CN102948345A

CN102948345A - Co 2增效型温室气化式施药装置

Info

Publication number: CN102948345A
Application number: CN2012104165377A
Authority: CN
Inventors: 马金平; 王双喜
Original assignee: Shanxi Agricultural University
Current assignee: Shanxi Agricultural University
Priority date: 2012-10-27
Filing date: 2012-10-27
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2032-10-27
Also published as: CN102948345B

Abstract

本发明公开了CO₂增效型温室气化式施药装置，包括气化装置、CO₂发生器、风机、均布管道装置和控制装置。本发明将液体农药气化，气化农药能够均匀分布在温室内空气中各个角落，能全方位有效的防治病虫害，比传统喷雾防治效率提高60%以上，CO₂明显地增加药效，减少了农药施用量和施药的次数，较传统的施药装置农药施用量减少45%以上，施药的次数可减少一半，因此减少了对环境和土壤的污染，比传统喷雾装置对环境的污染指数降低55%以上，对土壤的污染指数降低65%以上。本发明装置用农药原液喷射，不会显著增加空气湿度，与传统喷雾装置比较，温室内平均湿度降低28%。本发明的施药装置具多功能性，也可单独施药或补施CO₂气体。

Description

CO 2增效型温室气化式施药装置

技术领域

本发明涉及农药施用装置，尤其涉及一种首先将农药气化然后与CO₂混合后施药的装置。

背景技术

近年来，我国保护地栽培技术在全国得到大面积的推广应用。温室一方面给人们提供反季节果蔬，满足人们的消费需求，另一方面提高了农民的劳动收入。但是，温室作物的周年生产也为病虫害越冬和繁殖提供了适宜的场所，导致病虫害发生多、蔓延快、危害重，对生产影响极大，是目前温室生产急需解决的问题。在防治病虫害的各种方法中，使用农药进行化学防治一直都被各国所重视。它投资少，见效快，对大面积、突发性病虫害的防治效果尤为显著。目前我国在生产中农药的施用技术相对落后，当前温室中应用最广泛的仍是手动背负式喷雾器的喷雾方式，但这种施药方式粗放，存在诸多问题，首先施药方式效率低，喷出的药液附着在植物体上的只占25-50%，真正聚集在病虫身上的不到1%，农药的有效利用率很低；其次施药量大，为达到防治病虫目的便增加施药量，造成农药浪费，大量的农药覆盖在土壤表面，造成土壤污染，覆盖作物上会使农产品中农药残留超标；第三，操作者在密闭的空间内作业，劳动强度大，效率却很低，而且极易发生中毒事件。目前现有的先进的施药技术有超声雾化，静电喷雾，机动或电动喷雾等，这些施药方式都只提高了雾化农药的水平，使喷雾效果更加均匀，然而喷施技术不改进的话，仍然存在以下问题：（1）即使喷雾均匀也是覆盖在植物体上，病毒或虫子在没有药液的地方，仍能存活；（2）很多雾化设备不能移动，喷射距离决定喷射范围，喷射不均匀，喷头附近农药最多，越远越少；（3）温室中植物种植密度很大，移动式的机械或电动装置带动喷头喷射，限制条件较多，不能很好的命中靶标物；（4）某些高效的喷施机械价格昂贵，不易普及。因此，研发超低容量施药、提高药效、运行安全的施药技术对温室的发展有着非常重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种CO₂增效型温室气化式施药装置，该装置利用温室密封的环境，将农药实现了从液化到气化的转变，这样气化农药均匀分布在温室空气中各个角落，病虫无处可逃，有利于全面防治病虫害，同时，该装置通过补施CO₂明显提高了药效，减少农药施用量，大幅度地减少环境污染和农产品中农药残留。

本发明的CO₂增效型温室气化式施药装置是通过以下技术方案实现的。

CO₂增效型温室气化式施药装置包括气化装置、CO₂发生器、风机、均布管道装置和控制装置。所述的气化装置包括压力式气化装置，离心式气化装置和压差式气化装置，三个气化装置之间由管道连通，在离心式气化装置和压差式气化装置之间设有气化电磁阀。所述的均布管道装置包括主管、支管和气体喷孔，主管和支管采用不同径度的PVC管材，主管连通风机、气化装置、CO₂发生器和支管，支管悬挂于温室顶部，支管上视其距气源的距离不同打有不同孔径的气体喷孔。所述的控制装置包括气化电磁阀、CO₂限量开关、CO₂电磁阀、传感器、控制器和控制传感线，CO₂限量开关和CO₂电磁阀依次连接在CO₂发生装置与主管之间，传感器布置在温室内，控制传感线连接传感器和控制器。

所述的压力式气化装置包括贮液箱、顶盖、顶盖锁扣、隔膜、智能电动机、外置电源开关、外置电源插头、吸液管、出水口、管道、管内挡板和管道进气口，顶盖和顶盖锁扣具有高抗压性，箱底内设有一长方体高抗压的隔膜，隔膜下面放置智能电动机，吸液管为高抗压水管，吸液管的一端露在贮液箱内，另一端穿过隔膜与智能电动机相连，智能电动机具有智能性，当压力足够时，电动机自动停止工作，缺压时自动工作，管道的一端经出水口与贮液箱连通，管道的另一端与离心式气化装置连通，管道内设有管内挡板和管道进气口。

所述的离心式气化装置由轴心孔、电动机轴、旋转机轮、轮外锯齿、机壳构成。由压力式气化装置喷射出的高速液流喷入离心式气化装置时，液流被旋转机轮粉碎、磨碎，被轮外锯齿切碎，从轴心孔进入大量空气与液滴混掺，使液体被进一步粉碎成大量细小的雾状液滴，有部分药液已发生气化。

所述的减压式气化装置为喉管式结构，从离心式气化装置喷出的混掺大量空气的雾状液滴冲进主管道喉管后，直径突然变小，速度加快，压强迅速从高压减小到真空，积于雾滴内的力和能量被突然释放，掺气的雾滴即发生空化现象，从液体变为气体。

所述的气体喷孔在支管上的的开孔为斜下方向，开孔间距相同，孔径为5-20㎜，距气源距离较近的，孔径较小，距气源距离较近的，孔径较大。

所述的传感器具有传感气流速度、CO₂浓度和农药气化浓度的功能，当传感器检测到所处温室空气环境中的气流速度、CO₂气体浓度和农药气化浓度有一项不符合设定标准时，控制器会根据不同情况，控制气化电磁阀、CO₂限量开关和CO₂电磁阀的开或关，通过均布管道装置，把含有高浓度的气化农药和CO₂气体，以一定气流速度喷射到温室的空气中。

本发明的有益效果

（1）本发明的CO₂增效型温室气化式施药装置将液体农药气化，气化农药能够均匀分布在温室内空气中各个角落，病虫无处可逃，能全方位有效的防治病虫害，比传统喷雾防治效率提高60%以上。

（2）本发明将农药气化装置与CO₂发生装置集成使用，CO₂将明显地增加药效，同时有利于减少温室病虫害的发生。相对目前的施药方式，更减少农药施用量和施药的次数，经比较，采用本发明施药装置较传统的施药装置农药施用量减少45%以上，施药的次数可减少一半。

（3）本发明施药装置用农药原液喷射，不会显著增加空气湿度，有利于一次性彻底防治病虫害，与传统喷雾装置比较，温室内平均湿度降低28%。

（4）本发明施药装置通过减少施药次数和数量，提高施药浓度，增加药液利用率等以上方法，减少了对环境和土壤的污染，与传统喷雾装置相比，对环境的污染指数降低55%以上，对土壤的污染指数降低65%以上。

（5）本发明的施药装置还有多用途的功能，CO₂发生装置独立工作时，可增加温室气体中CO₂的浓度，提高植物的光合作用，提高了产品的产量和品质，同时对病菌和昆虫有抑制呼吸作用。

（6）本发明装置一次性投入可长期使用，管道布置在温室的顶部不影响温室作业，相对目前自动喷雾机的价格，本发明装置在运行中省水省药，运行成本低，劳动强度低，适于普及推广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的气化装置结构示意图。

图中：1 、压力式气化装置，2、离心式气装置，3、气化电磁阀，4 、压差式气化装置，5、CO₂发生器，6、CO₂限量开关，7、CO₂电磁阀，8、风机，9 、传感器，10 、控制器，11、控制传感线，12、主管，13 、支管，14、气体喷孔，15 、气化农药，16、贮液箱，17、顶盖，18、顶盖锁扣，19、隔膜，20、智能电动机，21、电源开关，22、电源插头，23、吸液管，24、出水口，25、管道，26、管内挡板，27、管道进气口， 28、轴心孔，29、电动机轴，30、旋转机轮，31、轮外锯齿，32、机壳。

具体实施方式

下面结构附图对本发明作进一步的阐述。

本发明的CO₂增效型温室气化式施药装置包括气化装置、CO₂发生装置、风机8、均布管道装置和控制装置。其中气化装置包括压力式气化装置1，离心式气化装置2和压差式气化装置4，三个气化装置之间由管道连通，在离心式气化装置2和压差式气化装置4之间连接有气化电磁阀3。压力式气化装置1包括贮液箱16、顶盖17、顶盖锁扣18、隔膜19、智能电动机20、外置电源开关21、外置电源插头22、吸液管23、出水口24、管道25、管内挡板26和管道进气口27，顶盖17、顶盖锁扣18和吸液管23具有高抗压性，贮液箱16的箱底内设有一长方体高抗压的隔膜19，隔膜19下面放置智能电动机20，吸液管23的一端露在贮液箱内，另一端穿过隔膜19与智能电动机20相连，智能电动机20具有智能性，当压力足够时，电动机自动停止工作，缺压时自动工作，管道25的一端经出水接口24与贮液箱16连通，管道25的另一端与离心式气化装置2连通，管道25内设有管内挡板26和管道进气口27。工作时首先将农药原液倒进贮液箱16内，然后扣紧顶盖扣锁18，将外置电源插头22插上电源，打开电源开关21，电动机开始工作施加高压，将药液压进吸液管23，继而进入出水口24，药液以高速液流喷射进输液管道25内，此时在管内挡板26后的管道进气口27处形成负压，空气从管道进气口27进入管道25内，通过管道进气口27负压区后，药液中混掺了大量的气体，有少部分药液从液态转变为气态。

离心式气化装置2由轴心孔28、电动机轴29、旋转机轮30、轮外锯齿31、机壳32构成，由压力式气化装置1喷射出的高速液流喷入离心式气化装置2时，液流被旋转机轮30粉碎、磨碎，被轮外锯齿31切碎，从轴心孔28进入大量空气与液滴混掺，使液体被进一步粉碎成大量细小的雾状液滴，有部分药液已发生气化。

压差式气化装置4为喉管式结构，根据伯努利方程，在同一流质里，高度Z不变，流速大，压强小；流速小，压强大。从离心式气化装置2喷出的混掺大量空气的雾状液滴冲进主管道喉管后，直径突然变小，速度加快，压强迅速从高压减小到真空，积于雾滴内的力和能量被突然释放，掺气的雾滴即发生空化现象，从液体变为气体。如同吹气球，外面的大气压低于里面的压强，气球才能被吹大，当大到气球不能承受的程度，气球爆裂。通过高压变负压，液体空化原理，大部分药液被气化。

均布管道装置包括主管12，支管13和气体喷孔14，主管12和支管13采用不同径度的PVC管材，主管连通风机8、减压式气化装置4、CO₂发生器5和支管13，支管13悬挂于温室顶部，支管13上视其距气源的距离不同打有不同孔径的气体喷孔14，气体喷孔14在支管13上的开孔为斜下方向。

控制装置包括气化电磁阀3，CO₂限量开关6，CO₂电磁阀7，传感器9，控制器10和控制传感线11，CO₂限量开关6和CO₂电磁阀7依次连接在CO₂发生器5与主管12之间，传感器9布置在温室内，控制传感线11连接传感器9和控制器10。传感器9具有传感气流速度、CO₂浓度和农药气化浓度的功能，当传感器9检测到所处温室空气环境中的气流速度、CO₂气体浓度和农药气化浓度有一项不符合设定标准时，控制器10会根据不同情况，控制气化电磁阀3、CO₂限量开关6和CO₂电磁阀7的开或关，通过均布管道装置，把含有高浓度的气化农药和CO₂气体，以一定气流速度喷射到温室的空气中。

风机8布设在主管12末端，依次连通减压式气化装置4、CO₂电磁阀7和支管13，在主管12内，从减压式气化装置4喷出未被完全气化的细小的雾状液滴与从CO₂发生器5产生的CO₂气体碰撞，雾状液滴会更小，另一方面，在风的吹动下，液滴的水分蒸发，液滴从液体的离子状态转变成气态的离子状态。通过与空气混合摩擦原理，液体进一步被气化。

本发明的施药装置还有多用途的功能，CO₂发生器5独立工作时，可增加温室气体中CO₂的浓度，提高植物的光合作用，提高了产品的产量和品质，同时对病菌和昆虫有抑制呼吸作用。CO₂发生器5不需要工作时，施药装置可单独完成施药任务。

Claims

1.CO₂增效型温室气化式施药装置，其特征是包括气化装置、CO₂发生器（5）、风机（8）、均布管道装置和控制装置，所述的气化装置包括压力式气化装置（1），离心式气化装置（2）和压差式气化装置（4），在三个气化装置之间由管道连通，在离心式气化装置（2）和压差式气化装置（4）之间设有气化电磁阀（3）；所述的均布管道装置包括主管（12）、支管（13）和气体喷孔（14），主管（12）和支管（13）采用不同径度的PVC管材，主管（12）连通风机（8）、气化装置、CO₂发生器（5）和支管（13），支管（13）悬挂于温室顶部，支管（13）上视其距气源的距离不同打有不同孔径的气体喷孔（14）；所述的控制装置包括气化电磁阀（3）、CO₂限量开关（6）、CO₂电磁阀（7）、传感器（9）、控制器（10）和控制传感线（11），CO₂限量开关（6）和CO₂电磁阀（7）依次连接在CO₂发生器（5）与主管（12）之间，传感器（9）布置在温室内，控制传感线（11）连接传感器（9）和控制器（10）。

2.根据权利要求1所述的CO₂增效型温室气化式施药装置，其特征在于，所述的压力式气化装置（1）包括贮液箱（16）、顶盖（17）、顶盖锁扣（18）、隔膜（19）、智能电动机（20）、外置电源开关（21）、外置电源插头（22）、吸液管（23）、出水口（24）、管道（25）、管内挡板（26）和管道进气口（27），顶盖（17）和顶盖锁扣（18）具有高抗压性，箱底内设有一长方体高抗压的隔膜（19），隔膜（19）下面放置智能电动机（20），吸液管（23）为高抗压水管，吸水管（23）的一端露在贮液箱内，另一端穿过隔膜（19）与智能电动机（20）相连，管道（25）的一端经出水口（24）与贮液箱（16）连通，另一端与离心式气化装置（2）连通，管道（25）内设有管内挡板（26）和管道进气口（27）。

3.根据权利要求1所述的CO₂增效型温室气化式施药装置，其特征在于，所述的离心式气化装置（2）由轴心孔（28）、电动机轴（29）、旋转机轮（30）、轮外锯齿（31）、机壳（32）构成，由压力式气化装置（1）喷射出的高速液流喷入离心式气化装置（2）时，液流被旋转机轮（30）粉碎、磨碎，被轮外锯齿（31）切碎，从轴心孔（28）进入大量空气与液滴混掺，使液体被进一步粉碎成大量细小的雾状液滴，有部分药液已发生气化。

4.根据权利要求1所述的CO₂增效型温室气化式施药装置，其特征在于，所述的压差式气化装置（4）为喉管式结构，从离心式气化装置（2）喷出的混掺大量空气的雾状液滴冲进主管道喉管后，直径突然变小，速度加快，压强迅速从高压减小到真空，积于雾滴内的力和能量被突然释放，掺气的雾滴即发生空化现象，从液体变为气体。

5.根据权利要求1所述的CO₂增效型温室气化式施药装置，其特征在于，所述的气体喷孔（14）在支管（13）上的的开孔为斜下方向，开孔间距相同，孔径为5-20㎜，距气源距离较近的，孔径较小，距气源距离较近的，孔径较大。