CN107110070A - 便携式感应电喷雾设备及工具包 - Google Patents

Abstract

本发明揭示小外观尺寸移动静电喷雾单元及其使用方法。

Description

便携式感应电喷雾设备及工具包

相关申请案的交叉参考

此为在美国作为依据案名35U.S.C.§100et seq.及37C.F.R.§1.53(b)的专利的非临时申请案而申请的实用专利申请案，并主张以下依据案名35,U.S.C.§119(e)的申请日期之前的申请案的权益：2014年10月9日申请的序列号为62/061,771的美国临时申请案；2015年3月11日申请的第62/131,592号美国临时申请案；及2015年4月14日申请的第62/147,366号美国临时申请案，上述申请案中的每一申请案的全部内容以引用的方式并入本文中并依赖于此。

背景技术

高喷雾效率及高涂布施用质量对许多行业且出于众多原因是重要的。例如，在农业生产领域，作物的劣质农药覆盖等于虫害损害及产量损失增加。另外，由于漂流或径流造成的农药偏离目标移动可能会对地下水、地表水或空气造成环境污染。这可能导致农药中毒及其它非预期的生态及经济危害。质量传递不足也浪费大量化学品。最终的结果是，由于化学品、燃料、装备及人力成本不必要地高，农业生产者的财务底线受损。公共卫生领域的一个例子是关于喷雾消毒及卫生程序的有效性。标准喷雾装备对人体接触表面的不充分覆盖已导致医院获得性感染(例如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)及艰难梭菌)以及广泛传播的传染性疾病(例如SARS、诺如病毒、流感及肺结核等等)大量增加。在此类情况下，财政成本以及人类苦难及生命损失都是巨大的。

传统的液压喷雾技术在喷雾材料到预期目标的质量传递上是众所周知的低效率。另外，作用于目标的材料通常仅提供斑点式覆盖。通常，处于喷雾流或喷雾团的直线方向的表面接收大部分喷雾且被遮蔽区域(例如目标的背部及底部)几乎没有覆盖。不粘附到目标的喷雾材料经常流到地面上，或者像空气中的小液滴一样存留，这些液滴可容易地被运送到现场外或由喷雾事件附近的人吸入。

标准技术液压喷雾器通常以将高压力液体及空气流提供到多个机械雾化喷嘴的原理工作。从喷嘴喷出的液滴喷雾将相当大量的液体运输到预期目标。16％到50％范围内的低效率来自喷雾流的基本惯性、空气动力及物理作用力。这些液压喷雾器上的喷嘴通常产生大的液滴，通常在100到600微米直径的范围内。此类大的液滴在目标表面上产生可变且不均匀的覆盖。大液滴也更有可能从目标反弹或流出目标并落到地面上。农业研究表明，传统的液压喷雾器对目标植物的叶片的下侧及内部部分的材料施用显著少于对生长在植物冠层外部上的叶片的近轴部分的材料施用。例如空气辅助，液滴尺寸减小及液滴的静电充电的技术实施起来均已实现不同程度的成功。迄今为止，最有前景的是使用在低空气及液体压力下操作，并且对所产生的均匀喷雾团的液滴赋予一致的高荷质水平的空气辅助式静电喷雾器。

虽然喷雾涂布技术取得进展，但在过去十年中，在农业、食品安全及公共卫生领域出现若干不同情况，需要进一步增强及修改现有技术的喷雾器来应对这些情况的挑战。这些新情况引发了广泛涉及环境、经济、政治及金融考虑的因素，并进一步影响如何设计喷雾系统的性质。

世界各地的农业生产趋向于高密度种植以满足日益增长的全球人口粮食需求，且减少农业投入最大限度地提高可用耕地的承载能力。具有多重保护效益的高密度栽培以及在较小的地区允许较高的产量对于传统的工业农具造成了挑战，这归因于狭窄的驱动行及可能难以用农业化学喷雾渗透的密集的植物冠层(康奈利(Connelly)等人，2000；里格(Rigg)，1997)。另一明显增加的趋势是在室内或覆盖式结构中移动食品生产。这些高密度、受保护的环境生长条件能对抗气候不稳定并延长生产季节以及节约例如水及肥料等资源。许多这些商业覆盖式食品生产系统甚至在城市内及附近且甚至在建筑屋顶上出现。这又对传统工业农业装备造成运筹及文化挑战。大型、喧闹、重型柴油牵引器吹送排气并造成化学漂流或径流危害，这在此类环境中将是不可接受的。此装备的尺寸及相对缺乏可操作性也将在覆盖式高密度农业范围内受到限制。

正如培育植物及动物以作为食品的方式及位置已改变，化学品的投入也处于持续高的生产水平。环境法规越来越多地减少可用农药投入的数量及类型。现在许多化学品比过去要贵得多。害虫对化学品的抵抗力进一步减小生产者的化学工具包。由于认识到有机投入对人类健康及环境的负面影响较少，有机投入越来越受到欢迎。由于有机生产主要仅通过与害虫直接接触运作，因此彻底且均匀的覆盖对成本效益的控制至关重要。

农业管理领域的一个非常活跃的增长领域是开发及使用生物及基于生物的农药(称为生物合理性物质)。日益增长的利益背后的重要驱动力包含近期许多国家中在未来十年内注销众多化学农药的监管举措。对食品及公共场所的农药残留的日益关注也有所增加(海因斯(Hynes)2006)。

生物合理性农药及生物农药来自各种生物源，其包含细菌、病毒、真菌、线虫及原生动物，以及天然存在的生物化学物质(例如信息素及昆虫生长调节剂(IGR))的化学类似物。也越来越多地使用活的线虫及昆虫卵作为生物控制方法的应用。当用作害虫控制解决方案时，这些产品及方法对环境或人类健康影响很小或不会产生不良影响，因此这些产品及方法的人气不断上升。由于许多监管因素，生物合理性农药可能成为农业害虫管理的重要因素。(勃兰登堡(Brandenburg)，1999；吉尔伯(Guillebeau)，1998)

许多所谓的生物合理性控制产品已广泛且商业化。由于有机物的微妙性质，生产配方产品的费用及高精度放置喷雾的需要，因此必须特别注意有效及适当地将其施用。主要关注在施用过程期间损坏或以其它方式使产品或有机物不可行的情况。普遍认为需要考虑到生物合理性产品的独特限制及施用参数的有效施用技术(甘莫(Gan-Mor)，2003)。有效喷雾施用技术的可用性限制目前减缓技术的普及采用，这是因为现有的喷雾技术在许多情况下是不适当的。生物及生物合理性技术的处置考虑包含容积、搅拌、压力及回收时间、系统环境条件及喷雾喷嘴剪切力、速率及分布模式。描述传统喷雾装备对其中某些产品的负面影响的研究描述如下。

有益的线虫：线虫的活力已被证明能受到以大于200kPa压力泵抽的喷雾器的负面影响。高压力喷雾器系统中的长泵抽时间也由于多次通过泵后液体温度升高以及来自活塞泵及喷嘴的机械应力而降低线虫活力(尼尔森(Nilsson)及格瑞普沃(Gripwall)，1999)。已知来自扇形喷嘴的流体动力学损伤会损害昆虫病原性线虫(法夫(Fife)等人，2003，2005)。尽管三种常用的泵(离心式，隔膜式及滚子式)在测试时在高达828kPa(120psi)的操作压力下通过每一泵单次行进后对线虫没有表现出机械损伤，但反复行进通过泵(如将可能用于在高压力下运行的高容积喷雾器)由于液体温度升高会导致显著的死亡率(克莱因(Klein)及乔治斯(Georgis)，1992)。已经注意到对目标部位的给药及递送的改进控制也被认为是成功使用有益线虫的关键因素(夏皮罗-伊兰(Shapiro-Ilan)，2006)。

生物农药：几乎没有生物农药作为化学农药的替代品被商业化使用。部分问题是由于农民缺乏有效的施用技术。成功使用现有喷雾技术是非常有限的，这归因于装备的不适当性及将有助于生物农药成功地承受喷雾过程的复合制剂。已经表明高压再循环泵损伤细胞并降低活力。由于生物农药的费用，需要尽量减少浪费。适当控制液滴光谱及目标沉积特性也大大有助于这些环境友好控制产品的有效利用。无芽孢型细菌，真菌及病毒是下一代害虫控制产品，其将导致改进的作物生产力，但也增加了对喷雾过程中所固有的作用力的敏感性(海因斯2006)。这些制剂中的细胞在操作压力高于200MPa的系统或具有大剪切力或水动力的系统中不太可能表现良好(马龙(Malone)，2002)。

采用空气辅助并可施用高均匀性的材料并满足产品的细微要求的静电喷雾装备被认为是最有前景的递送方法(甘莫，2003)。研究已表明：由于低容积施用的高质量传递及浓缩性质，满足这些条件的喷雾器在施用细菌剂时提供比标准喷雾方法更好的控制(佩雷斯(Perez)等人，1995)。

也许快速改变的世界农业系统的最广泛认可方面是近期蜜蜂种群的大幅度下降。威胁世界粮食安全的这种局面迫切需要采用具有成本效益的授粉作物的替代方法。目前存在使用机械方法及手工劳动的人造授粉，并且多年来一直在较小程度上使用所述方法。正确实施这些方法可能导致显著的增加产量及质量。然而，收集、存储及施用花粉的高成本且复杂的专门技术已经将此实践仅限于用于非常高价值的作物(张(Zhang)，2011；甘莫，2009，易(Yi)，2003)。消耗最少量昂贵花粉的当前精密施用技术常常是极其劳动密集型的。花粉的静电施用已展示出特殊的前景，这归因于花粉使用少且质量传递效率高(甘莫，2009；易，2006；乔治(George)，2006)。然而，足够的颗粒电荷及空气速度是成功且经济可行实施的关键因素(甘莫，2003；甘莫，2009)。装备也必须经设计使得其在施用过程中不会损坏花粉。

在生产出食品之后(无论是绿叶蔬菜还是肉类)，在从田地到餐桌的旅途中还有更多的要点需要高效及演进的喷雾涂布技术。2011年签订的食品安全现代化法案(FoodSafety Modernization Act)将食品安全负担从‘事后应对’标准转移为由生产者、包装商、托运人及卖家积极预防食品安全危害及事件。食品包装商及生产者被严重罚款或在某些情况下被监禁的最近案例已促使需要更好但仍然具有成本效益的施用技术及化学品(其中一些可能相当昂贵)。与上述性质类似的生物合理性控制也正在考虑之中。理想的系统将以高效率的质量传递方式将轻型均匀涂层施用到目标的所有表面，以最大限度地减少浪费并使保护最大化。感应充电、空气辅助静电施用装备在多项独立研究及多种商品中已经展示出以成本有效的方式执行所需的控制(劳(Law)，2001)。

除了食品安全恐慌之外，公共卫生是需要改进喷雾涂布装备及方法的另一领域。医院消毒及卫生处理、预防高度公共使用区域的疾病传播以及生物恐怖主义修复方法的需要等等是高于标准技术液压喷雾装备的性能可提供显著益处的情况。同样，这些情况需要借助于合适的化学物质进行彻底、均匀及有效的覆盖，以便以快速反应的方式预防或修复引起疾病的生物体。每年医院获得性感染使数百万人殒命且甚至耗费数百万美元。许多这些HAI(如果并非大部分)都可借助于适当的卫生设施进行预防。

2013年在VA中使用高效率的空气辅助静电喷雾器每周向患者房间喷雾消毒剂三次的辅助护理机构进行研究。结果表明，与标准清洁方法相比，此方法节省了大量时间、材料及人力，并留下具有少得多的细菌的‘高触摸’区域(http://pacificcrestpa.com/wp-content/uploads/2013/07/Clinical-Trial-Outcomes-MFA-6-12-13-copy.pdf)。此消毒方法也能够控制设施中的难辨艰难梭菌的爆发(http://www.haisolutionsllc.com/images/pdfs/steriplex-sd-testimony.pdf)。随着全球旅游及人口相互作用持续增加，例如禽流感及猪流感，SARS或MERS以及流感病毒的传染病蔓延将变得越来越普遍，并需要迅速应对来控制传播。

目前，没有一种装备可满足上述所有潜在喷雾涂布施用及场景的许多不同需求，规格及要求。因此，在所属领域中需要一种方法及设备，其用于高效及有效地将除了传统被喷雾材料之外的含有细微的微观颗粒(例如，生物合理性物质、花粉或尚未开发的专门的纳米材料)的液体悬浮液喷雾施用到三围表面。此类设备的额外要求是相对较小的尺寸及重量因数，但是具有足够的功率以提供用于最大液体质量传递及表面覆盖的必要空气动力及电力。

发明内容

本发明的实施例包含感应静电喷雾设备，其可包含可操作地耦合到汽油或柴油燃料发动机电源及多个感应充电静电喷嘴的液体供应器，可操作地耦合到所述电源的气体增压器，其中所述气体增压器向所述多个感应充电静电喷嘴供应空气；其中所述液体供应器、气体供应器、所述电源及所述多个喷嘴经配置以将静电充电的喷雾递送到需要所述喷雾的场所，且其中所述设备的整体安装在选自由推车、滑道、轨道车，货车、全地形车辆及乘骑式草坪割草机组成的群组的车辆上。

在另一实施例中，感应静电喷雾设备可包含在1到5小时的操作时间期间足以供应10到20安培直流电流的电池、可操作地耦合到所述电池的液体供应器、可操作地耦合到所述电池的气体鼓风机，其中所述液体供应器及所述气体鼓风机分别将气体及液体供应到感应充电静电喷嘴；且其中所述设备经配置以安装在背包中或背包上。

附图说明

图1是根据本发明的滑道上的设备的透视图。

图2是从相反角度的图1的设备的透视图。

图3是本发明的悬臂、储槽及发动机的透视图。

图4是图3的设备的部分的放大图。

图5是根据本发明的背包式喷雾器的前透视图。

图6是根据本发明的背包式喷雾器的后透视图。

图7是图5及图6的背包式喷雾器的隔室内部的透视图。

图8是图5及图6的背包式喷雾器的第二隔室内部的透视图。

图9是将图5的背包链接到静电喷雾组合件的软管的透视图。

图10是图5的背包的部分的透视图。

图11A是根据本发明的无滴漏阀组合件的正视图。

图11B是图11A的无滴漏阀组合件的分解图。

图12A是根据本发明的设备的透视图。

图12B是图12A的设备的反向透视图。

图13A是移除储液器8的图12A的设备的透视图。

图13B是移除储液器8的图12B的设备的透视图。

图14是具有附接到固持设备的框架的湿式悬臂的图12A的设备的侧视图。

图15是具有附接到固持设备的框架的两个可用关节连接的湿式悬臂的图12A的设备的透视图。

图15B是具有附接到固持设备的框架的垂直湿式悬臂的图12A的设备的透视图。

具体实施方式

本发明以及其特征及方面针对于提供

在本申请案的描述及权利要求书中，动词“包括”、“包含”及“具有”中的每一者及其结合用于指示动词的客体不一定是部件、组件、元件的完整列表，或动词的主体的部分。

在此应用中，单词“单元”及“模块”可互换使用。指定为单元或模块的任何内容可为独立单元或专用模块。单元或模块可为模块化的或具有模块化的方面，允许其容易地移除并且被另一个类似的单元或模块所替代。每一单元或模块可为软件、硬件及/或固件中的任一者或任何组合。

为了提供一种解决对功能强大但小外观尺寸(例如物理占据面积)的广泛需求的方法及设备，提供具有有效及高效地施用微细微观颗粒的附加能力，且所述颗粒承受最小损伤的高效喷雾器。通过作为独立的低容积喷雾器操作，所述设备可快速且容易地部署以供使用以及节省时间、人力及材料成本。在实施例中，所述设备可安装在从约6平方英尺到约9平方英尺的平台上。所说的术语平台是指推车、滑道、轨道车、货车、全地形车辆、乘骑式草坪割草机、托盘、多用途车辆、皮卡车及拖车。

在增压空气供应器的紧凑尺寸及高效性质以及归因于超低容积的高质量传递效率情况下，感应充电静电喷雾喷嘴最大限度地减少浪费及装备尺寸，而不会牺牲更大或更重外观尺寸单元的强大喷雾能力。在此类喷雾设备及方法的液体、气体、机械及电气组件内维持特定的受控低力条件额外提供有利的、经济的微细颗粒(例如生物合理性农药)施用方法。

在优选实施例中，喷雾器设备由四个主要集成组件组成：1)低压力液体供应器，2)低压力、高容积气体供应器，3)电源，及4)一个或多个雾化感应充电静电喷嘴。然后，这些主要组件被包含在电接地的、窄的、小外观尺寸框架或平台上并由其支撑，使得整个设备是独立的并且易于携带且可操纵。

在另外的优选实施例中，液体供应器系统由储槽、泵、搅拌系统、管道、过滤器、流动控制组合件及压力指示器组成，并由车载发动机供电；例如，汽油及/或柴油燃烧及/或液体丙烷发动机。空气/气体供应器系统由管道、接线、过滤器、紧凑型高效增压器、齿轮倍增器、小型发动机(例如车载发动机)组成，其具有足够的电力运行增压器、油及压缩气体冷却机构及压力指示器；电力供应器系统由接线、开关、由发动机供电的交流发电机、电池，电力指示灯及一个或多个电压功率调节器组成。在优选实施例的又一方面，可存在一个或多个雾化感应充电静电喷嘴，其它系统在低压力下分别对其供应电流、低容积导电液体及高容积气体(通常为空气)。形成本发明基础的系统的所有操作考虑在微小损坏条件下操作，用于喷雾微观微细颗粒的水性悬浮液以及广泛范围的其它导电液体。

在实施例中，若干因素有助于设备的相对较小的重量及小尺寸。个别静电喷嘴及液体软管在材料上设计为用于实现到雾化液滴的最大能量传递，以及实现到喷嘴外部或通过装备主体的最小电流损失。因此，结果是使安培数汲取需求尽可能的小。有效的能量传递及低能量损失节省发动机的功率需求，且因此有助于保持低的发动机尺寸。此实施例有助于小外观尺寸的另一方面是喷雾器固有的超低容积液体施用速率。因为本发明的液体输出小并且到目标的质量传递高，所以可使液体储槽尺寸最小化，而不会导致所需的资源消耗储槽填充操作的数目增加。较小的液体储槽减少喷雾器总体尺寸以及装备重量，特别是在储槽被填满时。然而，第三种外观尺寸减小的实施例采用使用紧凑型增压器形式的高效率鼓风机，其提供强大的空气动力，但是需要少得多的发动机功率，在类似压力下的相等空气容积的前提下，所述鼓风机更轻且占据比典型鼓风机所需要少得多的空间。

另外，多个操作因素有助于微细微观液体悬浮颗粒的最小损坏及高效施用。液体系统及气体系统两者中的压力保持低于对喷雾材料来说有害的水平。雾化过程采用提供一致的小液滴尺寸而不采用过多的机械或气动力的方法。此外，感应充电喷嘴中的电场维持在能经由感应充分静电充电雾化材料的水平，但不足够强以不可改变地破坏颗粒结构或其最终活力。

参考图1、图2、图3及图4，小外观尺寸、独立静电喷雾系统100安装在滑道102上。具有单个垂直悬臂组合件10的喷雾器包括液体分配歧管、空气歧管、安装有多个超低容积的空气辅助式感应充电喷嘴103的封闭线路。在此特定实施例中，空间104已经被分配在滑道102上，以便包含用于在封闭环境(例如窄行温室环境)或在机动车辆(例如拖拉机)通常无法接近的场所中采用的推车驱动系统的单独发动机。在替代实施例中，滑道可用例如带有轮子的输送机构及/或运输机构(例如车载运输机构)进行增强。在实施例中，系统100可安装在漂浮装置(例如船)上用于水性施用，例如淹没的稻田。

静电喷雾设备包含液体系统组合件。在实施例中，将30加仑(113升)聚乙烯液体储液器1附装到底盘106(例如使用带)，且所述储液器含有装配到顶部开口中的液体滤网(未展示)，所述滤网用于在喷雾液体被倾倒入储液器1中时将其与大颗粒分离。当液体泵12运行时，再循环液压搅拌器将储槽中的液体混合以防止沉淀出微粒并使产品分离最小化。

电动离心液体泵12通过含有液体滤网11的供给管线连接到储槽。液体泵进一步向各种管道产生相对较低的压力，例如约20到40psi或约30psi。一个管道向经液体填充的液体压力计2提供压力读数。独立的电介质液体入口软管23进入液体调节器组合件。液体调节器组合件包含用于将液体引导到悬臂的手动控制杆21、可经调整以调制储槽搅拌及液体压力的比例控制阀22。然后液体被进一步引导到悬臂组合件10上的液体歧管，例如储液器。本发明中的液体系统的其它实施例可包含储槽冲洗系统或封闭的化学注入及混合系统。可并入有利于最优生物合理性微粒活力条件(如加热，冷却或遮阴)的储槽环境控制。液体液压喷射器的替代搅拌系统可包含例如鼓泡系统以防止损坏特别细微的微粒。

存储在储液器1中的连续接地的喷雾液体由泵12吸入管线中并且被传递到在途中行进通过内联液体滤网11的悬臂组合件10的湿式悬臂部分。一旦歧管中的液体达到预定的压力，液体就流过电介质管到喷嘴的后部入口，并通过高效静电感应充电喷嘴排放到场所处的目标。此压力开关确保当液体流动阀关闭时液体被加压气体排出管线。因此避免电弧作用，并减少液体管线堵塞。

参考所有图式，在此实施例上包含压力调节式液体分配系统(“湿式悬臂”)。例如，歧管7包含导电且电接地的管道或管29。沿管道的长度，以规则的间隔钻出孔，每一喷嘴一个孔。管道中的每一孔容纳夹合式流动调节TeeJet喷嘴主体。喷嘴主体含有止回阀组合件35、37，其使得液体能够通过接头30进入静电喷嘴26背面中的电介质软管。每一TeeJet单个喷嘴主体的夹具主体(来自供应商TeeJet的部件QJ17560A-NYB)装配有无滴漏截止阀，例如ChemSaver无滴漏截止阀38，以及控制止回阀35的压力等级隔膜37。一旦液体通过止回阀，其通过喷嘴主体进给，喷嘴主体任选地含有内联网状滤网34及流动调节盘33。这种“湿式悬臂”设计的一些益处包含跨歧管的大体上相等的液体加压，其中：一旦达到设定的液体压力，可以比现有技术的悬臂更均匀且及时的方式启动及停止液体流动；液体管线经由含有流动调节盘的快速耦合件31从每一喷嘴主体延伸到喷雾喷嘴的背面；一或多个主液体管线可从液体泵12进入湿式悬臂的中心，以提供分布在整个悬臂上的加压液体；并且在导电管29中钻出沿着液体歧管均匀间隔开的相等尺寸的孔，以容纳TeeJet喷嘴主体。

在各种实施例中，整个悬臂组合件可包含如在铰链中看到及/或分离铰链的偏转器，以防止作物枝条或其它障碍物将喷嘴推按为失准或破坏悬臂组合件。

喷嘴可以任何方式的管道(例如旋转配件)附接到空气歧管，适当保持在软管中，保持固定或经由其它合适方法保持，所述方法允许空气充分通过，同时允许喷嘴的定向放置，并且可使得喷雾头中的每一者可独立地围绕固定轴定向旋转。

悬臂可根据选择以一或多个配置安装，例如垂直，水平或另一铰接配置。替代地，悬臂可由装配有一或多个喷雾枪的一或多个软管卷盘代替。在替代实施例中，手动或自动化悬臂高度调节机构也可并有所述设备。

本实施例的动力系统组合件包括燃料储槽、气体动力发动机9、消声器、交流发电机、保护箱13中的蓄电池、倍压型电源、空气到空气热交换器4及主隔离开关5。一旦电力从电池流出，静电充电指示灯可能会接通。在替代实施例中，发动机可为电动、丙烷、柴油或某一其它类型，只要其产生足够的动力来操作喷雾器即可。静电充电指示灯可放置在喷雾器设备上的任何显著位置。

车载空气供应器系统由发动机曲柄轴供电且由紧凑型高效率增压器组成。空气通过位于喷嘴主体27背面的孔口供应到个别喷嘴。在此实施例中，使用所产生的低压力、高容积气流，以在空气动力学上将湍流中的液滴运输显著距离以使目标碰撞及截留最大化，特别是对于复杂的目标几何形状。

在美国专利5765761中找到可根据本发明使用的代表性喷嘴，所述专利以引用的方式并入本文中并依赖于此。在此实施例中，液体在经增压低压力气体的辅助下被气动雾化，与标准喷雾器喷嘴的机械剪切相比，其对细微的微粒造成的机械损伤要小得多。喷嘴经设计以形成导电液体的均匀尺寸的液滴团，其携带大于2mC/kg的高荷质比。这是通过适当考虑液体接地及消除杂散电流路径来实现。因而，此实施例中的喷雾设备能够贯穿喷雾持续时间持续产生液滴及并对液滴充电，借此在目标物体上施加强像电荷并确保高的质量传递效率及最小过度喷雾。

可在此喷雾设备上使用的静电感应充电喷嘴的其它实施例可经由例如压电、超声波形成等替代方法产生液滴，只要压力及力不足以损害细微微粒的结构或完整性即可。除了提供运输机构之外，其它实施例中的空气流可用于夹带喷雾或使喷雾成形。

喷雾充电喷嘴的其它实施例可包含振荡或旋转机构。在另外实施例中可包含各种精化及精确的农业组件以改进喷射效率，例如当中较常见的为GPS、触发喷雾流的光学目标传感器或远程监视及控制。

本发明的机构及/或设备可与可实现远程监视及/或调整的计算机化系统或模块介接。

由先前描述的系统及组件构成的当前优选实施例喷雾超低容积的静电充电的微细雾化液滴的水溶液。所述单元将通常沿预期喷雾目标或在预期喷雾目标上方被拉动，推动或驱动。当前实施例的多种设计考虑确保即使在不利的天气或野外条件下进行长时间操作的情况下，贯穿喷雾事件始终保持高水平的液体质量传递效率。设计考虑也被整合以创建小尺寸及重量的独立喷雾设备，其具有通常仅在现有及当前技术的大得多的喷雾器上发现的一些能力，但其仍允许成功地施用微细的微观颗粒。用于构造喷雾器及其相应部件的适当材料的选择将由与喷雾液体的化学及电气相容性的考虑及对雾化液滴的高度守恒静电电荷赋予的需要来决定。

在另一实施例中，背包安装式或背包配置式喷雾设备可包含电池及电动便携式独立静电喷雾器。所述解决方案的实施例可包括可再充电电池组、空气压缩机、静电喷雾枪/喷嘴、化学物质/消毒剂储液器及控制器。如由静电喷雾领域的一般技术人员将理解，电荷可被施加到化学物质的雾化流，使得化学物质的带电液滴被电吸引到可能含有病原体或类似物的表面。电荷可由可再充电电池组及/或另一电力源(例如小电池)供应。

参考图5、图6、图7及图8，喷雾器500包含背包结构502、带504、外壳506、门508、上门510、静电喷雾喷嘴组合件512及液体储液器514。电池516可操作地连接到控制器518，所述两者都封闭在隔室524中。电池516向风扇520及522供电。接线及连接系统520将电力递送到设备。风扇520向隔室524提供外部冷却空气。

隔室526包含压缩机528，压缩机528将压缩空气通过管线530供给到结构502的外部，然后到喷嘴组合件512。压缩机528通过板534安装在隔室526中。液体是通过真空从储液器514抽出，且液体在进入喷嘴组合件512之前通过拇指阀534调节流动。如所属领域已知，在组合件512中混合液体及空气(例如在美国专利5765761中)。

电池516可在实施例中经配置及/或能够从约10到30安培，或约20到30安培，或约10到20安培的直流电流递送约1到6小时，或约1到5小时，或约1到4小时，或约1到3小时，或约1到2小时，或约2到6小时，或约2到5小时，或约2到4小时，或约2到3小时或约3到6小时，或约3到5小时，或约3到4小时，或约4到6小时，或约4到5小时，或约5到6小时的时间段。

在实施例中，电池可包括锂。在实施例中，电池是磷酸铁锂电池，例如，可从美国加利福尼亚州的圣安娜市(92706)的12630威斯敏斯特大街套房B的生物能源科技有限责任公司(Bioenno Tech,LLC,12630Westminster Ave.Suite B,Santa Ana CA,92706,USA)或http://www.bioennopower.com/products/24v-20ah-lfp-battery-black-pvc-pack-charger？variant＝1012041156购得的24V 20Ah LFP电池。

可设想到，某些实施例可以由用户容易佩戴及输送的背包形式包含。在替代实施例中，背包可包含在用户可沿其被拉动的滚动式手提箱状形式内。

有利地，解决方案的实施例不需要在独立形式之外的软管及电线，借此消除将其远程连接到固定功率及压缩空气源的需要。虽然解决方案的实施例是独立的，但进一步设想到，一些实施例还可经配置以用于连接到远程及固定功率(例如，房屋电池或结构电池)及/或压缩空气源。

在另一实施例中，并且参考图12A及12B：图12A展示在本发明的实施例中去除喷雾悬臂的喷雾设备的前右透视图，且图12B是去除喷雾悬臂的喷雾设备的后右透视图。喷雾设备还涵盖小外观尺寸及用于将小容积的液体但大容积的低压力空气供应到单个或多个喷雾悬臂的机构。

参考图14、图15A及图15B，展示具有单个垂直悬臂组合件的喷雾器，或具有包含液体分配歧管、空气歧管、封闭线路并且安装有多个小容积的空气辅助式感应充电喷嘴的双角度可调节悬臂组合件的喷雾器。静电喷雾设备包含液体系统组合件。在实施例中，30加仑(113升)聚乙烯液体储液器8用带6附装到底盘上，并且储液器含有装配到顶部开口中的液体滤网，所述滤网用于在喷雾液体被倾倒入储槽7中时将其与大颗粒分离。当液体泵运行时，再循环液压搅拌器9将储槽中的液体混合以防止沉淀出微粒并使产品分离最小化。

电动离心液体泵通过含有液体滤网26的供给管线连接到储槽。泵将液体以大约20到40psi(例如30psi)的相对较低压力传送到各种管道。一个管道向充满油的液体压力计11提供压力读数。单独的电介质液体入口软管进入到液体调节器组合件。液体调节器组合件由用于将液体引导到悬臂的手动控制的杆13及14以及可经调整以调制储槽搅拌及液体压力的比例控制阀12组成。然后将液体进一步引导到悬臂组合件27上的液体歧管。

在本发明中的液体系统的另外实施例可包含储槽冲洗系统或封闭的化学物质注入及混合系统。可并入有利于最优生物合理性微粒活力条件(例如加热、冷却或遮阴)的储槽环境控制。可用鼓泡系统代替液体液压喷射，以防止对特别微细的微粒的损坏。存储在储液器8中的持续接地的喷雾液体被泵拉入管线中，并被传递到悬臂组合件27的湿式悬臂部分，从而在途中行进通过内联液体滤网26。一旦歧管中的液体达到预定压力，液体就流过电介质管到喷嘴的后部入口，并通过高效静电感应充电喷嘴排出。压敏液体流动开关确保在液体流动阀关闭的情况下液体被清除出管线。因此避免电弧作用，并减少液体管线堵塞。

在此替代实施例中可使用本文所描述的“湿式悬臂”设备。液体流动控制机构可用在此替代实施例中。

在任何实施例中，喷嘴可以任何方式的管道(例如旋转配件)附接到空气歧管，适当保持在软管中，固定管道中或经由其它合适方法保持，所述方法允许空气充分通过，同时允许喷嘴的定向放置，并且可使得喷雾头中的每一者可独立地围绕固定轴定向旋转。

本发明的静电喷雾单元连接到具有三点悬挂及悬挂销的牵引器。牵引器的驱动线通过保护性PTO轴环2连接到设备的前部。由牵引器的PTO供电的车载空气供应器系统由紧凑的高效增压器19、含有齿轮倍增器的齿轮箱组合件22、空气预清洁器1、空气过滤器、储油器、油过滤器及油中间冷却器组成。空气从增压器通过附接到位于喷嘴主体42背面的孔口的管供应到个别喷嘴。在此实施例中，使用所产生的低压力、高容积的气流，以在空气动力学上将湍流中的液滴运输显著距离以使目标碰撞及截留最大化，特别是对于复杂的目标几何形状。

已使用本发明的实施例的详细描述对本发明进行描述，所述实施例是通过实例的方式提供的，且不希望限制本发明的范围。所描述的实施例包括不同的特征，在本发明的所有实施例中并不都需要所有特征。本发明的一些实施例仅利用一些特征或可能的特征组合。所属领域的技术人员将清楚，所描述的本发明的实施例的变化及包括所描述的实施例中提出的不同特征组合的本发明的实施例。

所属领域的技术人员将了解，本发明不受限值于上文特别展示及描述的内容。相反，本发明的范围由所附权利要求书界定。

Claims (11)

1.一种感应静电喷雾设备，其包括：可操作地耦合到汽油或柴油燃料发动机电源及多个感应充电静电喷嘴的液体供应器，可操作地耦合到所述电源的气体增压器，其中所述气体增压器向所述多个感应充电静电喷嘴供应空气；其中所述液体供应器、所述气体供应器、所述电源及所述多个喷嘴经配置以将经静电充电的喷雾递送到需要所述喷雾的场所；且其中供应给所述多个感应充电静电喷嘴的液体由一或多个压敏控制机构控制，所述压敏控制机构包括液体输入端、隔膜、止回阀、截止阀及分配端，其中所述隔膜、止回阀及截止阀可经配置以在预设压力下打开及关闭；且其中所述分配端经配置以将液体分配到感应静电喷雾喷嘴。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备安装在选自由推车、滑道、轨道车、货车、全地形车辆及乘骑式草坪割草机组成的群组的车辆上。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个感应充电静电喷嘴安装在包括可操作地连接到所述液体供应器及所述一或多个压敏控制机构的一或多个液体储液器的一或多个悬臂上。

4.一种向有需要的场所施用活性成分的方法，其包括将所述活性成分引入根据权利要求1所述的设备的液体供应器中，并将所述液体喷洒在所述场所处或所述场所上。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述场所排除可由可操作地连接到所述设备的牵引器处理的区域。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述场所是农场、封闭的垂直农场、温室、制造工厂、包括水果或蔬菜的围场、包括一或多个动物的围场，或医院。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述场所是封闭的垂直农场、温室、制造工厂、包括水果或蔬菜的围场、包括一或多个动物的围场，或医院。

8.一种感应静电喷雾设备，其包括：在1到5小时的操作时间期间足以供应10到20安培直流电流的电池、可操作地耦合到所述电池的液体供应器、可操作地耦合到所述电池的气体鼓风机，其中所述液体供应器及所述气体鼓风机分别将气体及液体供应到感应充电静电喷嘴；且其中所述设备经配置以安装在背包中或背包上。

9.根据权利要求所述的感应静电喷雾设备，其中所述电池是磷酸亚铁锂电池。

10.一种向有需要的场所施用活性成分的方法，其包括将所述活性成分引入根据权利要求9所述的设备的液体供应器中，并将所述液体喷洒在所述场所处或所述场所上。

11.根据权利要求7所述的方法，其中所述场所需要害虫控制及/或消毒。