SK278364B6

SK278364B6 - Device for electrostatic spraying

Info

Publication number: SK278364B6
Application number: SK6344-87A
Authority: SK
Inventors: Arend L Grocott; Timithy J Noakes; Michael L Green; Edward H Wilson
Original assignee: Grocott Arend L.; Noakes Timithy J.; Green Michael L.; Wilson Edward H.
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1997-01-08
Also published as: CZ279838B6; SK634487A3; ZW16587A1; PL267523A1; GB8621095D0; YU160987A; HUT53826A; DD261964A5; CN1013173B; GB8720547D0; CZ634487A3; IL83712A0; GB2195562B; NZ221622A; PL158600B1; CN87106157A; ZA876493B; GB2195562A; CA1286101C

Abstract

This patent describes an equipment used for electrostatic spraying with the use of the plain which consists of linear spraying head (2) and of the electrodes (4) placed near the linear spraying edge (16) used for creating of an electric field and a liquid beam on the spraying edge. The spraying head (2), the spraying edge (16) and the electrodes (4) are placed, so that the air stream is passing among them, the liquid beam not to be disturbed. When the spraying direction is the same as the air stream is and the spraying head (2) together with the electrodes (4) have a determined location, no turbulent flow is observed in the place closed to the area where the liquid beam is created.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka zariadenia na elektrostatické postrekovanie kvapalinami.The invention relates to a device for electrostatic spraying of liquids.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Jednou z výhod elektrostatického postrekovania je skutočnosť, že nabité častice postreku majú tendenciu obaľovať postrekovaný cieľ. Táto skutočnosť môže mať zvláštne použitie napríklad pri vykonávaní poľnohospodárskeho postreku, pretože postrek v tomto prípade pokryje nielen vonkajší alebo horný povrch , ako je to obvyklé pri bežnom type postrekov, ale aj obe strany listov a rastlín. Ďalšou vlastnosťou elektrostatického postrekovania je skutočnosť, že cieľ postreku priťahuje častice postreku, takže sa znižujú straty, ktoré vznikajú unášaním vetrom. Väčšina alebo prevažná väčšina postrekovaného množstva dosiahne predpokladaný cieľ. Týmto spôsobom sa znižuje celkové nutné množstvo postreku a tým i náklady na postrek, okrem toho je z uvedených dôvodov tento postrek výhodnejší i z hľadiska životného prostredia.One advantage of electrostatic spraying is that charged spray particles tend to coat the sprayed target. This may be of particular use in agricultural spraying, for example, since the spraying in this case covers not only the outer or upper surface, as is customary in conventional spraying, but also both sides of the leaves and plants. Another feature of electrostatic spraying is the fact that the spray target attracts spray particles, so that losses due to wind entrainment are reduced. Most or most of the spray rate will achieve the intended goal. In this way, the total amount of spray required and thus the cost of spraying are reduced, and for this reason, the spraying is also more environmentally friendly.

Je známe elektrostatické postrekovacie zariadenie, ktoré pozostáva z postrekovacej hlavy, postrekovacej hrany, elektricky vodivého alebo polovodivého povrchu a prostriedkov na prívod rozstrekovacej kvapaliny k postrekovacej hrane cez uvedený povrch, z elektródy, ktorá sa nachádza v určitej vzdialenosti od uvedenej hrany a zo zdroja vysokého napätia pre vloženie vysokého napätia medzi povrch a elektródu tak, že pri pokrytí rozstrekovanou kvapalinou sa sila elektrického poľa na postrekovacej hrane zväčší natoľko, že kvapalina sa z hrany rozstrekuje prevažne elektrostatickými silami vo forme lúčov, ktoré sa rozpadajú na elektricky nabité kvapky.An electrostatic spray device is known which comprises a spray head, a spray edge, an electrically conductive or semiconductive surface, and means for supplying spray liquid to the spray edge through said surface, an electrode some distance from said edge and a high voltage source. to insert a high voltage between the surface and the electrode such that when sprayed with liquid, the electric field strength at the spraying edge is increased to such an extent that the liquid is sprayed from the edge predominantly by electrostatic forces in the form of rays which disintegrate into electrically charged droplets.

Jedno zo zariadení, ktoré patrí do uvedeného typu je opísané v britskom patentovom spise č. 1569707.One of the devices belonging to this type is described in British Pat. 1,569,707th

Výhodou tohto zariadenia je, že sa lúče kvapaliny rozpadajú na kvapky, ktoré majú veľmi úzke spektrum priemerov. Je to veľmi výhodné, pretože v prípade, že kvapka určitej veľkosti je schopná prenášať letálnu dávku insekticídneho postreku, sú príliš malé kvapky vlastne neúčinné, ale vo väčších kvapkách je potrebné väčšie množstvo insekticídu na dosiahnutie rovnakého počtu miest s obsahom letálneho množstva prostriedku.The advantage of this device is that the liquid rays disintegrate into drops having a very narrow spectrum of diameters. This is very advantageous because if a drop of a certain size is capable of transmitting a lethal dose of insecticidal spray, too small droplets are actually ineffective, but in larger droplets a larger amount of insecticide is required to reach the same number of sites containing the lethal amount of the composition.

Aby bolo možné ošetriť veľké plochy, postrek možno uskutočňovať letecky. Napriek tomu, že bolo navrhované elektrostatické postrekovanie týmto spôsobom, napríklad v európskom patentovom spise č. 186 353, nebol dosiaľ vyriešený problém prúdu vzduchu za lietadlom. Pri použití lietadla s fixovanými krídlami na postrek dochádza k vzniku prúdu vzduchu za lietadlom vzhľadom na jeho pohyb a tento prúd vzduchu je ešte zosilnený prúdom z vrtúľ, takže dosahuje rýchlosť 110 km/hod. Problém, ktorý týmto prúdom vzduchu vzniká, je založený na tom, že turbulencia okolo elektrostatickej postrekovacej hlavy interferuje s tvorbou lúčov, a tým aj porušuje žiaduce spektrum priemeru kvapiek alebo dokonca môže zabrániť postreku.In order to treat large areas, the spraying can be carried out by air. Although electrostatic spraying has been proposed in this way, e.g. 186 353, the problem of air flow behind the aircraft has not been solved yet. The use of a fixed wing aircraft for spraying creates an air flow behind the aircraft with respect to its movement, and this air flow is amplified by the propeller flow to reach a speed of 110 km / h. The problem created by this air flow is that the turbulence around the electrostatic spray head interferes with the formation of rays and thus disrupts the desired drop diameter spectrum or even prevents spraying.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Riešením uvedených problémov je široký typ postrekovacieho zariadenia. Na rozprašovanie do prúdu 5 vzduchu má postrekovacia hlava profil krídla, ktorého odtoková hrana tvorí postrekovaciu hranu. Postrekovacia hlava a elektróda sú od seba vzdialené a prúd vzduchu prechádza medzi nimi. (Pod pojmom profil krídla sa v tomto texte rozumie profil tvarom zodpo10 vedajúci tvaru profilu používaného na krídlach lietadiel.)The solution to these problems is a wide type of sprayer. For spraying into the air stream 5, the spray head has a wing profile, the trailing edge of which forms the spray edge. The spray head and the electrode are spaced from each other and the air flow passes therebetween. (The term "wing profile" is used herein to mean a profile corresponding to the shape of the profile used on aircraft wings.)

Predmetom vynálezu je teda zariadenie na elektrostatické postrekovanie kvapalinami, ktoré pozostáva z postrekovacej hlavy s postrekovacou hranou s elektric15 ky vodivým alebo polovodivým povrchom, prostriedkov na dodávanie striekanej kvapaliny na postrekovaciu hranu cez elektricky vodivý alebo polovodivý povrch elektródy, vzdialenej od postrekovacej hlavy a zdroja vysokého napätia určeného na vytváranie vyso20 kého napätia medzi elektricky vodivým alebo polovodivým povrchom a elektródou. Podstata vynálezu spočíva v tom, že postrekovacia hlava má profil krídla, ktorého odtoková hrana tvorí postrekovaciu hranu, pričom medzi postrekovacou hlavou a elektródou je me25 dzera na prietok vzduchu.Accordingly, the present invention relates to an electrostatic liquid spraying device comprising a spray head with a spraying edge having an electrically conductive or semiconductive surface, means for supplying spray liquid to the spraying edge through an electrically conductive or semiconductive electrode surface remote from the spray head and a high voltage source. designed to generate a high voltage between the electrically conductive or semiconductive surface and the electrode. It is an object of the present invention that the spray head has a sash profile, the trailing edge of which forms the spray edge, with an air flow gap between the spray head and the electrode.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Jedno z uskutočnení zariadenia podľa vynálezu je opísané formou príkladu uskutočnenia v súvislosti s priloženými výkresmi.One embodiment of the device according to the invention is described by way of example with reference to the accompanying drawings.

Na obr. 1 a 2 je celkovo znázornené uloženie zariadenia podľa vynálezu na ľahkom lietadle.In FIG. 1 and 2 show the overall arrangement of a device according to the invention on a light aircraft.

Na obr. 3 je znázornený priečny rez zariadením podľa vynálezu.In FIG. 3 is a cross-sectional view of a device according to the invention.

Na obr. 3a a 3b sú znázornené detaily uskutočnenia z obr. 3.In FIG. 3a and 3b show details of the embodiment of FIG. Third

Na obr. 4 je znázornený pohľad zozadu na iné 40 uskutočnenie zariadenia podľa vynálezu.In FIG. 4 is a rear view of another embodiment of the apparatus of the invention.

Na obr. 5 je znázornený prívod kvapaliny v uskutočnení podľa obr. 3.In FIG. 5 shows a liquid supply in the embodiment of FIG. Third

Na obr. 6 je znázornený elektrický okruh na uskutočnení podľa obr. 3.In FIG. 6 shows an electrical circuit in the embodiment of FIG. Third

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Na obr. 1 a 2 je znázornená postrekovacia hlava 2a, 50 2b, uložená pod zadnou hranou každého krídla ľahkého lietadla 3. Poloha postrekovacej hlavy 2 je volená tak, že sa postrekovacia hlava 2 nachádza vo vzduchu bez turbulencie a je uložená v podstate paralelne s prúdom vzduchu, takže postrek nekončí vo väčšej miere na 55 stabilizátore lietadla. Postrekovacia hlava 2 je uložená na ramenách 6 (pozri obr. 1), pripojených ku konzolám 8 (obr. 3) v intervaloch približne 0,5 m.In FIG. Figures 1 and 2 show a spray head 2a, 50 2b positioned below the trailing edge of each wing of the light aircraft 3. The position of the spray head 2 is selected such that the spray head 2 is in air without turbulence and is positioned substantially parallel to the air flow. so the spraying does not end much more on the 55 aircraft stabilizer. The spray head 2 is mounted on arms 6 (see Fig. 1) connected to the brackets 8 (Fig. 3) at intervals of approximately 0.5 m.

Postrekovacia hlava 2, znázornená na obr. 3, má profil krídla (ktorý je na obr. symetrický), na hrane kto60 rého sa nachádza lineárna dýza. Telo postrekovacej hlavy 2 pozostáva z predného konca 12, tvoreného obvykle izolačným materiálom a zo zostavy dýz 14 z poloizolačného materiálu. Zostavu dýz 14 tvoriaThe spray head 2 shown in FIG. 3, has a sash profile (which is symmetrical in FIG.) With a linear nozzle at the edge. The body of the spray head 2 consists of a front end 12, usually formed of insulating material, and a nozzle assembly 14 of semi-insulating material. The nozzle assembly 14 comprises

SK 278364 Β6 dve časti 14a a 14b, ktoré sú spolu spojené cez rozpernú vložku, takže vzniká štrbina 18, definovaná hrúbkou tejto vložky tesne pred postrekovacou hranou 16.The two parts 14a and 14b, which are joined together via a spacer, so as to form a slot 18 defined by the thickness of the insert just before the spraying edge 16.

Pri použití sa agrochemická kvapalina privádza štrbinou 18 cez vodivý alebo polovodivý povrch 20 a cez vonkajší povrch 21 k postrekovacej hrane 16, kde dochádza k jej rozstriekavaniu. Postrekovacia hrana 16 je uložená medzi dvoma protiľahlými elektródami 4.In use, the agrochemical liquid is fed through the slot 18 through the conductive or semiconductive surface 20 and through the outer surface 21 to the spray edge 16 where it is splashed. The spraying edge 16 is disposed between two opposing electrodes 4.

Elektródy 4 pozostávajú z jadra 22 z vodivého materiálu, ktorý je chránený krytom 24, čiastočne z poloizolačného materiálu 26 a čiastočne z izolačného materiálu 28. Izolačná časť materiálu 28 krytu 24 je zo skla, zosilneného plastickou hmotou. Poloizolačná časť krytu 24 je rúrka 25 z materiálu s merným odporom rádu 1O¹⁰ až 10¹⁴, výhodne 5 x 10¹¹ až 5 x 10¹³ ohm.cm. Príkladom vhodných materiálov na toto použitie môžu byť určité typy skla a kombinované materiály na báze fenolformaldehydu a papiera. Jadro 22 je vyhotovené zo železa alebo uhlíkových granúl. Rúrka 25 je spojená s izolačným materiálom 28 epoxidovým plnivom alebo lepidlom 23.The electrodes 4 consist of a core 22 of a conductive material which is protected by a cover 24, partly of a semi-insulating material 26 and partly of an insulating material 28. The insulating part of the material 28 of the cover 24 is made of glass reinforced with plastic. The semi-insulating portion of the housing 24 is a tube 25 of a material with a resistivity of the order of ¹⁰ to 10 ¹⁴ , preferably 5 x 10 ¹¹ to 5 x 10 ¹³ ohm.cm. Examples of suitable materials for this use are certain types of glass and phenol-formaldehyde-paper-based combination materials. The core 22 is made of iron or carbon granules. The tube 25 is connected to the insulating material 28 with an epoxy filler or glue 23.

Vodivý alebo polovodivý povrch 20 je spojený prívodným vedením, ktoré nie je znázornené s jedným z výstupov generátora vysokého napätia 50 alebo 52 (obr. 6). Jadrá 22 elektród 4 sú spojené ďalším párom vodičov s iným výstupom generátora vysokého napätia, takže pri použití sa udržuje vysoký rozdiel napätia, napríklad 10 až 35 kV medzi povrchom 20 a jadrom 22 elektród 4.The conductive or semiconductive surface 20 is connected by a supply line not shown with one of the outputs of the high voltage generator 50 or 52 (FIG. 6). The cores 22 of the electrodes 4 are connected by another pair of conductors to another output of the high voltage generator, so that in use a high voltage difference, for example 10 to 35 kV, is maintained between the surface 20 and the electrode core 22.

Je možné použiť rôzne hodnoty napätia. Možno predpokladať, že cieľ sa nachádza v podstate na potenciáli zeme, v tomto prípade sa môžu nachádzať buď jadrá 22 elektród 4 alebo povrch 20 na potenciáli zeme, ako bude vysvetlené ďalej. Je tiež možné udržiavať jadrá 22 na potenciáli s hodnotou medzi potenciálom povrchu 20 a cieľa. Vo výhodnom usporiadaní sa potenciál povrchu 20 udržiava na hodnote + 35 kV a potenciál elektród na hodnote + 17,5 kV. Elektródy tak majú potenciál podobnej polarity ako kvapky postreku. Len čo sa dostanú kvapky za elektródy, sú elektródami odpudzované. V prípade, že sa elektródy nachádzajú na potenciáli zeme, môže dôjsť, zvlášť pri vysokých rýchlostiach prietoku k tendencii, že kvapky sú priťahované späť k elektródam.Different voltage values can be used. It can be assumed that the target is substantially on the ground potential, in this case either the cores 22 of the electrodes 4 or the surface 20 on the ground potential may be located, as will be explained below. It is also possible to keep the cores 22 at a potential with a value between the potential of the surface 20 and the target. In a preferred embodiment, the surface potential 20 is maintained at + 35 kV and the electrode potential at + 17.5 kV. The electrodes thus have the potential of polarity similar to that of the spray droplets. Once dropped behind the electrodes, they are repelled by the electrodes. If the electrodes are at ground potential, there may be a tendency for droplets to be drawn back to the electrodes, especially at high flow rates.

Na získanie napätia, ktoré je potrebné na jadrách 22 a na povrchu 20, možno použiť rôzne usporiadanie okruhu. Na obr. 6 má každý znázornený generátor 50, 52 dva výstupy. Je tiež možné usporiadať okruh tak, že potenciál jadier 22 a elektród 4 sa odoberá z deliča napätia pri použití generátora s jedným výstupom.Various circuit arrangements can be used to obtain the stresses required on the cores 22 and on the surface 20. In FIG. 6, each generator 50, 52 shown has two outputs. It is also possible to arrange the circuit so that the potential of the cores 22 and the electrodes 4 is taken from the voltage divider using a single output generator.

Postrekovacia hrana 16 je ostrá do takej miery, že v kombinácii so vzdialenosťou jadra 22 umožňuje postrek pri pomerne nízkom vysokom napätí. V priebehu použitia je elektrické pole definované poloizolačným materiálom 26 krytu 24 elektródy 4 a kvapalinou, ktorá dosiahla postrekovaciu hranu 16. Za predpokladu, že povrch 20 má pozitívny potenciál vzhľadom na jadrá 22 elektród 4, odvádza sa z kvapaliny negatívny náboj kontaktom s vodivým alebo polovodivým povrchom 20 a v kvapaline zostáva pozitívny náboj. Prítomnosť elektród 4 intenzifikuje elektrické pole na hranici medzi kvapalinou a vzduchom na postrekovacej hrane 16 tak, že kvapalina sa rozstrekuje vo forme lúčov pozdĺž postrekovacej hrany 16.The spraying edge 16 is sharp to such an extent that, in combination with the core distance 22, it allows spraying at a relatively low high voltage. In use, the electric field is defined by the semi-insulating material 26 of the electrode housing 24 and the liquid that has reached the spray edge 16. Assuming the surface 20 has a positive potential relative to the electrode cores 22, negative charge is dissipated from the liquid by contacting the conductive or semiconductive surface 20 and a positive charge remains in the liquid. The presence of the electrodes 4 intensifies the electric field at the boundary between the liquid and the air at the spraying edge 16 so that the liquid is sprayed in the form of rays along the spraying edge 16.

Kvapalina má teraz pozitívny náboj vzhľadom na to, že negatívny náboj sa odviedol vodivým alebo polovodivým povrchom 20, takže v kvapaline zostáva určitý kladný náboj. Tento náboj v kvapaline spôsobí vnútorné odpudivé elektrostatické sily, ktoré prekonávajú odpor povrchového napätia a vytvárajú kužele kvapaliny v určitých vzdialenostiach od seba pozdĺž postrekovacej hrany 16. Z vrcholu každého kužeľa sa vytvára lúč kvapaliny. V určitej vzdialenosti od postrekovacej hrany 16 spôsobia mechanické sily, ktoré vznikajú priechodom lúča kvapaliny prúdiacim vzduchom rozpad lúča kvapaliny na kvapky (nabité) s malým rozptylom veľkosti. Vzájomné odpudzovanie medzi kvapkami spôsobuje, že postrek sa rozširuje smerom, ktorý je priečny na smer lúča. Počet lúčov, ktoré sa vytvoria, závisí od rýchlosti prietoku kvapaliny a od intenzity elektrického poľa a ďalej ešte od ďalších faktorov, ako sú merný odpor a viskozita kvapaliny. Pri stálosti všetkých ostatných hodnôt, riadení napätia a rýchlosti prietoku možno riadiť i počet lúčov, čo súčasne umožňuje riadiť i rozmer kvapiek tak, aby rozptyl ich veľkosti bol čo najmenší.The liquid now has a positive charge due to the negative charge being dissipated by the conductive or semiconductive surface 20, so that some positive charge remains in the liquid. This charge in the liquid causes internal repulsive electrostatic forces that overcome the surface tension resistance and create cones of liquid at certain distances apart along the spray edge 16. A liquid jet is formed from the top of each cone. At some distance from the spraying edge 16, the mechanical forces generated by the passage of the liquid jet through the flowing air will cause the liquid jet to disintegrate into droplets (charged) with a small size dispersion. The mutual repulsion between the droplets causes the spray to extend in a direction transverse to the direction of the beam. The number of rays that are formed depends on the flow rate of the liquid and the intensity of the electric field, as well as other factors such as the resistivity and the viscosity of the liquid. With the stability of all other values, voltage control and flow rate, the number of rays can also be controlled, which also allows the drop size to be controlled to minimize their dispersion.

V prípade, že vodivý alebo polovodivý povrch 20 je oddelený od postrekovacej hrany 16, je nutné vzájomný odstup starostlivo voliť vzhľadom na merný odpor kvapaliny. Preukázalo sa, že k postreku nedôjde v prípade, že pri danom odstupe je merný odpor kvapaliny príliš vysoký alebo obrátene, pri danom mernom odpore je odstup príliš veľký. Možné vysvetlenie tohto javu môže spočívať v tom, že kvapalina nielen prijíma náboj pri priechode cez vodivý alebo polovodivý povrch 20, ale náboj sa tiež odvádza z kvapaliny kvapalinou na postrekovacej hrane 16. Odpor na tejto ceste nesmie byť taký veľký, aby pokles napätia zmenil silu poľa na hodnotu, ktorá už nevyvoláva atomizáciu. Vzdialenosť medzi postrekovacou hranou 16 a vodivým alebo polovodivým povrchom 20 musí teda byť dostatočne malá na možnosť využitia merného odporu kvapaliny. Preukázalo sa, že vhodnú polohu možno nájsť i na postrek kvapalinou s miernym odporom v rozmedzí 10⁶ až 10¹⁰ ohm.cm.If the conductive or semiconductive surface 20 is separated from the spraying edge 16, the distance between them must be carefully chosen with respect to the specific resistance of the liquid. It has been shown that spraying does not occur if, at a given distance, the resistivity of the liquid is too high or vice versa, at a given resistivity, the distance is too large. A possible explanation for this phenomenon may be that the liquid not only receives charge when passing through the conductive or semiconductive surface 20, but the charge is also discharged from the liquid by the liquid at the spraying edge 16. The resistance on this path must not be large enough field to a value that no longer causes atomization. Thus, the distance between the spraying edge 16 and the conductive or semiconductive surface 20 must be sufficiently small to allow the use of a specific liquid resistance. It has been shown that a suitable position can also be found for spraying with a liquid with a slight resistance in the range 10 ⁶ to 10 ¹⁰ ohm.cm.

Vzhľadom na to, že elektrické vodiče sú spojené s jadrom 22, nemá povrch telesa 24 rovnaký potenciál. Potenciál povrchu bude najnižšie na polarizačnom materiáli 26 v blízkosti jadra 22 a práve tu sa koncentruje elektrické pole medzi postrekovacou hranou 16 a elektródami 4. Aby bolo možné určiť maximálne elektrické namáhanie medzi postrekovacou hranou 16 a telesom elektródy 4 v oblasti jadra 22 bez vzniku korónového výboja medzi časticami, ktoré sa nachádzajú blízko, je jadro 22 a kryt upravené a uložené tak, aby bolo čo najbližšie postrekovacej hlavy 2 a postrekovacej hrane 16. V použitom príklade jadro tvorili železné piliny alebo uhlíkové granuly.Since the electrical conductors are connected to the core 22, the surface of the body 24 does not have the same potential. The surface potential will be lowest on the polarizing material 26 near the core 22, and here the electric field is concentrated between the spraying edge 16 and the electrodes 4. In order to determine the maximum electrical stress between the spraying edge 16 and the electrode body 4 between the proximal particles, the core 22 and the cover are arranged and positioned as close as possible to the spray head 2 and the spray edge 16. In the example used, the core consisted of iron filings or carbon granules.

Jc dôležité, aby oblasť v blízkosti postrekovacej hrany 16, kde sa tvoria lúče kvapaliny bola v podstate bez prúdu vzduchu, ktorý by smeroval priečne vzhľadom na smer lúča. Taký prúd vzduchu by mohol zabrániť tvorbe lúčov. Na tento účel je postrekovacia hlava 2 uložená tak, že leží v smere prúdov vzduchu a nosné plochy sú upravené tak, že nespôsobujú turbulentné prúdenie. Je tiež dôležité, aby za postrekovaciu hranou 16 sa kvapky nemohli usadiť na elektródach 4. Na tento účel sa telesá elektród 4 odchyľujú od seba smerom k ich zadným hranám, čim vzniká rozširujúci sa priechod. Z tohto dôvodu dochádza k spomaleniu prúdu vzduchu pri prúdení týmto priechodom, čím vzniká prostredie, v ktorom je obťažné úplne odstrániť turbulenciu. Možno však dosiahnuť dostatočne malú turbulenciu pre tvorbu stálych lúčov elektrostatickými silami, pri praktickom použití sa používa uhol 10 až 15° vzhľadom na hlavný smer prúdu vzduchu, pretožeIt is important that the area close to the spraying edge 16 where the liquid rays are formed is substantially free of air flow directed transversely to the direction of the jet. Such an air stream could prevent the formation of rays. For this purpose, the spray head 2 is mounted so that it lies in the direction of the air flow and the bearing surfaces are arranged so as not to cause turbulent flow. It is also important that droplets cannot be deposited on the electrodes 4 beyond the spraying edge 16. For this purpose, the electrode bodies 4 deviate from each other towards their rear edges, thereby creating an expanding passage. For this reason, the air flow slows as it passes through this passage, creating an environment in which it is difficult to completely eliminate turbulence. However, it is possible to achieve sufficiently low turbulence for the formation of steady rays by electrostatic forces, in practical use an angle of 10-15 ° with respect to the main direction of the air flow is used, because

SK 278364 Β6 v tomto rozmedzí ešte nedochádza k vzniku turbulentného prúdu. Tým sa umožňuje postrek pri normálnom lete.In this range, turbulent current is not yet generated. This allows spraying during normal summer.

Pri vysokej rýchlosti postreku a/alebo vysokom rozdiele potenciálov medzi povrchom 20 a jadrom 22 majú kvapky postreku tendenciu znečisťovať elektródy 4. Túto 5 tendenciu možno znížiť prúdom vzduchu cez postrekovaciu hranu 16, ktorý bude napomáhať odvádzaniu kvapiek od elektród 4 rýchlejšie než je možný ich pohyb priečne cez prúd vzduchu.At high spray velocity and / or high potential difference between surface 20 and core 22, the spray droplets tend to pollute the electrodes 4. This tendency can be reduced by the airflow across the spray edge 16, which will assist the removal of droplets from the electrodes 4 faster than possible across the air stream.

V usporiadaní, ktoré je znázornené na obr. 3 sa zisti- 10 lo, že pohyb lietadla smerom dopredu spôsobuje dostatočný prúd vzduchu na odstránenie kvapiek skôr, ako môžu kontaminovať elektródy 4. Príliš veľký prúd vzduchu môže spôsobiť strih vzduchu a kvapaliny na povrchu 21, takže môže dôjsť k strhávaniu kvapaliny skôr než 15 dosiahne postrekovaciu hranu 16. Je však možné tomuto javu zabrániť vhodným tvarovaním nosných plôch elektród 4. Zosilnenie prúdu vzduchu môže byť žiaduce v prípade, že sa kvapky postreku začínajú usadzovať na elektródach 4. K tomu môže dôjsť v prípade, že je nutné 20 použiť veľké elektródy s dostatočnou pevnosťou. Vhodné nosné povrchy na dosiahnutie prúdu sú znázornené na obr. 4. Tieto plochy sú v podstate v reze na strane odvrátenej od postrekovacej hrany 16 ploché a umožňujú tak priaznivé prúdenie vzduchu priestorom medzi týmito po- 25 vrchmi a medzi postrekovacou hlavou 2 na úkor prúdenia zvonku. V tomto usporiadaní umožňuje poloha jadier 22 elektród 4 prúd vzduchu v smere lúčov kvapaliny bez väčšej priečnej zložky, takže súčasne chráni postrekovaciu hlavu 2 pred preťažením. 30In the arrangement shown in FIG. 3, it has been found that the forward movement of the aircraft causes sufficient air flow to remove the droplets before they can contaminate the electrodes 4. Too much air flow can cause shear of air and liquid on the surface 21 so that liquid can be entrained earlier than 15 however, it is possible to prevent this by suitably shaping the electrode support surfaces 4. Thickening of the air flow may be desirable if the spray drops begin to settle on the electrodes 4. This may occur if large spraying operations are required. electrodes with sufficient strength. Suitable support surfaces for current delivery are shown in FIG. 4. These surfaces are substantially flat in cross-section on the side facing away from the spraying edge 16 and thus allow a favorable air flow through the space between these surfaces and between the spraying head 2 at the expense of the external flow. In this arrangement, the position of the cores 22 of the electrodes 4 allows air flow in the direction of the liquid rays without a major transverse component, so that at the same time it protects the spray head 2 from overloading. 30

Bez prúdenia vzduchu medzi elektródami 4 a postrekovacou hranou 16 v prípade, že by vodivý alebo polovodivý povrch 20 mal potenciál zeme a elektródy 4 mali vysoké pozitívne alebo negatívne napätie, väčšina kvapiek by sa usadzovala na elektródach 4. Za predpo- 35 kladu, že sa zaistí uvedený prúd vzduchu, možno uskutočňovať postrek i pri uvedených okolnostiach. Dostatočný prúd neturbulentného vzduchu môže elektródy 4 chrániť pred znečistením i v tomto prípade.Without air flow between the electrodes 4 and the spray edge 16 if the conductive or semiconductive surface 20 had ground potential and the electrodes 4 had a high positive or negative voltage, most of the droplets would settle on the electrodes 4. Assuming that to provide the air flow, spraying can also be carried out under the specified circumstances. A sufficient flow of non-turbulent air can also protect the electrodes 4 from contamination in this case as well.

Predný koniec 12 postrekovacej hlavy 2 pozostáva z 40 dvoch častí povrchovej vrstvy 12a a úseku 12b tvaru I. Obe tieto časti sú zhotovené z plastickej hmoty, zosilnenej sklom. Povrchová vrstva 12a a úsek 12b sú zoskrutkované tak, že vznikne dutina 38, ktorou prechádzajú neznázomené prívodné rúrky a vodiče, ktoré privádzajú 45 kvapalinu a vysoké napätie k dýze 14. Zostava dýz 14 zodpovedá vonkajšiemu tvaru predného konca 12, takže tvorí úsek nosnej plochy. Zostava dýz 14 má po celej dĺžke výstupok 40, ktorý zodpovedá medzere medzi rúrkami úseku 12b. Medzi úsek 12b a výstupok 40 možno 50 zasunúť prívodné potrubie a vodiče a celú zostavu potom zasunúť do prednej časti a opäť ju v prípade potreby vybrať. Prívodná rúrka pre kvapalinu je spojená s rozdeľovacím kanálom 44 vnútri zostavy dýz 14b. Rozdeľovači kanál 44 privádza kvapalinu, určenú na postrek z vý- 55 stupku 40 k štrbine 18.The front end 12 of the spray head 2 consists of 40 two parts of the surface layer 12a and an I-shaped section 12b. These two parts are made of glass-reinforced plastic. The surface layer 12a and the section 12b are screwed together to form a cavity 38 through which fluid pipes and conductors (not shown) that pass fluid and high voltage to the nozzle 14 pass. The nozzle assembly 14 corresponds to the outer shape of the front end 12 so as to form a support surface section. The nozzle assembly 14 has a protrusion 40 along its entire length, which corresponds to the gap between the tubes of section 12b. The inlet ducts and conductors 50 can be inserted between the section 12b and the projection 40, and the entire assembly can then be inserted into the front and removed again if necessary. The fluid supply pipe is connected to the manifold 44 within the nozzle assembly 14b. The distribution channel 44 delivers the liquid to be sprayed from the outlet 40 to the slot 18.

Ako je zrejmé z obr. 2, nie sú postrekovacie hlavy 2 uložené horizontálne, ale ich sklon zodpovedá sklonu krídel lietadla. V priebehu postreku sa kvapalina privádza z odmemého čerpadla pod pozitívnym tlakom. V 60 prípade, že lietadlo dosiahne koniec pozemku, ktorý sa postrekuje, a otočí sa, je potrebné postrek prerušiť skôr, než sa po otočení začne postrekovať ďalší pruh určeného pozemku. V prípade, že by jedna štrbina 18 prechádzala celou dĺžkou postrekovacej hlavy, mohla by kvapalina 65 stekať k spodnému koncu štrbiny a horný koniec by mohol zostať prázdny. Tým by došlo k miernemu zaostávaniu pred novým zapnutím čerpadla a začiatkom skutočného postreku, čo by mohlo spôsobiť, že by nedefinovaný úsek pozemku nebol zasiahnutý postrekom. Tento problém možno prekonať rozdelením štrbiny 18 na krátke nezávislé úseky, z ktorých každý by privádzal kvapaliny oddelene a bol dostatočne krátky na to, aby kapilaritou bol každý úsek udržaný v naplnenom stave pri normálnych pohyboch lietadla, bežných v priebehu postreku a spojených s jeho otáčaním.As shown in FIG. 2, the spray heads 2 are not mounted horizontally, but their slope corresponds to the slope of the aircraft wings. During spraying, the liquid is fed from a positive displacement pump under positive pressure. In the event that the aircraft reaches the end of the plot to be sprayed and turns, it is necessary to interrupt the spraying before the next strip of the designated plot is sprayed after turning. In the event that one slot 18 extends through the entire length of the spray head, the fluid 65 could flow to the lower end of the slot and the upper end may remain empty. This would cause a slight lag before restarting the pump and starting the actual spraying, which could cause the undefined section of the plot not to be affected by the spraying. This problem can be overcome by dividing the slot 18 into short independent sections, each of which would supply the liquids separately and short enough to keep the capillarity at full load during normal aircraft movements normally associated with the spray and associated with its rotation.

Na obr. 5 je postrekovacia hlava 2 zhotovená v štandardnej dĺžke. Schematicky je znázornených osem úsekov 14.1 až 14.8 zostavy dýz 14. V každom úseku sa nachádzajú tri oddelené úseky štrbiny 18, ktoré sú oddelené separátormi v rozpernej vložke, vytvárajúcej štrbinu 18.In FIG. 5, the spray head 2 is made in standard length. Eight sections 14.1 to 14.8 of the nozzle assembly 14 are shown schematically. Each section includes three separate sections 18 of the slot 18 which are separated by separators in the spacer insert forming the slot 18.

Ku každému úseku sa privádza kvapalina oddelenou rúrkou a oddeleným rozdeľovacím kanálom 44. Medzi prívodnou rúrkou a rozdeľovacím kanálom 44 je umiestnený jednocestný uzáver 46, ktorý bráni pretekaniu kvapaliny z jedného úseku rozdeľovaného kanálu 44 do druhého. Každý úsek 14.1 až 14.8 zostavy dýz 14 obsahuje tri izolované úseky štrbiny 18 a rozdeľovacieho kanálu 44, do ktorého sa kvapalina privádza zo spoločného prívodu 41 cez jednocestnú záklopku 48 a regulátor prietoku 42.Liquid is supplied to each section through a separate tube and a separate distribution channel 44. A one-way closure 46 is provided between the inlet tube and the distribution channel 44 to prevent liquid from flowing from one section of the distribution channel 44 to the other. Each section 14.1 to 14.8 of the nozzle assembly 14 comprises three insulated sections of the slot 18 and the distribution channel 44 into which liquid is supplied from the common inlet 41 via the one-way valve 48 and the flow controller 42.

Problémy vznikajú pri použití jednocestných uzáverov 46 na oddelenie jednotlivých úsekov rozdeľovacieho kanálu 44 a štrbiny 18 v tom zmysle, že niektoré druhy rozpúšťadiel, používaných pre pesticídy sú vysoko agresívne proti väčšine elastomémych materiálov. Jednocestné uzávery 46, v ktorých sa elestoméme materiály nepoužívajú, obvykle vyžadujú veľké tlaky na svoje udržanie v uzavretej polohe. To môže viesť k tomu, že sa uzáver neotvorí pri nízkom tlaku a k zmenám prietoku medzi jednotlivými uzávermi pri určitom tlaku. Tieto skutočnosti nie sú príliš závažné v prípade záklopiek 48, ktoré sú spojené s regulátorom prietoku 42. S uzávermi 46 však nie je spojený žiadny regulátor. Tento problém možno prekonať tak, že sa použijú uzávery PTFE-O-krúžkom ako tesnením.Problems arise when using one-way closures 46 to separate the individual portions of the distribution channel 44 and the slot 18 in the sense that some types of solvents used for pesticides are highly aggressive against most elastomeric materials. One-way closures 46 in which elestomem materials are not used usually require high pressures to maintain them in the closed position. This may result in the closure not opening at low pressure and changes in flow rate between the individual closure at a certain pressure. These facts are not very serious in the case of the valves 48 which are connected to the flow regulator 42. However, no regulator is connected to the shutters 46. This problem can be overcome by using PTFE-O-ring closures as a seal.

Pretože neexistuje žiadne priame spojenie, je niekedy ťažké udržať referenčné napätie vzhľadom na zemský povrch. Riešenie tohto prípadu bolo opísané v európskom patentovom spise č. 0186393. Po aplikácii na zariadenie podľa vynálezu je okruh znázornený na obr. 3.Because there is no direct connection, it is sometimes difficult to maintain a reference voltage with respect to the earth's surface. The solution of this case has been described in European patent specification no. After application to the device according to the invention, the circuit shown in FIG. Third

Ako je znázornené na obr. 6, lietadlo nesie dve zostavy postrekovacích hláv 2a, 2b a elektród 4a a 4b. Tieto časti sú upevnené na každej strane lietadla, ako je znázornené na obr. 2. Zariadenie obsahuje dva generátoiy 50,52 vysokého napätia, napájané batériami 54. Každý generátor 50, 52 má dva výstupy 62, 64, 66, 68, zodpovedajúce uzemneniu 58, 60. Oba tieto výstupy sú spojené s kostrou lietadla 61. Výstup 62 generátora 50 s -35 kV je spojený s povrchom 20a postrekovacej hlavy 2a. Výstup 64 generátora 50 so 17,5 kV je spojený so združenými elektródami 4a. Podobne výstup 66 s +35 kV je spojený s povrchom 20b postrekovacej hlavy 2b a výstup s +17,5 kV je spojený so združenými elektródami 4b. Generátory 50 a 52 sú výhodne upevnené na prednom konci zodpovedajúcich postrekovacích hláv 2a, 2b. Tým sa odstránila nutnosť vodičov s vysokým napätím k postrekovacím hlavám a sú potrebné iba externé vodiče na nízke napätie.As shown in FIG. 6, the aircraft carries two sprinkler head assemblies 2a, 2b and electrodes 4a and 4b. These parts are mounted on each side of the aircraft as shown in FIG. 2. The apparatus comprises two high voltage generators 50, 52 powered by batteries 54. Each generator 50, 52 has two outputs 62, 64, 66, 68 corresponding to ground 58, 60. Both of these outputs are connected to an aircraft body 61. Output 62 a generator of 50 s -35 kV is connected to the surface 20a of the spray head 2a. The output 64 of the 17.5 kV generator 50 is coupled to the mating electrodes 4a. Similarly, the output 66 with +35 kV is connected to the surface 20b of the spray head 2b and the output with +17.5 kV is connected to the associated electrodes 4b. Generators 50 and 52 are preferably mounted at the front end of the respective spray heads 2a, 2b. This eliminates the need for high-voltage conductors to the spray heads and requires only low-voltage external conductors.

Atomizovaná kvapalina, vystupujúca z postrekovacej hlavy 2b nesie kladný náboj. Kvapalina, ktorá vystupuje z postrekovacej hlavy 2a je nabitá negatívne. VThe atomized liquid emerging from the spray head 2b carries a positive charge. The liquid emerging from the spray head 2a is negatively charged. IN

SK 278364 Β6 priebehu postreku preteká pozitívny prúd z generátora 52 k zemi cez výstup 66, vodivý alebo polovodivý povrch 20b postrekovacej hlavy 2b s kvapalinou, ktorá vystupuje z postrekovacej hlavy 2b. Bez spojenia medzi uzemnením 58 a 60 nemôže prúd žiadnym spôsobom prúdiť späť ku generátoru 52 zo zeme (napríklad cieľ postreku). Na generátore 52 sa teda tvorí negatívny náboj.During the spraying process, a positive current from the generator 52 to the ground flows through the outlet 66, the conductive or semiconducting surface 20b of the spray head 2b with the liquid exiting the spray head 2b. Without the connection between ground 58 and 60, the current can in no way flow back to the generator 52 from the ground (for example, the spray target). Thus, a negative charge is generated on the generator 52.

Tento vznik náboja na generátore 52 znižuje napätie na vodivom alebo polovodivom povrchu 20b vzhľadom na elektródu 4b, čim dochádza k zníženiu atomizačného poľa a k zníženiu náboja rozstrekovanej kvapaliny. Z tohto dôvodu dochádza k zvýšeniu veľkosti kvapiek a k zhoršeniu kvality postreku. Generátor 50 bude ovplyvnený podobne.This charge formation on the generator 52 reduces the voltage on the conductive or semiconductive surface 20b relative to the electrode 4b, thereby reducing the atomization field and reducing the charge of the spray liquid. For this reason, the droplet size increases and the spraying quality deteriorates. The generator 50 will be affected similarly.

Pri praktickom použití v prípade, že jeden z generátorov 50 alebo 52 dodáva väčšie množstvo prúdu než druhý, vzniká na generátoroch náboj. Polarita tohto náboja je taká, že znižuje atomizačné pole na postrekovacej hlave 2, ktoré dodáva generátor dodávajúci väčšie množstvo prúdu. Týmto spôsobom sa znižuje kvalita postreku zo združenej postrekovacej hlavy a na druhej stane sa zvýši atomizačné pole na postrekovacej hlave, ovládané druhým generátorom. Kvalita postreku na tejto hlave je teda vyššia a prúd sa zvyšuje až do vyrovnania.In practical use, if one of the generators 50 or 52 delivers more current than the other, a charge is generated on the generators. The polarity of this charge is such that it reduces the atomizing field on the spray head 2 supplied by the generator supplying a larger amount of current. In this way, the spraying quality of the associated spray head is reduced and, secondly, the atomizing field on the spray head, controlled by the second generator, is increased. Thus, the spray quality on this head is higher and the current increases until equalization.

V alternatívnom usporiadaní sa môže štrbina 18 nachádzať priamo na postrekovacej hrane 16. Napriek tomu, že by sa týmto spôsobom mohli vytvoriť dve postrekovacie hrany, pretože štrbina má dve strany, v skutočnosti dochádza k elektrostatickému účinku iba na jednej hrane. To znamená, že sa tvorí iba jedna sústava lúčov kvapaliny. V prípade, že by k elektrostatickému účinku dochádzalo na dvoch hranách, vytvárali by sa lúče na oboch stenách štrbiny. Je však nutné uvážiť, že rozstrekovaná kvapalina má pomerne veľkú vodivosť a tak vlastne pri použití premosťuje štrbinu.In an alternative arrangement, the slot 18 may be located directly on the spraying edge 16. Although two spraying edges could be formed in this way, since the slot has two sides, in fact there is only an electrostatic effect on only one edge. That is, only one set of liquid rays is formed. If the electrostatic effect were to occur at two edges, rays would form on both sides of the slit. However, it has to be considered that the spray liquid has a relatively high conductivity and thus, in use, bridges the gap.

V ďalšom usporiadaní možno použiť viac než jednu štrbinu 18 na prívod kvapaliny na jedinú postrekovaciu hranu.In a further embodiment, more than one slot 18 may be used to deliver fluid to a single spray edge.

Claims

PATENT CLAIMS

An apparatus for electrostatic spraying of liquids having a spraying head with a spraying edge having an electrically conductive or semiconducting surface and means for supplying sprayed liquid to the spraying edge through an electrically conductive or semiconducting surface, an electrode remote from the spraying head and a high voltage source to generate a high voltage voltage between the electrically conductive or semiconductive surface and the electrode, characterized in that the spray head (2) has a wing profile, the trailing edge of which forms a spray edge (16), with a gap between the spray head (2) and the electrode (4) for air flow.

Device according to claim 1, characterized in that the spray head (2) has a symmetrical sash profile.

Device according to claim 2, characterized in that one electrode (4) is arranged on both sides of the spraying edge (16).

Device according to claims 1 to 3, characterized in that the electrode or electrodes (4) have a leaf profile.

Device according to claims 1 to 4, characterized in that each electrode (4) has a conductive core (22) and a cover (24) at least partially of a semiconducting material (26) with a resistivity of 5 x 10 ¹¹ to 5 x 10 ¹² ohm. . cm.

Device according to claim 5, characterized in that the core (22) and the cover (24) are at the spray head (2) and the spray edge (16), wherein at least a portion of the cover (24) nearest the spray edge (16). ) is of semiconducting material.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the core (22) is formed by pressed sawdust or graphite granules and the cover (24) has a leaf profile.

Device according to claims 1 to 7, characterized in that the spraying edge (16) and the electrode or electrodes (4) are linear.