一種氣助式扇形靜電噴頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于農(nóng)業(yè)植保機械中的霧化噴頭結構，具體是一種應用于噴桿噴霧機的氣助式扇形靜電噴頭。其包括噴頭主體，電極帽，雙平板電極，扇形噴嘴，電極墊片，進液管，進氣裝置，所述噴頭主體前端設置有扇形噴嘴，在所述噴頭主體前端固定一個絕緣的電極帽，并在其電極槽內(nèi)放置雙平板電極，在所述噴頭主體與所述電極帽之間設有電極墊片，在所述噴頭主體內(nèi)腔沿軸向安裝有進液管，在所述噴頭主體外壁設有進氣裝置。本發(fā)明提供的氣助式扇形靜電噴頭結合靜電噴霧技術和氣助式噴霧技術的優(yōu)點，與普通扇形噴頭相比，霧滴粒徑譜均勻且粒徑較小，并且具有更好的沉積效果，霧滴防飄移性能和對靶穿透性能也更加優(yōu)越。
【專利說明】一種氣助式扇形靜電噴頭

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于農(nóng)業(yè)植保機械中的霧化噴頭結構，具體是一種應用于噴桿噴霧機 的氣助式扇形靜電噴頭。

【背景技術】
[0002] 在長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)，植物保護是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，對 于大田作物，為能解決其大面積的突發(fā)性病蟲草害，噴桿噴霧機將逐步取代中小型背負式 手動和機動噴霧器等落后的施藥機具；噴頭是噴桿噴霧機的核心部件，其性能優(yōu)劣對農(nóng)藥 的有效利用率有很大的影響；目前國內(nèi)外噴桿噴霧機上使用的噴頭為普通扇形噴頭或者美 國ESS公司的氣液兩相靜電霧化噴頭。對于普通扇形噴頭存在的問題是：霧滴粒徑譜不均 勻且粒徑較大；霧滴動量會迅速減小從而無法有效穿透到植株冠層內(nèi)部；存在明顯霧滴飄 失現(xiàn)象，飄失的霧滴對環(huán)境造成嚴重污染，農(nóng)藥有效利用率低；對于美國ESS公司的氣液兩 相靜電霧化噴頭存在的問題是：其為圓錐形噴頭，在噴桿噴霧機上使用圓錐形噴頭，其霧錐 角相對于扇形噴頭較小，這使相同噴桿上布置的噴頭數(shù)量增加，并且圓錐形噴頭存在重復 施藥問題噴霧均勻性不能得到很好保證。
[0003] 本發(fā)明中氣助式扇形靜電霧化噴頭既有扇形噴頭的優(yōu)點，又結合了感應靜電技術 和氣助式霧化技術的優(yōu)點，其霧滴粒徑譜均勻且粒徑較小，并且具有更好的沉積效果，霧滴 防飄移性能和對靶穿透性能也更加優(yōu)越；其工作原理是：雙平板電極與噴頭噴出的扇形水 膜構成兩個并聯(lián)的電容器，當接通高壓靜電發(fā)生器時，兩個電容器都將建立起靜電場，從而 使流經(jīng)的霧滴通過感應充電方式帶上同種電荷，霧滴在靜電場力和高速氣流的作用下進一 步細化并作定向運動吸附在植株靶標的上中下各個部位。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術不足，本發(fā)明提供一種氣助式扇形靜電噴頭，極大的提高了藥 液的噴施效果。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案： 一種氣助式扇形靜電噴頭，包括噴頭主體、電極帽、雙平板電極、扇形噴嘴、電極墊片、 進液管、進氣裝置，所述噴頭主體內(nèi)孔前端設置有扇形噴嘴，在所述噴頭主體外壁前端固定 一個絕緣的電極帽，并在其電極槽內(nèi)放置雙平板電極，在所述噴頭主體與所述電極帽之間 設有電極墊片，在所述噴頭主體內(nèi)腔沿軸向安裝進液管，在所述噴頭主體外壁設有進氣裝 置。
[0006] 所述進液管與噴頭主體內(nèi)壁之間通過螺紋連接，通過螺紋調(diào)節(jié)進液管的進出壓緊 位于進液管和扇形噴嘴之間的噴嘴密封圈。
[0007] 所述電極帽的電極槽與電極墊片之間通過電極密封圈密封，所述電極帽、電極墊 片和進氣裝置通過螺釘連接，所述電極帽電極槽應與扇形噴嘴保持平行。
[0008] 所述進氣裝置與噴頭主體外壁之間通過緊定螺釘固定，所述進氣裝置出氣口為直 角梯形槽，堅直面與扇形噴嘴平行，梯形斜面(與堅直面夾角為15° ~20° )引導氣流從出 氣口噴出，使氣流對噴出霧滴進一步霧化。
[0009] 該氣助式扇形靜電噴頭主要應用在噴桿噴霧機上，在噴桿噴霧機供液管道上安裝 24個該氣助式扇形靜電噴頭，隔膜泵連接藥箱，經(jīng)過調(diào)壓閥、壓力表與供液管道連接；噴桿 噴霧機上安裝有空氣壓縮機，空氣壓縮機與供氣管道連接，供氣管道有24個出氣口分別與 24個噴頭的進氣裝置的進氣口連接，雙平板電極通過接線柱及導線與高壓靜電發(fā)生器連 接；當進行施藥工作時，隔膜泵工作，使液體從噴嘴噴出，雙平板電極使得扇形霧滴群帶上 同種電荷，以及進氣裝置出氣口提供輔助氣流。霧滴在空氣摩擦剪切力、電場斥力、氣流剪 切力三種主要外力作用下進一步霧化，提高了霧滴的穿透性能和吸附效果。
[0010] 與現(xiàn)有普通扇形噴頭相比本發(fā)明的優(yōu)點在于：結合了氣助式霧化技術和感應靜電 技術，氣液出流口相平行，保證了氣流和液流獲得穩(wěn)定的流場結構，從而形成良好的霧化效 果，氣流的作用一方面能細化霧滴，小霧滴具有更好的沉積效果；另一方面使霧滴動力加強 從而使霧滴更快到達植株葉面，減小霧滴的飄移，并且氣流對植株葉面產(chǎn)生翻滾而增強了 霧滴群的穿透能力，彌補靜電噴霧技術霧滴動力不足并且穿透能力弱的缺點；感應充電電 壓相對其他充電方式的電壓較低(一般在3-4KV)，電極帽用耐高壓工程材料制成，很好保證 絕緣性，靜電技術進一步提高霧滴的霧化效果和防飄移性能，并且荷電霧滴在植株葉片正 反面吸附能力強，不易流失，極大提高了農(nóng)藥的有效利用率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明實施例的整體結構剖視圖1示意圖。
[0012] 圖2為本發(fā)明實施例的整體結構剖視圖2示意圖。
[0013] 圖3為本發(fā)明實施例的進氣部件的結構示意圖。
[0014] 圖4為本發(fā)明實施例的電極帽的結構示意圖。
[0015] 圖5為本發(fā)明實施例的氣助式扇形靜電噴頭的三維圖。
[0016] 圖6為相位多普勒粒子分析儀（PDPA)粒徑測試裝置示意圖。
[0017] 表1、圖7、圖8為相位多普勒粒子分析儀（PDPA)粒徑測試結果(充電電壓4KV)。
[0018] 1、電極帽；2、扇形噴嘴；3、雙平板電極；4、電極墊片；5、進氣裝置；6、噴頭主體； 7、進液管；8、噴嘴密封墊圈；9、電極密封圈；10、氣流入口；11、氣流出口；12、緊定螺紋孔； 13、電極槽；14、電極連接螺紋孔。

【具體實施方式】
[0019] 如圖1、2、3所示，本發(fā)明提供一種氣助式扇形靜電噴頭，包括噴頭主體6、噴頭主 體6前端安裝口安放扇形噴嘴2,在噴頭主體6前端設置絕緣的電極帽1，電極帽1與扇形 噴嘴2保持平行，在電極帽1上開有電極槽14,在電極槽14內(nèi)放置雙平板電極3,在電極帽 1和噴頭主體6之間設有電極墊片4,電極墊片4與電極帽1之間通過電極密封圈9密封， 噴頭主體6、電極墊片4、電極帽1用螺釘連接。
[0020] 在噴頭主體6內(nèi)腔沿軸向設有進液管7,進液管7上設置有外螺紋，置于噴頭主體 6上的中心螺紋孔內(nèi)，通過螺紋調(diào)節(jié)進液管7的進出來壓緊噴嘴密封墊圈8,在噴頭主體6 外壁設有進氣裝置5,進氣裝置5上設置有3個緊定螺紋孔12,用來固定進氣裝置5,進氣裝 置5上設有氣流入口 10和氣流出口 11，氣流出口 11與扇形噴嘴2保持平行。
[0021] 以上裝配完成后，電極帽一側邊開有兩個電極連接螺紋孔14,雙平板電極3通過 接線柱及導線與高壓靜電發(fā)生器連接；進液管7、進氣裝置5通過連接接頭分別與噴霧機供 液管和供氣管連接。
[0022] 所述扇形噴嘴2使用德國Lechler公司的標準扇形噴頭ST/SC系列，可在市場直 接購置。
[0023] 所述雙平板電極3采用銅材加工而成，具有良好的導電效果，與高壓靜電發(fā)生器 連接后由環(huán)氧膠密封；所述電極帽1、電極墊片4由耐高壓絕緣的工程塑料制成，如四氟乙 烯、尼龍，以確保感應充電效果和噴頭的安全性能。
[0024] 試驗驗證：為驗證霧滴荷電對粒徑的影響，本文采用相位多普勒粒子分析儀 (PDPA)粒徑測試裝置，分別在加靜電跟不加靜電的情況下的霧滴粒徑進行檢測；該裝置由 相位多普勒粒子分析儀和噴霧系統(tǒng)組成；相位多普勒粒子分析儀由PC機、處理器、光電倍 增器、激光發(fā)生器、接受探頭、發(fā)射探頭依次連接組成；噴霧系統(tǒng)由藥液灌、隔膜泵、調(diào)節(jié)閥、 扇形靜電噴頭依次連接以及高壓靜電發(fā)生器與扇形靜電噴頭電極接線柱連接組成；詳見圖 5 〇
[0025] 表1給出了霧滴未荷電與荷電時候粒徑大小對比數(shù)據(jù)，其中Ao表示將所有霧滴的 粒徑之和除以霧滴總數(shù)所得的平均粒徑，稱為數(shù)量平均直徑;j 3(l表示具有此直徑的霧滴， 其體積恰好等于所有霧滴的體積平均值，稱為體積平均直徑;表示具有此直徑的霧滴， 其比表面(單位體積顆粒的表面積）恰好等于所有霧滴的表面平均值，稱為Sauter平均直 徑;^3是現(xiàn)有的激光粒徑分析系統(tǒng)上經(jīng)常用到的平均直徑，表示為：

【權利要求】
1. 一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述靜電噴頭包括噴頭主體、電極帽、雙平 板 電極、扇形噴嘴、電極墊片、進液管和進氣裝置，所述噴頭主體內(nèi)孔前端設置有扇形噴 嘴，在所述噴頭主體外壁前端固定一個絕緣的電極帽，并在其電極槽內(nèi)放置雙平板電極，在 噴頭主體與所述電極帽之間設有電極墊片，在所述噴頭主體內(nèi)腔沿軸向安裝進液管，在所 述噴頭主體外壁設有進氣裝置。
2. 如權利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述進液管與噴頭主 體內(nèi)壁之間通過螺紋連接，通過螺紋調(diào)節(jié)進液管的進出壓緊位于進液管和扇形噴嘴之間的 噴嘴密封墊圈。
3. 如權利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述電極帽的電極槽 與電 極墊片之間通過電極密封圈密封，所述電極帽、電極墊片和進氣裝置通過螺釘連接，所 述電極帽電極槽應與扇形噴嘴保持平行。
4. 如權利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述進氣裝置設置有3 個 緊定螺紋孔，與噴頭主體外壁之間通過緊定螺釘固定；進氣裝置上設有氣流入口和氣 流出口，氣流出口為直角梯形槽，堅直面與扇形噴嘴平行，梯形斜面引導氣流從出氣口噴 出，使氣流對噴出霧滴進一步霧化。
5. 如權利要求4所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述梯形斜面與堅直 面夾角為15° ~20°。
6. 如權利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述電極帽一側邊開 有兩 個電極連接螺紋孔，雙平板電極通過接線柱及導線與高壓靜電發(fā)生器連接；所述進液 管、進氣裝置通過連接接頭分別與噴霧機供液管和供氣管連接。
7. 如權利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述扇形噴嘴使用德 國 Lechler公司的標準扇形噴頭ST/SC系列，可在市場直接購置。
8. 如權利要求6所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述雙平板電極采用 銅材 加工而成，具有良好的導電效果，與高壓靜電發(fā)生器連接后由環(huán)氧膠密封。
9. 如權利要求1所述的一種氣助式扇形靜電噴頭，其特征在于：所述電極帽、電極墊片 由耐高壓絕緣的工程塑料制成，以確保感應充電效果和噴頭的安全性能。
【文檔編號】B05B1/04GK104399613SQ201410679106
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權日:2014年11月24日
【發(fā)明者】賈衛(wèi)東, 胡化超, 陳龍, 張明, 劉歡, 聞志勇, 李信 申請人:江蘇大學