CN104646204B - 一种双风送果园静电喷雾机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双风送果园静电喷雾机,属于农林机械技术领域。该机包括二组辐射状对称安置在环形支架左右两边的离心风管，离心风管的出口端安装具有环形气流通道的仿形电极静电喷头，内层风帘的气流速度为20‑25m/s，静电喷头的进液口通过输液管与输液泵的出口连通，此外还包括轴流风机和离心风机，轴流风机位于环形支架上的中央一侧，环形支架的另一侧装有将轴向气流引向离心风管方向形成外围气流的挡风板，离心风机的出风口通过连接软管与离心风管的进口端连通。本发明穿透性高、低压充电后在开放环境远距离输送过程中也能有效抑制荷电损失，因此可以保证高靶标沉积率，切实满足果园施药的需求。

Description

一种双风送果园静电喷雾机

技术领域

本发明涉及一种静电喷雾机，尤其是一种双风送果园静电喷雾机，属于农林机械技术领域。

背景技术

静电喷雾应用高压静电在喷头与喷雾目标间建立静电场，操作时，农药液体流经喷头雾化后，通过不同的充电方法被充有电荷，形成群体荷电雾滴，然后在静电场力和其它外力的联合作用下，作定向运动而吸附在目标的各个部位，从而达到沉积效率高、雾滴漂移少、改善生态环境等目的。

此外，风送式静电喷雾则是药液首先通过液力雾化成雾滴，再经过充电电极使雾滴带电，并在气流的作用下二次雾化，由气流将带静电雾滴送到植株上。据申请人了解，目前风送式静电喷雾机基本如此，其静电喷雾有四个过程：雾化、荷电、运输、沉积；而静电喷头大多为离心式或液力式雾化之后采用接触充电方式，因此要求静电电压达到20KV。

但是，由于在农业上应用时难以设置有效的静电防护区域，而果树需要远距离的静电喷雾，在开放的环境中荷电雾滴受到不带电的高速气流混合，即使高压充电，在远距离传输过程中很快荷电衰减，到达植株靶标前会因荷电衰减严重而导致沉积效果很不理想——即虽然雾流荷电初始荷质比（荷电量与雾滴质量的比值）较高，但到达目标物时由于运输衰减，已与普通风送式喷雾机差别不大，失去静电喷雾的优势。

此外，新兴的气助式静电喷雾机由于采用的是气液两相流喷头，其雾滴直径太小（约40微米），在开放的农田环境中极易挥发，因此只能应用于密闭的温室大棚，且其喷头动力配置高、喷雾角太小，作业效率很低，无法在开放环境实际应用。

总之，由于果园施药具有目标物往往距离远、被枝叶遮挡的特殊性，因此迄今为止，采用上述现有技术均无法获得高靶标沉积率。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种高穿透性、低压感应充电后在开放环境远距离输送过程中也能有效抑制荷电损失的双风送果园静电喷雾机，从而保证高靶标沉积率，切实满足果园施药的需求。

为了达到上述目的，本发明的双风送果园静电喷雾机的基本技术方案为：包括二组辐射状对称安置在环形支架左右两边的离心风管，所述离心风管的出口端安装具有环形气流通道的仿形电极静电喷头，所述静电喷头的进液口通过输液管与输液泵的出口连通，此外还包括轴流风机和离心风机，所述轴流风机位于环形支架上的中央一侧，所述环形支架的另一侧装有将轴向气流引向离心风管方向形成外围气流的挡风板，所述离心风机的出风口通过连接软管与离心风管的进口端连通，所述内层风帘的气流速度为20-25m/s。

这样，工作时，离心风机产生的气流可以使从喷头喷嘴经液力雾化喷出的雾滴先被二次雾化，形成流速大大提高的锥形细雾流，接着被充分感应荷上电荷，继而快速输送出去。轴流风机则成荷电雾流的外围气流，形成“护驾”风道，从而使本发明以较高的穿透性和沉积率，大大减少雾滴的漂移损失。

本发明进一步的完善是，同组离心风管相互平行，其对称中心线延伸通过所述环形支架的圆心。

本发明更进一步的完善是，所述外层风帘通道在离心风管出口的平均气流流速和环形气流通道在离心风管出口形成的相邻气流平均流速相等。

本发明又进一步的完善是，所述仿形电极静电喷头具有插装在离心风管外端的内衬套，所述内衬套的外端卡装包覆有绝缘外套的仿形电极，所述仿形电极呈锥角与空心圆锥雾锥角相配的喇叭形。

此外，本发明的其它完善还有：

所述内衬套的内端中心通过径向的定位螺栓支撑安装圆柱形喷头帽，形成圆管气流通道，所述喷头帽的内孔安装空心圆锥雾喷嘴。

所述内衬套的中段具有由内至外渐缩圆锥孔段，所述圆锥孔段与喷头帽外端至空心圆锥雾喷嘴外端之间形成与圆管气流通道连通的锥环气流通道，所述环形气流通道由相互连通的圆管气流通道和锥环气流通道构成。

所述空心圆锥雾喷嘴内端的进液口经喷头座后通过输液管穿过固定在离心风管侧壁上的管接头，再与作为输液泵的隔膜泵的出口连通。

所述喷头帽的外端面位于锥环气流通道内，与空心圆锥雾喷嘴的外圆衔接后形成了位于锥环气流通道内的三角形截面区域。

所述离心风机、环形支架安置在牵引机械的行走底盘的后部。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明一个整机实施例的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1实施例离心风管外端的局部示意图。

图4是图1实施例的离心风管工作原理示意图。

具体实施方式

本实施例的双风送果园静电喷雾机整机结构如图1和图2所示，包括五根一组的二组辐射状对称安置在环形支架左右两边的离心风管3，同组离心风管相互平行，其中间一根离心风管的中心作为对称中心线延伸通过环形支架11的圆心。此外，还包括轴流风机12和离心风机8。轴流风机12位于环形支架11的中央一侧，其轴流中心与环形支架的圆心重合。环形支架12的另一侧装有将轴向气流引向离心风管3方向轴流外风道2、从而形成外围气流的挡风板13。离心风机8的出风口通过均布的连接软管9分别与离心风管3的进口端连通。离心风机8、环形支架11均安置在牵引机械的行走底盘4的后部，该牵引机械的行走底盘4上还装有操作控制系统5、发动机6、隔膜泵7以及静电发生器10。

每根离心风管3的出口端均安装环形气流通道的仿形电极静电喷头1，该仿形电极静电喷头1可以采用申请号为201420084154.9中国专利所公开的仿形电极静电喷头。本实施例的仿形电极静电喷头1具体结构如图3所示，具有插装在离心风管3出口端的内衬套1-3，该内衬套1-3的外端卡装包覆有绝缘外套1-1的仿形电极1-2，该仿形电极1-2呈锥角与空心圆锥雾锥角相配的喇叭形，与高压静发生器10电连接。内衬套1-3的内端中心通过径向的定位螺栓支撑安装圆柱形喷头帽1-4，形成圆管气流通道。该喷头帽1-4的内孔安装外购的空心圆锥雾喷嘴1-9（YZ80005型苏州蓝翱精密塑胶有限公司产），其内端的进液口经喷头座1-5通过输液管穿过固定在离心风管3侧壁上的管接头，再与作为输液泵的隔膜泵7的出口连通。内衬套1-3的中段具有由内至外渐缩圆锥孔段，该圆锥孔段与喷头帽1-4外端至空心圆锥雾喷嘴1-9外端之间形成与圆管气流通道连通的锥环气流通道，从而构成仿形电极静电喷头完整的环形气流通道。

工作时，如图4所示，离心风机在环形气流通道产生适当速度的气流可以使从喷头喷嘴经液力雾化喷出的雾滴在进入荷电区域之前的L段区域被气流二次雾化，形成平均直径65-75微米的锥形细雾流。结果，不仅由于粒径均匀变细而使荷电效果明显进一步增强（试验表明荷质比可达现有技术的1.3-1.5倍），同时可以使雾流速度大大提高（试验表明可比现有技术增大10倍，由原先的1m/s增大到10m/s）；当雾滴进入仿形电极的荷电区域T后，被充分感应荷上电荷，继而快速输送出去。轴流风机最终形成的气流形成荷电雾流的外围气流，该外围气流不仅可以较为稳定的流速起到将荷电雾流与外界空气隔离从而避免荷电雾流速度衰减的作用，同时，这种隔离还有抑制电荷向周围空气散失的作用，有效控制了外部环境对荷电雾流的衰减，因此被称之为“护驾”风道。结果，采用本实施例后，可以使保持高荷质比的荷电雾流到达较远距离的靶标时仍具有一定（约5m/s）的速度，即使枝叶较为稠密，雾滴也能达到冠层深处，并在电场力作用下沉积到枝叶的背面，从而以较高的穿透性和沉积率，大大减少雾滴的漂移损失。

设计时，参数的确定对合理设置获得优化的效果意义重大。经对各种影响参数的反复计算、试验，通过合理设置结构参数和离心风机参数，使环形气流通道的出口气流速度为20-25m/s、最好22-23 m/s，可以获得理想的雾滴二次雾化效果。而适当选择轴流风机，可以使外层风帘通道在离心风管出口的气流平均流速和环形气流通道在离心风管出口形成的相邻气流平均流速相等，这样可以使轴流外风道的气流“护驾”作用最为理想。

更具体而言，由于喷头帽1-4的外端面a位于锥环气流通道内，与空心圆锥雾喷嘴1-9的外圆衔接后形成了位于锥环气流通道内的三角形截面区域，因此气流在由圆管气流通道经过锥环气流通道到达仿形电极处的渐扩喇叭口时，实际经历了流通截面由大变小——由小变大——由大变小，最终到达仿形电极处的渐扩喇叭口，流通截面迅速扩展。试验研究表明，这种气流流通截面两次由大到小、再由小到大的变化，使得环形气流通道的二次雾化气流具有脉动性，可以使从喷头喷嘴经液力雾化喷出的雾滴被雾化成平均直径65-75微米的理想雾滴。

结果，使充分荷电的雾滴在气流推动下吹送至稠密冠层中，在电场力作用下以高沉积率均匀沉积，尤其是冠层深处和叶背的药液沉积效果极佳，可以实现“最小喷雾量获得最佳防治效果”的低量喷雾。

归纳起来，本实施例具有如下显著特点：

1.采用十组仿形静电喷头，荷电能力强，充电电压低。

2.离心风机的气流不仅可有效提高仿形静电喷头的雾滴荷电效果——

a.管内气流进一步将液力雾化喷头的雾滴二次雾化得更细利于雾滴荷电；

b.可将荷上电的雾滴及时输送出去，有利于新雾滴更好的荷电；——而且提高了荷电雾流的穿透性。

3.轴流风机产生的气流不仅有效防止感应静电雾滴在风管外壁的吸附，而且有效地将静电雾流与外部环境隔离，减少雾流荷电量的衰减速度，还有助于离心风机的风场均匀性。

Claims (9)

1.一种双风送果园静电喷雾机，包括二组辐射状对称安置在环形支架左右两边的离心风管，所述离心风管的出口端安装具有环形气流通道的仿形电极静电喷头，静电喷头的进液口通过输液管与输液泵的出口连通，其特征在于：还包括轴流风机和离心风机，所述轴流风机位于环形支架上的中央一侧，所述环形支架的另一侧装有将轴向气流引向离心风管方向形成外围气流的挡风板，所述离心风机的出风口通过连接软管与离心风管的进口端连通，内层风帘的气流速度为20-25m/s。

2.如权利要求1所述的双风送果园静电喷雾机，其特征在于：同组离心风管相互平行，其对称中心线延伸通过所述环形支架的圆心。

3.如权利要求2所述的双风送果园静电喷雾机，其特征在于：外层风帘通道和所述外围气流在离心风管出口端的流速相等。

4.如权利要求1、2或3所述的双风送果园静电喷雾机，其特征在于：所述仿形电极静电喷头具有插装在离心风管出口端的内衬套，所述内衬套的外端卡装包覆有绝缘外套的仿形电极，所述仿形电极呈锥角与空心圆锥雾锥角相配的喇叭形。

5.如权利要求4所述的双风送果园静电喷雾机，其特征在于：所述内衬套的内端中心通过径向的定位螺栓支撑安装圆柱形喷头帽，形成圆管气流通道，所述喷头帽的内孔安装空心圆锥雾喷嘴。

6.如权利要求5所述的双风送果园静电喷雾机，其特征在于：所述内衬套的中段具有由内至外渐缩圆锥孔段，所述圆锥孔段与喷头帽外端至空心圆锥雾喷嘴外端之间形成与圆管气流通道连通的锥环气流通道，所述环形气流通道由相互连通的圆管气流通道和锥环气流通道构成。

7.如权利要求6所述的双风送果园静电喷雾机，其特征在于：所述空心圆锥雾喷嘴内端的进液口经喷头座后通过输液管穿过固定在离心风管侧壁上的管接头，再与作为输液泵的隔膜泵的出口连通。

8.如权利要求7所述的双风送果园静电喷雾机，其特征在于：所述喷头帽的外端面位于锥环气流通道内，与空心圆锥雾喷嘴的外圆衔接后形成了位于锥环气流通道内的三角形截面区域。

9.如权利要求8所述的双风送果园静电喷雾机，其特征在于：所述离心风机、环形支架安置在牵引机械的行走底盘的后部。