ES2260748T3 - Aparato, metodo, y sistema de aplicar sustancias a forrajes, granos o cosechas prerrecolectadas o recolectadas. - Google Patents

Abstract

Un sistema para aplicar una sustancia química o biológicamente activa a un volumen relativamente grande de cosecha incluyendo: a. Una boquilla (12) con un orificio de pulverización que se puede colocar cerca de la cosecha agrícola, estando colocada la boquilla en un extremo de un conducto de fluido (14); b. Un receptor (30) conectado a un extremo opuesto del conducto de fluido para recibir un depósito (20) de una mezcla de agua y sustancia química o biológicamente activa; c. Una bomba movida eléctricamente (40) conectada operativamente para dispensar la mezcla al conducto a una velocidad proporcional a la operación de la bomba; d. Una fuente de aire a presión (50) en comunicación de fluido con el conducto para airear la mezcla; e. Un sensor de voltaje (60) conectado a la bomba; f. Un control (80) para alterar el voltaje de la bomba; g. Con la boquilla de pulverización colocada a lo largo de una cinta transportadora interna (9) o un movimiento neumático para forraje recolectado.

Description

Aparato, método, y sistema de aplicar sustancias a forrajes, granos o cosechas prerrecolectadas o recolectadas.

I. Antecedentes de la invención A. Campo de la invención

La presente invención se refiere a la aplicación de una sustancia química o biológicamente activa a volúmenes relativamente grandes de producto deseado, siendo un ejemplo una cosecha prerrecolectada o recolectada, y en concreto, a un aparato, método, y sistema de aplicar sustancia química o biológicamente activa en una relación diminuta al producto deseado, tanto si se está moviendo con relación a la sustancia, la sustancia se está moviendo con relación a él, o ambos.

Problemas de la técnica anterior

Muchas veces es deseable tratar la cosecha agrícola recolectada aplicando una sustancia que tiene, al menos en parte, algunos organismos biológicamente activos. Un ejemplo primario es un inoculante de forraje que contiene bacterias que, cuando se aplican en la concentración apropiada a cosecha agrícola recolectada, pueden reducir la velocidad de degradación de la cosecha agrícola recolectada.

En el ejemplo de inoculante de forraje, una concentración relativamente pequeña de inoculante puede tratar efectivamente un volumen relativamente grande de cosecha recolectada. Por ejemplo, son típicas unas relaciones del orden de 40 gramos de inoculante a 50 toneladas de cosecha recolectada. Sin embargo, la aplicación uniforme relativamente efectiva de tales pequeñas cantidades a tales grandes cantidades de cosecha agrícola no es una cuestión trivial, en particular si la cosecha o el aplicador, o ambos, se están moviendo uno con relación a otro.

Se utilizan de ordinario aditivos con el fin de facilitar la conservación de la cosecha durante el almacenamiento. Dos tipos de aditivos son los más comunes: (1) ácido para reducir la actividad bacteriana y (2) inoculantes para aumentar la actividad favorable. Estos aditivos se deben aplicar al tiempo de la recolección para obtener el beneficio máximo en la ayuda a la conservación de la cosecha. La recolección de la cosecha tiene lugar en una zona grande mediante la utilización de equipo recolector móvil tal como instrumentos de recolección y embalado de forraje. Estos instrumentos se han designado para velocidad máxima de recolección con muy poca consideración a que sean compatibles con los requisitos de aplicar los aditivos usados para facilitar la conservación de la cosecha. La capacidad del equipo recolector de transportar los aditivos utilizados se limita a veces a pequeñas cantidades de material. En tales casos, es beneficioso utilizar aditivos que requieran la menor relación de aditivo a cosecha de modo que, con limitada capacidad de transporte, el instrumento recolector no deje de rellenar con frecuencia pequeños depósitos de los aditivos.

En los últimos años se han desarrollado aditivos para facilitar la conservación de cosechas con relaciones de aplicación cada vez más bajas. Se han introducido fórmulas ácidas de alta concentración que son efectivas para controlar el crecimiento bacteriano cuando se aplican a relaciones de sólo 0,005% de la cosecha tratada. Se han desarrollado inoculantes altamente concentrados que son efectivos a tasas de sólo 0,041% de la cosecha tratada. Estos productos de baja tasa de inclusión han reducido la necesidad de parar y llenar los depósitos en los instrumentos recolectores.

El problema que surge con los productos que tienen bajas velocidades de aplicación es alcanzar la cobertura uniforme de toda la cosecha tratada. Para que sea efectiva en toda la cosecha, la cobertura de estos aditivos debe ser uniforme en toda la cosecha. Para líquidos, las técnicas de pulverización convencionales no son efectivas a estas tasas bajas.

Un método corriente de aplicación de inoculante premezcla inoculante concentrado con agua en un depósito grande (por ejemplo, a una relación inoculante a agua de 1:200 a 1:3000). Tales depósitos pueden contener, a veces, del orden de 378 litros (100 galones) o más de agua. Posteriormente se utiliza un sistema pulverizador convencional para pulverizar la mezcla sobre la cosecha recolectada. Es engorroso y lento mezclar, transportar y rellenar un volumen tan grande. También puede desperdiciar inoculante, que es biológicamente activo y no barato. La premezcla se debe realizar con cuidado. Se debe usar potencia y combustible suficientes para manejar un depósito de dicho tamaño y peso. Si no se usa todo el depósito de mezcla, muchas veces hay que tirar el resto. No hay forma práctica de almacenar la mezcla. Además, se debe usar un sistema pulverizador relativamente exacto. Todo el sistema se debe llevar de nuevo generalmente a una posición base para rellenar y mezclar el depósito. Dicho sistema pulverizador usa una cantidad sustancial de agua por unidad de forraje.

Se desarrolló un método alternativo para resolver algunos de los problemas y deficiencias antes mencionados. El sistema APPLI-PRO^{TM} que se puede adquirir de Pioneer Hi-Bred International, Des Moines, Iowa, y descrito en la U.S. Número de serie 10/140.596 y WO 99/58253, usa en cambio un depósito o botella APPLI-PRO^{TM} del tamaño de la palma o de la mano (véase la Patente de Estados Unidos D409.303) de premezcla de inoculante concentrada que se podría instalar extraiblemente en su sistema pulverizador. Un depósito más grande de agua está en comunicación de fluido con una primera bomba, que bombea agua del depósito a una tasa deseada a boquillas de pulverización. Una segunda bomba, preferiblemente una bomba de inyección, está en comunicación de fluido con la pequeña botella de inoculante concentrado y el conducto de fluido. La operación exacta regulable de la bomba de inyección servía como una dosificación exacta de inoculante concentrado a la corriente principal de agua a los pulverizadores. Esto eliminaba el requisito de premezcla en el depósito grande de agua. Permitía dispensar solamente la cantidad necesaria de inoculante. Al final de una sesión de pulverización, se podía cambiar la botella inoculante o sellar y almacenar el resto en dicho depósito, y después disponer de él para uso posterior. El sistema realiza la utilización exacta y eficiente de inoculante con un reducido margen de error. También es altamente ajustable a las diferentes necesidades. Sin embargo, requiere dos mecanismos de bombeo separados. Además, todavía usa un depósito sustancialmente grande de contención del suministro de agua si se han de pulverizar grandes cantidades de cosecha agrícola en una
sesión.

Se han realizado otros intentos de mejorar los sistemas del tipo de aplicación de inoculante a forraje. En el modelo ULV^{TM}, que se puede adquirir de Pioneer Hi-Bred International, en lugar de un depósito grande de agua, como un depósito de premezcla o depósito de suministro de agua, de nuevo un solo depósito mucho más pequeño (por ejemplo 2,5 litros) contiene la premezcla de inoculante y agua. Además, en lugar de pulverizar una relación de una cantidad muy pequeña de inoculante a grandes cantidades de agua, se utiliza un atomizador para atomizar la mezcla de manera muy exacta y consistente para aplicar la cantidad correcta sobre el forraje recolectado. Sin embargo, se ha hallado que un atomizador efectivo es relativamente caro, y que el aparato general puede costar varios miles de dólares.

Por lo tanto, todavía hay en la técnica espacio adicional para mejora. Se necesita un sistema de aplicación más económico, menos engorroso, eficiente y efectivo. Se debe considerar otros factores al diseñar sistemas para aplicar dichos tipos de sustancias.

Primero: muchas sustancias biológicamente activas tienen un cierto umbral de tolerancia de trauma. Por ejemplo, algunas bombas y boquillas que intentan atomizar fluido, someten muchas veces las células vivas a fuerzas de cizalladura que puede dañar sus células. Naturalmente, las células de inoculante dañadas pueden inhibir o destruir su eficacia.

En segundo lugar, hay que tener cuidado de no secar excesivamente la sustancia biológicamente activa, mientras está almacenada, en espera de aplicación, o durante la aplicación. El excesivo secado o exposición a aire también puede reducir la eficacia del ingrediente biológico.

Tercero: incluso con el ejemplo específico de inoculantes de forraje, hay una amplia variedad de entornos en los que el inoculante se podría aplicar y los factores ambientales podrían afectar a la aplicación. Por ejemplo, se podría aplicar en una cosecha recolectada que pasa por un dispositivo de pulverización en algún tipo de una cinta transportadora expuesto. Hay que tener cuidado de dirigir el inoculante de manera uniforme a la cosecha en movimiento. El equipo de transporte resulta cada vez más sofisticado. La cosecha se puede desplazar a velocidades y volúmenes sustanciales. Un sistema de aplicación de inoculante debe ser capaz de regularse y adaptarse consiguientemente. Por ejemplo, el sistema de aplicación se podría realizar a bordo de un dispositivo recolector. La aplicación de inoculante se puede hacer en o cerca de los sistemas de transporte internos, por ejemplo mecánicos o neumáticos, de la máquina. La velocidad a la que se mueve la cosecha puede ser alta; por ejemplo, más de 160 km (100 millas) por hora. Con cintas transportadoras expuestas o cintas transportadoras internas hay que controlar el efecto del viento o vacío en una mezcla suspendida en el aire, creado por efecto venturi a alta velocidad.

Por otra parte, como se detalla en la número de serie 10/140.596 y WO 99/58253, hay otros casos en los que el sistema de aplicación se puede mover con relación a la cosecha recolectada, o se mueven tanto el pulverizador como la cosecha. Un sistema de aplicación efectivo debe ser capaz de manejar los entornos.

A efectos de esta descripción, el término "producto deseado" se usará para hacer referencia a cualquier material, vivo o no, o cualquier superficie en la que se podría usar el aparato, sistema o método de la presente invención para aplicar una sustancia química o biológicamente activa en una forma de premezcla líquida. A efectos de esta descripción, el término "cosecha" se utilizará para hacer referencia a un ejemplo de un producto deseado, e incluye cualquier material vegetal, tanto prerrecolectado (por ejemplo, que crece en un campo o se corta, pero sin que todavía se recolecte la parte deseada), como durante y después de la recolección.

WO 99/58253 describe un sistema para aplicar una sustancia química o biológicamente activa a un volumen relativamente grande de cosecha, incluyendo una boquilla que se puede colocar cerca de la cosecha agrícola, estando colocada la boquilla en un extremo de un conducto de fluido, un receptor conectado al conducto de fluido para recibir un depósito de sustancia química o biológicamente activa, una bomba para dispensar una mezcla de agua y sustancia química o biológicamente activa al conducto a una velocidad proporcional a la operación de la bomba, con la boquilla de pulverización colocada a lo largo de una cinta transportadora.

US 3.841.555 describe un aparato pulverizador que usa aire a presión.

FR-A-2.677.217 describe un aparato para incorporar un conservante biológico a productos agrícolas.

GB 2.244.903 describe un aparato en el que se descarga material particulado a una corriente de aire.

II. Resumen de la invención

Por lo tanto, un objeto principal, característica, ventaja, y/o aspecto de la presente invención es proporcionar un aparato, método, o sistema de aplicar una sustancia química o biológicamente activa en cantidades relativamente pequeñas a volúmenes relativamente grandes de un producto deseado que constituye una mejora sobre o resuelve problemas y deficiencias en la técnica.

Objetos adicionales, características, aspectos, y/o ventajas de la presente invención incluyen un aparato, método, o sistema para aplicar una sustancia química o biológicamente activa en cantidades relativamente pequeñas a volúmenes relativamente grandes de un producto deseado que:

a.

Es económico;

b.

Reduce la cantidad de fluido portador que debe estar disponible o transportarse para mezcla con la sustancia química o biológicamente activa;

c.

Es adaptable a trabajar con volúmenes y velocidades de flujo volumétrico sumamente grandes de producto deseado, incluyendo cosechas;

d.

Evita el trauma en la sustancia química o biológicamente activa;

e.

Está adaptado para alta producción del producto deseado;

f.

Es exacto;

g.

Se puede regular para diferente volúmenes y velocidades de diferentes productos deseados;

h.

Es de aplicación consistente y uniforme;

i.

Es duradero;

j.

Prevé un mantenimiento y reparaciones relativamente fáciles;

k.

Es adaptable a varios lugares, entornos, y funciones;

l.

Proporciona una mezcla y aplicación uniformes por asistencia por aire.

Estos y otros objetos, características, aspectos, y/o ventajas de la presente invención serán más evidentes con referencia a la memoria descriptiva adjunta y las reivindicaciones.

Un aspecto particular de la presente invención incluye un sistema para aplicar una sustancia química o biológicamente activa a un volumen relativamente grande de cosecha incluyendo:

a.

Una boquilla (12) con un orificio de pulverización que se puede colocar cerca de la cosecha agrícola, estando colocada la boquilla en un extremo de un conducto de fluido (14);

b.

Un receptor (30) conectado en un extremo opuesto del conducto de fluido para recibir un depósito (20) de una mezcla de agua y sustancia química o biológicamente activa;

c.

Una bomba movida eléctricamente (40) conectada operativamente para dispensar la mezcla al conducto a una velocidad proporcional a la operación de la bomba;

d.

Una fuente de aire a presión (50) en comunicación de fluido con el conducto para airear la mezcla;

e.

Un sensor de voltaje (60) conectado a la bomba;

f.

Un control (80) para alterar el voltaje de la bomba;

g.

Con la boquilla de pulverización colocada a lo largo de una cinta transportadora interna (9) o un movimiento neumático para forraje recolectado.

En otro aspecto de la invención se ha previsto un método para aplicar un volumen relativamente pequeño de sustancia química o biológicamente activa a un volumen relativamente grande de una cosecha agrícola incluyendo:

(a)

crear una corriente de aire a presión;

(b)

dosificar una mezcla de la sustancia química o biológicamente activa y agua a la corriente de aire a presión;

(c)

aplicar la mezcla aireada a una cosecha agrícola.

III. Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama simplificado de una realización ejemplar según un aspecto de la presente invención.

La figura 2 es un diagrama de componentes de una realización ejemplar según la presente invención con un solo depósito de mezcla.

La figura 3 es una vista diagramática de un sistema de depósito doble que se podría usar con la realización de la figura 2.

La figura 4 es una realización alternativa para un sistema de boquilla doble que se puede usar con el sistema de la figura 2.

La figura 5 es un esquema eléctrico de un circuito eléctrico utilizable con la realización de la figura 2.

Las figuras 6A-C son vistas en perspectiva de un ejemplo de cómo algunos componentes del sistema de la figura 2 se podrían incorporar a un aparato o carcasa integrado.

La figura 7 es una vista diagramática de una interface de control para una realización de la invención.

La figura 8 es un diagrama en perspectiva simplificado de una realización alternativa según la presente invención; una realización donde la sustancia química o biológicamente activa se aplica en una hilera de cosecha segada o cortada en un campo.

IV. Descripción detallada de realizaciones ejemplares A. Generalidades

Para una mejor comprensión de la invención, ahora se describirán con detalle ejemplos o formas que puede tomar la invención. Se hará referencia frecuente a los dibujos anexos. Se utilizarán números de referencia para indicar algunas partes y posiciones en los dibujos. Se usará los mismos números de referencia y letras para indicar las mismas partes y posiciones en todos los dibujos, a no ser que se indique lo contrario.

B. Realización ejemplar 1

Con referencia a la figura 1, en un aspecto de la invención, un aparato y proceso combina un alto volumen de aire suministrado a la cosecha y un bajo volumen de dosificación del aditivo (por ejemplo una mezcla de sustancia química o biológicamente activa y agua) a la corriente de aire para transportar y distribuir el aditivo a una cosecha. En una realización típica del proceso, unos medios de bombear aire 1 están montados en equipo recolector tal como instrumentos de recolectar y embalar forraje. El flujo de aire de la fuente 1, una bomba, compresor o suministro de aire comprimido, es normalmente entre 0,047 A 2,35 l/s (0,1 y 5 pies cúbicos) por minuto. Se administra a una línea 2 y dirige a un orificio de pulverización 3. El orificio dispensará el aire en una configuración uniforme del tipo de abanico 4 cuando el aire antes de la punta se administra a presión, típicamente entre 351,5 y 7.030 g/cm^{2} (5 y 100 libras por pulgada cuadrada (psi)). Cuando este orificio de pulverización 3 está orientado en una posición en el instrumento recolector donde la cosecha fluye uniformemente delante de la punta, la mezcla de aire/líquido cubre la cosecha uniformemente.

En la realización típica, un depósito 5 para contener el aditivo también está situado en el equipo recolector. Se utiliza un dispositivo dosificador 6 para dispensar el aditivo a la línea 2. El dispositivo dosificador 6 regula la aplicación adecuada del aditivo en base a flujo del producto. El dispositivo dosificador 6 también puede tener unos medios de evitar que fluya aire al depósito 5 y también debe tener la capacidad de dispensar producto a la línea 2, superando la presión de línea desarrollada por el suministro de aire 1. En una realización típica, el dispositivo dosificador 6 usado es una bomba de desplazamiento positivo, que evitará que entre aire en el depósito 5 y dispensará producto a una presión suficientemente alta para superar la presión de aire en la línea 2. Esta bomba puede estar equipada con unos medios para regular el flujo, de manera que la cantidad de aditivo descargado a la cosecha se adapte a la velocidad de recolección, y se pueda mantener la relación de aplicación deseada. La distancia desde el punto de introducción al dispositivo dosificador 6 y la punta pulverizadora 3 debe ser de longitud suficiente para permitir la mezcla del producto en el aire antes de suministrarse a la cosecha.

Se podría usar un codificador para supervisar la velocidad de aplicación, un motor regulable por voltaje para controlar la dosificación del concentrado, u otros dispositivos para supervisar y gestionar la aplicación.

C. Realización ejemplar 2 1. Entorno ejemplar

Otros aspectos según la invención se describirán con referencia a las figuras 2-7. En este ejemplo, se aplicará un aditivo (una mezcla de aire/líquido incluyendo una sustancia biológicamente activa mezclada con agua) a una cosecha agrícola recolectada, que será forraje tal como alfalfa. La sustancia biológicamente activa será un inoculante de forraje (por ejemplo inoculante de ensilado 1174, que se puede adquirir de Pioneer Hi-Bred International, Inc., Des Moines, Iowa).

El aparato para transportar y aplicar la mezcla a forraje recolectado es un vehículo o instrumento de corte de forraje autopropulsado o arrastrado (incluyendo vagones de carga) (tal como los conocidos en la técnica), con la boquilla de pulverización colocada a lo largo de una cinta transportadora interna o movimiento neumático del forraje recolectado. Un dispositivo de control está colocado en o cerca del operador del vehículo o instrumento.

La figura 2 es una ilustración diagramática de un sistema 10 según esta realización ejemplar. Los componentes están en forma diagramática para ilustración y no están a escala. El forraje se ilustra diagramáticamente pasando por una cinta transportadora interna 9 de la cortadora en la dirección indicada por la flecha 8 en la figura 2. Los componentes en la parte superior derecha de la figura 2 están situados en una cabina de operador. El resto del sistema está situado en o cerca del material a pulverizar, dentro del vehículo recolector.

Naturalmente, el aparato, sistema, y método se puede usar para otras aplicaciones análogas y en otros entornos, como se indica aquí. Esto es un ejemplo solamente.

Ahora se describirán los componentes primarios básicos del sistema 10.

2. Botella 20

Una botella de 2.500 mililitros 20 (básicamente cilíndrica) con un primer extremo 22 y un segundo extremo 24 está adaptada para contener una mezcla de fluido portador (por ejemplo agua) y sustancia química o biológicamente activa (por ejemplo inoculante de forraje). Como se puede ver en la figura 3, la botella 20 puede tener un agujero 26 en el extremo 22 por el que se puede introducir el agua y el inoculante en la botella 20 y mezclar (por agitación u otros métodos), o se podría introducir en la botella 20 una premezcla de agua/inoculante. En la figura 3 se ilustra un tapón extraible 25 (por ejemplo, se podría colocar sobre la parte superior de la botella 20 y tapar y sellar extraiblemente el agujero 26). La botella 20 podría ser la botella Appli-Pro^{TM} de Pioneer Hi-Bred International, Des Moines, Iowa (Estados Unidos de América). Podría tener una configuración como la de la Patente de Estados Unidos D409.303.

El inoculante se puede adquirir de varias fuentes comerciales en forma altamente concentrada. La cantidad de aplicación del sistema 10 se puede determinar mediante verificación empírica o conocimiento. La relación de inoculante a agua en botella 20 se puede calcular de manera que se cumpla la necesaria relación de inoculante a volumen de forraje cuando se ponga en funcionamiento el sistema 10.

Un ejemplo sería tratar aproximadamente 250 toneladas de forraje recolectado por hora. Sería típica una relación de aproximadamente 1 parte de inoculante a 6 partes de agua para una botella de 2.500 mililitros (por ejemplo, número de referencia 20 de la figura 2). Las 250 toneladas/hora se basan en los supuestos de que: (a) el sistema 10 está configurado para pulverizar aproximadamente 10 mililitros por tonelada; y (b) habría aproximadamente 100.000 millones de unidades de formación de colonias (CFU) por tonelada de forraje en movimiento a velocidades medias o altas a través de la zona de pulverización.

La botella 20 se puede hacer de alguno de varios materiales. Un ejemplo sería plástico resistente a UV, transparente, de alto impacto, que se puede esterilizar con procedimientos tradicionales.

Como se puede apreciar, una persona puede transportar fácilmente una botella de 2.500 mililitros se, incluso cuando está llena, con una o las dos manos. Una sola persona podría transportar varias botellas 20 al menos en una caja o soporte. La botella 20 podría incluir indicaciones con instrucciones o identificación.

Además, como se puede apreciar, un tapón sellable de encaje por rozamiento 25 permitiría almacenar la mezcla de la botella 20 durante algún tiempo razonable, en contraposición a tener que tirarla si no se usa en una sesión de aplicación dada.

3. Receptor de botella 30

Como se representa en la figura 2, y con referencia adicional a la figura 3 (lado izquierdo), el sistema 10 incluye un receptor 30 adaptado para aceptar y recibir el extremo 22 de la botella 20 con agujero 26. Las roscas 38 de la botella 20 se podrían acoplar con roscas en la copa receptora cóncava 32 del receptor 30 para permitir la fijación extraíble de la botella 20 al sistema 10. El receptor 30 podría operar en la posición representada en la figura 2, con la botella 20 invertida de tal manera que caería fluido por gravedad al conducto 14. Alternativamente, como se indica en la figura 3, la botella 20 se podría enroscar, con el agujero 26 hacia arriba, en el receptor 30. Un tubo 34 se podría extender cerca de la parte inferior de la botella 20 cuando esté en posición completamente unida y aspiración o efecto de vacío de la bomba 40 podría aspirar fluido de la botella 20 hasta el conducto 14.

La Solicitud número de serie 10/140.596 y WO 99/58253 ilustra con más detalle varias realizaciones de una disposición de receptor/botella 20 que se podría usar con el sistema 10. Obsérvese en particular que el receptor 30 se podría girar de tal manera que la botella 20 se pudiese introducir a rosca con el extremo 26 hacia arriba de manera que no se produzca derrame, y después todo el conjunto de receptor/botella 30/20 se podría girar de tal manera que la botella 20 terminase con el extremo abierto hacia abajo para alimentar su contenido por gravedad. O todo el receptor/botella 30/20 podría permanecer en la posición vertical fija. Además, la Solicitud número de serie 10/140.596 ilustra algunas formas en que se podría controlar el flujo de la botella 20.

El receptor 30 se puede hacer de materiales relativamente económicos tal como plástico moldeado o extruido que son altamente duraderos y resistentes a su entorno.

4. Conducto 14 y boquilla 12

Como se ilustra en la figura 2, el conducto principal de fluido 14 tiene un extremo distal 16 unido a una boquilla 12, y un extremo próximo 18 en comunicación de fluido con la botella 20 mediante el receptor 30. El sistema 10 puede operar para mover la mezcla de botella 10 al extremo 18 del conducto 14, y al extremo 16 del conducto 14 para distribución por pulverización desde la boquilla 12. El conducto 14 puede ser un tubo de plástico duradero, transparente, flexible (por ejemplo, de calidad hospitalaria) adaptado para trabajo con una bomba peristáltica. Puede variar en longitud y dimensiones según sea preciso. En un ejemplo, es un tubo flexible de 2,43 m (8 pies) de largo, 6,35 mm (1/4 pulgada) de D.I., 9,52 mm (3/8 pulgada) de D.E., hecho de alguno de varios tipos de plástico o PVC y se puede obtener comercialmente de Grainger Co., de Davenport, Iowa, bajo el número/nombre de producto 4HL94.

La boquilla 12 puede ser de diferentes estilos o configuraciones. Preferiblemente, produce una neblina suave, consistente, bajo las condiciones de presión y entrada del sistema 10. No crea atomización mediante microtamices o esquinas pronunciadas y constricciones de manera que pudiese dañar en escala sustancial las células del inoculante, o realizar en las células una acción de cizalladura que tendería a dañarlas. Promueve la distribución uniforme al espacio por el que está pasando el forraje 8 (véase el número de referencia 28 en la figura 2). En muchos instrumentos de forraje actuales, el forraje 8 pasa de forma relativamente rápida por la boquilla 12 (por ejemplo a veces a más de 160 km (100 millas) por hora). Muchos instrumentos usan potencia neumática para mover el forraje 8, de modo que está básicamente fluidizado en aire a presión. Por lo tanto, no está plano, sino que se está moviendo rápidamente por todas las partes de una sección transversal del conducto neumático. Esto presenta un reto para la aplicación uniforme al forraje 8. Algunos instrumentos usan cintas transportadoras mecánicas. El forraje 8 estaría entonces en una forma más tumbado en la cinta transportadora. Esto también presenta un reto a la aplicación uniforme.

Un ejemplo de boquilla 12 sería una boquilla de pulverización comercializada bajo la marca comercial ConeJet comercialmente disponible de Tee-Jet Co. y Spraying Systems Co., de Wheaton, Illinois. Dicha boquilla usada lleva la marca "ConeJet 10X". Naturalmente, son posibles otros tipos. Preferiblemente, no presentan trauma sustancial para las células de sustancias biológicamente activas.

5. Bomba 40

La bomba 40 es una bomba peristáltica que tiene un motor 42 y un mecanismo de rodillo peristáltico 44, tal como los conocidos y comercialmente disponibles. Un ejemplo sería la bomba peristáltica número 2P305 de Grainger Co., de Davenport, Iowa (12 VDC). Es movida eléctricamente y el motor 42 podría tener un control de motor de velocidad variable a la velocidad del motor 42, y así la velocidad de bombeo de la bomba 50.

El conducto 14 estaría en comunicación de fluido con la botella 20 y la boquilla 12. Podría ser un solo tubo de plástico que pasase por la bomba peristáltica 40, o podría tener una parte conectada operativamente entre la botella 20 y una entrada 46 a una pieza dentro de la bomba 40, y otra pieza entre la salida 48 de la bomba 40 a la boquilla 12. Obviamente, el conducto 14 y cualesquiera conectores, si el conducto 14 es un elemento unitario o en segmentos o piezas, son estancos a los fluidos procedentes de la botella 20 a través de la boquilla 12.

La operación de la bomba peristáltica 40 en un modo de bombeo normal estrecharía sucesivamente una porción del conducto flexible 14 en la zona 45 (en general entre rodillos de bomba 44) para crear una acción de bombeo en el conducto 14. El motor 42 sería regulable para variar la velocidad de los rodillos peristálticos 44, que sería proporcional a la cantidad de fluido bombeado a través del conducto 14.

El ajuste de la velocidad de bombeo se puede calibrar para la sustancia y el producto deseado. Muchos instrumentos de recolección tienen sensores que pueden estimar la cantidad de toneladas de cosecha recolectada por hora. La cantidad de mezcla a aplicar por tonelada de cosecha recolectada por hora puede ser predeterminada. La velocidad de bombeo de la bomba 40 se puede calibrar para un rango de velocidades de aplicación por tonelada de cosecha recolectada por hora. Un operador del equipo recolector puede comprobar las toneladas/hora estimadas que la cosechadora procesará y después pulsará simplemente o marcará un valor correlacionado para el sistema 10. Si hay que cambiar la velocidad a causa de un cambio en las toneladas/hora recolectadas, o para una cosecha o producto deseado diferentes, lo permite una bomba de velocidad variable.

6. Compresor 50

Se introduce aire a presión en el conducto 14 entre la bomba 40 y la boquilla 12 mediante el conducto 52 desde el compresor 50 a la unión 54 con el conducto 14. El conducto 52 puede ser del mismo material o similar al del conducto 14. Se puede hacer una junta en "T" estanca a los fluidos u otra conexión en la unión 54. Alternativamente, el conducto 14 se podría fabricar originalmente con bifurcaciones 16 y 52.

El compresor 50 puede ser la pieza número 5Z349 que se puede adquirir de Grainger Co., de Davenport, Iowa. Produce preferiblemente 5-30 psi a 12 V CC. Se ha considerado aceptable un rango de 5-50 psi, pero se puede usar un rango de 5-100 psi. Preferiblemente, la bifurcación 52 está protegida por una válvula unidireccional o tiene de otro modo un aparato que evita que la mezcla avance a la bifurcación 52 o al compresor 50.

Las psi del compresor 50 se pueden regular y el compresor 50 puede operar a 12 V CC. Alternativamente, o adicionalmente, se podría añadir al sistema otro componente que permitiría el ajuste de la presión de aire del compresor 50 (por ejemplo algún tipo de dispositivo de control de presión en o después de la salida del compresor 50).

7. Voltímetro 60

Un voltímetro convencional 60 (tal como la pieza número IT-855 de Grainger Co.) puede estar en comunicación eléctrica por el cable 62 con el motor 42 de la bomba 40. Por verificación empírica y calibración, la cantidad de producción de mezcla de la botella 20 a la boquilla 12 se puede correlacionar con la lectura de voltaje del motor 42. También se puede usar sensores de voltaje alternativos, por ejemplo, un voltímetro digital.

El cable 64 puede comunicar la lectura de voltaje del voltímetro 62 a un controlador 80 (véase la figura 2).

Como se ha mencionado anteriormente, el motor 42 presentaría lecturas de voltaje que se pueden correlacionar con una cantidad variable de producción de fluido a través del conducto 14. Por lo tanto, por el método simple de verificar el voltaje de motor 42, se puede recoger información acerca de la velocidad de formación de neblina de la boquilla
12.

Puede haber formas alternativas de calibrar el sistema y la operación de motor 42 sin voltímetro 60 y su función.

8. Control manual 70 y/o interface de control 110

Dado que la salida de neblina tiene una relación conocida con el voltaje operativo de la bomba 42, el control manual 70 puede estar conectado operativamente al motor 42. Un botón de control 72 regulable manualmente se puede ajustar a valores diferentes 74 para que el control 70 proporcione un rango de velocidades de la bomba (es decir, velocidades del motor), para regular a su vez la velocidad de acción de bombeo de la bomba 40.

Una alternativa haría que el control 70 (por ejemplo, un reóstato) ajustase directamente la velocidad del motor 42. El operador tendría que poner el control 70 en base a pruebas empíricas o calibración.

Otra alternativa, como se representa en la figura 2, tiene el control 70 conectado operativamente a un componente intermediario, aquí el controlador 80, que traduciría el valor del control 70 a una señal que ordenaría la velocidad de motor 42 mediante un cable, hilo eléctrico, u otro canal de comunicación 82. Un cable, hilo eléctrico, u otro canal de comunicación 76 puede conectar el control 70 al dispositivo controlador electrónico 80.

Otra opción sería tener una interface de control asociada con el controlador 80 (véase, por ejemplo, la interface de control 110 de la figura 7) que permitiría al operador establecer la velocidad de aplicación pulsando o tocando botones o pantallas u otros dispositivos de entrada. Se podría programar software para interpretar la entrada del operador y dar consiguientemente instrucciones al motor 42 de la bomba.

9. Controlador 80

El sistema 10 puede ser coordinado mediante un controlador 80. El controlador 80 puede ser un microprocesador, tal como los conocidos y comercializados. Son posibles otros tipos de controladores eléctricos, electrónicos o digitales. Podrían incluir una pantalla digital 84 integrada con el controlador 80 o conectada mediante un cable 86. El controlador 80 puede operar a 12 V CC. Como se ha mencionado, se puede usar entradas regulables directamente en el controlador digital 80 en lugar de un reóstato 70.

El controlador 80, junto con el control manual 70 si se utiliza, se puede integrar en una carcasa que se puede colocar en la cabina de operador del equipo agrícola (por ejemplo, la cortadora). El voltímetro 60, si se utiliza, se puede integrar en la carcasa o colocar cerca de la bomba 40, o en cualquier lugar entremedio.

El controlador 80 se podría programar por medios y métodos conocidos para interpretar y ordenar al motor de bomba 42 que opere a un valor de control seleccionado 70 y supervise el voltaje del motor 42 mantener una velocidad consistente del motor de bomba 42. Más adelante se expone un ejemplo de operación.

Alternativamente, el controlador 80 se podría programar para funciones más sofisticadas. Por ejemplo, podría tener una memoria volátil o no volátil con tablas de consulta correlacionadas a varias velocidades de aplicación. En lugar de un control manual 70, el operador introduciría simplemente una instrucción de entrada que el controlador 80 interpretaría como una velocidad de aplicación dada. A su vez, el controlador 80 ordenaría entonces consiguientemente la operación de la bomba 42. El voltímetro 60 podría ser efectivamente un bucle de realimentación al controlador 80 para supervisar la operación de bomba y permitir así que el controlador 80 sintonice finamente la salida de neblina.

Una memoria también podría contener velocidades de aplicación y rangos para varias sustancias químicas o biológicamente activas diferentes.

Opcionalmente, el controlador 80 y otra circuitería eléctrica o electrónica o componentes podrían fabricarse, total o parcialmente, en una placa de circuito que se podría instalar en una caja para uso operable con el aparato. Esto podría reducir más el costo del sistema.

10. Circuito eléctrico

La figura 5 ilustra esquemáticamente en general un circuito eléctrico 100 que se puede usar con el sistema 10. El circuito 100 comunica eléctricamente entre los componentes de la figura 2 y una fuente de corriente eléctrica de 12V CC.

Por ejemplo, la figura 5 ilustra los componentes siguientes. Podría incluir componentes adicionales.

Un interruptor 114 puede suministrar corriente eléctrica al circuito. Un interruptor 115 puede activar el modo de pulverización. Una entrada 117 puede pausar automáticamente el modo de pulverización desconectando la potencia a la bomba 40 y el compresor 50 cuando se reciba una señal en la entrada 117. Entrada 117 aquí es una "entrada de fin de hilera", que puede ser una señal de un microinterruptor u otro componente en el instrumento recolector indicando que el cabezal recolector del instrumento ha sido elevado. Esto indica, a su vez, que se ha parado la recolección. A la inversa, el circuito puede reanudar automáticamente el modo de pulverización cuando baja el cabezal recolector, lo que se puede detectar e indicar al circuito 100.

Un control de velocidad variable 43 para el motor 42 de la bomba 40 se puede poner para controlar la velocidad de acción de bombeo de la bomba 40.

La figura 5 también ilustra dos solenoides de control de válvula 104 y 106 que se podrían usar para activar y desactivar válvulas (no representadas) por instrucción del controlador 80. Más tarde se exponen detalles de su funcionamiento. Se puede usar solenoides 104 y 106 para abrir y cerrar recorridos del aire a presión y el fluido en el conducto 14. El solenoide 104 puede estar normalmente cerrado para bloquear y sellar el conducto 52 al compresor 50 cuando no esté operando. El solenoide 106 puede operar de acuerdo con el solenoide 104 para un modo de limpieza opcional del sistema 10, como se explicará más adelante. Se puede usar un relé de temporización 118 para controlar un relé de limpieza 119, que a su vez puede controlar la activación del solenoide de limpieza 106. El relé de temporización 118 puede operar esencialmente durante un período fijo de tiempo (por ejemplo 30 segundos) para ejecutar un modo de limpieza automática si lo ordena el controlador 80.

11. Sistema integrado/carcasa

Las figuras 6A-C ilustran una forma en que algunos componentes de dispositivo 10 se pueden integrar en una carcasa relativamente pequeña 200 (por ejemplo, lámina metálica) que se puede instalar en un vehículo o donde pueda ser útil. Una chapa de montaje 202 proporciona una superficie que puede ser atornillada o montada de otro modo en el vehículo o pared u otra superficie. Un colector 90 podría incluir un receptor 30 para una o varias botellas 20. En las figuras 6A-C se puede enroscar dos botellas APPLI-PRO^{TM} 20A y B a posición operativa en los receptores 30A y B, respectivamente. Esto proporciona fácil acceso para que el operador conecte o quite la botella 20A o B del dispositivo 10. Como se indica a la figura 6C, una puerta 201 en la carcasa 200 permite acceder a la bomba 40, compresor 50, y otros componentes (por ejemplo solenoides, válvulas, tubos). Una pared 208 puede separar y sellar esencialmente el compresor 50 de la bomba 40. Una placa de circuito podría contener gran parte de la circuitería indicada en la figura 5, pero se montaría generalmente en un recinto en la cabina del operador. Conexiones eléctricas comunicarían instrucciones operativas a la bomba 40 y el compresor 50 en la carcasa 200. El conducto 14 y el conducto 52 no se representan específicamente en la figura 6C, pero formarían recorridos de fluido de las botellas 20A y B y el compresor 50, respectivamente, a una salida de fluido 210 de la carcasa 200. La bifurcación del conducto 14 a la boquilla 12 (no representada en la figura 6C) conectaría operativamente con la salida de fluido 210.

Como se indica en la figura 2, el controlador 80 y otros componentes podrían estar situados a distancia de la carcasa 200 (por ejemplo, en la cabina del operador del vehículo). Comunicaciones eléctricas convencionales (alámbricas o inalámbricas) podrían comunicar instrucciones o información de los componentes en cabina a la carcasa 200 para ordenar, a su vez, la operación de solenoides 104 y 106, bomba 40 y compresor 50.

Las figuras 6B y C muestran un manómetro opcional 204 que podría estar conectado operativamente al conducto 14 para supervisar la presión durante el funcionamiento del sistema 10. Se deberá observar que se podría colocar en alguna de varias posiciones. Podría comunicar con el controlador 80 para proporcionar información en tiempo real al operador situado en la cabina. Como alternativa, una lectura digital en el controlador también podría dar una indicación de la presión.

Como se puede ver por las figuras 6A-C, la mayor parte del sistema 10 se puede integrar en una carcasa única relativamente compacta 200 que sería relativamente fácil de montar, incluso en espacios interiores a veces reducidos de un vehículo o instrumento. Con relativamente pocas conexiones, la carcasa 200 puede ser en comunicación con el controlador 80 y la boquilla 12. Esto permite una instalación, preparación y mantenimiento fáciles y no engorrosos. También permite la extracción de sistema 10 y la instalación a otro vehículo o lugar con una facilidad sustancial.

Como se puede apreciar, los componentes del sistema 10 podrían ser de tipo predominantemente modular, y presentar así eficiencias de fabricación, mantenimiento, reparación y sustitución.

D. Operación

En la operación, el sistema 10 puede funcionar como sigue. Habría pasos preliminares como los siguientes.

La botella 20 se llenaría de una mezcla de agua e inoculante según un conocimiento a priori o instrucciones recomendadas para una velocidad de aplicación, cosecha y/o inoculante dados. El operador podría abrir la botella 20 con la mano, y conectarla al receptor 30.

Se utilizan pruebas anteriores para programar el controlador 80 de tal manera que el selector manual 70, o en este ejemplo, la interface de control de usuario 110, proporcione al operador la capacidad de introducir en el controlador 80 alguna de un rango de velocidades de aplicación programadas.

La boquilla 12 se colocaría junto al recorrido de flujo de forraje 8. Naturalmente, se puede comprobar la configuración de pulverización de la boquilla 12, establecer su configuración de pulverización, y regular la posición de la boquilla 12 para lograr la cobertura deseada con relación al forraje en movimiento 8 (figura 2) sin desperdicio ni pulverización excesiva.

Se necesita cierto diseño en lo que se refiere a la colocación de los componentes dentro del vehículo. En una realización, la botella 20, el receptor 30, la bomba 40, el compresor 50, y la mayor parte del conducto 14 podrían estar encerrados dentro de una carcasa o estructura parecida a la carcasa 200 de las figuras 6A-C e introducirse cerca de la posición deseada de la boquilla 12 en una posición que no entrará en conflicto con otros componentes operativos del vehículo. Alternativamente, alguno o todos los componentes se pueden montar en posiciones deseables e interconectar operativamente.

Con referencia al esquema eléctrico de la figura 5, se podría obtener corriente eléctrica para varios componentes por una conexión al sistema de potencia de la batería del vehículo (generalmente 12 V CC) o convertir de otro modo a 12 V CC de manera que el sistema 10 no necesite una fuente de alimentación fuera del vehículo.

Por lo tanto, las ventajas del sistema 10 incluirían una botella extraíble, intercambiable, de tamaño relativamente pequeño 20 que se podría manejar con la mano, en combinación con una bomba de fluido y compresor de aire para obtener un flujo de fluido aireado para producir una neblina de consistencia y aplicación uniformes; todo ello sin tener que utilizar una estructura o método de atomización o atomizador, que pueda ser caro y podría ser perjudicial para las células biológicas o formas de vida.

El controlador 80, o algún otro dispositivo inteligente, se puede usar para no sólo para ordenar la operación de componentes como la bomba 40, sino también para coordinar la operación del sistema y proporcionar inteligencia con respecto a los valores o la operación de los varios componentes para una mezcla dada, cosecha, y producción de cosecha. Por ejemplo, sensores como un voltímetro, manómetro, u otros podrían enviar al controlador 80 información que se podría usar por su programación en el sistema de control 10.

Las reglas generales de operación son las siguientes:

a.

Eliminar la atomización para reducir la acción de cizalladura o el trauma que dañaría sustancias bioactivas o químicas.

b.

Mantener un sistema cerrado entre la mezcla en la botella 20 y la boquilla 12 aleja toda acción de secado que podría ser perjudicial para sustancias químicas o biológicamente activas.

c.

La eliminación de un atomizador o algunos tipos de bomba, y la introducción de aire a presión, evita altas temperaturas para la mezcla, que también podrían ser perjudiciales para una sustancia química o biológicamente activa.

d.

La velocidad y consistencia de la pulverización se pueden controlar relativamente con precisión mediante la operación del motor de bomba 42 y la cantidad de aire a presión 50.

e.

El tamaño, peso, y costo del sistema 10 son relativamente pequeños en comparación con los sistemas típicos existentes. La eliminación de un depósito de gran capacidad elimina muchos problemas de peso y tamaño. Además, la eliminación de un depósito de (100 galones) 378 litros o depósito de agua elimina un problema de seguridad porque tal depósito añade una cantidad considerable de peso a un vehículo y podría crear -ping problemas de vuelco.

f.

El tamaño bastante compacto del sistema permite colocarlo ventajosamente con relación a la cosecha a pulverizar, incluso dentro de vehículos. Esto puede eliminar la necesidad de aplicar la sustancia a la cosecha en posiciones externas del vehículo, lo que después introduce factores ambientales, tales como el viento, que podrían afectar a la neblina. Además, utilizar el aire a presión del compresor 50 permite colocar el sistema en entornos que aspiran vacío. La neblina todavía operará efectivamente.

Sigue una descripción específica de los componentes y la operación según una realización ejemplar. El controlador 80 puede enviar funciones del motor a una bomba peristáltica 40, compresor de aire 50, y válvulas de solenoide en un sistema de aplicación de inoculante para cosechas, tal como se ha descrito anteriormente.

A. Especificaciones físicas

1.

Bomba peristáltica 40: el motor de engranajes de 12 voltios CC 42 funciona a entre 300 y 1800 rpm y toma un máximo de 3 amps. La bomba se colocará a 2,43 m (8 pies) del controlador 80. La distancia de la bomba del controlador 80 puede variar. El controlador 80 regulará la velocidad del motor para controlar la salida.

2.

Compresor 50: el controlador 80 encenderá y apagará el compresor solamente. Se suministrarán externamente al compresor 12 voltios de potencia a 15 amps. Opcionalmente, se podría usar un dispositivo de control de presión o PCD (comercialmente disponible, véase el componente 56 en líneas de trazos en la figura 2) para regular la cantidad de presión de aire desde el compresor 50 al conducto 14. El PCD 56 podría ser controlado por el controlador 80, si se desea, mediante un solenoide u otro dispositivo de control electrónico. Alternativamente, podría operar manualmente o tal vez incluso por ajuste automático mediante sensores.

3.

Válvulas de solenoide: Habrá dos válvulas de solenoide para controlar la dirección del flujo de aire. El control de estas válvulas tendrá la finalidad de energizar una bobina de 12 voltios de solenoides de control de válvula 104 o 106, abriendo una válvula normalmente cerrada que requerirá 0,2 amps para mantener la posición abierta durante un intervalo de tiempo (por ejemplo 30 segundos). La potencia a los solenoides 104 y 106 la activará el controlador 80 durante un intervalo de 30 segundos.

4.

Pantalla de interface de control de usuario (véase la figura 7): el controlador 80 tendrá una pantalla 112 que presente la velocidad del motor y las revoluciones acumuladas del motor en base al cálculo de la velocidad del motor y la duración de operación. Estos valores se visualizarán en función de las unidades de recolección, que se derivan por simple cálculo matemático del valor de velocidad del motor. Se podría usar una pantalla de cuatro caracteres en una línea con números LCD a una altura de carácter de 12,7 mm (0,5 pulgada), u otros tipos y configuraciones de pantalla. Si es posible sin costo considerable, la pantalla también incluirá una lectura que dé una indicación de la presión de la línea. La finalidad de esta pantalla de presión es dar al operador un aviso de posible obstrucción. Por lo tanto, no se requiere una exactitud absoluta de la lectura de presión.

5.

Recinto 200: la unidad se instalará en cabinas de tractor que requieren resistencia al polvo y la humedad parecido a un medidor HarvestTec 477 acre (que se puede adquirir de HarvestTec, Hudson, Wisconsin). El requisito de vibración para el controlador 80 deberá ser suficientemente bueno para proporcionar años de servicio fiable sin roturas inducidas por vibración. Se deberán considerar las condiciones en las que funcionará la unidad.

6.

Fuente de alimentación: el controlador 80 será alimentado por el sistema de potencia de 12 voltios del tractor que suministrará entre 11 y 15 voltios de potencia CC.

7.

Cableado: La entrada de potencia se puede conectar a la parte inferior de la caja. La salida del motor y la salida del compresor se conectarán a la parte inferior de la caja. Se usará conectores amp en ambas conexiones. Las conexiones entre la carcasa de bomba y la caja de control deberán ser de algún tipo de acopladores, rosca, o desconexión rápida que permita al operador intercambiar unidades fácilmente y de forma bastante rápida.

8.

Interruptores: Sobre la cara de la caja se colocará una membrana con cuatro interruptores de membrana 113, 114, 115, y 116 (véase la figura 7).

9.

Arranque/parada: La operación se controlará por un interruptor 115 montado en caja o desde una señal remota que se activa con una entrada positiva de 12 voltios.

B. Operación de control (consúltese las figuras 2, 5, y 7)

1.

Parte no operativa de conexión y arranque del ciclo de "encendido". Un pulsador de "conexión/desconexión" 114 es esencialmente el botón de "potencia" del sistema 10 y permite el suministro de corriente eléctrica al controlador 80. Esto inicia lo que se denominará la parte no operativa de un modo o ciclo de "encendido", donde se ilumina la pantalla y se habilitan las funciones de "poner velocidad" y "leer/poner toneladas" (correlacionadas con los botones 113 y 116 en la interface de control 110).

2.

Funciones de limpieza. A veces es deseable limpiar el conducto 14 y la boquilla 12. En esta realización, cuando se desactive el botón de potencia 114, el controlador 80 iniciará automáticamente un modo o ciclo automático de limpieza. Lo hará activando los dos solenoides 104/106 y el compresor 50 durante un intervalo predeterminado y preestablecido (por ejemplo 30 segundos). Los solenoides ponen las válvulas en los recorridos de fluido entre el compresor 50, la boquilla 12 y la botella 20 de manera que se pueda producir lo siguiente. Aire a presión procedente del compresor 50 puede llegar a la boquilla 12. Así se quitará todo fluido de dicha parte del recorrido del fluido y se limpiará la boquilla 12. El controlador 80 también ordenará a la bomba 40 que opere, pero en modo de flujo inverso. Así se desplazará todo fluido en la línea 14 de nuevo hacia o a la botella 20. Si la potencia es reactivada durante el período de limpieza automática de 30 segundos, el intervalo de 30 segundos se terminará antes de que se reanude el funcionamiento normal. Durante el intervalo de 30 segundos, la pantalla 112 destellará indicando "limpia". Además, en cualquier momento durante el ciclo de "encendido", si se pulsa el botón de conexión/desconexión 114 y se mantiene pulsado durante 3 segundos, el controlador 80 activará un modo o ciclo de limpieza manual. El controlador 80 suministrará potencia a los solenoides 104/106 como se ha descrito inmediatamente antes y pondrá en funcionamiento el compresor 50 hasta que se pulse de nuevo el botón de conexión/desconexión 114. La pantalla 112 destellará indicando "limpia" durante este modo. Esto permite al operador realizar una limpieza por selección manual. Como se puede apreciar, el controlador 80 se podría programar para ejecutar automáticamente modo de limpieza en cualquier momento.

3.

Función de establecimiento de velocidad. Después de su conexión y habilitación, se activará la función "Establecer velocidad" en lo que se denominará el modo de "encendido" no operativo, indicando que la función de pulverización del sistema 10 no está permitida. El operador puede establecer entonces una velocidad de aplicación deseada de la mezcla. Pulsando el botón "establecer velocidad" 113 se mostrará en la pantalla 112 la velocidad establecida. Manteniendo pulsado el botón "establecer velocidad" 113 la pantalla 112 se desplazará entre el rango de valores 10 y 400; en incrementos de 2 unidades entre el subrango 10 y 100, y en incrementos de 10 unidades entre el subrango 100 y 400. Cuando la unidad llegue al valor 400, volverá a 10. El desplazamiento de pantalla tendrá lugar a una velocidad acelerada de 4 a 10 caracteres por segundo durante el intervalo de pulsación. Cuando se suelte el botón 113, se establecerá la velocidad del motor 42 de la bomba. Este valor de velocidad se realizará modulando la tierra en la potencia al motor de engranaje 42. Puede haber una tabla de consulta con valores de voltaje frente a la salida de la bomba. El operador selecciona así mediante la interface de control 110 un valor de aplicación apropiado con una tasa deseada de aplicación para la mezcla de inoculante/agua dada de la botella 20 y la velocidad y volumen de forraje.

4.

Función de toneladas tratadas. Después de la conexión y habilitación de la función de "Toneladas tratadas", la pulsación del botón "toneladas tratadas" 116 hará que el controlador 80 lea las revoluciones teóricas del motor de engranajes para el "valor de velocidad" establecido de la tabla de consulta. Este valor se multiplicará por los minutos transcurridos y convertirá a un valor de toneladas en la pantalla 112. Esta función de "toneladas tratadas" puede ayudar al operador, si es necesario. La puesta a cero del valor se lleva a cabo pulsando y manteniendo pulsado el botón 116.

5.

Iniciar la parte operativa del ciclo de "encendido". Cuando el vehículo comience a recolectar el forraje, el operador activará la función de pulverización del sistema 10 mediante el interruptor 115. Después de terminar la parte no operativa del ciclo de "encendido", habiendo establecido el operador la velocidad de aplicación, la pulsación del botón de "arranque/parada" 115 iniciará la parte operativa del ciclo de "encendido", donde se pulveriza la mezcla. El controlador 80 energiza la bomba 40 y el compresor 50, y pone los solenoides 104 y 106 de manera que sus válvulas respectivas permitan que el fluido de la botella 20 y el aire a presión del compresor 50 se mezclen y lleguen y salgan por la boquilla 12. La bomba 40 impulsará la mezcla de la botella 20 a la tasa deseada. El compresor 50 aireará la mezcla a una cantidad preestablecida. El controlador 80 enviará una señal mediante el cable 82 al motor 42 de la bomba 40 para operar a una velocidad proporcional a la seleccionada. Al mismo tiempo, el controlador 80 podría ordenar al compresor 50 que inicie la operación. La mezcla aireada se pulverizará después por la boquilla 12 cuando pase forraje 8 por la posición de la boquilla 12 para distribuir la cantidad de mezcla seleccionada sobre el forraje. En un ejemplo, se aplicaría 10 mililitros de aditivo por tonelada de forraje. En una realización, la capacidad de sistema 10 es 400 a 600 toneladas por hora (t/h) como máximo. Se tratarían típicamente 150-300 t/h. Durante el modo "operativo" de esta parte operativa del ciclo de "encendido", la pantalla 112 mostrará las toneladas tratadas acumuladas. El operador puede parar la pulverización pulsando el botón 115. Durante este estado o modo de "parada", la pantalla 112 indicará "parada". El operador tendrá así una indicación visual del estado de la pulverización. Una señal remota a 12 voltios positivos realizará la misma función que la llave de "arranque/parada" 115. Como se ha mencionado anteriormente, el sistema se podría programar para iniciar o parar automáticamente si así se desease (por ejemplo, en respuesta a la caída del cabezal recolector).

Esta disposición asistida por aire permite el control preciso, eficiente, económico de la velocidad y distribución de la mezcla con control sobre temperatura, cizalladura y secado.

E. Opciones y alternativas

La descripción detallada anterior lo es solamente de una forma que puede tomar la invención. Las variaciones obvias para los expertos en la materia se incluyen en la invención, que solamente se describe por las reivindicaciones anexas.

Por ejemplo, son posibles variaciones en cada uno de los componentes. Las dimensiones, especificaciones, y características pueden variar según se desee y sea necesario.

Como se ha indicado previamente, la invención se puede utilizar para pulverizar inoculante de forraje sobre forraje recolectado, pero también se podría usar para aplicar otros tipos de mezclas que incluyen sustancias químicas o biológicamente activas sobre otras cosechas agrícolas recolectadas, u otros productos o cosas. O la invención se puede usar para aplicar mezclas antes de recolectar una cosecha. Por ejemplo, se podría aplicar a una hilera de forraje cortado antes de recogerlo y cortarlo. También se podría usar para aplicar una mezcla a una hilera o fila(s) de plantas en crecimiento.

Algunos ejemplos de otras sustancias para aplicación a producto deseado incluyen, aunque sin limitación, insecticida, herbicida, fertilizante, pintura, fluidos limpiadores, recubrimientos, liofilizantes. Otros son posibles.

Un ejemplo de un uso del sistema 10 diferente del instalado en un instrumento de recolección se representa en forma simplificada en la figura 8. Se podría montar un sistema 10 (tal como el representado en la figura 1 o 2) en un bastidor 120 con conexiones a los tres brazos 122, 124L, y 124R de un enganche de tres puntos del tractor 126. El sistema 10 incluiría un depósito 20, una bomba 40, un compresor 50 y un controlador 80 como se ha descrito anteriormente. También se ha montado en el bastidor 120 una campana 128 con al menos una (aquí hay dos) boquilla 12 colocada de manera que la salida de la(s) boquilla (s) esté dentro de la campana 128. Conductos de cableado y fluido apropiados conectan los varios componentes de forma similar a la explicada anteriormente. La disposición de la figura 8 está configurada de manera que pueda ser movida por un tractor 126 sobre una hilera de heno cortado o ensilado de aproximadamente de 0,91 m (3 pies) de ancho y aplicar una mezcla del depósito 20 a la hilera de la manera antes descrita. La campana 128 contribuye a contener la mezcla cuando sale de las boquillas 12L y 12R, y contribuye a evitar que el viento o los residuos afecten a la aplicación. El sistema 10 se puede subir o bajar con relación a la hilera mediante una operación convencional del enganche de tres puntos.

Se podría usar una estructura análoga para aplicar mezclas a cosechas cortadas o en crecimiento, pero todavía no recolectadas ("prerrecolectadas"). Por ejemplo, el sistema 10 se podría montar en la parte delantera de un vehículo (por ejemplo por un bastidor o conexión a la parte delantera de un tractor u otro instrumento). Se podría poner en funcionamiento para aplicar una sustancia a la cosecha, tanto si crece en el campo como se está cortada y tendida en el campo, cuando el vehículo pase junto o sobre ella.

Como se ha indicado previamente, existen equipos recolectores que son autopropulsados y dirigen la cosecha recolectada a un depósito a bordo, un vagón arrastrado por la cosechadora, o un vagón arrastrado al lado de la cosechadora por un tractor separado. También hay instrumentos cosechadores que son arrastrados por un tractor y dirigen la cosecha recolectada a un vagón siguiente (enganchado al instrumento o que se mueve con el instrumento). También hay un equipo del tipo de cosechadora llamado a veces un vagón de carga, que es arrastrado por un tractor pero combina una cosechadora con un vagón. El sistema 10 se podría colocar en la entrada al vagón de carga o su salida, y ser utilizado para aplicar sustancias al ensilado cuando entra en el vagón o cuando sale del vagón para colocación en un silo u otra posición de almacenamiento. La invención se puede aplicar a cualquiera de estas versiones de equipo recolector.

También se podría colocar operativamente y usar un sistema 10 en otros tipos de vehículos, equipo, o instrumentos.

La figura 3 muestra una característica opcional que se podría utilizar. Se podría montar dos receptores 30 (números de referencia 30A y 30B de la figura 3) en un colector común 90. El canal 92A estaría en comunicación de fluido con el receptor 30A y el canal 92B con el receptor 30B. Una válvula 94 podría seleccionar entre los canales 92A y B. La salida del colector 96 podría estar en comunicación de fluido con el extremo 18 del conducto 14.

Con esta realización de la figura 3, el sistema 10 podría disponer de dos botellas 20 dependiendo de la posición de la válvula 94. Esto podría proporcionar una doble cantidad de mezcla. Se podría agotar la primera botella 20A y después la botella 20B. Alternativamente, podrían contenerse mezclas diferentes, y seleccionarse una u otra.

Otra opción podría ser que la botella 20B contuviese agua. Durante la pulverización de una mezcla conteniendo una sustancia química o biológicamente activa de la botella 20A, la válvula 94 estaría en una posición de bloqueo del canal 92B al depósito 20B. En algún punto, seleccionado por el usuario, se podría seleccionar la válvula 94 para bloquear el canal 92A y poner en funcionamiento la bomba 42 para sacar agua del depósito 20B para limpiar el conducto 14 y la boquilla 12. Una vez que el sistema estuviese limpio, la válvula 94 podría girar de nuevo al canal abierto 92A y bloquear el canal 92B.

La figura 4 muestra otra realización alternativa opcional. El extremo 16 del conducto 14 podría estar en comunicación de fluido con una pluralidad de boquillas 12. Como se representa en la figura 4 a efectos ilustrativos solamente, se muestran dos boquillas 12A y 12B en paralelo desde el extremo 16 del conducto 14. Ambas podrían dirigirse hacia cosecha agrícola recolectada entrante por la misma cinta transportadora. Alternativamente, podrían dirigirse a diferentes corrientes de cosecha agrícola en dos cintas transportadoras. Como se indica en la figura 4, una anchura típica de neblina podría ser 5 a 15 centímetros de ancho a la cosecha recolectada. Sin embargo, son posibles variaciones de las configuraciones de anchura y neblina.

Como se puede apreciar, el sistema podría tener una o más boquillas 12 dependiendo del diseño y la necesidad. También alternativamente, un sistema 10 podría tener múltiples botellas 20, cada una con su propia bomba 40 y compresor 50 y boquilla 12, para tener simultáneamente una pluralidad de sistemas 10 operando. Podrían estar bajo la operación de un controlador 80.

La figura 5 ilustra un esquema eléctrico ejemplar como el que se podría usar con el sistema 10 de la figura 2. Son posibles alternativas. Por ejemplo, el circuito de la figura 5 se podría implementar en una placa de circuito o placa de circuitos impresos. En producción en serie, esto podría reducir materialmente el costo del sistema general 10.

Una opción adicional podría ser un sensor que indique cuándo LA botella 20 está a punto de vaciarse o vacía. Podría ser algún tipo de detector óptico, detector de presión, o algún tipo de flotador en la botella 20. Tales alarmas se pueden obtener en el mercado.

El control manual 70 podría tener una pluralidad de valores 74 correlacionados a diferentes velocidades de aplicación de "toneladas por hora". El control 70 podría ser un cuadrante de clic con indicaciones colocadas en valores 74 de manera que el operador pudiese leer los valores de "toneladas por hora" y girar el dial a un valor deseado. Podría haber una lectura digital del voltaje.

Otras características adicionales son posibles.

Como se ha indicado anteriormente, en lugar de que el sistema 10 sea estacionario con relación a cosecha agrícola móvil, el sistema 10 se podría mover por la cosecha agrícola estacionaria. Alternativamente, el sistema pulverizador 10 podría estar en movimiento cuando también se mueva la cosecha agrícola.

Ejemplos de diferentes entornos, aplicaciones, y configuraciones se exponen en la número de serie 10/140.596. Otros ejemplos son posibles.

Se podría usar un depósito o botella diferente de la botella 20.

Se puede ver que la invención cumple al menos todos sus objetivos indicados. Realiza una velocidad controlada y distribución con control de temperatura, cizalladura y secado. Es aceptable típicamente una varianza o tolerancia de la velocidad de aplicación de +15%. Utilizando componentes del tipo antes descrito, el sistema 10 se podría hacer a un costo inferior a \textdollar1000, y probablemente muy por debajo de esa cantidad. Es considerablemente inferior a los sistemas atomizadores explicados anteriormente. Permite alta capacidad (por ejemplo, cientos de toneladas por hora), control exacto de pequeñas cantidades de sustancias bioactivas o químicas, pero con velocidad y distribución controladas uniformes.

Claims (55)

1. Un sistema para aplicar una sustancia química o biológicamente activa a un volumen relativamente grande de cosecha incluyendo:

a.

Una boquilla (12) con un orificio de pulverización que se puede colocar cerca de la cosecha agrícola, estando colocada la boquilla en un extremo de un conducto de fluido (14);

b.

Un receptor (30) conectado a un extremo opuesto del conducto de fluido para recibir un depósito (20) de una mezcla de agua y sustancia química o biológicamente activa;

c.

Una bomba movida eléctricamente (40) conectada operativamente para dispensar la mezcla al conducto a una velocidad proporcional a la operación de la bomba;

d.

Una fuente de aire a presión (50) en comunicación de fluido con el conducto para airear la mezcla;

e.

Un sensor de voltaje (60) conectado a la bomba;

f.

Un control (80) para alterar el voltaje de la bomba;

g.

Con la boquilla de pulverización colocada a lo largo de una cinta transportadora interna (9) o un movimiento neumático para forraje recolectado.

2. El sistema de la reivindicación 1, donde la fuente de aire a presión es un compresor.

3. El sistema según la reivindicación 1, donde la boquilla de pulverización está colocada a lo largo de un movimiento neumático de forraje recolectado.

4. El sistema según la reivindicación 1, donde la boquilla de pulverización está colocada a lo largo de una cinta transportadora interna de forraje recolectado.

5. El sistema de la reivindicación 1, donde se desplaza un volumen de aire relativamente alto y un volumen relativamente bajo de sustancia química o biológicamente activa a través del conducto.

6. El sistema de la reivindicación 1, donde el depósito es una botella del tamaño de una mano con un agujero sellable que se puede conectar extraíblemente al receptor.

7. El sistema de la reivindicación 1, donde la aireación se regula para mezclar aire a presión con la mezcla y expulsar la mezcla aireada de manera muy uniforme.

8. El sistema de la reivindicación 1, donde la mezcla es expulsada en forma de neblina.

9. Un sistema como en la reivindicación 1, donde la bomba es una bomba de desplazamiento positivo.

10. El sistema según la reivindicación 1, donde la cinta transportadora interna o el movimiento neumático es una parte de una cortadora de cosecha de forraje.

11. El sistema de la reivindicación 1, donde la bomba movida eléctricamente está conectada operativamente con el receptor.

12. El sistema de la reivindicación 1 incluyendo además:

una entrada de usuario (70) que tiene una pluralidad de valores correlacionados con diferentes velocidades de aplicación; y

donde el control tiene entradas conectadas operativamente al sensor de voltaje y la entrada de usuario y una salida conectada operativamente a la bomba de manera que dicho voltaje de la bomba se correlacione con el valor de entrada de usuario, que es proporcional a la velocidad de aplicación.

13. El sistema de la reivindicación 1, donde la sustancia química o biológicamente activa incluye al menos en parte organismos vivos.

14. El sistema de la reivindicación 13, donde los organismos vivos incluyen bacterias.

15. El sistema de la reivindicación 14, donde las bacterias están adaptadas para ser efectivas como un inoculante de forraje.

16. El sistema de la reivindicación 1, incluyendo además dicho depósito y donde el depósito es de un tamaño que se puede transportar con la mano.

17. El sistema de la reivindicación 16, donde el tamaño del depósito de fluido es del orden de una fracción de un litro a varios litros de volumen.

18. El sistema de la reivindicación 1, incluyendo además dicho depósito y donde el depósito es sellable y extraible del aparato.

19. El sistema de la reivindicación 1, incluyendo además una conexión soltable (32) en comunicación de fluido entre el conducto y el depósito.

20. El sistema de la reivindicación 19, cuando la conexión soltable incluye un receptor que puede retener, de forma soltable, un depósito.

21. El sistema de la reivindicación 19, donde la conexión soltable se puede trasladar para permitir la conexión del depósito en posiciones al menos vertical e invertida.

22. El sistema de la reivindicación 1, donde la boquilla realiza pulverización consistente sustancialmente uniforme pero no atomización de la mezcla.

23. El sistema de la reivindicación 1, donde el conducto es algo flexible e impermeable a los fluidos, con extremos opuestos abiertos.

24. El sistema de la reivindicación 23, donde el conducto se hace de plástico.

25. El sistema de la reivindicación 1, donde la bomba incluye un motor (42) que es controlado por voltaje y regulable.

26. El sistema de la reivindicación 1, donde la bomba es una bomba peristáltica.

27. El sistema de la reivindicación 1, donde la fuente de aire a presión incluye un compresor que produce una salida de aire a presión del orden de 5 a 100 psi.

28. El sistema de la reivindicación 12, donde la entrada de usuario incluye un reóstato o dispositivo similar.

29. El sistema de la reivindicación 12, donde el control incluye un microprocesador.

30. El sistema de la reivindicación 12, donde el control incluye una pantalla de usuario (84).

31. El sistema de la reivindicación 1, donde la mezcla incluye cantidades relativamente pequeñas de sustancia química o biológicamente activa dosificadas a un volumen relativamente alto de aire a presión.

32. El sistema de la reivindicación 1, donde el aire a presión de la fuente de aire a presión y la velocidad de la acción de bombeo de la bomba se coordinan para producir una acción de formación de neblina en la boquilla.

33. El sistema de la reivindicación 1, incluyendo además una fuente de alimentación que produce voltaje CC.

34. El sistema de la reivindicación 33, donde la fuente de alimentación CC incluye un sistema eléctrico de tipo agrícola.

35. El sistema de la reivindicación 1, donde la bomba está colocada relativamente cerca del recipiente de fluido.

36. El sistema de la reivindicación 26, donde la bomba peristáltica es reversible.

37. El sistema de la reivindicación 1, incluyendo además un segundo depósito en comunicación de fluido con el conducto.

38. El sistema de la reivindicación 1, incluyendo además una segunda boquilla en comunicación de fluido con el conducto de fluido.

39. Una cortadora de cosecha de forraje, incluyendo un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

40. Un método para aplicar un volumen relativamente pequeño de una sustancia química o biológicamente activa a un volumen relativamente grande de una cosecha agrícola incluyendo:

(a)

crear una corriente de aire a presión;

(b)

dosificar una mezcla de la sustancia química o biológicamente activa y agua a la corriente de aire a presión;

(c)

aplicar la mezcla aireada a una cosecha agrícola.

41. El método de la reivindicación 40, donde la cosecha agrícola incluye uno de forraje, grano, heno, o pienso.

42. El método de la reivindicación 40, donde la cosecha es cosecha recolectada.

43. El método de la reivindicación 40, donde la cosecha es cosecha cortada y que está en el campo en una hilera.

44. El método de la reivindicación 40, donde la cosecha es cosecha cultivada.

45. El método de la reivindicación 40, donde la sustancia química o biológicamente activa incluye al menos en parte organismos vivos.

46. El método de la reivindicación 45, donde los organismos vivos incluyen bacterias.

47. El método de la reivindicación 46, donde las bacterias incluyen un inoculante de forraje.

48. El método de la reivindicación 40, donde la mezcla se contiene en un depósito extraible transportable con la mano.

49. El método de la reivindicación 40, donde la aplicación no es por atomización.

50. El método de la reivindicación 40, incluyendo además controlar la velocidad de aplicación con un microprocesador.

51. El método de la reivindicación 40, incluyendo además controlar la velocidad de bombeo y el nivel de aire a presión.

52. El método de la reivindicación 40, donde la aplicación es a una cosecha agrícola móvil.

53. El método de la reivindicación 40, donde la aplicación se está moviendo con relación a la cosecha estacionaria.

54. El método de la reivindicación 40, donde la cosecha y/o la aplicación se están moviendo.

55. El método de la reivindicación 40, donde el aire a presión se puede usar para airear la mezcla en un conducto y limpiar la mezcla del conducto después de la aplicación de la mezcla.