Szórófejek és fúvókák
A legtöbb növényvédelmi munkát permetezőgéppel végezzük. A permetezés munkaminősége elsősorban attól függ, hogy milyen szórófejekkel és fúvókákkal szereljük fel gépünket.
A permetlevet a szükséges és elégséges mennyiségben, megfelelő méretű cseppekre bontva, egyenletesen elosztva kell kijuttatni a növényzetre vagy a talajra. Ezeknek a követelményeknek a kielégítésére sokféle, különböző kialakítású szórófej és fúvóka áll a termelők rendelkezésére a piacon. A felhasználásra kerülő technikai megoldások helyes megválasztáshoz és szakszerű üzemeltetéséhez ismerni kell alkalmazási területüket, elvi felépítésüket és a működésüket befolyásoló tényezőket. A következőkben a különböző szórófejek és fúvókák működési elvével kapcsolatos legfontosabb tudnivalókat foglaltuk össze.
A gyakorlatban a permetlé cseppekre bontása és kijuttatása többféleképpen történhet:
- hidraulikusan, nyomással,
- pneumatikusan, nagysebességű légárammal (légporlasztással),
- mechanikusan, centrifugális erő hatására,
- kombinált eljárással.
Hidraulikus cseppképzésű szórófejek
A permetezési gyakorlatban legtöbbször hidraulikus cseppképzésű szórófejeket alkalmaznak, ezért cikkünk is ezekkel foglalkozik részletesebben.
Ezek a szórófejek az üzemi nyomás segítségével szállított permetlevet szűk kilépő keresztmetszetben felgyorsítva és forgásba hozva vagy ütköztetve vékony, sima folyadékhártyát alakítanak ki. Ebből a felületi feszültség és a levegő ellenállása hatására hullámos folyadékhártya alakul ki, majd rezgő folyadékszálak hálózata jön létre, ezt követően pedig permetcseppek képződnek, a permetlé cseppek formájában kijuttatásra kerül.
A hidraulikus cseppképzésű szórófejek előnye egyszerűségükben rejlik, hiszen működtetésükhöz – kissé leegyszerűsítve a dolgot – az üzemi nyomást biztosító szivattyún kívül nincs szükség másra.
A hidraulikus szórófejeket úgy csatlakoztatják a szórócsövekhez, hogy a permetlé csepegésgátló membránszelepeken keresztül jut be a szórófejekbe (1. ábra).
A membránszelepeket a permetlérendszerben lévő nyomás, illetve annak változása működteti. A membránszelepek akkor nyitnak, amikor a nyitó nyomás kialakult, és a záró nyomás hatására zárnak. A nyitás és a zárás rendszerint 0,4–0,6 bar nyomástartományban történik meg.
A membránszelepen át a szórófejbe jutó folyadék az eltömődések megakadályozása érdekében sok esetben szűrőn halad át. Ezeket a szűrőket fúvókaszűrőnek vagy finomszűrőnek is nevezik.
Ha a permetlé a szórófejben forgásba jön, majd a szűk kilépő keresztmetszeten kiáramlik, akkor a szóráskép üreges kúp vagy teljes kúp alakú. Ezen az elven működnek a gyümölcs- és szőlőültetvények permetezésére leggyakrabban használt cirkulációs szórófejek.
Folyadékhártyát a szórófejbe jutó permetlé ütköztetésével is létre lehet hozni. Ez a működési elv az ütközéses szórófejekre (felület- vagy folyadékütközéses szórófejekre) jellemző. Ilyenkor a szóráskép lapos, legyező alakú. A felületütközéses technikai megoldásra ebben a cikkben nem térünk ki.
A szántóföldi kezeléseket általában folyadékütközéses réses szórófejekkel (lapos sugarú szórófejeknek is nevezik ezeket) felszerelt gépekkel valósítják meg.
A különböző kialakítású hidraulikus cseppképzésű szórófejek elvi felépítése és szórásképeik a 2. ábrán láthatók.
Cirkulációs szórófejek
Az ebbe a csoportba tartozó különböző műszaki megoldások közül a csigabetétes és a pörgető testes, illetve az örvénykamrás (tangenciális beömlésű) szórófejek terjedtek el leginkább, napjainkban leggyakrabban a csigabetétes és a pörgető testes változatokat használják. Utóbbiakat pörgető betétes szórófejeknek is nevezik.
A csigabetétes szórófejek esetében a szórócsőből érkező permetlé a csigabetét palástján kialakított barázdákban haladva jön forgásba, majd a szórólapkán lévő furaton kilépve üreges kúp alakot vesz fel.
A pörgető testes szórófejek hasonló elven működnek, ezeknél azonban a permetlé forgó mozgását nem csigabetét, hanem pörgető betét biztosítja. Amennyiben a pörgető betét közepén furatot képeznek ki, teljes kúp alakú, ha nincs középfurat, akkor pedig üreges kúp alakú a szóráskép.
Az örvénykamrás szórófejeknél a szórócsőből érkező permetlé érintő irányból lép be a cirkulációs térbe (tangenciális beömlés). Ezeknél a szórófejeknél nem betét, hanem a beömlés iránya, valamint az örvénykamra (cirkulációs tér) speciális kialakítása biztosítja a permetlé forgásba hozását. Az örvénykamrás szórófejekre teljes kúp alakú szóráskép jellemző.
Egyes cirkulációsszórófej-típusoknál a permetlevet forgásba hozó betét tengelyirányú elmozdításával változtatni lehet a szórási kúpszöget és ezzel párhuzamosan a hatótávolságot. Ennél a „szabályozási módnál” azonban mindig figyelembe kell venni, hogy a kisebb szórási kúpszög (azaz a nagyobb hatótávolság) nagyobb méretű cseppeket, megnövekedett permetlé-felhasználást is eredményez.
Folyadékütközéses szórófejek
A hidraulikus szórófejek másik nagy csoportjába, az ütközéses szórófejek közé tartozó folyadékütközéses szórófejek esetében a szórófejben forgás nélkül, tengelyirányban haladva áramlik a fúvókához a permetlé. A lapos sugarú vagy más néven réses szórófejekben két irányból szemben egymásnak vezetett folyadékáramok ütköznek, és alkotnak legyezőszerű szórásképet.
A hidraulikus cseppképzésű szórófejeknél a pontos adagolást kalibrált fúvókák biztosítják, az üzemi nyomás függvényében. A szórószerkezet szórásteljesítményét a különböző méretű kilépő nyílással készült fúvókák cseréjével lehet változtatni, illetve a kívánt értékre beállítani. A fúvókák méretét a gyártók számjelzéssel és ISO-színkóddal is jelölik.
A szórásteljesítmény változtatásához szükséges cserét megkönnyítik a két-, három- vagy többállású szórófejtartók (1. kép). Ezeknél a használni kívánt fúvókát tartalmazó szórófej működési helyzetbe fordításával egyszerűen és gyorsan elvégezhető a szállított folyadék mennyiségének módosítása, de lehetőség van más rendszerű fúvóka alkalmazására is, ezáltal pedig a szórástechnikai jellemzők, így például a képzett cseppek méretének megváltoztatására.
Ötállású szórófejtartó (forrás: https://webshop.obsol.hu/spd/4064957/Rotoros-fuvokatarto-5-allasu-3-4-csore)
A fúvókákon nagyon nagy mennyiségű permetlé áramlik át viszonylag rövid idő alatt, ezért élettartamuk szempontjából kiemelt fontosságú, hogy milyen anyagból készülnek a bennük lévő fúvókabetétek. A műanyagból készült fúvókabetétek előnye, hogy viszonylag olcsók. Elterjedésüket tovább segíti, hogy élettartamuk az új összetételű, kopásálló műanyagötvözetek alkalmazása révén egyre hosszabb. Az acélbetétes fúvókák ára és kopásállósága is meglehetősen magas. Leghosszabb ideig a kerámiabetétes fúvókák használhatók, alkalmazásuk nagyobb teljesítmény, illetve intenzív használat esetén – magasabb áruk ellenére is – feltétlenül kifizetődő.
A fúvókák szórásteljesítménye tehát az üzemi nyomás függvényében változik. Figyelembe kell azonban venni, hogy a nyomás változásával módosul a szórási (kúp)szög és a képzett cseppek mérete is.
A szórási (kúp)szög minden esetben jellemző egy adott fúvókára. Értékét rendszerint típusának megjelölésében is feltüntetik. Az optimális nyomástartományban a kilépő folyadék legyező vagy kúp (üreges vagy teljes) alakban képez permetfátylat. Különösen kisnyomású szórófejeknél azonban a szórási szög már 1-2 bar nyomáscsökkenés esetén is rendkívül nagymértékben megváltozik. Ha a szórási (kúp)szög nem megfelelő, akkor jelentősen romlik a szórás egyenletessége.
A nyomás megváltoztatása a cseppképzést is befolyásolja. Alacsonyabb üzemi nyomásnál nagyobb méretű cseppek képződnek kisebb darabszámban, magasabb nyomás esetén ellenkező irányú változás következik be.
A hagyományos kivitelű fúvókák viszonylag sok apró cseppet képeznek. A 100 mikrométernél kisebb méretű cseppek könnyen elsodródnak, veszélyeztetve, illetve károsítva az élő és élettelen környezetet. Ezért fejlesztettek ki például elsodródáscsökkentő, légbeszívásos (passzív injektoros), légbefúvásos (aktív injektoros) fúvókákat, amelyeknél az elsodródásra kifejezetten hajlamos apró cseppek aránya sokkal kisebb vagy minimális.
A hidraulikus szórófejeket szántóföldi permetezésnél leggyakrabban a nagy egyenletességet biztosító réses fúvókákkal használják, míg szőlő- és gyümölcsültetvényekben leginkább a csiga- és pörgető betétes szórófejek alkalmazása terjedt el.
A hagyományos kivitelű fúvókákon kívül különböző védekezési feladatokhoz számos más, speciális kialakítású fúvóka is alkalmazható.
A szántóföldi síkpermetezésre használatos 110-120o szórási szögű réses fúvókák mellett a szórókeret szélein alkalmazhatók az úgynevezett „fél szögben szóró” zárófúvókák. Használatosak a gyakorlatban aszimmetrikus permetlegyezőt létrehozó fúvókák is. A cseppek jobb behatolását teszik lehetővé sűrűbb növényállományba a kettős réses fúvókák.
Sorközpermetezésnél alkalmazzák a kisebb (60-90o) szórási kúpszögű fúvókákat. Az oldalt réselt fúvókák sorközök és a levelek alatti növénysorok egyidejű gyomirtására alkalmasak.
A különböző rendszerű és eltérő kialakítású fúvókákkal és a fúvókák helyes megválasztásával kapcsolatos tudnivalókat a következő lapszámban ismertetjük részletesen.
Pneumatikus cseppképzésű szórófejek (légporlasztás)
A hidraulikus szórófejek után a pneumatikus cseppképzésű (más néven légporlasztásos) szórófejek alkalmazása a leggyakoribb (2. kép).
Pneumatikus szórófejek (forrás: https://www.agrarszektor.hu/noveny/pneumatikus-permetezes-szoloben.7349.html)
Ezek nagysebességű légáram felhasználásával képzik a cseppeket. A permetlevet a pontos adagolás érdekében általában kalibrált adagolótárcsán keresztül vezetik a légáramba, úgy terítik el a folyadékot, hogy az a lehető legnagyobb felületen érintkezzen a levegővel.
A folyadék-légáram sebességkülönbségének legalább 80 m/s-nak kell lennie a megfelelő cseppképzéshez. Ilyen légáramot elsősorban radiálventilátorokkal lehet előállítani.
Nem tekinthetők tehát légporlasztásos rendszerűnek az axiálventilátoros permetezőgépek, amelyeken a cseppképzést hidraulikus szórófejek biztosítják, a többnyire30-50 m/s légsebességet elérő axiálventilátorok légárama pedig a cseppeket a célfelületre szállítja. Ezért ezeket helyesen szállító levegős permetezőgépeknek nevezhetjük.
A légporlasztásos szórófejek általában kisebb folyadékmennyiség (legfeljebb 250-300 dm3/ha) finom cseppekre bontására alkalmasak. Leggyakrabban kisebb lombfelületű kertészeti ültetvényekben kerülnek alkalmazásra.
Mechanikus cseppképzésű szórófejek
A szórófejek harmadik csoportja mechanikus elven működik, és a centrifugális erő hatását használja fel.
A permetlé kalibrált és cserélhető adagolótárcsán keresztül jut a szórófejbe. Ez leggyakrabban elektromos vagy pneumatikus motor által forgatott, kúp alakú, csipkés élű tárcsa, amelyen a folyadék vékony rétegben elterül, és a centrifugális erő hatására cseppekre bomolva körkörös irányban távozik.
A tárcsa fordulatszáma rendszerint változtatható, értéke 3000–15 000 1/min. A fordulatszám növelésével apróbb cseppek képezhetők.
A mechanikus cseppképzésű szórófejekkel kiszórható folyadék mennyisége erősen korlátozott, a képzett cseppek többnyire100 mikrométernél kisebb átmérőjűek. Ezért a mechanikus szórófejeket általában légi védekezéseknél alkalmazzák.
Kombinált cseppképzésű szórófejek
A kombinált szórófejek a hidraulikus cseppképzés és a légporlasztás előnyeit igyekeznek egyesíteni. Viszonylag gyakori az a megoldás, amelynél radiálventilátor légáramába hidraulikus szórófejeket építenek, és a levegő a folyadéknyomással képzett cseppeket tovább porlasztja kisebb cseppekre (3. kép). Ez a megoldás a légporlasztás jobb hatásfokú változatának is tekinthető.
Kombinált cseppképzésű szórószerkezettel felszerelt permetezőgép (forrás: https://webshop.interatzrt.hu/sae-turbmatic-pd-4w-600c4tf-kommunalis-permetezogep)
A különböző gyártmányú, rendszerű és típusú szórófejek és fúvókák nagyon széles választékban állnak rendelkezésre a piacon a gazdálkodók részére. Nagyon fontos és nem könnyű feladat az adott körülményeknek, védekezési feladatnak leginkább megfelelő műszaki megoldások kiválasztása. A következő lapszámban megjelenő cikkünkben ehhez próbálunk majd segítséget nyújtani az olvasók részére.
Dr. Dimitrievits György okl. mezőgazdasági gépészmérnök
Jordán László okl. agrármérnök, növényvédelmi szakmérnök, igazgató, Nébih NTAI
Dr. Gulyás Zoltán okl. környezetgazdálkodási agrármérnök, növényvédelmi mérnökszakértő, Nébih NTAI FGO
