CN113907058B - 一种基于流动聚焦的农药喷雾装置及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于流动聚焦的农药喷雾装置及其操作方法，包括T形箱，T形箱的内中部设有药腔，位于药腔的一侧在T形箱的内部设有驱动腔，位于药腔的另一侧在T形箱的内部设有空腔，位于药腔的顶部在T形箱的内部设有加热腔；药腔内放置有农药瓶、第一蠕动泵、气泵，驱动腔内放置有一对电池组、一对驱动器，加热腔内放置有第二蠕动泵、加热模块、明胶瓶、流动聚焦喷头。本发明通过各组件的配合使用，解决了农药喷雾效果不佳的问题，且整体结构设计紧凑，使得农药、明胶、空气汇聚至流动聚焦喷头内，并形成明胶外壳包裹的农药微液滴，保证了农药喷雾效果。
Description
技术领域
本发明涉及农药喷雾技术领域，尤其涉及一种基于流动聚焦的农药喷雾装置及其操作方法。
背景技术
农药喷雾是一种将持续供应的喷液分散成若干微小液珠，以作用在农作物上，来实现对农作物的杀虫；微小液珠有利于农作物的充分吸收和利用，且作用效果强。
但现有的农药喷雾装置存在以下缺点：1、农药喷雾装置设计不够合理，不能够很好的实现控制微小液珠的产生，导致无法控制喷雾输出的大小；2、农药不能很好的与空气进行混合形成大量的喷雾，导致需要加大农药的剂量，如果剂量过大，会造成农作物的死亡及后期减产减量。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于流动聚焦的农药喷雾装置。
为了解决现有技术存在的问题，本发明采用了如下技术方案：
本发明公开了一种基于流动聚焦的农药喷雾装置，包括T形箱，所述T形箱的内中部设有药腔，位于药腔的一侧在T形箱的内部设有驱动腔，位于药腔的另一侧在T形箱的内部设有空腔，位于药腔的顶部在T形箱的内部设有加热腔；所述药腔内放置有农药瓶、第一蠕动泵、气泵，所述驱动腔内放置有一对电池组、一对驱动器，所述加热腔内放置有第二蠕动泵、加热模块、明胶瓶、流动聚焦喷头，加热模块升温至65-75℃，所述流动聚焦喷头由第一注射泵、第二注射泵、原理气泵组成，且在流动聚焦喷头上设置有驱动相出口小孔。
优选地，所述农药瓶的瓶口朝上竖向设置在药腔内底面中部，所述第一蠕动泵设置在药腔内一侧壁顶部，且所述第一蠕动泵的后端部贯穿延伸至驱动腔内，所述气泵设置在药腔内另一侧壁顶部，且所述气泵的后端部贯穿延伸至空腔内。
优选地，一对所述电池组设置在驱动腔内后侧壁上，一对所述驱动器设置在驱动腔内前侧壁上。
优选地，所述第二蠕动泵设置在加热腔内底面中部，且所述第二蠕动泵的后端部贯穿延伸至药腔内，所述加热模块设置在加热腔内后侧壁上，所述明胶瓶的瓶口朝下竖向设置在加热腔内顶壁上；所述加热腔的顶壁中部开设有安装孔，所述流动聚焦喷头设置在安装孔内并延伸至T形箱的顶面外侧。
优选地，所述驱动腔的正面顶部开设有第一通孔，所述药腔内两侧壁中上部开设有一对第二通孔，一对所述第二通孔分别与驱动腔、空腔贯通连接，位于第二蠕动泵的后方在加热腔内底面开设有第三通孔，且所述第三通孔与药腔贯通连接。
优选地，所述农药瓶的瓶口端设有第一药管，所述第一药管的外端依次穿过第一蠕动泵、第三通孔与流动聚焦喷头连接。
优选地，所述明胶瓶的瓶口端设有第二药管，所述第二药管穿过第二蠕动泵与流动聚焦喷头连接。
优选地，所述气泵的输出端设有气管，所述气管穿过第三通孔与流动聚焦喷头连接。
本发明还公开了一种基于流动聚焦的农药喷雾装置的操作方法，包括以下步骤：
步骤一，农药瓶上的第一药管的外端依次穿过第一蠕动泵、第三通孔与流动聚焦喷头连接，明胶瓶上的第二药管穿过第二蠕动泵与流动聚焦喷头连接，气泵上的气管穿过第三通孔与流动聚焦喷头连接；
步骤二，电池组为电器元件进行供电，驱动器对第一蠕动泵、气泵、第二蠕动泵、加热模块进行控制；
步骤三，农药瓶内加注农药，明胶瓶内加注明胶，加热模块升温至65-75℃，加热明胶瓶并保持加热腔内温度维持在65-75℃；
步骤四，控制第一蠕动泵、气泵、第二蠕动泵作业，使农药、明胶、空气汇聚至流动聚焦喷头内，并形成明胶外壳包裹的农药微液滴。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在本发明中，在第一蠕动泵、气泵、第二蠕动泵的共同作用下，使得农药、明胶、空气汇聚至流动聚焦喷头内，并形成明胶外壳包裹的农药微液滴，更好实现控制微小液珠的产生，方便控制喷雾输出端的大小；
2、在本发明中，通过电池组、驱动器对第一蠕动泵、气泵、第二蠕动泵、加热模块进行控制，实现了自动化控制农药喷雾，避免了因人为操作造成农药喷雾效果不佳；
综上所述，本发明通过各组件的配合使用，解决了农药喷雾效果不佳的问题，且整体结构设计紧凑，使得农药、明胶、空气汇聚至流动聚焦喷头内，并形成明胶外壳包裹的农药微液滴，保证了农药喷雾效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的三维图；
图2为本发明的三维结构示意图；
图3为本发明的三维侧视图；
图4为本发明的三维侧视结构示意图；
图5为本发明的流动聚焦喷头工作原理图；
图6为本发明的同轴针头剖面示意图；
图中序号：1、T形箱1；11、药腔11；12、驱动腔；13、空腔；14、加热腔；15、第一通孔；16、第二通孔；17、第三通孔；2、农药瓶；21、第一蠕动泵；22、气泵；23、电池组；24、驱动器；25、第二蠕动泵；26、加热模块；27、明胶瓶；28、流动聚焦喷头；31、注射泵c；32、注射泵d；33、原理气泵；34、同轴针头；35、锥形；36、射流；37、驱动相出口小孔；38、微液滴内径；39、微液滴外径；310、空腔室内外压强差。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一：本实施例提供了一种基于流动聚焦的农药喷雾装置，参见图1-4，具体的，包括T形箱1，T形箱1的内中部设有药腔11，位于药腔11的一侧在T形箱1的内部设有驱动腔12，位于药腔11的另一侧在T形箱1的内部设有空腔13，位于药腔11的顶部在T形箱1的内部设有加热腔14；药腔11内放置有农药瓶2、第一蠕动泵21、气泵22，驱动腔12内放置有一对电池组23、一对驱动器24，加热腔14内放置有第二蠕动泵25、加热模块26、明胶瓶27、流动聚焦喷头28，加热模块26的型号为DJR-25F；在第一蠕动泵21、气泵、第二蠕动泵25的共同作用下，使得农药、明胶、空气汇聚至流动聚焦喷头内，并形成明胶外壳包裹的农药微液滴，更好实现控制微小液珠的产生，保证农药喷雾的有效形成。
在本发明中，农药瓶2的瓶口朝上竖向设置在药腔11内底面中部，第一蠕动泵21设置在药腔11内一侧壁顶部，且第一蠕动泵21的后端部贯穿延伸至驱动腔12内，气泵22设置在药腔11内另一侧壁顶部，且气泵22的后端部贯穿延伸至空腔13内。
在本发明中，一对电池组23设置在驱动腔12内后侧壁上，一对驱动器24设置在驱动腔12内前侧壁上，控制器24的型号为ADG5412BRUZ-REEL7；通过一对电池组23为第一蠕动泵21、气泵22、驱动器24、第二蠕动泵25、加热模块26进行供电作业，并通过一对驱动器24对第一蠕动泵21、气泵22、第二蠕动泵25、加热模块26进行控制。
在本发明中，第二蠕动泵25设置在加热腔14内底面中部，且第二蠕动泵25的后端部贯穿延伸至药腔11内，加热模块26设置在加热腔14内后侧壁上，明胶瓶27的瓶口朝下竖向设置在加热腔14内顶壁上；加热腔14的顶壁中部开设有安装孔，流动聚焦喷头28设置在安装孔内并延伸至T形箱1的顶面外侧。
在本发明中，驱动腔12的正面顶部开设有第一通孔15，药腔11内两侧壁中上部开设有一对第二通孔16，一对第二通孔16分别与驱动腔12、空腔13贯通连接，位于第二蠕动泵25的后方在加热腔14内底面开设有第三通孔17，且第三通孔17与药腔11贯通连接。
实施例二：在实施例一中，还存在流动聚焦喷头效果不佳的问题，因此，在实施例一的基础上本实施例还包括：
在本发明中，农药瓶2的瓶口端设有第一药管，第一药管的外端依次穿过第一蠕动泵21、第三通孔17与流动聚焦喷头28连接，明胶瓶27的瓶口端设有第二药管，第二药管穿过第二蠕动泵25与流动聚焦喷头28连接，气泵22的输出端设有气管，气管穿过第三通孔17与流动聚焦喷头28连接，通过第一药管、第二药管、气管的配合使用，提高了流动聚焦喷头28形成农药微液滴的效果。
实施例三：在本实施例中，本发明还提出了一种基于流动聚焦的农药喷雾装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一，农药瓶2上的第一药管的外端依次穿过第一蠕动泵21、第三通孔17与流动聚焦喷头28连接，明胶瓶27上的第二药管穿过第二蠕动泵25与流动聚焦喷头28连接，气泵22上的气管穿过第三通孔17与流动聚焦喷头28连接；
步骤二，通过一对电池组23为第一蠕动泵21、气泵22、驱动器24、第二蠕动泵25、加热模块26进行供电作业，并通过驱动器24对第一蠕动泵21、气泵22、第二蠕动泵25、加热模块26进行控制，驱动器24采用单片机控制方式进行控制作业；
步骤三，农药瓶2内加注装有农药，明胶瓶27内加注装有明胶，并通过加热模块26进行加热，并加热至70℃，加热明胶瓶27并保持加热腔14内温度维持在70℃的环境；
步骤四，在第一蠕动泵21、气泵22、第二蠕动泵25的共同作用下，使得农药、明胶、空气汇聚至流动聚焦喷头28内，并形成明胶外壳包裹的农药微液滴。
实施例四：在本实施例中，详细描述流动聚焦喷头的工作原理，参见图5-6，其工作原理如下：
第一注射泵31通过调节丝杠的转速来调节注射器的进给量，提供微包裹产品的外相流量(Qo)；
第二注射泵32通过调节丝杠的转速来调节注射器的进给量,提供微包裹产品的内相流量(Qi)；
原理气泵33通过控制流经其电流的大小来控制驱动相气体流量(Qf)，从而调节内外压差大小；
内核流体和外壳流体互不相融，通过注射泵被分别注入同轴针头34的第一管针头和第一管针头与第二管针头所形成的空腔室内；由于内核液体与外相流体之间的粘性剪切力以及表面张力的作用，液滴不会迅速破碎，而是在由原理气泵33产生的驱动气体作用下，向驱动相出口小孔37处拉伸；
当原理气泵33产生的驱动气体造成的内外气体压差克服液-气表面张力时，微液滴便在驱动相出口小孔37附近处形成复合锥形35，在锥形顶端发出同轴液体微射流36，从驱动相出口小孔37流出，在形成稳定的锥-射流模式后，射流经过驱动相出口小孔传播至外界环境，由于外界干扰的影响，沿射流表面传播扰动不平衡，最终射流由于不稳定破碎成小液滴。
所形成的微液滴，其内径为d,外径为D。
在轴对称射流模式下：有以下粒径控制理论经验公式：
D～α[(Qi+Qo)/Qf]1/2*dorif
其中，该模式下α是定值，与流体的物理性质以及流速有关，如粘性，密度等；
Qi内相流速；
Qo外相流速；
Qf驱动相流速；
dorif驱动相出口小孔直径；
通过控制三相流速进而来控制微液滴粒径大小。
本发明通过各组件的配合使用，解决了农药喷雾效果不佳的问题，且整体结构设计紧凑，使得农药、明胶、空气汇聚至流动聚焦喷头内，并形成明胶外壳包裹的农药微液滴，保证了农药的喷雾效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于流动聚焦的农药喷雾装置，包括T形箱(1)，其特征在于：所述T形箱(1)的内中部设有药腔(11)，位于药腔(11)的一侧在T形箱(1)的内部设有驱动腔(12)，位于药腔(11)的另一侧在T形箱(1)的内部设有空腔(13)，位于药腔(11)的顶部在T形箱(1)的内部设有加热腔(14)；所述药腔(11)内放置有农药瓶(2)、第一蠕动泵(21)、气泵(22)，
所述驱动腔(12)内放置有一对电池组(23)、一对驱动器(24)，所述加热腔(14)内放置有第二蠕动泵(25)、加热模块(26)、明胶瓶(27)、流动聚焦喷头(28)，加热模块(26)升温至65-75℃，所述流动聚焦喷头(28)由第一注射泵(31)、第二注射泵(32)、原理气泵(33)组成，且在流动聚焦喷头(28)上设置有驱动相出口小孔(37)；
第一注射泵(31)通过调节丝杠的转速来调节注射器的进给量，提供微包裹产品的外相流量(Qo)；
第二注射泵(32)通过调节丝杠的转速来调节注射器的进给量,提供微包裹产品的内相流量(Qi)；
原理气泵(33)通过控制流经其电流的大小来控制驱动相气体流量(Qf)，从而调节内外压差大小；
当原理气泵(33)产生的驱动气体造成的内外气体压差克服液-气表面张力时，微液滴便在驱动相出口小孔(37)附近处形成复合锥形(35)，在锥形顶端发出同轴液体微射流(36)，从驱动相出口小孔(37)流出，在形成稳定的锥-射流模式后，射流经过驱动相出口小孔传播至外界环境，由于外界干扰的影响，沿射流表面传播扰动不平衡，最终射流由于不稳定破碎成小液滴；
通过控制三相流速进而来控制微液滴粒径大小。
2.根据权利要求1所述的一种基于流动聚焦的农药喷雾装置，其特征在于：所述农药瓶(2)的瓶口朝上竖向设置在药腔(11)内底面中部，所述第一蠕动泵(21)设置在药腔(11)内一侧壁顶部，且所述第一蠕动泵(21)的后端部贯穿延伸至驱动腔(12)内，所述气泵(22)设置在药腔(11)内另一侧壁顶部，且所述气泵(22)的后端部贯穿延伸至空腔(13)内。
3.根据权利要求1所述的一种基于流动聚焦的农药喷雾装置，其特征在于：一对所述电池组(23)设置在驱动腔(12)内后侧壁上，一对所述驱动器(24)设置在驱动腔(12)内前侧壁上。
4.根据权利要求1所述的一种基于流动聚焦的农药喷雾装置，其特征在于：所述第二蠕动泵(25)设置在加热腔(14)内底面中部，且所述第二蠕动泵(25)的后端部贯穿延伸至药腔(11)内，所述加热模块(26)设置在加热腔(14)内后侧壁上，所述明胶瓶(27)的瓶口朝下竖向设置在加热腔(14)内顶壁上；所述加热腔(14)的顶壁中部开设有安装孔，所述流动聚焦喷头(28)设置在安装孔内并延伸至T形箱(1)的顶面外侧。
5.根据权利要求4所述的一种基于流动聚焦的农药喷雾装置，其特征在于：所述驱动腔(12)的正面顶部开设有第一通孔(15)，所述药腔(11)内两侧壁中上部开设有一对第二通孔(16)，一对所述第二通孔(16)分别与驱动腔(12)、空腔(13)贯通连接，位于第二蠕动泵(25)的后方在加热腔(14)内底面开设有第三通孔(17)，且所述第三通孔(17)与药腔(11)贯通连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于流动聚焦的农药喷雾装置，其特征在于：所述农药瓶(2)的瓶口端设有第一药管，所述第一药管的外端依次穿过第一蠕动泵(21)、第三通孔(17)与流动聚焦喷头(28)连接。
7.根据权利要求5所述的一种基于流动聚焦的农药喷雾装置，其特征在于：所述明胶瓶(27)的瓶口端设有第二药管，所述第二药管穿过第二蠕动泵(25)与流动聚焦喷头(28)连接。
8.根据权利要求5所述的一种基于流动聚焦的农药喷雾装置，其特征在于：所述气泵(22)的输出端设有气管，所述气管穿过第三通孔(17)与流动聚焦喷头(28)连接。
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