将土壤处理剂施加到地面之下的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明的领域总体上涉及土壤处理，且更具体地涉及用于利用手持式施加工具来将土壤处理剂(例如农药)施加到地面之下的方法和设备，使得在某些操作模式下在喷射土壤处理剂前不扰乱土壤表面。
【背景技术】
[0002]已利用将土壤处理剂注入建筑物附近的土壤中来防止昆虫或其它害虫的出没。在不进行处理的情况下，这些害虫会成为建筑物业主或其居住者的重大的公害或危害。已知此类害虫攻击建筑物的结构并且可能潜入建筑物而给其居住者带来其他问题。
[0003]至少一种公知的土壤处理方法包括通过直接放入结构物下方和周围、观赏性植物、杆、篱笆、露台或其他木质元件周围或附近来施加农药、肥料或其他土壤处理剂。这种直接放置方法包括挖掘、挖沟和/或压入(即迫使施加设备进入土壤)，并且然后将土壤处理剂直接放入挖掘出的沟渠区域中。这一公知方法可导致损伤植被，破坏景观，并且极大地影响或削弱被处理区域的美观和价值，直到植物重新生长或种植了新的植物。
[0004]例如，在一些普通的白蚁处理中，将杀白蚁剂直接放入结构物周围的土壤中包括挖掘大约4至6英寸宽乘6英寸深的沟渠，以每英尺深度沟渠的10直线尺4加仑的速度施加杀白蚁剂合成物。除了向沟渠施加土壤处理剂外，也可通过使用杆喷射工具将土壤处理剂分配到土地中，所述杆喷射工具插入土地中，大体上到达接近于基脚(即建筑物地基的一部分)的顶部的深度。对于具有200直线尺的周长的典型结构物，用于准备、挖掘、喷射和完成土壤处理剂的施加的时间至少需要4至6小时，取决于土壤的类型和施加是由两名还是一名技术人员进行。
[0005]另一种公知的土壤处理方法包括将工具直接插入土地中并且将农药、肥料或其他土壤处理剂输送至土地中。在土壤表面下方施加土壤处理剂已被用作一种限制处理剂被冲刷的方式。用于实行此类土壤处理的典型装置已采用针或其他机械装置形成通向土壤中的通道并且通过该通道将处理剂施加在表面区域。这些装置具有以下明显局限性:它们在土壤中形成可能很难看的孔，或者形成其他不利的担忧，例如邻近插入点的不希望的土壤密实，以及需要利用机械力来形成孔。另外，推入土地中的装置可能被土壤或其它碎肩堵塞，这需要拆卸施加工具来清除。推入土地中的装置的其它缺点在于，它们可能被土壤病原菌或其它污染物污染，而这些污染物可能被转移到相邻的喷射现场。
[0006]过去例如在题为“Apparatus and Method for Aerating and/ or IntroducingParticulate Matter into a Ground Surface” 的授予Monroe的美国专利N0.5，370,069中描述了使用高压流作为有效地将材料喷射到土壤表面下方的方法。这些方法使用夹带土壤处理剂的诸如空气或水之类的流体的高压射流，不论土壤处理剂是与流体的溶液，还是用流体携带的粒状材料。高压射流可在表面中形成材料被放入其中的小孔，或者使材料被表面快速吸收，使得土壤扰乱最小。使用高压射流的一个益处是不需要机械作用力来形成用于将土壤处理材料放置在土壤表面下方的所谓的通道。也不需要任何其他对土壤的扰乱，例如将工具直接向下放置在地面下方。
[0007]虽然诸如Monroe中公开的装置对于将土壤处理材料放置在表面下方而言是有效的，但它们设计成既在土壤表面下方的短距离处又在大的开放空间区域上分配此类材料，其中未对设备的尺寸加以限制。这些已知的装置不适合用于将土壤处理剂策略性地喷射到结构物、观赏性植物、杆、篱笆、露台和其他木质元件下方和周围的土壤中的更深的深度处，而在这些地方，尤其与防虫害处理有关的处理是非常普遍的。
[0008]因此，需要一种用于将土壤处理剂(例如杀白蚁剂或其他农药)施加到邻近结构物的地面下方的手持式高压施加工具。这种手持工具将容许操作人员策略性地将工具定位在诸如房屋、露台、可能位于房屋和/或露台附近的任何景观之类的结构物周围、电线杆周围和植物周围。该工具可包括用于以受控压力施加预定量的土壤处理剂以用于以期望的预定深度向下喷射土壤处理剂的多个喷嘴。这将允许实现施加区域精细受控的精确的施加。
[0009]然而，在一些施加中，土壤类型(例如硬、压实等)或其它障碍(例如混凝土场院、走道等)可能阻止操作人员使用高压施加工具处理某些区域。因此，需要一种能够在例如高压模式和低压模式(用于将农药施加到高压施加不可行的区域)的不同模式下操作的系统。
【发明内容】
[0010]一方面，用于施加土壤处理剂的设备大体上包括高压施加工具，该设备可选择性地在高压模式和低压模式之间操作，该高压施加工具可操作成在设备的高压模式下将土壤处理剂在高压下喷射到土壤中。低压施加工具与高压施加工具分离，并且可操作成在设备的低压模式下将土壤处理剂在低压下施加到土壤中，该低压显著低于设备的高压模式的高压。基础单元在设备的高压模式下与高压施加工具流体连通，并且可操作成在高压模式下将加压流体输送到高压施加工具以操作高压施加工具。基础单元在设备的低压模式下与低压施加工具流体连通，并且可操作成在低压模式下以显著低于高压模式下的压力将流体输送到低压施加工具。高压施加工具和低压施加工具各自可相对于基础单元分别定位。基础单元、高压施加工具和低压施加工具相对于彼此构造成使得在高压施加工具操作时，低压施加工具不能操作，而当低压施加工具操作时，高压施加工具不能操作。
[0011]另一方面，处理工作现场的邻近结构物的土壤的方法大体上包括沿着工作现场的邻近结构物的第一区域移动高压喷射设备和操作该喷射设备以沿着工作现场的第一区域将土壤处理剂向下喷射到土壤中。沿着工作现场的邻近结构物且不同于工作现场的第一区域的第二区域移动低压施加工具。低压施加工具操作成沿着工作现场的第二区域将土壤处理剂施加到土壤。
[0012]再一方面，将土壤处理剂喷射到地表下土壤中的方法大体上包括定位喷射设备，使得喷射设备的至少一个高压喷嘴邻近将要被喷射农药的土壤。触发喷射设备以将加压土壤处理剂输送到至少一个高压喷嘴，由此将加压土壤处理剂从该高压喷嘴向下喷入地表下土壤中。该触发大体上包括确定一预定时间段，在该预定时间段期间，在高压下将载液输送到至少一个高压喷嘴，该预定时间段至少部分地基于要喷射土壤处理剂的土壤类型。将预定剂量体积的有效成分输送到至少一个高压喷嘴一段预定时间段，用于与载液混合，以在从至少一个高压喷嘴喷出土壤处理剂之前确定土壤处理剂。该预定剂量体积以每次喷射为基础，并且与预定时间段无关。
[0013]再一方面，用于将土壤处理剂喷射到地表下土壤中的设备大体上包括喷射设备，该喷射设备可操作成在高压下将土壤处理剂向下喷射到土壤中。基础单元可操作成将加压流体输送到喷射设备。喷射设备通过管道连接至与其流体连通的基础单元，该管道在其之间限定流体通路，该喷射设备可就位成远离基础单元。喷射设备承载一电池，以在与基础单元没有电力连接的情况下为喷射设备供电。
【附图说明】
[0014]图1是根据示例性实施例的用于将杀白蚁剂喷射到土地中的高压喷射系统的示意图，其中所述系统包括基础单元和手持式施加工具。
[0015]图2是一些部件被切掉的图1的手持式便携施加工具的正视示意图。
[0016]图3是图2的手持式便携施加工具的侧视示意图。
[0017]图4是用于与施加工具联用的长形管线头(manifoldhead)的立体示意图。
[0018]图5是用于与施加工具联用的弧形管线头的立体示意图。
[0019]图6是具有邻近高压喷嘴定位的低压喷嘴的图2所示的手持式便携施加工具的管线头的立体示意图。
[0020]图7是具有与高压喷嘴同心的低压喷嘴的图2所示的手持式便携施加工具的管线头的立体示意图。
[0021]图8是在周边具有用于施加标记材料的喷嘴的图2所示的手持式便携施加工具的管线头的底部示意图。
[0022]图9是图1所示的基础单元的侧视示意图。
[0023]图10是示出了正用于将杀白蚁剂注入邻近结构物的土壤中的图1的高压注射系统的顶部平面示意图。
[0024]图11是包括多端口中央喷嘴的管线头的立体示意图。
[0025]图12是包括四个中央喷嘴的管线头的立体示意图。
[0026]图13是手持式施加工具的另一个实施例的立体示意图。
[0027]图14是图13的手持式施加工具的立体示意图，但是该工具的触发开关被致动。
[0028]图15是根据另一个示例性实施例的用于将杀白蚁剂注入土地中的高压注射系统的示意图，其中所述系统包括基础单元和手持式施加工具。
[0029]图16是一些部件被切掉的图15的手持式便携施加工具的正视示意图。
[0030]图17是图16的手持式便携施加工具的侧视不意图。
[0031]图18是根据另一个示例性实施例的用于将杀白蚁剂注入土地中的高压注射系统的示意图，其中所述系统包括基础单元和手持式施加工具。
[0032]图19是图18的手持式便携施加工具的正视不意图。
[0033]图20是图18的手持式便携施加工具的侧视不意图。
[0034]图21是图18的手持式便携施加工具的后视不意图。
[0035]图22是从图18的基础单元移除的软管卷盘的放大立体示意图。
[0036]图23是用于将土壤处理剂施加到地面之下的设备的另一个示例性实施例的示意图，其中所述设备包括基础单元、手持式便携高压施加工具和手持式便携低压施加工具。
[0037]图24是图23的尚压施加工具的正视不意图。
[0038]图25是图23的高压施加工具的侧视示意图。
[0039]图26是图23的尚压施加工具的后视不意图。
[0040]图27是从图23的基础单元移除的软管卷盘的放大立体示意图。
[0041 ]图28是图23的设备的控制系统和通讯功能的示意图。
[0042]图29-47是从用于图23的设备的基础单元控制系统的显示单元获得的截屏。
[0043]图48-50是从用于图23的设备的高压施加工具控制系统的显示单元获得的截屏。
【具体实施方式】
[0044]下面详细描述用于将土壤处理剂(例如农药、杀虫剂、杀白蚁剂、肥料或微量营养素)施加到地面之下的高压喷射系统。应理解，本文公开的系统可用于施加任何合适的农药、杀虫剂或杀白蚁剂并且可用于抑制或控制各类害虫、病原菌或增加土壤的营养值。例如，可能希望抑制和/或控制白蚁、蚂蚁、蟑螂、甲虫、蠼螋、蠹虫、蟋蟀、蜘蛛、蜈蚣、千足虫、蝎子、瓢虫、潮虫、苍绳、蚊子、蠓虫、飞蛾、黄蜂、大黄蜂、蜜蜂等。如文中所用，术语“农药”指的是任何用于防止、消灭、驱赶或缓和包括昆虫的任何害虫、动物(例如老鼠、大鼠)、植物(例如杂草)、真菌、微生物(例如细菌和病毒)、假体腔动物(例如线虫)和朊病毒的物质或混合物。术语“杀虫剂”一一其为一种农药一一在此用来指任何用于防止、消灭、驱赶或缓和昆虫的物质和混合物。术语“杀白蚁剂”一一其为一种杀虫剂一一在此用来指任何用于防止、消灭、驱赶或缓和白蚁的物质和混合物。
[0045]虽然本文描述的方法和系统涉及将杀白蚁剂施加到地面之下，但所述方法和系统也可用于施加农药、杀虫剂或其他土壤处理剂。如文中所述的杀白蚁剂的使用并非旨在以任何方式进行限制。相反，它是为了示范的目的。文中所述的方法和系统因此可用于在土地之下施加任何类型的土壤处理剂(例如放置在结构物的周边周围的农药、肥料、其他土壤调节材料和包括杀虫剂的昆虫处理剂)，并且决不局限于仅杀白蚁剂。
[0046]文中所述的方法和系统包括杀白蚁剂流体供给拖车(cart)(基础单元)和便携手持式施加工具，该施加工具有利于将杀白蚁剂施加或喷射到结构物、观赏性植物、杆、篱笆、露台、树以及其他结构性和非结构性元件的下方和周围。示例性实施例消除了需要利用诸如挖掘、挖沟和/或压入之类的特定公知技术来施加杀白蚁剂，所述公知技术全部需要至少机械地扰乱土地或土壤的表面。这种公知技术可导致损伤植被，破坏景观，并且极大地影响或削弱被处理区域的美观和价值，直到植物重新生长或种植了新的植物。
[0047]文中所述的施加系统包括施加工具，该施加工具具有位于工具顶部的T形手柄和位于工具底部的管线组件。T形手柄在竖直轴的每一侧包括把手部分，该把手部分在手柄与管线组件之间延伸。把手部分可包括橡胶柄以协助在施加期间保持工具并减小手张力。可设想在其它实施例中可以使用任何适当的构型。例如，手柄可以是具有一个或多个橡胶柄的圆形手柄，所述橡胶柄连续地或分段地围绕手柄的圆周延伸，以允许在操作工具期间或在运输期间调节操作人员的手的定位。
[0048]工具的竖直轴由当手柄被向下推动时允许轴压缩的若干部件组成，与弹簧高跷(pogostick)很相似。轴的压缩致动电子触发开关(宽泛地说，“致动器”)，从而临时打开排出阀(例如提升阀)。当操作员使管线组件(即装置板)在地上就位时，操作员使用手柄在轴上施加向下的压力(大约15-20镑)以致动触发开关，从而引起一次杀白蚁剂向土地中的喷射。操作员必须释放施加至轴上的压力以使开关分离，这引起系统被重置。
[0049 ]在该示例性实施例中，针对轴的每次压缩，开关致动排出阀一次。因此，针对轴的每次压缩，排出阀打开一次并且将预定量的杀白蚁剂从工具排出。当轴释放时工具的开关被重置。然后可通过再次压缩轴来进行下一次施加。
[0050]施加工具还包括将管线组件安装在轴上的安装支架。该支架允许施加头或管线组件绕至少一个轴线枢转。这允许操作员调节工具使得管线组件在致动施加开关前被适当定位。
[0051]管线组件包括输入端口、排出阀、多个高压喷嘴、管线头和用于保护所述多个高压喷嘴的接触板。该系统还包括在供应拖车与手持式施加工具之间延伸的至少一个高压液体管线和电气连接件。该系统还包括压力管线和设定排出阀在电子开关的每次致动期间保持打开的时长的电子控制器(宽泛地说，“阀关闭器”)。
[0052]在操作中，来自被收容在供应拖车上的容器中的被测定的一定剂量的液体杀白蚁剂浓缩物与被测定的供水相混合，并通过嵌入式/在线式喷射系统被供给至施加工具。在另一个实施例中，杀白蚁剂浓缩物从收容在施加工具上的储罐被供应，并且经由喷射栗被供应给施加管线。在再一个实施例中，杀白蚁剂溶液从储罐或容器供应给施加工具而不需要嵌入式喷射栗或装置。在又一个实施例中，杀白蚁剂浓缩物可由操作员携带并被收容在可运输的容器中，所述容器形成在和/或保持在背包、肩部皮套、肩带、皮带支架、腿部支架或能保持农药容器的其他合适的装置内。
[0053]本文所述的方法和系统利用高压来将杀白蚁剂喷射到地面之下的土壤中。文中所述的高压喷射系统与至少一些公知的为土壤用途施加杀白蚁剂的液体喷射系统的不同之处在于，当前行业标准液体杀白蚁剂喷射系统使用25至35psi的压力将液体喷射到土地中并通过单个喷射端口或末端。文中所述的示例性系统以在从约50psi至约10 ,OOOpsi的范围内、在另一个实施例中从约I，000psi至约7 ,OOOpsi的范围内、并且在又一个实施例中以约4，OOOpsi的压力将杀白蚁剂溶液喷射到土地中。
[0054]在操作中，施加工具被设定在用于施加杀白蚁剂的期望压力。操作员然后将管线组件且更具体地保护喷嘴的接触板放置在期望的施加区域内。期望的区域例如可邻近结构物的壁或地基。操作员然后在施加手柄上下压，以压缩工具的轴。该向下的压力使装置轴的上部和下部靠拢，由此致动电子开关。开关将临时打开排出阀并允许预定量的杀白蚁剂溶液经过高压喷嘴并进入土地中。开关将仅允许一个批次(即预定量的杀白蚁剂溶液)经过喷嘴。通过释放手柄上的压力并允许电子开关的两个部件分离来重置开关。施加操作员然后将使手持式施加工具沿壁提升或滑动至下一个施加点并且再次在手柄上下压，从而重复向土壤中喷射杀白蚁剂溶液。操作员继续移动手持式施加工具并喷射杀白蚁剂直到期望施加区域被喷射。在一个示例中，期望施加区域是结构物的周边，使得杀白蚁剂屏障完全包围结构物并由此抑制白蚁经该屏障来到结构物。
[0055]在可选实施例中，电子开关可在它可通过操作员使用手指或姆指压下按钮或开关而被致动之处定位在工具的T形手柄部分上或附近。在另一个实施例中，该工具可包括位置标记器，当施加杀白蚁剂时位置标记器将施加例如泡沫、灰尘、粉末、油漆或染料。位置标记器将向土地施加标记材料，以在每次施加期间标记接触板的位置。这将允许操作员视觉地判断何处已进行施加以及装置板应该重新定位在何处以确保在结构物的周边周围进行杀白蚁剂的连续施加。标记器还将有助于防止杀白蚁剂溶液在施加区域内的过量或不足的施加。
[0056]如文中所述的高压施加工具及其使用方法相较于公知系统具有许多优点。例如，文中所述的工具可包括嵌入式喷射组件，该喷射组件消除了需要混合大量杀白蚁剂溶液，并且减少了与在公共道路或私人产业上运输或处理大量杀白蚁剂溶液相关的危险。高压喷射工具的使用还消除了对在将杀白蚁剂溶液施加到土地中前挖掘(即挖沟)的需要。这减少了对于待处理的结构物的周边的景观和/或自然植被的破坏，并且对于用来执行施加的工具的磨损和撕扯更少。高压喷射工具还减少或消除了对使用施加装置压入到土壤中以便施加杀白蚁剂溶液的需要。高压工具还可进行编程以使每个喷嘴输送特定体积的杀白蚁剂溶液，并且通过控制施加压力来控制溶液渗透到土壤中的深度。通过控制体积和压力，杀白蚁剂的施加体积可减小通常的液体杀白蚁剂施加的25%至80%，从而节省了成本并且减少了水需求量。这在较干燥的气候中或者在干旱时期尤为重要。高压工具还大幅减少了完成结构物周围的杀白蚁剂处理所需的时间。这种时间的减少可在40%与80%之间的范围内。结果，在现场花费了较少的时间，并且由此减少了与现场准备和施加相关的劳动力成本。此夕卜，设计成当将杀白蚁剂喷射到土地中时紧邻土地放置喷嘴的施加工具降低了操作员或任何人暴露于直接施加区域的风险。
[0057]参见附图，图1是根据本发明的示例性实施例的用于将杀白蚁剂喷射到土地中的高压喷射系统10的示意图。喷射系统10包括手持式便携施加工具12(宽泛地说，“喷射设备”)和杀白蚁剂流体供应拖车14(宽泛地说，“基础单元”)。施加工具12经由限定流体通道的管道13(例如软管)和至少一个电气连接件15连接到拖车14。管道13允许流体(例如水和/或杀白蚁剂溶液)从拖车14流向施加工具12。电气连接件15用于在施加工具12与拖车14之间传输各种控制信号。
[0058]图2是手持式便携施加工具12的正视不意图，图3是施加工具12的侧视不意图。手持式便携施加工具12包括手柄17和安装在手柄上的管线头16。手柄17包括上部18和下部
19。上部18包括管状区段20和附装在管状区段20的上端24上的把手区段22。结果，手柄17的上部18具有大致T形的形状。手柄17的同样为管状的下部19定制尺寸成用于插入手柄的上部18的管状区段20中。在手柄17的下部19插入手柄的上部18的管状区段20的情况下，上部可相对于下部从第一伸出位置移动至第二压缩位置。设置诸如弹簧26之类的偏压元件以将手柄17的上部18朝其第一伸出位置偏压。然而，应理解，可使用任何公知的偏压元件26。可设置凸缘(未示出)或其他合适的保持件来抑制手柄17的下部19从上部18被拉动或以其他方式被抽出，由此确保下部保持套叠地附装至上部