CN109533337A - 一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，包括地面制氧模块、地面制液模块、航空喷施模块。与现有技术相比：（1）本发明实现了对植保药剂的“自产自喷”和“边产边喷”，在航空植保领域是一种全新的、突破式的生产作业方式；（2）本发明“自产自喷”和“边产边喷”的“药剂”只是具有一定浓度和温度的臭氧水溶液，且制备该“药剂”的原材料只有空气和水，从源头上实现了“无农药”飞防作业；（3）本发明在借助臭氧实现对农业有害微生物和部分害虫进行广谱、强效、快速触杀之后，常温常压下水溶液中剩余的臭氧能够在短时间内自行分解为人畜无害的氧气，从根本上实现了“无农残”飞防作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种在农业航空植保作业环节完全摆脱对农药依赖的成套作业系统，尤其是在农业有害细菌、真菌、病毒等微生物防治过程中，依靠该系统在作业现场制备臭氧水溶液并进行高工效航空喷施，以实现“无农药”、“无农残”基础上的精准、绿色、生态作业。更特别地说，是指一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统。
背景技术
随着人民对蔬菜、瓜果、粮食等农产品的质量安全要求越来越高，近年来国家对相关农产品的田间管理环节提出了“化肥农药双减”目标。但不可否认的是，未来很长一段时期内，植保作业环节要想完全摆脱对农药的依赖，仍有很长一段路要走。
臭氧为农业摆脱对农药依赖提供了良好的解决方案。研究表明，仅仅以空气、水等为原料就可以制备出具有强氧化能力的臭氧或臭氧水溶液，其对农业有害微生物（如细菌、真菌、病毒）和部分害虫（如红蜘蛛、蚜虫、粉虱）具有广谱、强效的消杀作用，且臭氧制备过程中的附属氮氧产物还具有明显的促生和增产效果。例如，臭氧水溶液能有效防治番茄、香瓜、黄瓜、葡萄的霜霉病、灰霉病等，并能去除茄子、蘑菇类、盆花等的霉杂菌及蚜虫，目前已作为防治病虫害并避免农药残留、降低环境污染的一个有效方式广泛应用于有机农业生产领域。
目前，就适用于臭氧或臭氧水溶液的喷施作业系统而言，目前主要有固定式臭氧水喷、滴灌系统和背负式臭氧水喷雾器，且均已在棚室内得到部分推广应用。例如，专利号为201820238006.6的实用新型专利公开了一种背负式低压水解臭氧喷雾器及其臭氧发生器；专利号为201620259970.8的实用新型专利公开了一种臭氧水喷雾器；专利号为201620800233.4的实用新型专利公开了一种臭氧水移动式喷雾器。然而，能够适用于大田作物尤其是露天蔬菜、果园、粮田和园林，基于臭氧水溶液喷施这种“无农药”、“无农残”植保新技术且作业方式更加灵活、高效、精准的航空植保作业系统尚未见报道。特别是，将具有高工效、精准作业能力的航空植保飞机用于臭氧水溶液的航空喷施，进而开发一种只加水不加农药的航空植保作业系统，将是一个值得探索且具有远大前景的新方向。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，以解决现有大田作物尤其是露天蔬菜、果园、粮田和园林植保作业中缺乏基于臭氧水溶液喷施且作业方式更加绿色、高效、精准的航空植保作业系统的现实问题。在农业有害细菌、真菌、病毒等微生物防治过程中，依靠该系统在作业现场制备航空植保用臭氧水溶液并进行高工效植保无人机航空喷施，可以实现“无农药”、“无农残”及“空地结合”基础上的精准、绿色、生态作业。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，包括地面制氧模块、地面制液模块、航空喷施模块；所述地面制氧模块包括气泵、储气罐、臭氧发生器、冷却器，气泵具有空气除湿、干燥功能，臭氧发生器用于以空气为原料制取臭氧气体，气泵的出气口与储气罐的入气口相连通，储气罐的出气口与臭氧发生器的入气口相连通，冷却器固定于臭氧发生器外壳体上，冷却器用于制氧过程中给臭氧发生器冷却降温；所述地面制液模块包括净水罐、气液混合器、臭氧水低温储存罐，净水罐用于提供净水给气液混合器，气液混合器用于将臭氧发生器产生的臭氧气体与净水相混合，以调配制备出航空植保用臭氧水溶液，臭氧水低温储存罐用于密封、低温存储气液混合器所调配出的航空植保用臭氧水溶液，气液混合器的入气口与臭氧发生器的出气口相连通，气液混合器的入水口与净水罐的出水口相连通，气液混合器的出液口与臭氧水低温储存罐的入液口相连通；所述航空喷施模块包括航空植保飞机，飞防作业前，需要将臭氧水低温储存罐中的航空植保用臭氧水溶液灌入航空植保飞机的药箱。
进一步的，所述臭氧发生器是高压放电式臭氧发生器。
进一步的，所述臭氧发生器的数量是1个～4个，单个臭氧发生器的臭氧产量为50g/h～500g/h。
进一步的，所述冷却器是水冷型冷却器、气冷型冷却器中的一种。
进一步的，所述气液混合器是文丘里射流混合器、气液强力混合腔、气液混合泵中的一种。
进一步的，所述净水是蒸馏水、去离子水、纯水中的一种。
进一步的，所述臭氧水低温储存罐中航空植保用臭氧水溶液的质量百分比浓度为0.2mg/L～0.5mg/L。
进一步的，所述臭氧水低温储存罐中航空植保用臭氧水溶液的温度为5℃～20℃。
进一步的，所述航空植保飞机是有人驾驶固定翼航空植保飞机、有人驾驶单旋翼航空植保飞机、单旋翼植保无人机、多旋翼植保无人机中的一种或几种的组合。
本发明的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其工作过程为：气泵持续工作，将干燥后的压缩空气泵入储气罐；储气罐将压缩空气持续供给由冷却器提供冷却作用的臭氧发生器，高压放电式臭氧发生器直接以压缩空气为原料制取出臭氧气体并将其通入气液混合器；气液混合器将来自于净水罐的净水和来自于臭氧发生器的臭氧气体进行快速、充分混合，并按一定浓度调配出符合农业有害微生物或农业害虫防治要求的航空植保用臭氧水溶液，进而将航空植保用臭氧水溶液注入能够保持恒定低温的臭氧水低温储存罐，以大大减缓航空植保用臭氧水溶液的自然分解过程；航空植保飞机搭载具有一定化学稳定性的航空植保用臭氧水溶液，完成对农业有害微生物（如细菌、真菌、病毒）和部分害虫（如红蜘蛛、蚜虫、粉虱）的防治作业，当净水罐中的净水消耗后，需要人工添加净水。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：（1）本发明提出的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，实现了对航空植保药剂的“自产自喷”和“边产边喷”，是一种全新、突破式的生产作业方式；（2）本发明提出的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其“自产自喷”和“边产边喷”的“药剂”只是具有一定浓度和温度且短时间内具有强效防治效果的臭氧水溶液，且制备该“药剂”的原材料只有空气和水，这完全摈弃了现有作业模式下所使用的各种常规市售农药，从而从源头上实现了真正意义上的“无农药”飞防作业；（3）本发明提出的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其制备并喷施的航空植保用臭氧水溶液，在借助臭氧实现对农业有害微生物和部分害虫进行广谱、强效、快速触杀之后，常温常压下水溶液中剩余的臭氧能够在15min～30min内自行分解为人畜无害的氧气，从而从根本上实现了真正意义上的“无农残”飞防作业；（4）本发明提出的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，为现有大田作物尤其是露天蔬菜、果园、粮田和园林植保作业提供了一种基于臭氧水溶液喷施且作业方式更加绿色、高效、精准的解决方案。
附图说明
图1是本发明的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统构成图。
图中：1、气泵 2、储气罐 3、臭氧发生器 4、冷却器 5、净水罐 6、气液混合器 7、臭氧水低温储存罐 8、航空植保飞机。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
参见图1所示，本发明是一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，包括地面制氧模块、地面制液模块、航空喷施模块。
所述地面制氧模块包括气泵1、储气罐2、臭氧发生器3、冷却器4，气泵1具有空气除湿、干燥功能，臭氧发生器3为高压放电式臭氧发生器，臭氧发生器3用于以空气为原料制取臭氧气体，其臭氧产量为300g/h，气泵1的出气口与储气罐2的入气口相连通，储气罐2的出气口与臭氧发生器3的入气口相连通，水冷型冷却器4固定于臭氧发生器3的外壳体上，冷却器4用于制氧过程中给臭氧发生器3冷却降温。
所述地面制液模块包括净水罐5、气液混合器6、臭氧水低温储存罐7，净水罐5用于提供净水给气液混合器6，净水罐5中装有蒸馏水，气液混合器6用于将臭氧发生器3产生的臭氧气体与净水相混合，以调配制备出航空植保用臭氧水溶液，所述航空植保用臭氧水溶液的质量百分比浓度为0.4mg/L，所述气液混合器6是文丘里射流混合器，臭氧水低温储存罐7用于密封、低温存储气液混合器6所调配出的航空植保用臭氧水溶液，臭氧水低温储存罐7能够使得航空植保用臭氧水溶液保持10℃恒定低温，气液混合器6的入气口与臭氧发生器3的出气口相连通，气液混合器6的入水口与净水罐5的出水口相连通，气液混合器6的出液口与臭氧水低温储存罐7的入液口相连通。
所述航空喷施模块包括航空植保飞机8，所述航空植保飞机8是单旋翼植保无人机；飞防作业前，需要人工将臭氧水低温储存罐7中的航空植保用臭氧水溶液灌入航空植保飞机8的药箱。
该系统的工作过程为：气泵1持续工作，将干燥后的压缩空气泵入储气罐2；储气罐2将压缩空气持续供给由冷却器4提供冷却作用的臭氧发生器3，高压放电式臭氧发生器3直接以压缩空气为原料制取出臭氧气体并将其通入气液混合器6；气液混合器6将来自于净水罐5的净水和来自于臭氧发生器3的臭氧气体进行快速、充分混合，并按0.4mg/L设定质量百分比浓度调配出符合农业有害微生物或农业害虫防治要求的航空植保用臭氧水溶液，进而将航空植保用臭氧水溶液注入能够保持10℃恒定低温的臭氧水低温储存罐7，以大大减缓航空植保用臭氧水溶液的自然分解过程；航空植保飞机8搭载具有一定化学稳定性的航空植保用臭氧水溶液，完成对农业有害微生物（如细菌、真菌、病毒）和部分害虫（如红蜘蛛、蚜虫、粉虱）的防治作业，当净水罐5中的蒸馏水消耗后，需要人工添加蒸馏水。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以显示和描述本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，所属领域的普通技术人员应当了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其特征在于，包括：地面制氧模块、地面制液模块、航空喷施模块；所述地面制氧模块包括气泵（1）、储气罐（2）、臭氧发生器（3）、冷却器（4），气泵（1）具有空气除湿、干燥功能，臭氧发生器（3）用于以空气为原料制取臭氧气体，气泵（1）的出气口与储气罐（2）的入气口相连通，储气罐（2）的出气口与臭氧发生器（3）的入气口相连通，冷却器（4）固定于臭氧发生器（3）外壳体上，冷却器（4）用于制氧过程中给臭氧发生器（3）冷却降温；所述地面制液模块包括净水罐（5）、气液混合器（6）、臭氧水低温储存罐（7），净水罐（5）用于提供净水给气液混合器（6），气液混合器（6）用于将臭氧发生器（3）产生的臭氧气体与净水相混合，以调配制备出航空植保用臭氧水溶液，臭氧水低温储存罐（7）用于密封、低温存储气液混合器（6）所调配出的航空植保用臭氧水溶液，气液混合器（6）的入气口与臭氧发生器（3）的出气口相连通，气液混合器（6）的入水口与净水罐（5）的出水口相连通，气液混合器（6）的出液口与臭氧水低温储存罐（7）的入液口相连通；所述航空喷施模块包括航空植保飞机（8），飞防作业前，需要将臭氧水低温储存罐（7）中的航空植保用臭氧水溶液灌入航空植保飞机（8）的药箱。
2.根据权利要求1所述的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其特征在于：所述臭氧发生器（3）是高压放电式臭氧发生器。
3.根据权利要求1所述的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其特征在于：所述臭氧发生器（3）的数量是1个～4个，单个臭氧发生器（3）的臭氧产量为50g/h～500g/h。
4.根据权利要求1所述的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其特征在于：所述冷却器（4）是水冷型冷却器、气冷型冷却器中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其特征在于：所述气液混合器（6）是文丘里射流混合器、气液强力混合腔、气液混合泵中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其特征在于：所述净水是蒸馏水、去离子水、纯水中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其特征在于：所述臭氧水低温储存罐（7）中航空植保用臭氧水溶液的质量百分比浓度为0.2mg/L～0.5mg/L。
8.根据权利要求1所述的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其特征在于：所述臭氧水低温储存罐（7）中航空植保用臭氧水溶液的温度为5℃～20℃。
9.根据权利要求1所述的一种只加水不加农药的空地结合航空植保作业系统，其特征在于：所述航空植保飞机（8）是有人驾驶固定翼航空植保飞机、有人驾驶单旋翼航空植保飞机、单旋翼植保无人机、多旋翼植保无人机中的一种或几种的组合。
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| CN114680034A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-01 | 北京农业职业学院(中国共产党北京市委员会农村工作委员会党校) | 铁皮石斛栽培装置 |
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- 2019-01-04 CN CN201910008190.4A patent/CN109533337A/zh not_active Withdrawn
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