom einer Kreiselpumpe beim Ansaugen bereits geringer Luftmengen zusammenbricht.
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Die Druckschrift
EP 2 789 232 B1 schlägt vor, neben einer Kreiselpumpe zum Fördern der Spritzflüssigkeit von dem Spritzflüssigkeitstank zu den Spritzdüsen eine zusätzliche selbstansaugende Pumpe zur Restmengenentleerung der in dem Leitungssystem zurückbleibenden Spritzflüssigkeit zu verwenden.
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Diese und andere bekannte Lösungen erlauben jedoch keine zufriedenstellende Restmengenentleerung, da auch nach Abschluss des Entleerungsvorgangs eine zu große Menge an Spritzflüssigkeit in dem Leitungssystem der landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung zurückbleibt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, die Restmengenentleerung bei landwirtschaftlichen Spritzeinrichtungen zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine landwirtschaftliche Spritzeinrichtung der eingangs genannten Art, wobei die landwirtschaftliche Spritzeinrichtung eine Verdrängerpumpe umfasst, welche dazu eingerichtet ist, ein Spülfluid derart in einen Leitungsabschnitt zwischen der Kreiselpumpe und der einen oder den mehreren Spritzdüsen einzubringen, dass die in dem Leitungsabschnitt befindliche Spritzflüssigkeit durch das Spülfluid zu der einen oder den mehreren Spritzdüsen gefördert wird.
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Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch die Verwendung einer Verdrängerpumpe auch Gase oder Gasgemische gefördert werden können, ohne dass der Förderstrom der Verdrängerpumpe zusammenbricht. Die Restmengenentleerung kann somit ausgeführt werden, bis die gesamte zwischen der Verdrängerpumpe und der einen oder den mehreren Spritzdüsen der landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung zurückgebliebene Spritzflüssigkeit aus dem Leitungssystem entfernt wurde. Durch die Verwendung einer Verdrängerpumpe kann das Spülfluid gasförmig und/oder flüssig ausgebildet sein. Die Spritzflüssigkeit kann Flüssigdünger und/oder Pflanzenschutzmittel umfassen. Vorzugsweise ist zwischen dem Spritzflüssigkeitstank und der Kreiselpumpe ein Filterelement angeordnet, welches die von der Kreiselpumpe angesaugte Spritzflüssigkeit vor dem Einströmen in die Kreiselpumpe filtert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung ist die Verdrängerpumpe als Membranpumpe, insbesondere als Kolbenmembranpumpe, ausgebildet. Membranpumpen sind unempfindlich gegen Dauerbeanspruchung und erlauben somit auch die Restmengenentleerung bei vergleichsweise großen Leitungssystemen von landwirtschaftlichen Spritzeinrichtungen. Außerdem kommen die Antriebskomponenten einer Membranpumpe durch die Membran nicht in Kontakt mit dem geförderten Spülfluid. Somit können als Spülfluid auch chemische Spülmittel eingesetzt werden, beispielsweise zur Auflösung einer Verengung oder Verstopfung innerhalb des Leitungssystems der landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung und/oder zur Reinigung der einen oder der mehreren Spritzdüsen. Mit einer Kolbenmembranpumpe lassen sich hohe Drücke umsetzten, sodass die Restmengenentleerung beschleunigt wird. Außerdem weisen Kolbenmembranpumpen eine hohe Lebensdauer auf.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung ist die Verdrängerpumpe mit einem Spülflüssigkeitstank und/oder einem Spülflüssigkeitsanschluss verbunden und/oder dazu eingerichtet, ein flüssiges Spülfluid zu fördern. Es ist besonders bevorzugt, dass das flüssige Spülfluid als Wasser ausgebildet ist. Durch die Verwendung eines Spülflüssigkeitstanks kann die Restmengenentleerung unmittelbar nach dem Ausbringvorgang der Spritzflüssigkeit vor Ort erfolgen. Ein Spülflüssigkeitsanschluss erlaubt das Einleiten von flüssigem Spülfluid aus einer kontinuierlichen Spülflüssigkeitsversorgung, wie etwa einem Wasseranschluss. Somit kann die Restmengenentleerung ohne vorherige Befüllung des Spülflüssigkeitstanks erfolgen.
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Außerdem ist eine erfindungsgemäße landwirtschaftliche Spritzeinrichtung bevorzugt, bei welcher die Verdrängerpumpe dazu eingerichtet ist, ein gasförmiges Spülfluid zu fördern. Das gasförmige Spülfluid ist vorzugsweise Luft. Insbesondere ist die Verdrängerpumpe dazu eingerichtet, das gasförmige Spülfluid aus der Umgebung anzusaugen. Dadurch, dass die Verdrängerpumpe dazu eingerichtet ist, ein gasförmiges Spülfluid zu fördern, wird die Notwendigkeit der Bevorratung eines Spülfluids überwunden, sodass beispielsweise ein Spülflüssigkeitstank eingespart oder erheblich keiner dimensioniert werden kann. Ferner kann auf diese Weise ein zuvor durch die Verdrängerpumpe gefördertes flüssiges Spülfluid, wie etwa Wasser, durch das Fördern von einem gasförmigen Spülfluid, wie etwa aus der Umgebung angesaugter Luft, aus dem Leitungssystem der landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung entfernt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung ist zwischen der Kreiselpumpe und dem Leitungsabschnitt, in welchen mittels der Verdrängerpumpe das Spülfluid einbringbar ist, ein Absperrventil angeordnet. Insbesondere ist die Kreiselpumpe derart tief in dem Leitungssystem der landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung angeordnet, dass die gesamte in dem Leitungssystem zurückgebliebene Spritzflüssigkeit oder zumindest ein Großteil der in dem Leitungssystem zurückgebliebenen Spritzflüssigkeit aufgrund von Schwerkrafteinwirkung zu der Kreiselpumpe fließt, wenn die Kreiselpumpe und die Verdrängerpumpe nicht in Betrieb sind.
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In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung ist das Absperrventil dazu eingerichtet, in einem Sperrzustand die Fluidverbindung zwischen der Kreiselpumpe und dem Leitungsabschnitt, in welchen mittels der Verdrängerpumpe das Spülfluid einbringbar ist, zu sperren. Die in dem Leitungsabschnitt, in welchen mittels der Verdrängerpumpe das Spülfluid einbringbar ist, befindliche Spritzflüssigkeit wird durch das Verbringen des Absperrventils in den Sperrzustand an dem Zurückfließen in Richtung der Kreiselpumpe gehindert. Die Kreiselpumpe kann bei ganz oder Teilweise in den Sperrzustand verbrachtem Absperrventil die Förderung der Spritzflüssigkeit aufrechterhalten. Dadurch wird verhindert, dass Spritzflüssigkeit, welche sich im Leitungssystem zwischen dem Absperrventil und den mehreren Spritzdüsen befindet, in Richtung Kreiselpumpe zurückfließt.
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Das Absperrventil kann außerdem dazu eingerichtet sein, in einem Freigabezustand die Fluidverbindung zwischen der Kreiselpumpe und dem Leitungsabschnitt, in welchen mittels der Verdrängerpumpe das Spülfluid einbringbar ist, und somit auch die Fluidverbindung zwischen der Kreiselpumpe und der einen oder den mehreren Spritzdüsen freizugeben.
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Die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Spritzeinrichtung wird außerdem dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass zwischen dem Spritzflüssigkeitstank und der Kreiselpumpe ein Saugleitungsbereich und zwischen der Kreiselpumpe und der einen oder den mehreren Spritzdüsen ein Druckleitungsbereich des Leitungssystems der landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung angeordnet ist, wobei das Absperrventil und/oder der Leitungsabschnitt, in welchen mittels der Verdrängerpumpe das Spülfluid einbringbar ist, vorzugsweise in dem Druckleitungsbereich angeordnet sind. Dadurch, dass das Absperrventil und/oder der Leitungsabschnitt, in welchen mittels der Verdrängerpumpe das Spülfluid einbringbar ist, in dem Druckleitungsbereich angeordnet sind, können das Absperrventil und/oder der Leitungsabschnitt auf Druckbelastung ausgelegt werden, da wechselnde Druck- und Saugbelastung vermieden wird. Die Lebensdauer der landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung kann somit gesteigert und das Ausfallrisiko verringert werden.
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In einer anderen Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Spritzeinrichtung eine Erfassungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, einen Abfall des von der Kreiselpumpe erzeugten Förderdrucks der Spritzflüssigkeit zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung kann hierzu einen Druckmesser und/oder einen Durchflussmesser aufweisen. Vorzugsweise ist die Erfassungseinrichtung zwischen dem Spritzflüssigkeitstank und der Kreiselpumpe oder zwischen der Kreiselpumpe und der einen oder den mehreren Spritzdüsen angeordnet. Durch die Erfassungseinrichtung ist es möglich einen Betriebszustand zu erfassen, bei welchem die Kreiselpumpe aufgrund der Ansaugung eines Gases oder Gasgemisches nicht länger in Lage ist, Spritzflüssigkeit zu der einen oder den mehreren Spritzdüsen zu fördern. Beim Erfassen dieses Betriebszustands kann dann die Verdrängerpumpe zur Restmengenentleerung eingesetzt werden.
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In einer Weiterbildung weist die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Spritzeinrichtung eine Steuerungseinrichtung auf, welche signalleitend mit der Verdrängerpumpe, dem Absperrventil und/oder der Erfassungseinrichtung verbunden ist. Vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, die Verdrängerpumpe und/oder das Absperrventil in Abhängigkeit eines Signals der Erfassungseinrichtung zu steuern, beispielsweise derart, dass beim Erfassen eines Abfalls des von der Kreiselpumpe erzeugten Förderdrucks der Spritzflüssigkeit durch die Erfassungseinrichtung eine Zustandsänderung der Verdrängerpumpe und/oder des Absperrventils durch die Steuerungseinrichtung herbeigeführt wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung ist die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet, bei Unterschreitung eines Druckgrenzwertes des von der Kreiselpumpe erzeugten Förderdrucks der Spritzflüssigkeit das Absperrventil in den Sperrzustand zu verbringen und/oder die Verdrängerpumpe zu aktivieren. Durch das Verbringen des Absperrventils in den Sperrzustand wird die Fluidverbindung zwischen der Kreiselpumpe und dem Leitungsabschnitt, in welchen mittels der Verdrängerpumpe das Spülfluid einbringbar ist, gesperrt, sodass bei Aktivierung der Verdrängerpumpe das von der Verdrängerpumpe geförderte Spülfluid nicht zu der Kreiselpumpe, sondern nur zu der einen oder den mehreren Spritzdüsen strömen kann.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei Spülfluid in einen Leitungsabschnitt zwischen der Kreiselpumpe und der einen oder den mehreren Spritzdüsen mittels einer Verdrängerpumpe derart eingebracht wird, dass die in dem Leitungsabschnitt befindliche Spritzflüssigkeit durch das Spülfluid zu der einen oder den mehreren Spritzdüsen gefördert wird. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Vorteile und Modifikationen der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung verwiesen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Einbringen von Spülfluid in den Leitungsabschnitt zwischen der Kreiselpumpe und der einen oder den mehreren Spritzdüsen mittels der Verdrängerpumpe das Fördern von flüssigem Spülfluid von einem Spülflüssigkeitstank und/oder einem Spülflüssigkeitsanschluss in Richtung der einen oder der mehreren Spritzdüsen mittels der Verdrängerpumpe, das Ansaugen von gasförmigem Spülfluid aus der Umgebung mittels der Verdrängerpumpe und/oder das Fördern von gasförmigem Spülfluid in Richtung der einen oder der mehreren Spritzdüsen mittels der Verdrängerpumpe. Das flüssige Spülfluid kann beispielsweise Wasser sein. Das gasförmige Spülfluid kann beispielsweise Luft sein. Wenn das Verfahren das Fördern von flüssigem Spülfluid von einem Spülflüssigkeitstank in Richtung der einen oder der mehreren Spritzdüsen mittels der Verdrängerpumpe umfasst, kann das Verfahren das Befüllen des Spülflüssigkeitstanks mit flüssigem Spülfluid, insbesondere vor der Durchführung der Spritzarbeiten, umfassen. Wenn das Verfahren das Fördern von flüssigem Spülfluid von einem Spülflüssigkeitsanschluss in Richtung der einen oder der mehreren Spritzdüsen mittels der Verdrängerpumpe umfasst, kann das Verfahren das Anschließen einer Versorgungsleitung an den Spülflüssigkeitsanschluss, insbesondere nach der Durchführung der Spritzarbeiten, umfassen.
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In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Abfall des von der Kreiselpumpe erzeugten Förderdrucks der Spritzflüssigkeit erfasst, die Fluidverbindung zwischen der Kreiselpumpe und dem Leitungsabschnitt, in welchen mittels der Verdrängerpumpe das Spülfluid einbringbar ist, gesperrt, insbesondere durch Verbringen eines Absperrventils in einen Sperrzustand und/oder bei Unterschreitung eines Druckgrenzwertes des von der Kreiselpumpe erzeugten Förderdrucks der Spritzflüssigkeit und/oder die Verdrängerpumpe, insbesondere bei Unterschreitung eines Druckgrenzwertes des von der Kreiselpumpe erzeugten Förderdrucks der Spritzflüssigkeit, aktiviert. Das Erfassen des Abfalls des von der Kreiselpumpe erzeugten Förderdrucks der Spritzflüssigkeit kann direkt mittels eines Druckmessers oder indirekt mittels eines Durchflussmessers erfolgen. Das Sperren der Fluidverbindung zwischen der Kreiselpumpe und dem Leitungsabschnitt, in welchen mittels der Verdrängerpumpe das Spülfluid einbringbar ist, und/oder das Aktivieren der Verdrängerpumpe erfolgt vorzugsweise selbsttätig und/oder in Abhängigkeit eines Steuersignals einer Steuerungseinrichtung.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen. Es zeigt
- 1 schematisch ein Leitungssystem einer erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung.
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Die 1 zeigt ein Leitungssystem 12 einer als Feldspritze ausgebildeten landwirtschaftlichen Spritzeinrichtung 10.
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Die landwirtschaftliche Spritzeinrichtung 10 weist einen Spritzflüssigkeitstank 14 auf, welcher mit einer Spritzflüssigkeit befüllt ist. Die Spritzflüssigkeit umfasst Pflanzenschutzmittel und/oder Flüssigdünger. Der Spritzflüssigkeitstank 14 ist über den Leitungsabschnitt 16 fluidleitend mit einem Filterelement 18 verbunden. Mittels des Filterelements 18 werden Schmutzpartikel aus der Spritzflüssigkeit entfernt, bevor die Spritzflüssigkeit über den Leitungsabschnitt 20 in die Kreiselpumpe 22 einströmt.
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Die Kreiselpumpe 22 ist über den Leitungsabschnitt 24 fluidleitend mit einem Absperrventil 26 verbunden, wobei der Leitungsabschnitt 28 die fluidleitende Verbindung zwischen dem Absperrventil 26 und den Spritzdüsen 30a-30d darstellt.
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Zwischen dem Spritzflüssigkeitstank 14 und der Kreiselpumpe 22 befindet sich ein Saugleitungsbereich des Leitungssystems 12, wobei sich zwischen der Kreiselpumpe 22 und den Spritzdüsen 30a-30d ein Druckleitungsbereich des Leitungssystems 12 befindet. Das Absperrventil 26 und der Leitungsabschnitt 28 sind in dem Druckleitungsbereich angeordnet.
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Die Kreiselpumpe 22 fördert die Spritzflüssigkeit aus dem Spritzflüssigkeitstank 14 zu den Spritzdüsen 30a-30d. Das Absperrventil 26 sperrt in einem Sperrzustand die Fluidverbindung zwischen der Kreiselpumpe 22 und dem Leitungsabschnitt 28.
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Die Kreiselpumpe 22 kann die Förderung der Spritzflüssigkeit aufrechterhalten, während sich das Absperrventil 26 ganz oder teilweise im Sperrzustand befindet. Dadurch wird verhindert, dass Spritzflüssigkeit, welche sich im Druckleitungsbereich zwischen dem Absperrventil 26 und den mehreren Spritzdüsen 30a-30d befindet, in Richtung Kreiselpumpe 22 zurückfließt.
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Bei vollständig gesperrter Fluidverbindung zwischen der Kreiselpumpe 22 und dem Druckleitungsbereich kann die Kreiselpumpe 22 abgeschaltet werden, da auch ohne die Förderung der Spritzflüssigkeit durch die Kreiselpumpe 22 kein Zurückfließen der Spritzflüssigkeit aus dem Druckleitungsbereich Richtung Kreiselpumpe 22 möglich ist.
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In den Leitungsabschnitt 28 ist mittels einer Verdrängerpumpe 32 ein Spülfluid derart einbringbar, dass die in dem Leitungsabschnitt 28 befindliche Restmenge an Spritzflüssigkeit durch das Spülfluid zu den Spritzdüsen 30a-30d gefördert wird. Die Verdrängerpumpe 32 ist als Membranpumpe, nämlich als Kolbenmembranpumpe, ausgebildet. Die Verdrängerpumpe 32 ist mit einem Spülflüssigkeitstank 34 und einem Lufteinlass 36 verbunden. Da die Verdrängerpumpe 32 als Kolbenmembranpumpe ausgeführt ist, kann diese sowohl ein flüssiges Spülfluid als auch ein gasförmiges Spülfluid fördern.
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Innerhalb des Spülflüssigkeitstanks 34 befindet sich flüssiges Spülfluid, wobei das flüssige Spülfluid vorliegend Wasser ist. Über den Lufteinlass 36 ist die Verdrängerpumpe 32 in der Lage, gasförmiges Spülfluid, nämlich Luft, aus der Umgebung anzusaugen.
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Ferner umfasst das Leitungssystem 12 eine Erfassungseinrichtung 38, welche dazu eingerichtet ist, einen Abfall des von der Kreiselpumpe 22 erzeugten Förderdrucks der Spritzflüssigkeit zu erfassen. Hierzu weist die Erfassungseinrichtung 38 einen Druckmesser auf. Die Erfassungseinrichtung 38 ist zwischen dem Absperrventil 26 und den Spritzdüsen 30a-30d angeordnet.
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Die Verdrängerpumpe 32, das Absperrventil 26 und die Erfassungseinrichtung 38 sind signalleitend mit einer Steuerungseinrichtung 40 verbunden. Die Steuerungseinrichtung 40 ist dazu eingerichtet, bei Unterschreitung eines Druckgrenzwertes des von der Kreiselpumpe 22 erzeugten Förderdrucks der Spritzflüssigkeit das Absperrventil 26 in den Sperrzustand zu verbringen und die Verdrängerpumpe 32 zu aktivieren.
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Die in dem Leitungsabschnitt 28, in welchen mittels der Verdrängerpumpe 32 das Spülfluid einbringbar ist, befindliche Spritzflüssigkeit wird durch das Verbringen des Absperrventils 26 in den Sperrzustand an dem Zurückfließen in Richtung der Kreiselpumpe 22 gehindert. Die aktivierte Verdrängerpumpe 32 fördert das als Wasser ausgebildete flüssige Spülfluid aus dem Spülflüssigkeitstank 34 und/oder das als Luft ausgebildete und über den Lufteinlass 36 angesaugte gasförmige Spülfluid über den Leitungsabschnitt 28 zu den Spritzdüsen 30a-30d. Durch das Spülfluid wird gleichzeitig die in dem Leitungsabschnitt 28 befindliche Restmenge an Spritzflüssigkeit zu den Spritzdüsen 30a-30d gefördert und somit aus dem Leitungsabschnitt 28 entfernt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- landwirtschaftliche Spritzeinrichtung
- 12
- Leitungssystem
- 14
- Spritzflüssigkeitstank
- 16
- Leitungsabschnitt
- 18
- Filterelement
- 20
- Leitungsabschnitt
- 22
- Kreiselpumpe
- 24
- Leitungsabschnitt
- 26
- Absperrventil
- 28
- Leitungsabschnitt
- 30a-30d
- Spritzdüsen
- 32
- Verdrängerpumpe
- 34
- Spülflüssigkeitstank
- 36
- Lufteinlass
- 38
- Erfassungseinrichtung
- 40
- Steuerungseinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1958506 B1 [0003]
- EP 2789232 B1 [0005]
