CN115055291A - 一种大雾化量磁化细雾滴发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大雾化量磁化细雾滴发生器，涉及农业装备技术领域，包括腔体、连接补芯、出雾头、喷雾调节芯体和过滤装置；腔体一端端面上开有螺纹孔与连接补芯相连，出雾头与连接补芯相连接，喷雾调节芯体安装在出雾头内部，过滤装置通过螺纹安装在出雾头内部，永磁珠相互吸附安置在腔体的管路内，腔体一侧端面上开设螺纹孔用于连接供液泵。液流进入腔体管路内经过多个永磁珠间的栅缝加速后通过过滤装置后撞击喷雾调节芯体经过出雾头上的小孔喷出。本发明通过相邻的永磁珠间拉瓦尔管状的通路后实现流速的提升后撞击喷雾调节芯体通过出雾头上的小孔喷出，同时运动中的液流以一定的流速在多个永磁珠形成的磁场内运动切割磁感线实现对液流的磁化。

Description

一种大雾化量磁化细雾滴发生器

技术领域

本发明涉及农业装备技术领域，尤其涉及一种大雾化量磁化细雾滴发生器。

背景技术

传统土壤栽培存在配肥问题，肥料的过度使用可能会导致土壤盐渍化，而无土栽培在水肥配比上更加合理，可以提高作物产量，同时管理方便，不受地域限制。现在雾培生产中一般采用压力雾化喷嘴，输入压力喷嘴的液流在压力的作用下经过喷嘴内部管道后以很高的速度从喷嘴孔喷出，实现喷雾液体压力势能向动能的转换，从而达到相对于周围气体较高的流动速度，通过环境中的气体和液体之间的强烈剪切作用来达到液体的雾化效果。

压力雾化喷嘴工作时，液流在压力作用下经过喷嘴内部管路后以很高的速度从喷雾孔喷出后雾化。机械压力雾化喷嘴是通过压力作用下的液流撞击内部的芯体后从喷雾孔挤出雾滴，其雾滴粒径较大，同时由于进入喷头内的液流混入的颗粒杂质(特别是金属颗粒)容易堵塞喷头，并且液滴没有磁化为易于根系吸收的带磁雾滴。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种大雾化量磁化细雾滴发生器。本发明通过压力液流冲击永磁珠后高速旋转，在永磁珠间形成多个拉瓦尔管状液流加速通路，使液流加速，然后从喷头挤出，因为冲击速度加大，其雾滴更细，并且在喷头内部高速水流垂直切割磁力线，使水体磁化。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种大雾化量磁化细雾滴发生器，包括腔体、连接补芯、出雾头、喷雾调节芯体和永磁珠腔；所述连接补芯设置在腔体上方，连接补芯上设置有出雾头；所述出雾头内置所述喷雾调节芯体；所述腔体内设置有永磁珠腔；所述永磁珠腔上端与连接补芯相通，下方与腔体上的进液孔相通；所述出雾头将经过喷雾调节芯体的液体喷出。

上述方案中，所述出雾头上开设有喷雾孔，所述喷雾调节芯体上端侧壁上设置有喷液通道；所述喷液通道与喷雾孔相通。

上述方案中，所述腔体包括腔体上端和腔体下端；所述腔体上端上端面开设有第一凹槽，腔体下端下端面开设有第二凹槽，腔体下端侧壁开设有进液孔；所述腔体上端与腔体下端配合处组成永磁体腔，永磁体腔上端与第一凹槽相通，永磁体腔下端与第二凹槽相通，且进液孔内的液体能够进入永磁体腔下方通道内；所述第一凹槽与连接补芯可拆卸连接。

上述方案中，所述第二凹槽与调节螺栓配合。

上述方案中，所述出雾头下端设置有过滤装置。

上述方案中，所述过滤装置包括过滤架和滤网，所述过滤架为中空带底圆柱形结构，滤网设置在过滤架的圆柱面上；所述过滤架外侧壁上均布有若干横向大圆孔，滤网上的圆孔孔径小于过滤架圆柱面上的大圆孔，并且滤网上的圆孔数量多于过滤架上的圆孔数量。

上述方案中，所述腔体上端与腔体下端形成双向漏斗状的永磁体腔，所述永磁体腔内置永磁体；所述永磁体包括数个永磁珠，未接入压力液流时相邻的永磁珠互相吸附，同时靠近漏斗状内壁的永磁珠与永磁体腔内壁间存在间隙。

上述方案中，所述永磁珠在受到进液孔输入的压力液流冲击后，最下端的第一永磁珠发生高速旋转对撞击到第一永磁珠上的液流进行离心加速，同时由于第一永磁珠高速旋转产生的离心力大于其它永磁珠对第一永磁珠的吸引力从而发生离心运动，此时，相邻的两个永磁珠间形成拉瓦尔管状的通路，实现对液流速度的进一步提升，相互吸附的永磁珠最上端的第二永磁珠受到推动堵住比之孔径更小的通孔，下方的液流经过多个永磁珠形成的拉瓦尔管状通路多段加速后将上端堵住通孔的第二永磁珠向下推动，在压力液流的冲击下永磁珠的运动行为如此往复，经过加速后的液流通过过滤装置后撞击喷雾调节芯体后通过喷液通道后通过出雾头上的喷雾孔喷出。

上述方案中，所述喷雾调节芯体与出雾头螺纹连接，且喷雾调节芯体上螺纹连接处开设有切面。

上述方案中，所述出雾头通过外螺纹与连接补芯的内螺纹连接。

有益效果：

1.本发明通过压力液流冲击永磁珠后高速旋转，在永磁珠间形成多个拉瓦尔管状液流加速通路，使液流加速，然后从喷头挤出，因为冲击速度加大，其雾滴更细，并且在喷头内部高速水流垂直切割磁力线，使水体磁化。具体的，本发明中采用多个永磁球体相互吸附永磁珠以两段腔体连接端面线为中心安装在腔体上端与腔体下端形成的双向漏斗状的管路内，未接入压力液流是相邻的永磁珠互相吸附，同时靠近漏斗状内壁的永磁珠与腔体内壁间存在一定间隙，等同于间隙配合。永磁珠组合产生的叠加磁场，在磁场中运动的液流做切割磁场线运动，液流的理化性质发生相应的改变，能够生成有益于植株生长的磁化雾滴而普通的压力雾化喷头不能使喷出的雾滴理化性质发生变化。

2.本发明中腔体的管路与永磁珠的组成通路形状相比于普通的压力式雾化装置仅通过高压液流通过撞击内部的芯体进行破碎后从喷孔喷出实现雾化效果，其产生的雾滴在相同的供液压力与喷雾孔径下能够产生更加细小的雾滴。

3.本发明的装置具备结构简单、安装便捷、工作稳定以及价格低廉的优点。

4.本发明的加速方式能够实现压力液流经过拉瓦尔管状通路后加速至更高的速度，永磁珠在受到由进液孔输入的压力液流冲击后，最下端的永磁珠发生高速旋转对撞击到其上的液流进行离心加速，同时由于磁珠体高速旋转产生的离心力大于磁珠对其的吸引力从而发生离心运动，此时这两个相邻的两个磁珠间形成拉瓦尔管状的通路，可以实现对液流速度的进一步提升，相互吸附的永磁珠最上端的磁珠受到推动堵住比之孔径更小的通孔，下方的液流经过多个永磁珠形成的拉瓦尔管状通路多段加速后将上端堵住通孔的磁珠向下推动，在压力液流的冲击下永磁珠的运动行为如此往复，经过加速后的液流通过过滤装置后撞击喷雾调节芯体后通过其小径圆柱端面上的细缝后通过出雾头上的喷雾孔喷出。相互吸附的若干永磁珠能够将混入液流中的细小颗粒杂质吸附在磁珠表面上，并且压力液流将相互吸附的永磁珠冲击后相互分离产生一定间隙同时高速旋转能够将较大的颗粒杂质磨碎成细小颗粒杂质吸附避免堵塞出雾孔。在永磁珠吸附的杂质达到一定数量影响雾滴质量时仅需要将永磁珠拆卸下来清洗后重新装入即可不必更换喷嘴，可以节约经济成本。

附图说明

图1为根据本发明实施例的大雾化量磁化细雾滴发生器的轴测示意图；

图2为根据本发明实施例的大雾化量磁化细雾滴发生器过滤装置示意图；

图3为根据本发明实施例的大雾化量磁化细雾滴发生器腔体结构示意图；

图4为图3的剖视示意图；

图5为根据本发明实施例的大雾化量磁化细雾滴发生器喷雾调节芯体示意图；

图6为图5的剖视示意图；

图7为根据本发明实施例的大雾化量磁化细雾滴发生器等径永磁珠方案示意图；

图8为根据本发明实施例的大雾化量磁化细雾滴发生器的工作时等径永磁珠局部放大示意图；

图9为根据本发明实施例的大雾化量磁化细雾滴发生器的不等经永磁珠方案示意图；

图10为根据本发明实施例的大雾化量磁化细雾滴发生器的局部相邻永磁珠磁力线分布示意图；

图11为根据本发明实施例的大雾化量磁化细雾滴发生器的工作原理示意图；

图12为根据本发明实施例的大雾化量磁化细雾滴发生器的腔体管路内安放等径磁珠仿真结果示意图；

图13为根据本发明实施例的大雾化量磁化细雾滴发生器不放置磁珠腔体管路仿真结果示意图。

附图标记：

1-腔体；101-腔体上端；102-腔体下端；2-连接补芯；3-出雾头；4-喷雾调节芯体；5-过滤装置；501-过滤架；502-滤网；6-永磁体；7-调节螺栓；9-第一凹槽；10-第二凹槽；11-进液孔；12-永磁体腔；13-喷雾孔；14-喷液通道；15-切面；16-第一永磁体珠；17-第二永磁体珠。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种大雾化量磁化细雾滴发生器，包括腔体1、连接补芯2、出雾头3、喷雾调节芯体4和永磁珠腔12；所述连接补芯2设置在腔体1上方，连接补芯2上设置有出雾头3；所述出雾头3内置所述喷雾调节芯体4；所述腔体1内设置有永磁珠腔12；所述永磁珠腔12上端与连接补芯2相通，下方与腔体1上的进液孔11相通；所述出雾头3将经过喷雾调节芯体4的液体喷出。

上述方案中，所述出雾头3上开设有喷雾孔13，所述喷雾调节芯体4上端侧壁上设置有喷液通道14；所述喷液通道14与喷雾孔13相通。

上述方案中，所述腔体1包括腔体上端101和腔体下端102；所述腔体上端101上端面开设有第一凹槽9，腔体下端102下端面开设有第二凹槽10，腔体下端102侧壁开设有进液孔11；所述腔体上端101与腔体下端102配合处组成永磁体腔12，永磁体腔12上端与第一凹槽9相通，永磁体腔12下端与第二凹槽10相通，且进液孔11内的液体能够进入永磁体腔12下方通道内；所述第一凹槽9与连接补芯2可拆卸连接。

上述方案中，所述第二凹槽10与调节螺栓7配合。

上述方案中，所述出雾头3下端设置有过滤装置5。

上述方案中，所述过滤装置5包括过滤架501和滤网502，所述过滤架501为中空带底圆柱形结构，滤网502设置在过滤架501的圆柱面上；所述过滤架501外侧壁上均布有若干横向大圆孔，滤网502上的圆孔孔径小于过滤架501圆柱面上的大圆孔，并且滤网502上的圆孔数量多于过滤架501上的圆孔数量。

上述方案中，所述腔体上端101与腔体下端102形成双向漏斗状的永磁体腔12，所述永磁体腔12内置永磁体6；所述永磁体6包括数个永磁珠，未接入压力液流时相邻的永磁珠互相吸附，同时靠近漏斗状内壁的永磁珠与永磁体腔12内壁间存在间隙。

上述方案中，所述喷雾调节芯体4与出雾头3螺纹连接，且喷雾调节芯体4上螺纹连接处开设有切面15。经过过滤装置5过滤后的液体经切面15与出雾头3之间的间隙流入到喷雾调节芯体4的上端，经喷液通道14进入喷雾孔13后喷出；通过调节喷雾调节芯体4与出雾头3的相对位置可以改变喷雾孔13喷出的液滴的大小。

实施例

结合附图1至图11，根据本发明实施例的一种大雾化量磁化细雾滴发生器，包括腔体1、连接补芯2、出雾头3、喷雾调节芯体4、过滤装置5、永磁体6和调节螺栓7；所述连接补芯2与腔体1通过螺纹连接，所述喷雾调节芯体4与出雾头3通过螺纹连接，所述出雾头3与喷雾调节芯体4通过螺纹连接，所述过滤装置5与出雾头3通过螺纹连接，所述调节螺栓7与腔体1通过螺纹连接。

所述腔体1由腔体上端101与腔体下端102通过螺纹连接为一体，腔体上端101一端中心开有第一凹槽9与连接补芯2连接，并且另一端腔体上端101内开有一段倒漏斗状管路，腔体下端102一端中心开有第二凹槽10与调节螺栓7连接，另一端腔体下端102内开有一段正漏斗状管路，与这两端端面垂直的端面上开有进液孔11通过螺纹连接供液泵。

所述出雾头3在圆柱形管下端内攻有合适长度的螺纹，所述喷雾调节芯体4与过滤装置5均与内螺纹连接。

所述出雾头3通过外螺纹与连接补芯2的内螺纹连接。

所述出雾头3可根据不同的需要更换喷雾孔孔径不同的出雾头。

所述过滤装置5包括过滤架501和滤网502，过滤架501圆柱面上均布若干大圆孔，滤网502上的圆孔孔径远小于过滤架501圆柱面上的大圆孔，并且滤网502上的圆孔数量远多于过滤架501上的圆孔数量，滤网502通过焊接的方式紧固于过滤架501的圆柱面上。

喷雾调节芯体4在小径圆柱端面上中心两侧开有两条细缝能够保证液流通过细缝后通过出雾头3上的喷雾孔13中喷出，喷雾调节芯体4可通过螺纹调节带有细缝的小径圆柱喷雾通道14与出雾头3上的喷雾孔13的距离实现喷雾形状的调节。

所述永磁体6以两段腔体连接端面线为中心安装在腔体上端101与腔体下端102形成的双向漏斗状的管路内，未接入压力液流是相邻的永磁珠互相吸附，同时靠近漏斗状内壁的永磁珠与腔体1内壁间存在一定间隙，等同于间隙配合。本发明中永磁体6包括数个永磁珠，永磁珠大小相同或者不同都可以。

所述永磁珠可选用多个半径不同的强磁球体进行组合，这样形成的拉瓦尔管状的通路就可以不同。根据本发明的一个实施例，受压力液流冲击的相邻永磁珠与管壁形成的拉瓦尔管状的内部流道构造，依据

式中M为流体马赫数，υ为流体速度，S_截为流道截面积，当流体速度小于当地音速，即M<1时，流道截面积越小流体速度越快；当流体速度大于当地音速即M>1时，流道截面积越大流体速度越快，两永磁珠圆心距离最近处达到当地音速，从而提高雾化效果。

结合图10所示，所述永磁珠通过相互吸附组合产生的叠加磁场，在磁场中运动的液流做切割磁场线运动，液流的理化性质发生相应的改变，能够生成有益于植株生长的磁化雾滴。

结合图11所示，一种大雾化量磁化细雾滴发生器的工作过程：在腔体1上的进液孔11接通供液泵，所述永磁珠在受到由进液孔输入的压力液流冲击后，最下端的第一永磁珠16发生高速旋转对撞击到其上的液流进行离心加速，同时由于第一永磁珠16高速旋转产生的离心力大于磁珠对其的吸引力从而发生离心运动，此时，,相邻的两个永磁珠间形成拉瓦尔管状的通路，可以实现对液流速度的进一步提升，相互吸附的永磁珠最上端的第二永磁珠17受到推动堵住比之孔径更小的通孔，下方的液流经过多个永磁珠形成的拉瓦尔管状通路多段加速后将上端堵住通孔的第二永磁珠17向下推动，在压力液流的冲击下永磁珠的运动行为如此往复，经过加速后的液流通过过滤装置5后撞击喷雾调节芯体4后通过其小径圆柱端面上的细缝后通过出雾头3上的喷雾孔13喷出。

永磁珠6可选用多个半径不同的表面光滑强磁球体进行组合，接入压力液流后高速旋转的永磁珠6不但可以吸附液流中细小的杂质同时可以将大颗粒的杂质研磨成细小的杂质进行吸附，与过滤装置的共同作用更能够有效解决出雾孔的堵塞问题，在喷雾效果不佳时仅需要取出永磁珠与过滤装置进行清洗重新装回即可不需要重新更换出雾头十分节约成本。

结合图12和图13所示，本发明实施例中以0.7Mpa的供液压力为例使用Fluent软件进行仿真，结果显示液流在安装有永磁珠的腔体管路中，进液端的液流速度明显小于出液段的液流速度，并且从其内的液流流速分布来看，其内的液体流动流速分布比较规律，其中的速度最高处在相邻的永磁珠间形成的形似拉瓦尔管喉部处，此处的高速液流在雾滴发生器工作时冲击永磁珠高速旋转将液流中混入的颗粒杂质，特别是金属颗粒，进行磨碎或者吸附，从而实现防止喷头堵塞的目的。而未布置永磁珠的腔体管路的仿真结果显示进液口与出液口的液流速度并未发生变化，在腔体内部的液流速度呈现明显的不均匀规律，这种液流状况容易造成堆积到腔体内部通路的两侧进而造成喷头堵塞。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种大雾化量磁化细雾滴发生器，其特征在于，包括腔体(1)、连接补芯(2)、出雾头(3)、喷雾调节芯体(4)和永磁珠腔(12)；所述连接补芯(2)设置在腔体(1)上方，连接补芯(2)上设置有出雾头(3)；所述出雾头(3)内置所述喷雾调节芯体(4)；所述腔体(1)内设置有永磁珠腔(12)；所述永磁珠腔(12)上端与连接补芯(2)相通，下方与腔体(1)上的进液孔(11)相通；所述出雾头(3)将经过喷雾调节芯体(4)的液体喷出。

2.根据权利要求1所述的大雾化量磁化细雾滴发生器，其特征在于，所述出雾头(3)上开设有喷雾孔(13)，所述喷雾调节芯体(4)上端侧壁上设置有喷液通道(14)；所述喷液通道(14)与喷雾孔(13)相通。

3.根据权利要求1所述的大雾化量磁化细雾滴发生器，其特征在于，所述腔体(1)包括腔体上端(101)和腔体下端(102)；所述腔体上端(101)上端面开设有第一凹槽(9)，腔体下端(102)下端面开设有第二凹槽(10)，腔体下端(102)侧壁开设有进液孔(11)；所述腔体上端(101)与腔体下端(102)配合处组成永磁体腔(12)，永磁体腔(12)上端与第一凹槽(9)相通，永磁体腔(12)下端与第二凹槽(10)相通，且进液孔(11)内的液体能够进入永磁体腔(12)下方通道内；所述第一凹槽(9)与连接补芯(2)可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的大雾化量磁化细雾滴发生器，其特征在于，所述第二凹槽(10)与调节螺栓(7)配合。

5.根据权利要求1至4任一项所述的大雾化量磁化细雾滴发生器，其特征在于，所述出雾头(3)下端设置有过滤装置(5)。

6.根据权利要求5所述的大雾化量磁化细雾滴发生器，其特征在于，所述过滤装置(5)包括过滤架(501)和滤网(502)，所述过滤架(501)为中空带底圆柱形结构，滤网(502)设置在过滤架(501)的圆柱面上；所述过滤架(501)外侧壁上均布有若干横向大圆孔，滤网(502)上的圆孔孔径小于过滤架(501)圆柱面上的大圆孔，并且滤网(502)上的圆孔数量多于过滤架(501)上的圆孔数量。

7.根据权利要求3所述的大雾化量磁化细雾滴发生器，其特征在于，所述腔体上端(101)与腔体下端(102)形成双向漏斗状的永磁体腔(12)，所述永磁体腔(12)内置永磁体(6)；所述永磁体(6)包括数个永磁珠，未接入压力液流时相邻的永磁珠互相吸附，同时靠近漏斗状内壁的永磁珠与永磁体腔(12)内壁间存在间隙。

8.根据权利要求7所述的大雾化量磁化细雾滴发生器，其特征在于，所述永磁珠(6)在受到进液孔(11)输入的压力液流冲击后，最下端的第一永磁珠(16)发生高速旋转对撞击到第一永磁珠(16)上的液流进行离心加速，同时由于第一永磁珠(16)高速旋转产生的离心力大于其它永磁珠对第一永磁珠(16)的吸引力从而发生离心运动，此时，相邻的两个永磁珠间形成拉瓦尔管状的通路，实现对液流速度的进一步提升，相互吸附的永磁珠最上端的第二永磁珠(17)受到推动堵住比之孔径更小的通孔，下方的液流经过多个永磁珠形成的拉瓦尔管状通路多段加速后将上端堵住通孔的第二永磁珠(17)向下推动，在压力液流的冲击下永磁珠的运动行为如此往复，经过加速后的液流通过过滤装置(5)后撞击喷雾调节芯体(4)后通过喷液通道(14)后通过出雾头(3)上的喷雾孔(13)喷出。

9.根据权利要求1所述的大雾化量磁化细雾滴发生器，其特征在于，所述喷雾调节芯体(4)与出雾头(3)螺纹连接，且喷雾调节芯体(4)上螺纹连接处开设有切面(15)。

10.根据权利要求1所述的大雾化量磁化细雾滴发生器，其特征在于，所述出雾头(3)通过外螺纹与连接补芯(2)的内螺纹连接。

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