一種氣助式扇形靜電噴頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于農(nóng)業(yè)植保機(jī)械中的霧化噴頭結(jié)構(gòu)，具體是一種應(yīng)用于噴桿噴霧機(jī)的氣助式扇形靜電噴頭。其包括噴頭主體，電極帽，雙平板電極，扇形噴嘴，電極墊片，進(jìn)液管，進(jìn)氣裝置，所述噴頭主體前端設(shè)置有扇形噴嘴，在所述噴頭主體前端固定一個(gè)絕緣的電極帽，并在其電極槽內(nèi)放置雙平板電極，在所述噴頭主體與所述電極帽之間設(shè)有電極墊片，在所述噴頭主體內(nèi)腔沿軸向安裝有進(jìn)液管，在所述噴頭主體外壁設(shè)有進(jìn)氣裝置。本發(fā)明提供的氣助式扇形靜電噴頭結(jié)合靜電噴霧技術(shù)和氣助式噴霧技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，與普通扇形噴頭相比，霧滴粒徑譜均勻且粒徑較小，并且具有更好的沉積效果，霧滴防飄移性能和對靶穿透性能也更加優(yōu)越。
【專利說明】一種氣助式扇形靜電噴頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于農(nóng)業(yè)植保機(jī)械中的霧化噴頭結(jié)構(gòu)，具體是一種應(yīng)用于噴桿噴霧機(jī) 的氣助式扇形靜電噴頭。

【背景技術(shù)】
[0002] 在長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，植物保護(hù)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對 于大田作物，為能解決其大面積的突發(fā)性病蟲草害，噴桿噴霧機(jī)將逐步取代中小型背負(fù)式 手動和機(jī)動噴霧器等落后的施藥機(jī)具；噴頭是噴桿噴霧機(jī)的核心部件，其性能優(yōu)劣對農(nóng)藥 的有效利用率有很大的影響；目前國內(nèi)外噴桿噴霧機(jī)上使用的噴頭為普通扇形噴頭或者美 國ESS公司的氣液兩相靜電霧化噴頭。對于普通扇形噴頭存在的問題是：霧滴粒徑譜不均 勻且粒徑較大；霧滴動量會迅速減小從而無法有效穿透到植株冠層內(nèi)部；存在明顯霧滴飄 失現(xiàn)象，飄失的霧滴對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，農(nóng)藥有效利用率低；對于美國ESS公司的氣液兩 相靜電霧化噴頭存在的問題是：其為圓錐形噴頭，在噴桿噴霧機(jī)上使用圓錐形噴頭，其霧錐 角相對于扇形噴頭較小，這使相同噴桿上布置的噴頭數(shù)量增加，并且圓錐形噴頭存在重復(fù) 施藥問題噴霧均勻性不能得到很好保證。
[0003] 本發(fā)明中氣助式扇形靜電霧化噴頭既有扇形噴頭的優(yōu)點(diǎn)，又結(jié)合了感應(yīng)靜電技術(shù) 和氣助式霧化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，其霧滴粒徑譜均勻且粒徑較小，并且具有更好的沉積效果，霧滴 防飄移性能和對靶穿透性能也更加優(yōu)越；其工作原理是：雙平板電極與噴頭噴出的扇形水 膜構(gòu)成兩個(gè)并聯(lián)的電容器，當(dāng)接通高壓靜電發(fā)生器時(shí)，兩個(gè)電容器都將建立起靜電場，從而 使流經(jīng)的霧滴通過感應(yīng)充電方式帶上同種電荷，霧滴在靜電場力和高速氣流的作用下進(jìn)一 步細(xì)化并作定向運(yùn)動吸附在植株靶標(biāo)的上中下各個(gè)部位。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種氣助式扇形靜電噴頭，極大的提高了藥 液的噴施效果。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 一種氣助式扇形靜電噴頭，包括噴頭主體、電極帽、雙平板電極、扇形噴嘴、電極墊片、 進(jìn)液管、進(jìn)氣裝置，所述噴頭主體內(nèi)孔前端設(shè)置有扇形噴嘴，在所述噴頭主體外壁前端固定 一個(gè)絕緣的電極帽，并在其電極槽內(nèi)放置雙平板電極，在所述噴頭主體與所述電極帽之間 設(shè)有電極墊片，在所述噴頭主體內(nèi)腔沿軸向安裝進(jìn)液管，在所述噴頭主體外壁設(shè)有進(jìn)氣裝 置。
[0006] 所述進(jìn)液管與噴頭主體內(nèi)壁之間通過螺紋連接，通過螺紋調(diào)節(jié)進(jìn)液管的進(jìn)出壓緊 位于進(jìn)液管和扇形噴嘴之間的噴嘴密封圈。
[0007] 所述電極帽的電極槽與電極墊片之間通過電極密封圈密封，所述電極帽、電極墊 片和進(jìn)氣裝置通過螺釘連接，所述電極帽電極槽應(yīng)與扇形噴嘴保持平行。
[0008] 所述進(jìn)氣裝置與噴頭主體外壁之間通過緊定螺釘固定，所述進(jìn)氣裝置出氣口為直 角梯形槽，堅(jiān)直面與扇形噴嘴平行，梯形斜面(與堅(jiān)直面夾角為15° ~20° )引導(dǎo)氣流從出 氣口噴出，使氣流對噴出霧滴進(jìn)一步霧化。
[0009] 該氣助式扇形靜電噴頭主要應(yīng)用在噴桿噴霧機(jī)上，在噴桿噴霧機(jī)供液管道上安裝 24個(gè)該氣助式扇形靜電噴頭，隔膜泵連接藥箱，經(jīng)過調(diào)壓閥、壓力表與供液管道連接；噴桿 噴霧機(jī)上安裝有空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)與供氣管道連接，供氣管道有24個(gè)出氣口分別與 24個(gè)噴頭的進(jìn)氣裝置的進(jìn)氣口連接，雙平板電極通過接線柱及導(dǎo)線與高壓靜電發(fā)生器連 接；當(dāng)進(jìn)行施藥工作時(shí)，隔膜泵工作，使液體從噴嘴噴出，雙平板電極使得扇形霧滴群帶上 同種電荷，以及進(jìn)氣裝置出氣口提供輔助氣流。霧滴在空氣摩擦剪切力、電場斥力、氣流剪 切力三種主要外力作用下進(jìn)一步霧化，提高了霧滴的穿透性能和吸附效果。
[0010] 與現(xiàn)有普通扇形噴頭相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：結(jié)合了氣助式霧化技術(shù)和感應(yīng)靜電 技術(shù)，氣液出流口相平行，保證了氣流和液流獲得穩(wěn)定的流場結(jié)構(gòu)，從而形成良好的霧化效 果，氣流的作用一方面能細(xì)化霧滴，小霧滴具有更好的沉積效果；另一方面使霧滴動力加強(qiáng) 從而使霧滴更快到達(dá)植株葉面，減小霧滴的飄移，并且氣流對植株葉面產(chǎn)生翻滾而增強(qiáng)了 霧滴群的穿透能力，彌補(bǔ)靜電噴霧技術(shù)霧滴動力不足并且穿透能力弱的缺點(diǎn)；感應(yīng)充電電 壓相對其他充電方式的電壓較低(一般在3-4KV)，電極帽用耐高壓工程材料制成，很好保證 絕緣性，靜電技術(shù)進(jìn)一步提高霧滴的霧化效果和防飄移性能，并且荷電霧滴在植株葉片正 反面吸附能力強(qiáng)，不易流失，極大提高了農(nóng)藥的有效利用率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)剖視圖1示意圖。
[0012] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)剖視圖2示意圖。
[0013] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)氣部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例的電極帽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的氣助式扇形靜電噴頭的三維圖。
[0016] 圖6為相位多普勒粒子分析儀（PDPA)粒徑測試裝置示意圖。
[0017] 表1、圖7、圖8為相位多普勒粒子分析儀（PDPA)粒徑測試結(jié)果(充電電壓4KV)。
[0018] 1、電極帽；2、扇形噴嘴；3、雙平板電極；4、電極墊片；5、進(jìn)氣裝置；6、噴頭主體； 7、進(jìn)液管；8、噴嘴密封墊圈；9、電極密封圈；10、氣流入口；11、氣流出口；12、緊定螺紋孔； 13、電極槽；14、電極連接螺紋孔。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 如圖1、2、3所示，本發(fā)明提供一種氣助式扇形靜電噴頭，包括噴頭主體6、噴頭主 體6前端安裝口安放扇形噴嘴2,在噴頭主體6前端設(shè)置絕緣的電極帽1，電極帽1與扇形 噴嘴2保持平行，在電極帽1上開有電極槽14,在電極槽14內(nèi)放置雙平板電極3,在電極帽 1和噴頭主體6之間設(shè)有電極墊片4,電極墊片4與電極帽1之間通過電極密封圈9密封， 噴頭主體6、電極墊片4、電極帽1用螺釘連接。
[0020] 在噴頭主體6內(nèi)腔沿軸向設(shè)有進(jìn)液管7,進(jìn)液管7上設(shè)置有外螺紋，置于噴頭主體 6上的中心螺紋孔內(nèi)，通過螺紋調(diào)節(jié)進(jìn)液管7的進(jìn)出來壓緊噴嘴密封墊圈8,在噴頭主體6 外壁設(shè)有進(jìn)氣裝置5,進(jìn)氣裝置5上設(shè)置有3個(gè)緊定螺紋孔12,用來固定進(jìn)氣裝置5,進(jìn)氣裝 置5上設(shè)有氣流入口 10和氣流出口 11，氣流出口 11與扇形噴嘴2保持平行。
[0021] 以上裝配完成后，電極帽一側(cè)邊開有兩個(gè)電極連接螺紋孔14,雙平板電極3通過 接線柱及導(dǎo)線與高壓靜電發(fā)生器連接；進(jìn)液管7、進(jìn)氣裝置5通過連接接頭分別與噴霧機(jī)供 液管和供氣管連接。
[0022] 所述扇形噴嘴2使用德國Lechler公司的標(biāo)準(zhǔn)扇形噴頭ST/SC系列，可在市場直 接購置。
[0023] 所述雙平板電極3采用銅材加工而成，具有良好的導(dǎo)電效果，與高壓靜電發(fā)生器 連接后由環(huán)氧膠密封；所述電極帽1、電極墊片4由耐高壓絕緣的工程塑料制成，如四氟乙 烯、尼龍，以確保感應(yīng)充電效果和噴頭的安全性能。
[0024] 試驗(yàn)驗(yàn)證：為驗(yàn)證霧滴荷電對粒徑的影響，本文采用相位多普勒粒子分析儀 (PDPA)粒徑測試裝置，分別在加靜電跟不加靜電的情況下的霧滴粒徑進(jìn)行檢測；該裝置由 相位多普勒粒子分析儀和噴霧系統(tǒng)組成；相位多普勒粒子分析儀由PC機(jī)、處理器、光電倍 增器、激光發(fā)生器、接受探頭、發(fā)射探頭依次連接組成；噴霧系統(tǒng)由藥液灌、隔膜泵、調(diào)節(jié)閥、 扇形靜電噴頭依次連接以及高壓靜電發(fā)生器與扇形靜電噴頭電極接線柱連接組成；詳見圖 5 〇
[0025] 表1給出了霧滴未荷電與荷電時(shí)候粒徑大小對比數(shù)據(jù)，其中Ao表示將所有霧滴的 粒徑之和除以霧滴總數(shù)所得的平均粒徑，稱為數(shù)量平均直徑;j 3(l表示具有此直徑的霧滴， 其體積恰好等于所有霧滴的體積平均值，稱為體積平均直徑;表示具有此直徑的霧滴， 其比表面(單位體積顆粒的表面積）恰好等于所有霧滴的表面平均值，稱為Sauter平均直 徑;^3是現(xiàn)有的激光粒徑分析系統(tǒng)上經(jīng)常用到的平均直徑，表示為：

【權(quán)利要求】
1. 一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述靜電噴頭包括噴頭主體、電極帽、雙平 板 電極、扇形噴嘴、電極墊片、進(jìn)液管和進(jìn)氣裝置，所述噴頭主體內(nèi)孔前端設(shè)置有扇形噴 嘴，在所述噴頭主體外壁前端固定一個(gè)絕緣的電極帽，并在其電極槽內(nèi)放置雙平板電極，在 噴頭主體與所述電極帽之間設(shè)有電極墊片，在所述噴頭主體內(nèi)腔沿軸向安裝進(jìn)液管，在所 述噴頭主體外壁設(shè)有進(jìn)氣裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述進(jìn)液管與噴頭主 體內(nèi)壁之間通過螺紋連接，通過螺紋調(diào)節(jié)進(jìn)液管的進(jìn)出壓緊位于進(jìn)液管和扇形噴嘴之間的 噴嘴密封墊圈。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述電極帽的電極槽 與電 極墊片之間通過電極密封圈密封，所述電極帽、電極墊片和進(jìn)氣裝置通過螺釘連接，所 述電極帽電極槽應(yīng)與扇形噴嘴保持平行。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述進(jìn)氣裝置設(shè)置有3 個(gè) 緊定螺紋孔，與噴頭主體外壁之間通過緊定螺釘固定；進(jìn)氣裝置上設(shè)有氣流入口和氣 流出口，氣流出口為直角梯形槽，堅(jiān)直面與扇形噴嘴平行，梯形斜面引導(dǎo)氣流從出氣口噴 出，使氣流對噴出霧滴進(jìn)一步霧化。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述梯形斜面與堅(jiān)直 面夾角為15° ~20°。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述電極帽一側(cè)邊開 有兩 個(gè)電極連接螺紋孔，雙平板電極通過接線柱及導(dǎo)線與高壓靜電發(fā)生器連接；所述進(jìn)液 管、進(jìn)氣裝置通過連接接頭分別與噴霧機(jī)供液管和供氣管連接。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述扇形噴嘴使用德 國 Lechler公司的標(biāo)準(zhǔn)扇形噴頭ST/SC系列，可在市場直接購置。
8. 如權(quán)利要求6所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述雙平板電極采用 銅材 加工而成，具有良好的導(dǎo)電效果，與高壓靜電發(fā)生器連接后由環(huán)氧膠密封。
9. 如權(quán)利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述電極帽、電極墊片 由耐高壓絕緣的工程塑料制成，以確保感應(yīng)充電效果和噴頭的安全性能。
【文檔編號】B05B1/04GK104399613SQ201410679106
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】賈衛(wèi)東, 胡化超, 陳龍, 張明, 劉歡, 聞志勇, 李信 申請人:江蘇大學(xué)