[发明专利]一种仿形电极静电喷头

说明书

技术领域

本发明涉及一种静电喷头，尤其是一种仿形电极静电喷头，属于植物保护技术领域。

背景技术

农业用静电喷雾利用高压静电使农药雾滴带电，并在喷头和靶标间形成静电场。由于静电场对带电雾滴具有导向性，因此可提高农药的使用效果、减轻环境污染。

检索发现，申请号为200620030476.0的中国专利公开了一种复合充电静电喷雾装置,包括液力式喷嘴体,在喷嘴体上设有组合充电电极,组合充电电极是由包绕在喷嘴体上的环形充电极、罩设于喷嘴体的喷口外侧的锥环形充电电极、设置于锥环形充电电极口沿内壁上的针形充电极经通电连接构成,环形充电极、锥环形充电电极的外表面包绕有绝缘层。该装置存在的问题是只在电极的外表面包绕有绝缘层，而电极内壁与雾流之间无绝缘，处于喷雾高湿环境下雾流要获得静电感应而又不会发生漏电，锥环形电极的直径必然很大，其感应充电效果有限，而要其针状电晕充电电极发生作用，势必充电电压很高，在农田开放的作业环境中安全性得不到保证（参见《排灌机械工程学报》2012年第2期第30卷245～248页“高沉积静电喷雾装置试验研究”）。

申请号为200920140278.3的中国专利申请公开了一种气力式静电喷头,主要由喷口处的小环形电极、防护罩、喷头主体、小喷头体、液体通道、气体通道、垫圈、喷头盖,密封胶圈,喷头体内嵌的大环形电极,与大环形电极相连的针形充电电极,大小环形电极连通的空腔以及喷嘴等组成。工作时,在外部电压电场作用下,使液体在喷嘴出口形成水雾的瞬间,根据静电感应原理,组合式充电电极使喷出的雾滴带有与外部电场电荷极性相反的电荷。即接通电源后,在喷头和感应极环之间的电场使电荷绕回路流动,正电荷聚积在感应极环上,负电荷聚积在喷出的液流束上。此类静电喷头均为气液两相流静电喷头，内置电极的雾滴带电效果好、安全可靠，所以在静电喷涂领域得到广泛应用，但在农田作业环境中，由于气液两相流喷头的喷雾角只有18°左右，远低于液力空心园锥雾喷头80°的喷雾角，单个喷头的喷雾覆盖面很低，作业效率低，而且气液两相流喷头所需作业动力大，多头喷雾所需动力在农业生产中很难得到满足。

申请号为201120503611.X的中国专利公开了一种应用在农业机械化喷洒农药领域的感应式静电喷雾喷嘴，其包括快拆底座、快拆压盖、导流体、绝缘保护套、喷嘴、静电圈和电源接头，快拆底座与快拆压盖旋转式连接，导流体穿过绝缘保护套的轴心，导流体通过外螺纹与喷嘴连接并固定在绝缘保护套上。该喷嘴虽然实现了快拆、简化了工艺，但其静电感应电极仍然是未绝缘的环形电极，在电极与雾流之间的高湿环境下静电感应效果差且不稳定。

总之，上述现有技术在实际应用农业中存在以下问题：1）由于喷雾施药的开放环境气流不可控，因此静电喷雾的实际沉积很容易受风场影响，效果不稳定；2）电极与雾流之间未妥善处理好绝缘问题，高湿度环境下难以保证充分稳定的雾滴带电效果，往往出现喷雾沉积效果与普通喷雾差别不大。因此，需要进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种即使在开放环境也能保证理想喷雾沉积效果的仿形电极静电喷头，从而切实解决在农业应用中的问题。

为了达到以上目的，本发明的仿形电极静电喷头包括装在进液管端部的空心圆锥雾喷嘴组件，所述喷嘴组件的前端装有与高压静电源电连接的仿形电极，所述仿形电极呈锥角与所述空心圆锥雾锥角相配的喇叭形，所述仿形电极包覆有绝缘层，所述喷嘴组件和仿形电极外套有进风管，所述喷嘴组件与进风管之间形成环形气流通道，所述气流通道通往仿形电极与进风管之间形成外层风帘通道以及仿形电极内的内层风帘通道。

采用本发明后，与空心圆锥雾锥角相配的仿形喷嘴组件可以使喷雾中的雾滴处于最佳感应充电状态，外层风帘通道形成的外层风帘，可以明显减小外部风场对喷雾稳定性的影响，内层风帘通道则在喷雾时形成仿形电极内的附壁风帘，不仅可以保持空心圆锥雾与仿形电极内壁具有所需的充电间隙，从而保证雾滴形成充分的感应电荷，而且附壁风帘可以有效避免雾滴附着，防止在电极壁上吸附堆积带电雾滴形成的水珠影响对喷雾的静电感应效果。因此采用本发明后，在对雾滴充分稳定充电的同时，还有效隔离了外部风场，即使在开放环境也能保证理想的喷雾沉积效果，十分适于农业植保喷药。

通过试验，申请人对本发明进一步的完善是，所述外层风帘通道和内层风帘通道分别由一组外螺旋通道和一组内螺纹通道构成。这样可以形成类似“龙卷风”状的旋流风帘，稳定性更好，隔离效果更佳。尤其是，外螺旋通道和内螺纹通道的旋向相反，效果最佳。