CN108080166A - 一种感应荷电与电晕荷电结合的两级荷电雾化喷头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种感应荷电与电晕荷电结合的两级荷电雾化喷头，包括药液喷管、气流喷管、锥形荷电腔；药液喷管中部嵌有一环形药液电极，后部为药液入口，前部为锥形喷嘴；气流喷管包裹于药液喷管外部，喷管前部有一环形出风口，出风角度与锥形荷电腔开口角度相同；锥形荷电腔与药液喷管及气流喷管前部相连，内壁中部嵌有环形感应电极，前端开口处有电晕电极，其上有8个电晕针。药液电极和电晕电极接电源负极，感应电极接正极，药液从锥形喷嘴喷出雾化的同时感应出负电荷，完成初次荷电过程；电晕电极上的8个电晕针在电晕电压作用下放电，带负电离子向所述感应电极运动过程中与荷电雾滴相遇合并，完成二次荷电过程。

Description

一种感应荷电与电晕荷电结合的两级荷电雾化喷头

技术领域

本发明涉及植保喷雾技术领域，尤其涉及一种感应荷电与电晕荷电结合的两级荷电雾化喷头及其控制方法，用于实现较高的雾滴荷质比和更理想的药液雾化效果。

背景技术

植保静电喷雾技术利用高压静电通过电晕、感应和接触等方式使药液雾化为荷电雾滴，并提高药液雾化效果。荷电雾滴在静电场作用下向靶标作物运动，受静电力影响可以在作物各处均匀附着和沉积，提高了雾滴沉积均匀性和药液利用率，增强施药防治效果。在植保静电喷雾技术中，提高荷电效果是关键，雾滴的荷质比是核心参数。较高的荷质比可以增强静电力作用，从而实现较好的防治效果。

经检索发现，中国实用新型专利“复合充电静电喷雾装置”，专利申请号200620030476.0，公开了一种复合充电静电喷雾装置，包括液力式喷嘴体，在喷嘴体上设有组合充电电极，组合充电电极是由包绕在喷嘴体上的环形充电极、罩设于喷嘴体的喷口外侧的锥环形充电电极、设置于锥环形充电电极口沿内壁上的针形充电极经通电连接构成，环形充电极、锥环形充电电极的外表面包绕有绝缘层。该装置存在的问题是只在电极的外表面包绕有绝缘层，而电极内壁与雾流之间无绝缘，处于喷雾高湿环境下雾流要获得静电感应而又不会发生漏电，锥环形电极的直径必然很大，其感应充电效果有限。同时其环形充电极、锥环形充电极、针形充电极三者通电连接，处于等电位状态；根据静电感应原理，雾滴先在环形充电极和锥环形充电电极作用下感应获得正电荷，而后在针形电极的电晕作用下会获得负电荷，从而出现雾滴自身携带电荷的中和过程，导致荷电量下降。申请号201510510830.3的中国专利公开了一种静电喷雾机的静电喷头，包括设有通液管及喷口的空心连体喷头、喷嘴、环状电极部件，利用隔水管将环形电极与雾化液滴隔离开，避免雾滴在环形电极表面的沉积。但根据电工学原理，隔水管将分担环形电极与喷头间的绝大部分静电电压，从而使隔水管与喷头间气隙的电场强度大幅下降，不利于静电感应荷电的顺利进行，因而无法实现理想的荷质比水平(原理参见《Journal of Electrostatics》2003年第3期第57卷363～379页“A capacitive type of electrostatic spraying nozzle”)。

综上，目前植保静电喷雾技术中所采用静电雾化喷头普遍存在荷电效果不理想、荷质比较低，无法发挥静电喷雾优势。因此，有必要设计一种新型静电雾化喷头，实现较高的荷质比、良好的工作可靠性、结构简单便于应用等目标。

发明内容

本发明旨在现有技术和方法存在的问题，提出一种感应荷电与电晕荷电结合的两级荷电雾化喷头，利用较低的静电感应电压在药液雾化瞬间进行初步感应荷电，较低的电压及环状气流可以有效避免荷电雾滴在环形感应电极上沉积，提高工作可靠性；而后荷电雾滴在经过针形电晕电极时与电晕区域内的自由电子和负离子相结合进行二次荷电，最终实现较高的荷质比水平，满足静电喷雾施药的需求。

本发明的感应荷电与电晕荷电结合的两级荷电雾化喷头采用如下技术方案：喷头包括药液喷管、气流喷管、锥形荷电腔。

所述药液喷管为一空心圆柱腔，位于喷体中轴线，药液喷管中部内壁嵌有一环形药液电极，对应外壁处有一快接插头，便于供电；药液喷管后部为药液入口，前部为锥形喷嘴。

所述气流喷管后部为空心圆柱腔，前部为空心锥形腔，整体包裹于药液喷管外部；气流喷管后部有一气流入口，前部有一环形出风口，出风角度与锥形荷电腔开口角度相同。

所述锥形荷电腔与所述药液喷管及气流喷管前部相连，锥形荷电腔内壁中部嵌有一环形感应电极；锥形荷电腔前端开口处有一电晕电极，电极整体呈环状，其上均匀布置有8个电晕针，针头向锥形荷电腔内部倾斜；锥形荷电腔外壁有一快接插头，通过雾化腔内壁预置导线为感应电极和电晕电极供电。

所述药液电极接高压直流电源负极，所述感应电极接高压直流电源正极，所述电晕电极接高压直流电源负极，根据感应荷电原理可使药液从锥形喷嘴喷出雾化的同时感应出负电荷，完成初次荷电过程；所述环形出风口喷出的气流在所述锥形荷电腔内壁形成一层气膜，避免荷电雾滴向感应电极沉积；所述电晕电极上的8个电晕针尖端曲率半径极小，在电晕电压作用下电晕针尖端发生电晕放电，在所述锥形荷电腔前部形成高浓度自由粒子区，区内带正电离子向电晕电极运动和沉积，区内带负电离子向所述感应电极运动过程中与荷电雾滴相遇合并，完成二次荷电过程，实现理想的荷电效果。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、采用两级荷电方式，降低了荷电电压需求，荷电安全性和可靠性得到提升；

2、较低的感应荷电电压和环形气流可以避免荷电雾滴向感应电极沉积，防止出现反向电离现象，破坏感应荷电过程；

3、电晕荷电过程实现了药液与非电晕极(本发明中感应电极)的接触，避免一般电晕荷电过程中存在的感应荷电过程，消除对电晕荷电过程的抵消现象，有利于提高荷电效果。

附图说明

图1是本发明的感应荷电与电晕荷电结合的两级荷电雾化喷头正视图；

图2是本发明的感应荷电与电晕荷电结合的两级荷电雾化喷头剖面图；

图3是本发明的两级荷电雾化喷头快接插头3局部图；

图4是本发明的两级荷电雾化喷头的侧视图；

图中：1.电晕电极 2.预置导线 3.快接插头 4.锥形喷嘴 5.喷体 6.药液喷管 7.气流喷管 8.快接插头 9.药液入口 10.环形药液电极 11.气流入口 12.环形出风口 13.感应电极 14.锥形荷电腔

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利进行进一步描述。

本发明所述一种感应荷电与电晕荷电结合的两级荷电雾化喷头，其结构如图1～4所示，喷头包括药液喷管6、气流喷管7、锥形荷电腔14。

所述药液喷管6为一空心圆柱腔，位于喷体5中轴线，药液喷管5中部内壁嵌有一环形药液电极10，对应喷管外壁处有一快接插头3，便于供电；药液喷管5后部为药液入口9，前部为锥形喷嘴4，使药液以压力雾化方式形成雾滴。

所述气流喷管7后部为空心圆柱腔，前部为空心锥形腔，整体包裹于药液喷管6外部；气流喷管7后部有一气流入口11，前部有一环形出风口12，出风角度与锥形荷电腔14开口角度相同，从而在荷电腔内壁形成一层气膜。

所述锥形荷电腔14与所述药液喷管6及气流喷管7前部相连，锥形荷电腔14内壁中部嵌有一环形感应电极13；锥形荷电腔14前端开口处有一电晕电极1，电极整体呈环状，其上均匀布置有8个电晕针，针头向锥形荷电腔14内部倾斜；锥形荷电腔14外壁有一快接插头8，通过雾化腔内壁预置导线2为感应电极13和电晕电极1供电。

所述环形药液电极10和所述电晕电极1接高压直流电源负极，所述感应电极13接高压直流电源正极，，根据感应荷电原理药液从锥形喷嘴4喷出雾化的同时感应出负电荷，形成带负电的雾滴群，完成初次荷电过程；所述环形出风口12喷出的气流在所述锥形荷电腔14内壁形成一层气膜，隔绝感应电极13与荷电雾滴的接触，避免荷电雾滴向感应电极13沉积；所述电晕电极1上的8个电晕针尖端曲率半径极小，在电晕高压作用下电晕针尖端发生电晕放电，在所述锥形荷电腔14前部形成高浓度自由粒子区，区内带正电离子向电晕电极1运动和沉积，区内带负电离子在电场力作用下向所述感应电极13运动过程中与荷电雾滴相遇合并，完成二次荷电过程，实现荷电雾滴的进一步荷电。

Claims (2)

1.一种感应荷电与电晕荷电结合的两级荷电雾化喷头，其特征在于：包括药液喷管、气流喷管、锥形荷电腔；

所述药液喷管中部内壁嵌有一环形药液电极，对应外壁处有一快接插头，便于供电；药液喷管后部为药液入口，前部为锥形喷嘴；

所述气流喷管整体包裹于药液喷管外部；气流喷管后部有一气流入口，前部有一环形出风口，出风角度与锥形荷电腔开口角度相同；

所述锥形荷电腔与所述药液喷管及气流喷管前部相连，锥形荷电腔内壁中部嵌有一环形感应电极；锥形荷电腔前端开口处有一电晕电极，其上均匀布置有8个电晕针。

2.根据权利要求1所述一种感应荷电与电晕荷电结合的两级荷电雾化喷头，其特征在于：

所述药液电极和所述电晕电极接高压直流电源负极，所述感应电极接高压直流电源正极，药液从锥形喷嘴喷出雾化的同时感应出负电荷，完成初次荷电过程；所述环形出风口喷出的气流在所述锥形荷电腔内壁形成一层气膜，避免荷电雾滴向感应电极沉积；所述电晕电极上的8个电晕针在电晕电压作用下放电，带负电离子向所述感应电极运动过程中与荷电雾滴相遇合并，完成二次荷电过程。