CN112756124A - 一种多功能喷洒装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种多功能喷洒装置及使用方法，包括支撑箱体、水箱、水泵、液雾发生器、轴流风机、控制单元、一号动力件、二号动力件、驱动电机、气泡雾化喷嘴和空气压缩机；所述液雾发生器能够在空间中任意角度转动，液雾发生器的出口端设有环形管道，环形管道上间隔安装有多个气泡雾化喷嘴；水路管道的一端经过水泵与水箱的出口连接，气路管道的一端与空气压缩机的输出端连接；水路管道的另一端以及气路管道的另一端均延伸至液雾发生器的出口端，分别与各个气泡雾化喷嘴的进水口和进气口连通。该装置可根据应用场合的变化实时控制喷雾粒径变化，达到节水的效果，用于除尘、降温、加湿、农药喷洒、卫生防疫、道路清洗等作业任务。

Description

一种多功能喷洒装置及使用方法
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，具体是一种多功能喷洒装置及使用方法。
背景技术
目前在工业除尘、降温、加湿、农药喷洒、卫生防疫、道路清洗等领域的作业中，大多利用原料液生成液雾来实现某种功能需要，不同作业中所用的液雾生成器生成液雾的机理不尽相同；其中用于除尘时现有的雾炮除尘装置一般采用单相压力喷嘴，喷出的雾滴直径大多超过100μm，雾滴直径较大且不能调节粒径，且喷雾方向调节不够灵活，研究表明，与粉尘粒径越接近的液滴更能有效地从含尘气流中将粉尘颗粒去除，且同等流量下粉尘粒径越小，所需雾滴数量越多，特别是对于直径小于10μm的呼吸性粉尘，普通的雾炮除尘装置并不能有效去除，在喷雾降温及加湿工况下，喷洒装置一般都没有设置温湿度传感器，无法检测环境的温度及湿度，因此无法根据环境条件控制雾滴的喷洒，造成原液的浪费，用于卫生防疫时多采用小型喷雾器进行喷洒，方便但携带水量较小，研究表明密闭空间中喷洒药液的粒径越小，其扩散效果越好，防疫效果也越好，而现有的防疫喷洒装置使用的压力喷嘴雾滴粒径较大，防疫效果不佳；而且在一定风速影响下，药液喷雾粒径过大时，会导致大部分沉降在地面，粒径过小时又容易随风飘散不易沉积，因此，不同风速下选择合适的粒径对于高效利用原料液起着至关重要的作用，传统的喷雾器具不能随着风速改变粒径，导致喷雾效果不好且药液浪费。现有各作业领域不同设备完成各自的功能，特别是目前的除尘装置耗水量大，不能根据粉尘浓度实时调节雾滴粒径容易造成原料浪费能耗大。综上所述，本申请提出一种集中上述功能于一体的可用于多种场合的可调粒径的喷洒装置。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种多功能喷洒装置及使用方法。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：
一种多功能喷洒装置，包括支撑箱体、水箱、水泵、液雾发生器、轴流风机、控制单元、一号动力件、二号动力件和驱动电机；其特征在于，该装置还包括气泡雾化喷嘴、空气压缩机、温湿度传感器、风速传感器和粉尘检测变送器；
所述驱动电机安装在支撑箱体上，驱动电机实现液雾发生器在水平面内的转动；二号动力件实现液雾发生器的升降运动，一号动力件实现液雾发生器的俯仰运动；液雾发生器的出口端设有环形管道，环形管道上间隔安装有多个气泡雾化喷嘴；水路管道的一端经过水泵与水箱的出口连接，气路管道的一端与空气压缩机的输出端连接；水路管道的另一端以及气路管道的另一端均延伸至液雾发生器的出口端，分别与各个气泡雾化喷嘴的进水口和进气口连通；温湿度传感器、风速传感器和粉尘检测变送器安装在支撑箱体上。
所述支撑箱体的上部设有固定基板，驱动电机安装在固定基板的底部，驱动电机的输出轴穿过固定基板与安装盘连接；安装盘与固定基板不连接；二号动力件的下端贯穿支撑箱体的顶壁，与安装盘固连，二号动力件的上端固定有连接盘；液雾发生器的中部转动安装有支架，支架的下端安装在连接盘上，一号动力件的一端与液雾发生器的出口端连接，另一端与连接盘连接。
所述水路管道和气路管道在液雾发生器的出口端分别分叉形成多个分支，每个气泡雾化喷嘴与水路管道的一个分支和气路管道的一个分支相连，使多个气泡雾化喷嘴并联连接；水路管道上设有水路自动调节阀，气路管道上设有气路自动调节阀。
所述一号动力件和二号动力件为电动推杆、液压缸或气压缸。
本发明还提供一种多功能喷洒装置的使用方法，其特征在于，该方法包括以下内容：
1)用于除尘时，水箱中装自来水，设置粉尘浓度检测阈值SV1、SV2，SV2>SV1；当粉尘浓度小于SV1时，喷洒装置不会运作；当粉尘浓度大于或等于SV1时，喷洒装置开始工作，且当小于或等于SV2时，控制单元控制水路自动调节阀的开度变大，气路自动调节阀的开度变小，气泡雾化喷嘴产生粒径大于15μm的水雾进行除尘，直到粉尘浓度低于SV1，除尘工作完成；
当粉尘浓度大于SV2时，控制单元控制水路自动调节阀的开度变小，气路自动调节阀的开度变大，气泡雾化喷嘴产生平均粒径为5-15μm的水雾；
2)用于降温、加湿和卫生防疫时，气泡雾化喷嘴产生平均粒径5-15μm的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴的进水量和进气量的取值范围分别为4-6kg/h和0.16-0.6L/min。
3)用于道路清洗时，气泡雾化喷嘴产生平均粒径100μm以上的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴的进水量和进气量的取值范围分别为6-10kg/h和0.16-0.2L/min；
4)用于农药喷洒时，当风速为0-2m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径5-15μm的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为4-6kg/h和0.16-0.6L/min；当风速为2-4m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径50μm的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为4-8kg/h和0.16-0.4L/min；当风速为4-8m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径100μm以上的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为8-10kg/h和0.16-0.2L/min。
其中，SV1的取值为5mg/m3，SV2的取值为15mg/m3。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明同时向气泡雾化喷嘴中通入水和气体，使其喷出水雾，可以用于除尘、降温、加湿、农药喷洒、卫生防疫、道路清洗等作业；在不同作业场合所需的水雾粒径不同，因此通过调节气泡雾化喷嘴的进水量和进气量实现对水雾粒径的调节，实现装置的一机多用。例如，对于农药喷洒雾滴越细沉积覆盖靶标物的表面积也越大，防治效果就会越好，而且农药用量较少，因此调节气泡雾化喷嘴的进水量和进气量，产生粒径为5-15μm的水雾，进水量和进气量的取值范围分别为4-6kg/h和0.16-0.6L/min，在保证效果的前提下，能够节约用药量。
2、本发明对于常见的粉尘(粒径为0.1～100μm)，本装置能检测环境中的粉尘浓度，并根据粉尘浓度调节气泡雾化喷嘴的进水量和进气量，以提供消除粉尘的最适喷雾粒径，做到因地制宜，不仅具有较好的除尘效果还能提高效率。气泡雾化喷嘴喷出的水雾粒径可达微米级或毫米级，液滴粒径均匀，具有良好的除尘和雾化效果，能耗低，用水量少，可以根据需要进行调节，以满足多种场合的使用，场地适应能力强。
附图说明
图1是本发明整体结构的三维图；
图2是本发明的支撑箱体去掉顶板、两个侧板后的结构示意图；
图3是本发明的整体结构的纵向剖视图；
图4是本发明用于除尘时的控制流程图；
图中：1-气泡雾化喷嘴；2-一号动力件；3-温湿度传感器；4-补水口；5-粉尘检测变送器；6-支撑箱体；7-水箱；8-水路管道；9-水泵；10-液雾发生器；11-轴流风机；12-Y型支架；13-连接盘；14-二号动力件；15-固定基板；16-气路管道；17-空气压缩机；18-控制单元；19-驱动电机；20-安装盘。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明的技术方案进行详细说明，并不用于限定本申请的保护范围。
本发明为一种多功能喷洒装置(简称装置，参见图1-4)，包括气泡雾化喷嘴1、一号动力件2、温湿度传感器3、粉尘检测变送器5、支撑箱体6、水箱7、水泵9、液雾发生器10、二号动力件14、空气压缩机17、轴流风机11、驱动电机19、控制单元18和风速传感器(图中未画出)；
所述支撑箱体6上部设有固定基板15，固定基板15位于支撑箱体6内，驱动电机19安装在固定基板15的底部，驱动电机19的输出轴穿过固定基板15，与安装盘20连接；安装盘20位于固定基板15上方，与固定基板15不连接；二号动力件14的下端贯穿支撑箱体6的顶壁，与安装盘20固连，二号动力件14的上端固定有连接盘13；液雾发生器10的中部通过Y型支架12安装在连接盘13上，一号动力件2的一端与液雾发生器10的出口端连接，另一端与连接盘13连接；通过驱动电机19带动安装盘20转动，实现液雾发生器10在水平面上的旋转运动；通过二号动力件14的伸缩实现连接盘13的升降，进而实现液雾发生器10的升降运动；通过一号动力件2的伸缩实现液雾发生器10的俯仰运动，使液雾发生器10能够实现多角度喷射；液雾发生器10的出口端设有环形管道，环形管道上间隔安装有多个气泡雾化喷嘴1；轴流风机11安装在液雾发生器10上与出口相对的一端；
所述温湿度传感器3、风速传感器和粉尘检测变送器5安装在支撑箱体6上，当装置用于降温、加湿工序时，通过温湿度传感器3检测环境中的温度和湿度；当装置用于除尘工序时，通过粉尘检测变送器5检测环境中的粉尘浓度；当用于农药喷洒工序时，通过风速传感器检测环境的风速，使控制单元18调节水雾的粒径；水箱7和空气压缩机17均安装在支撑箱体6内，支撑箱体6的顶壁上设有与水箱7进口正对的补水口4；水路管道8的一端经过水泵9与水箱7的出口连接，另一端穿过支撑箱体6的顶壁和液雾发生器10的侧壁延伸至液雾发生器10的出口端；气路管道16的一端与空气压缩机17的输出端连接，另一端穿过支撑箱体6的顶壁和液雾发生器10的侧壁延伸至液雾发生器10的出口端，水路管道8和气路管道16分别与各个气泡雾化喷嘴1的进水口和进气口连通；水路管道8上设有水路自动调节阀，气路管道16上设有气路自动调节阀，用于调节流量。控制单元与一号动力件2、二号动力件14、水路自动调节阀、气路自动调节阀、温湿度传感器、风速传感器、粉尘检测变送器、驱动电机电连接。
粉尘检测变送器5用于检测环境中的粉尘浓度，将粉尘浓度信号转化电信号，并将电信号传输至控制单元18，控制单元18生成电信号用于控制水路自动调节阀和气路自动控制阀的开度。
气泡雾化喷嘴采用公布号为CN110449283A的专利中公开的一种基于气泡切割的新型雾化喷嘴，通过改变进气量和进水量使喷嘴喷出粒径不同的雾滴，以适应不同的场合。
所述一号动力件2和二号动力件14可以为电动推杆、液压缸或气压缸。
所述水路管道8和气路管道16在液雾发生器10的出口端分别分叉形成多个分支，每个气泡雾化喷嘴1与水路管道8的一个分支和气路管道16的一个分支相连，使多个气泡雾化喷嘴1并联连接，水和气体经过气泡雾化喷嘴1之后喷出雾滴。
本发明的工作原理和工作流程是：
装置工作时，水泵9和空气压缩机17同时运行，将水箱7里的水和压缩完成的空气同时送进气泡雾化喷嘴1，气泡雾化喷嘴1喷出水雾，然后在轴流风机11的作用下，将水雾从液雾发生器10的出口端吹出，完成相应工作。
本发明的多功能喷洒装置可以用于除尘、降温、加湿、农药喷洒、卫生防疫、清洗等场合；支撑箱体6上设有电源总开关和四个开关按钮(图中未画出)，第一个开关按钮用于控制装置完成除尘工作，第二个开关按钮用于控制装置完成降温、加湿和卫生防疫等工作，第三个开关按钮用于控制装置完成道路清洗工作；第四个开关按钮用于控制装置完成农药喷洒工作；控制单元中加载有除尘程序，降温、加湿和卫生防疫程序，农药喷洒程序以及清洗程序。
除尘程序为：
设置粉尘浓度检测阈值SV1、SV2，SV2>SV1，SV2为环境要求中允许的粉尘浓度上限；当粉尘浓度大于或等于SV1时，喷洒装置开始工作；当小于或等于SV2时，控制单元18控制水路自动调节阀的开度变大，气路自动控制阀的开度变小，使气泡雾化喷嘴1产生粒径大于50μm的水雾进行除尘；当粉尘浓度大于SV2时，控制单元18控制水路自动调节阀的开度变小，气路自动调节阀的开度变大，使气泡雾化喷嘴1产生平均粒径为5-15μm的水雾进行除尘，直到完成除尘工作。
降温、加湿和卫生防疫程序为：
控制单元18控制水路自动调节阀和气路自动调节阀的开度，使单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量分别为4-6kg/h和0.16-0.6L/min，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径5-15μm的水雾。
农药喷洒程序：
当用于农药喷洒时，风速传感器检测风速，控制单元18根据风速控制水路自动调节阀和气路自动调节阀的开度；当风速为0-2m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径5-15μm的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为4-6kg/h和0.16-0.6L/min；当风速为2-4m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径50μm的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为4-8kg/h和0.16-0.4L/min；当风速为4-8m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径100μm以上的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为8-10kg/h和0.16-0.2L/min。
清洗程序为：
控制单元18控制水路自动调节阀和气路自动调节阀的开度，使单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量分别为6-10kg/h和0.16-0.2L/min，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径100μm以上的水雾。
本发明还提供一种多功能喷洒装置的使用方法，包括以下内容：
1)除尘工作过程为：
当用于煤场、石料厂、钢渣厂等场合的除尘时，水箱7中装自来水；按下第一开关按钮，当粉尘浓度小于SV1时，表明符合环境要求，喷洒装置不会运作；当粉尘浓度大于或等于SV1时，喷洒装置开始工作，且当小于或等于SV2时，控制单元18控制水路自动调节阀的开度变大，气路自动控制阀的开度变小，气泡雾化喷嘴1产生粒径大于15μm的水雾进行除尘，此时喷洒装置的除尘强度较低，直到粉尘浓度低于SV1，除尘工作完成，喷洒装置停止工作；
当粉尘浓度大于SV2时，控制单元18控制水路自动调节阀的开度变小，气路自动调节阀的开度变大，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径为5-15μm的水雾，此时除尘强度较大；
整个除尘工作根据粉尘浓度动态调节气路自动调节阀和水路自动调节阀的开度，针对不同粉尘浓度使气泡雾化喷嘴1喷出不同粒径的水雾，在保证除尘效果的同时提高效率。
一般地，SV1的取值为5mg/m3，SV2的取值为15mg/m3。
2)降温、加湿、卫生防疫过程为：
当用于降温、加湿(锅炉房、炼钢厂等)、农药喷洒(种植园、大棚)、卫生防疫(医院、学校等公共场合)时，水箱7内装自来水、农药稀释液或稀释的消毒液；按下第二开关按钮，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径5-15μm的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为4-6kg/h和0.16-0.6L/min，在此粒径下，可以节约水和药液。
3)农药喷洒过程为：
当用于农药喷洒(如种植园)时，水箱7内装农药稀释液；当风速为0-2m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径5-15μm的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为4-6kg/h和0.16-0.6L/min，此种粒径下水雾作用在农作物上的效果较好，落到地面的农药的比例低，风速较小农药漂移至远处的比例较小；当风速为2-4m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径50μm的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为4-8kg/h和0.16-0.4L/min，风速变大后加大粒径使随风漂移的雾滴比例降低，使农药雾滴更多落在农作物上；当风速为4-8m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径100μm以上的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为8-10kg/h和0.16-0.2L/min，此时风速较大，此时的粒径可使随风飘逸的农药量减少，大部分落在农作物上，使施药效果达到最好；当风速超过8m/s时，水雾随风漂移的比例太高，不适宜喷洒农药。
4)清洗的过程为：
当用于以清洗为主要目的作业(建筑物清洗、道路清洗等)时，按下第三开关按钮，此时气泡雾化喷嘴1产生平均粒径100μm以上的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为6-10kg/h和0.16-0.2L/min，在此粒径下，装置的清洁效果最佳，而且省水。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (6)

1.一种多功能喷洒装置，包括支撑箱体、水箱、水泵、液雾发生器、轴流风机、控制单元、一号动力件、二号动力件和驱动电机；其特征在于，该装置还包括气泡雾化喷嘴、空气压缩机、温湿度传感器、风速传感器和粉尘检测变送器；
所述驱动电机安装在支撑箱体上，驱动电机实现液雾发生器在水平面内的转动；二号动力件实现液雾发生器的升降运动，一号动力件实现液雾发生器的俯仰运动；液雾发生器的出口端设有环形管道，环形管道上间隔安装有多个气泡雾化喷嘴；水路管道的一端经过水泵与水箱的出口连接，气路管道的一端与空气压缩机的输出端连接；水路管道的另一端以及气路管道的另一端均延伸至液雾发生器的出口端，分别与各个气泡雾化喷嘴的进水口和进气口连通；温湿度传感器、风速传感器和粉尘检测变送器安装在支撑箱体上。
2.根据权利要求1所述的多功能喷洒装置，其特征在于，支撑箱体的上部设有固定基板，驱动电机安装在固定基板的底部，驱动电机的输出轴穿过固定基板与安装盘连接；安装盘与固定基板不连接；二号动力件的下端贯穿支撑箱体的顶壁，与安装盘固连，二号动力件的上端固定有连接盘；液雾发生器的中部转动安装有支架，支架的下端安装在连接盘上，一号动力件的一端与液雾发生器的出口端连接，另一端与连接盘连接。
3.根据权利要求1所述的多功能喷洒装置，其特征在于，所述水路管道和气路管道在液雾发生器的出口端分别分叉形成多个分支，每个气泡雾化喷嘴与水路管道的一个分支和气路管道的一个分支相连，使多个气泡雾化喷嘴并联连接；水路管道上设有水路自动调节阀，气路管道上设有气路自动调节阀。
4.根据权利要求1所述的多功能喷洒装置，其特征在于，所述一号动力件和二号动力件为电动推杆、液压缸或气压缸。
5.一种多功能喷洒装置的使用方法，其特征在于，该方法包括以下内容：
1)用于除尘时，水箱中装自来水，设置粉尘浓度检测阈值SV1、SV2，SV2>SV1；当粉尘浓度小于SV1时，喷洒装置不会运作；当粉尘浓度大于或等于SV1时，喷洒装置开始工作，且当小于或等于SV2时，控制单元控制水路自动调节阀的开度变大，气路自动调节阀的开度变小，气泡雾化喷嘴产生粒径大于15μm的水雾进行除尘，直到粉尘浓度低于SV1，除尘工作完成；
当粉尘浓度大于SV2时，控制单元控制水路自动调节阀的开度变小，气路自动调节阀的开度变大，气泡雾化喷嘴产生平均粒径为5-10μm的水雾；
2)用于降温、加湿和卫生防疫时，气泡雾化喷嘴产生平均粒径5-15μm的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴的进水量和进气量的取值范围分别为4-6kg/h和0.16-0.6L/min。
3)用于道路清洗时，气泡雾化喷嘴产生平均粒径100μm以上的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴的进水量和进气量的取值范围分别为6-10kg/h和0.16-0.2L/min；
4)用于农药喷洒时，当风速为0-2m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径5-15μm的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为4-6kg/h和0.16-0.6L/min；当风速为2-4m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径50μm的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为4-8kg/h和0.16-0.4L/min；当风速为4-8m/s时，气泡雾化喷嘴1产生平均粒径100μm以上的水雾，此时单个气泡雾化喷嘴1的进水量和进气量的取值范围分别为8-10kg/h和0.16-0.2L/min。
6.根据权利要求5所述的多功能喷洒装置的使用方法，其特征在于，SV1的取值为5mg/m3，SV2的取值为15mg/m3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113485202A (zh) * 2021-07-31 2021-10-08 浙江工业大学 一种风速感应的除尘喷嘴跟踪流速控制系统及其控制方法

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