Vhodné čerpadlo pre chemickú ochranu rastlín

Výber správneho čerpadla je nevyhnutný pre úspešnú ochranu rastlín. Je potrebné zohľadniť rozmery vhodné pre dané použitie, správne materiály pre čerpadlo a membrány, ako aj správny pracovný tlak.

V tomto príspevku nájdete najdôležitejšie kritériá výberu membránových čerpadiel pre efektívne použitie v zariadeniach na ochranu rastlín.

Konštrukcia a fungovanie membránových čerpadiel

Membránové čerpadlá sú veľmi obľúbené v poľnohospodárstve a priemysle, pretože čerpaná látka v čerpacej komore neprichádza do styku s pohonom vďaka priestorovému oddeleniu. Tým sa nielen zvyšuje životnosť, ale je možné bez obáv používať aj silne korozívne látky a agresívne chemikálie.

Mechanický pohon je pritom prenášaný z vonkajšieho pohonu (vývodový hriadeľ, externý motor) na hriadeľ čerpadla. Rotačná sila sa prostredníctvom piestov premieňa na oscilačné pohyby, čím sa membrána čerpadla pohybuje smerom nadol (sací zdvih) a nahor (kompresný zdvih).

Tieto zdvihové pohyby vytvárajú v komore striedavo podtlak a pretlak. Pri podtlaku môže kvapalina prúdiť cez vstupný ventil do komory. Pri pretlaku je obsah komory vytlačený von cez výstupný ventil.

Dimenzovanie čerpadla a pracovný tlak

Poľné plodiny

Čerpadlá pre poľnohospodárstvo sa väčšinou používajú v spojení s poľnými postrekovačmi a vyžadujú len nízky pracovný tlak maximálne 20 barov.
Hlavným účelom použitia je aplikácia fitofarmaceutík a tekutých hnojív na poľnohospodárske plodiny, ako sú obilniny a radové plodiny. To si zvyčajne vyžaduje vysokú chemickú odolnosť materiálu.

Dimenzovanie čerpadiel v poľnohospodárstve

V zásade musí byť dostupný prietok čerpadla prispôsobený požiadavkám zariadenia. Minimálny prietok je 5 l/min na meter pracovnej šírky pri postrekovaní plôch. Meria sa v namontovanom stave.

Pri postrekovaní pásmi je potrebné prispôsobiť výkon celkovej šírke postrekovacích pásov.

Pre miešacie zariadenia je okrem cirkulácie potrebný aj nasledujúci objemový prietok v závislosti od menovitého objemu nádrže:

do 1.000 l menovitého objemu	5 % objemu nádrže l/min
od 1.000 do 2.000 l menovitého objemu	60 l/min
nad 2.000 l menovitého objemu	3 % objemu nádrže l/min

(Minimálny prietok môže byť dosiahnutý pomocou jednej alebo viacerých čerpadiel.)

Príklad poľný postrekovač s 600 l objemom nádrže a pracovným záberom 12 m:
Pracovný záber 12 m x 5 l/min = 60 l/min
+ 600 l menovitý objem x 5 % objemu nádrže = 30 l/min
Minimálny prietok = 90 l/min

Špeciálne plodiny

Čerpadlá určené na použitie pri špeciálnych plodinách sa používajú v kombinácii s postrekovačmi podporovanými vzduchom a vyžadujú vysoký pracovný tlak maximálne 50 barov. Typickým príkladom použitia je aplikácia prostriedkov na ochranu rastlín v ovocných sadoch a viniciach, kde je zvyčajne vyžadovaná vysoká odolnosť materiálu proti oderu.

Dimenzovanie čerpadiel pre špeciálne plodiny

Čerpadlo musí mať dostatočný výstupný a miešací výkon zodpovedajúci pracovnému tlaku a rýchlosti jazdy. Pri určovaní minimálnych požiadaviek na celkový výstupný výkon zariadení na pestovanie špeciálnych plodín je potrebné zohľadniť rôzne faktory použitia. Celkový výkon sa meria v namontovanom stave a možno ho vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:

Lges = Celkový výkon (= Minimálny prietok) čerpadla v l/min
La = Výkon v l/min
Lr = Výkon miešania v l/min
Q = Požadované množstvo v l/ha
v = Rýchlosť jazdy v km/h
R = Pracovný záber v m
(jednoradové zariadenie: R = Radová šírka, dvojradové zariadenie nad radom: R = 2 x Rozstup radov)

Pre potrebný výkon miešania (Lr) je potrebné vypočítať nasledujúci objemový prietok v závislosti od menovitého objemu nádrže:

do 1.000 l menovitého objemu	5 % objemu nádrže l/min
od 1.000 do 2.000 l menovitého objemu	60 l/min
nad 2.000 l menovitého objemu	3 % objemu nádrže l/min

(Minimálny prietok môže byť dosiahnutý pomocou jedného alebo viacerých čerpadiel.)

Príklad vinohradníctvo:
v = 10 km/h
Q = 500 l/ha
R = 3,0 m
Menovitý objem = 500 l

Použitie vysoko kvalitných materiálov pre čerpadlá na ochranu rastlín

Pri membránových čerpadlách je pohon a čerpadlová komora oddelené, čo má veľký vplyv na životnosť zariadenia a umožňuje bez obáv čerpať takmer všetky kvapaliny na vodnej báze, aj keď sú zmiešané s kyselinami alebo časticami. Pri výbere čerpadla je však potrebné dbať na to, aby výrobca čerpadla používal iba vysoko kvalitné materiály odolné voči chemikáliám, ktoré sú prispôsobené danému účelu použitia.

Viskozita média: Čerpané médium by malo mať viskozitu podobnú vode.
Odolnosť proti odereniu: Ak sa v čerpanom médiu nachádzajú nerozpustné častice, ako napríklad minerály alebo kovy, nesprávny výber materiálu môže viesť k rýchlejšiemu opotrebeniu čerpadla.
Korozívnosť: Korózia ničí materiál čerpadla chemickými reakciami. Preto je potrebné dbať na správny výber materiálu čerpadla, najmä v prípade agresívnych chemikálií.
Teplota: Membránové čerpadlá sú vhodné na použitie pri bežnej teplote okolia – medzi 0 °C a 60 °C.

Nasledujúci prehľad ukazuje materiály, ktoré zvyčajne používajú kvalitní výrobcovia pre rôzne komponenty, a ich odolnosť voči oderu a chemikáliám:

Materiál	Komponent	Odolnosť proti oderu	Chemická odolnosť
Eloxovaný hliník (AA)	Hlavy, pripojenia, rozvody	Dobrá	Slabá
Hliník s plastovým povrchom (AP)	Hlavy, pripojenia	Veľmi dobrá	Dobrá
Mosadz (B)	Hlavy, pripojenia, rozvody	Veľmi dobrá	Dobrá
Polyamidy - nylon® (PA)	Hlavy, pripojenia, rozvody	Dobrá	Dobrá
Polypropylén (PP)	Hlavy, pripojenia, rozvody	Slabá	Veľmi dobrá
Nerezová oceľ (S)	Ventily, skrutky	Veľmi dobrá	Veľmi dobrá

Výber materiálu membrán

Pri výbere membrán je potrebné zohľadniť dva body: na jednej strane pevnosť membrán, ktorá odráža tvarovateľnosť a odolnosť proti trvalým deformáciám ako číselnú hodnotu. Pevnosť je dôležitým ukazovateľom, ktorý môže počas prevádzky čerpadla poukazovať na zmeny spôsobené vonkajšími vplyvmi (napr. poškodenie chemikáliami). Na druhej strane materiál membrán ovplyvňuje ich životnosť. Miera pružnosti a tvrdosti rôznych materiálov má rôzny vplyv na odolnosť proti korózii a stabilitu membrán.

NBR - Nitril-Buna-guma

Nitril-buna guma je veľmi odolná, a preto je najčastejšie používanou membránou v pestovaní poľných plodín a vo vinohradníctve. Pri použití silne polárnych rozpúšťadiel by sa však NBR nemala používať.

Vlastnosti:

Dobrá deformácia pri tlaku a pevnosť v ťahu
Možnosť použiť v teplotnom rozsahu od -54 °C do 135 °C
Dobrá mechanická odolnosť voči pevným časticiam a chemikáliám
Cenovo dostupný materiál

Desmopan^® - termoplastický elastomér (polyuretán)

Desmopan® ponúka vysokú odolnosť proti opotrebeniu, vysokú pružnosť v celom rozsahu tvrdosti a flexibilitu pri takmer každej teplote. Vyznačuje sa vysokou odolnosťou proti tukom, olejom a rozpúšťadlám a je tiež odolný proti žiareniu a vplyvom počasia.

Vlastnosti:

Vynikajúca tvrdosť a chemická odolnosť
Vysoká odolnosť proti tlaku, ohybu a oderu
Dobrá odolnosť proti opotrebeniu, hydrolýze, rozpúšťadlám, zásadám a alkoholom
Dobrý pomer ceny a výkonu

Vďaka svojim vlastnostiam je Desmopan® jedným z najodporúčanejších membránových materiálov v poľnohospodárstve.

Viton^® - fluórelastomér

Elastoméry Viton® sa vďaka svojej prirodzenej kompatibilite s množstvom chemikálií dajú použiť v mnohých oblastiach. Okrem použitia v membránach sa fluorouhlíkové elastoméry vďaka svojim dobrým vlastnostiam presadili aj ako materiál na výrobu O-krúžkov a sediel.

Vlastnosti:

Overená odolnosť voči extrémnym teplotám v rozmedzí od -29 °C do 204 °C
Použiteľný v aplikáciách s minerálnymi kyselinami, soľnými roztokmi, minerálnymi olejmi a chlórovanými uhľovodíkmi
Vysoko kvalitný materiál

Elastoméry Viton® vykazujú dobrú odolnosť voči chemickým produktom, majú však určité slabiny v mechanických vlastnostiach, a preto sú na trhu málo zastúpené.

BlueFlex^TM- od Annovi Reverberi

BLUEFLEX^TM je špeciálne vyvinutý materiál, ktorý zaručuje vysokú odolnosť a maximálny výkon membrán v membránových čerpadlách. Výborne odoláva intenzívnemu používaniu pesticídov, prostriedkov na ochranu rastlín, tekutých hnojív a agresívnych chemikálií.

Vlastnosti:

Znížené mechanické namáhanie v pracovnom cykle vďaka optimalizovanému tvaru membrán
Patentovaný dizajn zabraňujúci ohýbaniu alebo stláčaniu membrán
Identifikácia prostredníctvom čísla na každej membráne
Veľmi dobrý pomer ceny a výkonu

Membrány BLUEFLEX^TMponúkajú vynikajúcu odolnosť aj v náročných pracovných podmienkach.