[发明专利]便携式感应电喷雾设备及工具包

说明书

本发明揭示小外观尺寸移动静电喷雾单元及其使用方法。

相关申请案的交叉参考

此为在美国作为依据案名35U.S.C.§100et seq.及37C.F.R.§1.53(b)的专利的非临时申请案而申请的实用专利申请案，并主张以下依据案名35,U.S.C.§119(e)的申请日期之前的申请案的权益：2014年10月9日申请的序列号为62/061,771的美国临时申请案；2015年3月11日申请的第62/131,592号美国临时申请案；及2015年4月14日申请的第62/147,366号美国临时申请案，上述申请案中的每一申请案的全部内容以引用的方式并入本文中并依赖于此。

背景技术

高喷雾效率及高涂布施用质量对许多行业且出于众多原因是重要的。例如，在农业生产领域，作物的劣质农药覆盖等于虫害损害及产量损失增加。另外，由于漂流或径流造成的农药偏离目标移动可能会对地下水、地表水或空气造成环境污染。这可能导致农药中毒及其它非预期的生态及经济危害。质量传递不足也浪费大量化学品。最终的结果是，由于化学品、燃料、装备及人力成本不必要地高，农业生产者的财务底线受损。公共卫生领域的一个例子是关于喷雾消毒及卫生程序的有效性。标准喷雾装备对人体接触表面的不充分覆盖已导致医院获得性感染(例如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)及艰难梭菌)以及广泛传播的传染性疾病(例如SARS、诺如病毒、流感及肺结核等等)大量增加。在此类情况下，财政成本以及人类苦难及生命损失都是巨大的。

传统的液压喷雾技术在喷雾材料到预期目标的质量传递上是众所周知的低效率。另外，作用于目标的材料通常仅提供斑点式覆盖。通常，处于喷雾流或喷雾团的直线方向的表面接收大部分喷雾且被遮蔽区域(例如目标的背部及底部)几乎没有覆盖。不粘附到目标的喷雾材料经常流到地面上，或者像空气中的小液滴一样存留，这些液滴可容易地被运送到现场外或由喷雾事件附近的人吸入。

标准技术液压喷雾器通常以将高压力液体及空气流提供到多个机械雾化喷嘴的原理工作。从喷嘴喷出的液滴喷雾将相当大量的液体运输到预期目标。16％到50％范围内的低效率来自喷雾流的基本惯性、空气动力及物理作用力。这些液压喷雾器上的喷嘴通常产生大的液滴，通常在100到600微米直径的范围内。此类大的液滴在目标表面上产生可变且不均匀的覆盖。大液滴也更有可能从目标反弹或流出目标并落到地面上。农业研究表明，传统的液压喷雾器对目标植物的叶片的下侧及内部部分的材料施用显著少于对生长在植物冠层外部上的叶片的近轴部分的材料施用。例如空气辅助，液滴尺寸减小及液滴的静电充电的技术实施起来均已实现不同程度的成功。迄今为止，最有前景的是使用在低空气及液体压力下操作，并且对所产生的均匀喷雾团的液滴赋予一致的高荷质水平的空气辅助式静电喷雾器。

虽然喷雾涂布技术取得进展，但在过去十年中，在农业、食品安全及公共卫生领域出现若干不同情况，需要进一步增强及修改现有技术的喷雾器来应对这些情况的挑战。这些新情况引发了广泛涉及环境、经济、政治及金融考虑的因素，并进一步影响如何设计喷雾系统的性质。

世界各地的农业生产趋向于高密度种植以满足日益增长的全球人口粮食需求，且减少农业投入最大限度地提高可用耕地的承载能力。具有多重保护效益的高密度栽培以及在较小的地区允许较高的产量对于传统的工业农具造成了挑战，这归因于狭窄的驱动行及可能难以用农业化学喷雾渗透的密集的植物冠层(康奈利(Connelly)等人，2000；里格(Rigg)，1997)。另一明显增加的趋势是在室内或覆盖式结构中移动食品生产。这些高密度、受保护的环境生长条件能对抗气候不稳定并延长生产季节以及节约例如水及肥料等资源。许多这些商业覆盖式食品生产系统甚至在城市内及附近且甚至在建筑屋顶上出现。这又对传统工业农业装备造成运筹及文化挑战。大型、喧闹、重型柴油牵引器吹送排气并造成化学漂流或径流危害，这在此类环境中将是不可接受的。此装备的尺寸及相对缺乏可操作性也将在覆盖式高密度农业范围内受到限制。