CN112170031A

CN112170031A - 一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置

Info

Publication number: CN112170031A
Application number: CN202010807088.3A
Authority: CN
Inventors: 邱白晶; 王尚峰; 房义军; 马凯
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2021-01-05

Abstract

本发明涉及静电喷雾技术，特指一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置。装置本体由喷枪手柄和喷枪枪管组成。可拆卸式水箱嵌在枪管上，液体耗尽时可以拆下进行补充。在枪管内部设计了供电模块，高压模块，调档模块，接触荷电模块，动力模块，气力感应荷电模块。在气力感应荷电模块中设计了套管上的风扇，可以为该模块提供气力辅助。通过调档模块控制接触荷电模块和气力感应荷电模块的工作状态，可以为整个装置提供四种不同的工作模式。该装置将接触荷电方法与感应荷电方法结合起来，通过切换对液体的荷电方法，能够实现多种静电模式的输出。可以用于但不局限于植保领域、医疗卫生领域等。

Description

一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置

技术领域

本发明涉及静电喷雾技术，特指一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置。该装置将接触荷电方法与感应荷电方法结合起来，通过切换对液体的荷电方法，能够实现多种静电模式的输出。可以用于但不局限于植保领域、医疗卫生领域等。

背景技术

静电喷雾技术是一种新型喷雾技术，通过使液体带电，使其雾化喷出后的雾滴具有一定的电荷量，从而在静电效应下，增强雾滴的吸附性。目前，使液体带电的方法主要有接触式荷电、感应式荷电、电晕式荷电三种方法。前两种方法因其荷电效果好，实施方式相对安全，在实际生产中得到广泛应用。

由于传染病的爆发，针对公共场所的消毒问题，例如学校、医院、火车站等等。相比较于大型喷雾消毒装置，小型的便携式喷雾装置体现出了不可替代的优势。对于现有的静电喷雾装置，其荷电方法多是接触式荷电或感应式荷电其中一种，但其荷电效果未有明显的突破，尤其针对小型静电喷雾装置，荷电量不足仍是设计者所面临的主要问题。鉴于此种情况，有必要设计出一种荷电效果强的新型便携式喷雾装置。

中国专利申请CN201921125810.4，公开了一种应用在航空植保机上的复合荷电装置，将接触式和感应式荷电方法联系到一起，与本发明的设计所不同的是其专利并没有设计针对不同荷电模块的开关，也就无法进行静电输出模式的切换，且各结构部件尺寸较大，设计安装在航空植保机上，不适用于便携式装置及某些场景。

中国专利申请CN201580047594.4，公开了一种静电流体输送系统，该系统采用管道接触荷电与安装在喷嘴上的高压离子放电电极电晕荷电的方法，对流体进行荷电。而本专利是将接触荷电方法与感应荷电方法结合起来，并能通过控制开关的开断来调整荷电输出模式。

美国专利申请US 201313843479 A，公开了一种具有可拆卸电极帽的液体静电喷雾装置，该装置将感应喷嘴与喷枪结合，与本专利不同的是，该装置仅采用感应荷电方法，无接触荷电方法，且装置本体不带有水箱，作业时需另备外部水箱，便利性相对较差。

发明内容

设计了一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置，主要部件包括：具有手枪形状的外壳体，外壳体包括喷枪手柄和喷枪枪管；固定在外壳体上的储存液体的可拆卸的水箱；外壳体内设有高压模块、接触荷电模块、动力模块和气力感应荷电模块，气力感应荷电模块位于喷枪枪管头部，进水管道从可拆卸的水箱内引出，依次连接接触荷电模块、动力模块和气力感应荷电模块，构成液体流动路径，从水箱出发，最后从枪管头部的气力感应荷电模块喷出；高压模块包括两个高压静电模块，其中一个高压静电模块A为接触荷电模块提供高压静电，另一个高压静电模块B为气力感应荷电模块提供高压静电；外壳体上还设有供电模块和可切换喷枪静电输出模式的调档旋钮，供电模块为高压模块、动力模块和气力感应荷电模块中的气力辅助装置供电；喷枪扳机内嵌在喷枪手柄上，并与外壳体内的动力模块连接，扣动喷枪扳机，触发动力模块工作。

该喷枪的内液体的荷电方法为由接触荷电模块提供接触荷电和由气力感应荷电模块提供感应荷电两种方法的组合。

针对不同的应用需求，可以设置三种不同荷电模式的组合：

1、液体仅在接触荷电模块中通过接触方法荷电，然后从气力感应荷电模块的喷嘴头喷出；

2、液体仅在通过气力感应荷电模块时由感应喷嘴感应荷电，然后从喷嘴头喷出；

3、液体在接触模块荷电中通过接触荷电方法完成荷电后再经气力感应荷电模块中的感应喷嘴二次荷电，然后从喷嘴头喷出。

从荷电原理上分析，以上三种不同的荷电模式可以输出具有三种不同荷电效果的雾滴。

附图说明

图1为本发明的整体结构及内部结构简图；

图2为接触荷电模块的具体结构示意图；

图3为气力感应模块的具体结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种具有可调荷电模式的便携式静电喷雾装置，具体包括：由喷枪手柄1001、喷枪扳机1002、可拆卸的水箱1003、喷枪枪管1004所构成的装置主体，供电模块101，由高压静电模块1021、高压静电模块B1022所构成的高压模块，由调档旋钮1031、开关1032、开关1033所构成的调档模块，接触荷电模块104，动力模块105，气力感应荷电模块106，连接水箱1003、接触荷电模块104、动力模块105以及气力感应荷电模块106的进水管道107。

供电模块101与高压模块102和动力模块105连接，为其供能。可拆卸的水箱1003、接触荷电模块104、动力模块105和气力感应荷电模块106通过进水管道107连接，构成液体流动路径，从可拆卸的水箱1003出发，最后从喷枪枪管1004头部的气力感应荷电模块106喷出。

该装置可实现三种带有不同荷电效果的液体的输出：

模式一：液体仅由接触荷电模块104荷电，气力感应荷电模块106不荷电，从气力感应荷电模块106的喷嘴头1069喷出；

模式二：液体经过接触荷电模块104但不荷电，仅由气力感应荷电模块106荷电，从喷嘴头1069喷出；

模式三：液体由接触荷电模块104荷电后，再由气力感应荷电模块106二次荷电，荷电完毕后从喷嘴头1069喷出。

以上所述三种模式可以输出三种带有不同荷电效果的液体。除以上三种静电输出模式外，当喷枪内部的高压模块102不工作时，接触荷电模块104和气力感应荷电模块106同时失去对液体荷电的功能，喷枪喷出的液体不带电，此时为非静电喷雾工作模式。

总的来说，以上所述四种方式为该装置提供了四种不同的工作模式，对应在调档旋钮上，为A\B\C\D四个档位。

图1表示了装置的外部整体结构和内部结构。

所述装置的外部结构可以分为以下几个部分：喷枪手柄1001、喷枪扳机1002、可拆卸的水箱1003以及喷枪枪管1004。

其中，所述装置的喷枪手柄1001与喷枪枪管1004在结构上是一体式的，共同组成了该装置的主体。水箱1003以一种可拆卸的方式固定在该装置的主体上，当水箱1003的液体耗尽时，可以将其拆下，进行药液的补充。

喷枪手柄1001在构造上须符合人体工程学，能够被喷雾作业者单手轻松地握持住或者抓住，喷枪扳机1002内嵌在喷枪手柄1001上，并在装置主体内部与动力模块105连接。喷雾作业时，作业者手握喷枪手柄1001，扣动喷枪扳机1002，触发动力模块105工作，水箱1003中的液体在动力模块105的作用下，由水箱1003经进水管道107至荷电区域，最后从喷嘴头1069喷出。

所述供电模块101为整个装置供电，可以是可充电的锂离子电池，以某种方式嵌在喷枪枪管1004的后方，且易于拆卸，当电池容量耗尽时，可以从装置主体上拆下并通过外接装置进行电池容量的补充。

所述高压模块包括高压静电模块A1021、高压静电模块B1022。高压模块由供电模块101直接供电，其中高压静电模块A1021通过开关A1032与接触荷电模块104相连，高压静电模块B1022通过开关B1033与气力感应荷电模块106相连，分别为其提供高压静电。

其中，可以通过调档旋钮1031控制开关A1032与开关B1033的闭合与断开。

当开关A1032闭合而开关B1033断开时，仅接触荷电模块104工作；当开关A1032断开而开关B1033闭合时，仅气力感应荷电模块106工作；当开关A1032和开关B1033同时闭合时，接触荷电模块104和气力感应荷电模块106同时工作。

这样，通过控制调档旋钮1031即可控制该装置的静电输出模式。

图2表示了接触荷电模块104的基本结构。

所述接触荷电模块104为圆筒式结构，在进水口与出水口分别通过进水管道107与水箱1003和动力模块105连接。接触荷电模块104在结构上由筒体1041和镶嵌在筒壁内侧的尖端电极1042构成。其中，筒体1041可以是绝缘材料，尖端电极1042为圆锥形结构，可以是铜等导电性强的金属材料，通过开关A1032与高压模块A1021相连，并与筒体1041中的液体直接接触，使其荷电。

当开关A1032闭合时，尖端电极1042与高压静电模块A1021相连，为放电状态，与筒体1041中的液体直接接触，此时接触荷电模块104具有荷电功能，从出水方向流出的液体为带电状态。

当开关A1032断开时，尖端电极1042不带电，接触荷电模块104不具有荷电功能，此时从出水口流出的液体为不带电状态。

所述动力模块105通过进水管道107分别与接触荷电模块104和气力感应荷电模块106相连，具体作用是将水箱1003中的液体吸入接触荷电模块104及气力感应荷电模块106，完成荷电及雾化过程后，从喷嘴喷出。

所述动力模块105可以是活塞泵，其具体工作原理为：将水箱1003中的液体吹向喷枪枪管1004的头部，即气力感应荷电模块106的喷嘴头1069处，喷嘴头1069将喷枪中的液体雾化并将其排出。当活塞泵将空气吹向喷嘴头1069时，将会产生压力差，所述的压力差将液体从水箱1003中吸入接触荷电模块104且送至气力感应荷电模块106处。由于动力模块105将空气吹过喷枪枪管1004头部的喷嘴头1069，因此所述液体经过接触荷电模块104和气力感应荷电模块106荷电后在喷嘴头1069处雾化且被喷出。

对于作业覆盖区较小的情况，可以使用气动微型泵来充当通过磁性运动拉动液体的管道。该装置也可以包括泵，所述泵在水箱中拉真空，使得液体从水箱离开流向喷嘴头1069。

图3表示了气力感应荷电模块106的具体机构。1004是喷枪枪管，107是进水管道，1060是电极环。气力感应荷电模块106包括气力辅助装置和感应喷嘴，感应喷嘴包括喷嘴头1069、喷嘴座1066和电极环1060，气力辅助装置为扇叶1061；进水管道107位于套管1063内，通过管套1065与喷嘴座1066连接，进水管道107与管套1065通过螺纹结构连接；进水管道107的通道与管套1065的通道是相通的，在喷嘴座1066内部设有开口，水箱中的液体经此通道进入喷嘴头1069。喷嘴头1069与喷嘴座1066采用轴套1067结构连接，喷嘴头1069后端与喷嘴座1066通过螺纹结构锁紧，电极环1060安装在喷枪枪管1004顶端内壁上，电极环设计成倒角，与喷嘴轴线形成30°-60°的倒角角度，起到一定的导流的作用。喷枪枪管104沿喷嘴头1069的轴线方向上开有扇形小孔，水箱1003中的液体经喷嘴雾化后从该孔喷出。扇叶1061的基座安装在套管1063上，挡板1062设计成与喷枪枪管1004内壁固接，将扇叶1061和感应喷嘴隔开，位于挡板1062右侧的喷枪枪管1004的内壁上安装有喷嘴套1064，喷嘴套1064依次与套管1063、喷嘴座1066、轴套1067、嘴头1069和电极环1060构成高速气流通道。

图3中，组成部分从左到右依次为：1061是扇叶，1062是挡板，1063是套管，扇叶1061的基座安装在套管上，1064是喷嘴套，1065是管套，1066是喷嘴座，1067是轴套，1068是喷嘴过滤网，1069是喷嘴头。

气力感应荷电模块106是镶嵌在喷枪枪管内部的气力式感应喷嘴。喷嘴套1064固定在喷枪枪管1004的内壁。由扇叶1061提供气力来源，扇叶1061及其基座固定在套管1063上。

进水管道107位于套管1063内，通过管套1065与喷嘴体连接，其中，进水管道107与管套1065通过螺纹结构连接。进水管道107的通道与管套1065的通道是相通的，在喷嘴座1066内部设有开口，水箱中的液体经此通道进入该喷嘴。

喷嘴头1069与喷嘴座1066采用轴套1067结构连接，喷嘴头1069后端与喷嘴座1066通过螺纹结构锁紧。在气力感应荷电模块106的末端设计了电极环1060，电极环设计成倒角，与喷嘴轴线形成30°-60°的角度，以至于可以起到一定的导流的作用。喷枪枪管1004沿喷嘴头1069的轴线方向开有扇形小孔，水箱中的液体经喷嘴雾化后从该孔喷出。

与接触荷电模块相似，该气力式感应荷电模块的电极环1060通过开关B1033与高压模块B1022连接，可以通过控制开关B1033的闭合与断开来控制该模块的荷电功能。

Claims

1.一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置，其特征在于，所述装置包括：具有手枪形状的外壳体，外壳体包括喷枪手柄和喷枪枪管；固定在外壳体上的储存液体的可拆卸的水箱；外壳体内设有高压模块、接触荷电模块、动力模块和气力感应荷电模块，气力感应荷电模块位于喷枪枪管头部，进水管道从可拆卸的水箱内引出，依次连接接触荷电模块、动力模块和气力感应荷电模块，构成液体流动路径，从水箱出发，最后从枪管头部的气力感应荷电模块喷出；高压模块包括两个高压静电模块，其中一个高压静电模块A为接触荷电模块提供高压静电，另一个高压静电模块B为气力感应荷电模块提供高压静电；外壳体上还设有供电模块和可切换喷枪静电输出模式的调档旋钮，供电模块为高压模块、动力模块和气力感应荷电模块中的气力辅助装置供电；喷枪扳机内嵌在喷枪手柄上，并与外壳体内的动力模块连接，扣动喷枪扳机，触发动力模块工作。

2.如权利要求1所述的一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置，其特征在于，所述高压静电模块A通过开关A与接触荷电模块相连，高压静电模块B通过开关B与气力感应荷电模块相连；调档旋钮控制开关A与开关B的闭合与断开，当开关A闭合而开关B断开时，仅接触荷电模块工作；当开关A断开而开关B闭合时，仅气力感应荷电模块工作；当开关A和开关B同时闭合时，接触荷电模块和气力感应荷电模块同时工作；当开关A和开关B同时断开时时，接触荷电模块和气力感应荷电模块都不工作，喷出的液体不带电，此时为非静电喷雾工作模式。

3.如权利要求1所述的一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置，其特征在于，所述接触荷电模块为圆筒式结构，在进水口与出水口分别通过进水管道与水箱和动力模块连接；接触荷电模块在结构上由筒体和镶嵌在筒体筒壁内侧的尖端电极构成；其中，筒体是绝缘材料；尖端电极为圆锥形结构，为导电性强的金属材料，尖端电极通过开关A与高压模块A相连，并与筒体中的液体直接接触，使其荷电。

4.如权利要求3所述的一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置，其特征在于，当开关A闭合时，尖端电极与高压静电模块A相连，为放电状态，与筒体中的液体直接接触，此时接触荷电模块具有荷电功能，从出水方向流出的液体为带电状态；当开关A断开时，尖端电极不带电，接触荷电模块不具有荷电功能，此时从出水口流出的液体为不带电状态。

5.如权利要求1所述的一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置，其特征在于，所述动力模块通过进水管道分别与接触荷电模块和气力感应荷电模块相连，具体作用是将水箱中的液体吸入接触荷电模块及气力感应荷电模块，完成荷电及雾化过程后，从喷嘴喷出。

6.如权利要求1或5所述的一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置，其特征在于，所述动力模块为活塞泵或气动微型泵。

7.如权利要求1所述的一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置，其特征在于，气力感应荷电模块包括气力辅助装置和感应喷嘴，感应喷嘴包括喷嘴头、喷嘴座和电极环，气力辅助装置为扇叶；进水管道位于套管内，通过管套与喷嘴座连接，进水管道与管套通过螺纹结构连接；进水管道的通道与管套的通道是相通的，在喷嘴座内部设有开口，水箱中的液体经此通道进入喷嘴头；喷嘴头与喷嘴座采用轴套结构连接，喷嘴头后端与喷嘴座通过螺纹结构锁紧，电极环安装在喷枪枪管顶端内壁上，电极环设计成倒角，与喷嘴头轴线形成30°-60°的倒角角度，起到导流的作用；喷枪枪管沿喷嘴头的轴线方向上开有扇形小孔，水箱中的液体经喷嘴雾化后从该孔喷出；扇叶的基座安装在套管上，挡板设计成与喷枪枪管内壁固接，将扇叶和感应喷嘴隔开，位于挡板右侧的喷枪枪管的内壁上安装有喷嘴套，喷嘴套依次与套管、喷嘴座、轴套、嘴头和电极环构成高速气流通道。

8.如权利要求7所述的一种具有复合可调荷电模式的便携式静电喷雾装置，其特征在于，电极环通过开关B与高压模块B连接，通过控制开关B的闭合与断开来控制气力感应荷电模块的荷电功能。