一种静电离心雾化装置论文和设计-钱璟

全文摘要

本实用新型属于静电离心雾化技术领域，公开了一种静电离心雾化装置，对液体进行雾化，包括：高压静电发生器(1)、电机(2)和转筒(3)，所述高压静电发生器(1)与转筒(3)电连接，所述电机(2)的转轴与转筒(3)轴连接提供转筒转动的动力，所述转筒(3)具有与液体源连通的空腔，转筒(3)外表面均匀分布用于雾化液体的多个网孔，所述多个网孔均与所述空腔连通。本实用新型在无需气泵或水泵的条件实现了液体静电雾化，能够使雾滴大小均匀且充分携带静电荷。

主设计要求

1.一种静电离心雾化装置，对液体进行雾化，其特征在于，包括：高压静电发生器、电机和转筒，所述高压静电发生器与转筒电连接，所述电机的转轴与转筒轴连接提供转筒转动的动力，所述转筒具有与液体源连通的空腔，转筒外表面均匀分布用于雾化液体的多个网孔结构，所述多个网孔结构与所述空腔连通。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种静电离心雾化装置，其特征在于：所述转筒呈圆柱形，多个网孔均匀分布在圆柱形的表面上。

3.根据权利要求1所述的一种静电离心雾化装置，其特征在于：还包括多孔渗水材料层，均匀填充在所述转筒的空腔内。

4.根据权利要求1所述的一种静电离心雾化装置，其特征在于：还包括绝缘外壳，高压静电发生器和电机都分别设置在绝缘外壳内部，转筒设置在绝缘外壳外部。

5.根据权利要求4所述的一种静电离心雾化装置，其特征在于：所述绝缘外壳内部具有储水空腔，所述储水空腔与液体源及转筒的空腔分别连通。

6.根据权利要求5所述的一种静电离心雾化装置，其特征在于：所述储水空腔环绕包覆设置在电机的外周。

7.根据权利要求6所述的一种静电离心雾化装置，其特征在于：储水空腔的上部具有与液体源连通的进液口，其下部具有与转筒的空腔连通的出液口。

8.根据权利要求1所述的一种静电离心雾化装置，其特征在于：高压静电发生器和电机外壳电连接，电机外壳与电机转轴电连接，电机外壳与电机内部线圈绝缘设置。

9.根据权利要求3所述的一种静电离心雾化装置，其特征在于：所述转筒还具有多个网孔形成的内层，将所述空腔分为容置多孔渗水材料层的外腔体和与液体源连通的内腔体。

10.根据权利要求1所述的一种静电离心雾化装置，其特征在于：还包括用于给电机提供电源及控制电机的电机控制线路板，高压静电发生器集成在其上。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于静电离心雾化技术领域，尤其涉及一种静电离心雾化装置。

背景技术

静电离心雾化技术可广泛用于种植业，畜牧业，养殖业，林业，空气净化等行业和场所。静电离心雾化喷头是利用液体高速旋转所产生的离心力将液体雾化，并且使用高压静电发生装置使雾化的雾滴带有静电荷。带有静电荷的雾滴在电场力、重力和空气动力的作用下，做定向运动并吸附在靶标的各个部位，具有沉积效率高、雾滴漂移散失少、附着力强等良好性能。

传统农药施用技术仍停留在大容量和大雾滴喷雾技术水平上。植保作业时喷洒出的药液呈自由落体运动落向地面，由于受到风力和重力的影响，喷洒的农药仅有少部分附着在植物冠表面上，绝大部分药液会流淌或散落到地面上，农药利用率低，环境污染严重。当喷洒量超过一定限度时，叶片上的细小雾滴会凝聚成大雾滴而滚落、流失，反而使叶片上附着的农药量急剧降低；特别是在植物隐蔽部位和叶片的背面很难接触到药物，植物体表面喷洒沉积的药液很难达到理想效果，不能有效杀死病菌虫草。而通过静电喷雾技术形成的雾滴带有大量静电荷，对靶标产生包抄效应。带电雾滴在静电场力和其它外力的作用下做定向运动而吸附在植物体的各个部位，达到使用药液少，沉积效率高、雾滴漂移散失少，可以将农药利用率提高到90％以上，从而降低了农药对环境污染。现有的静电喷头都是使用压力喷头，雾化时需要辅助的水泵或气泵来大幅提高液体压力，所以设备复杂，能耗高，并且在实际操作过程中，喷头经常堵塞，影响工作效率。另一方面，转盘式喷头(如图1所示)或离心式喷头是通过液体的高速旋转实现液体雾化，不需要水泵或气泵的辅助，结构简单，重量轻，不会有喷头堵塞发生，非常适合中小型无人机的植保作业，但是已有的转盘或离心式喷头，仅能雾化液体，并不能使得液体带有静电荷，因此不具有静电喷雾技术的优点；图1中所示，转盘式喷头由于只有一层雾化孔，雾化量有限，而且高速旋转时产生的风噪大；以放电方式荷电的喷头在喷嘴外部隔空一段距离加装静电放电尖端，喷雾形成的雾滴在经过放电区域后会携带部分静电荷，这种方式通常带电不均匀，不能够为雾滴充分带电，而且在放电过程中会产生臭氧，氮氧化物气体等有害气体。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种静电离心雾化装置，能够在不依赖任何压力设备的情况下实现液体的精细雾化，喷雾颗粒均匀且附着静电荷，荷电效率高。

本实用新型实施例是这样实现的：

一种静电离心雾化装置，对液体进行雾化，包括：高压静电发生器、电机和转筒，所述高压静电发生器与转筒电连接，所述电机的转轴与转筒轴连接提供转筒转动的动力，所述转筒具有与液体源连通的空腔，转筒外表面均匀分布用于雾化液体的多个网孔结构，所述多个网孔结构与所述空腔连通。

所述转筒呈圆柱形，多个网孔均匀分布在圆柱形的表面上。

所述的一种静电离心雾化装置，还包括多孔渗水材料层，均匀填充在所述转筒的空腔内。

所述的一种静电离心雾化装置，还包括绝缘外壳，高压静电发生器和电机都分别设置在绝缘外壳内部，转筒设置在绝缘外壳外部。

所述绝缘外壳内部具有储水空腔，所述储水空腔与液体源及转筒的空腔分别连通。

所述储水空腔环绕包覆设置在电机的外周。

所述储水空腔的上部具有与液体源连通的进液口，其下部具有与转筒的空腔连通的出液口。

高压静电发生器和电机外壳电连接，电机外壳与电机转轴电连接，电机外壳与电机内部线圈绝缘设置。

所述转筒还具有多个网孔形成的内层，将所述空腔分为容置多孔渗水材料层的外腔体和与液体源连通的内腔体。

所述的一种静电离心雾化装置，还包括用于给电机提供电源及控制电机的电机控制线路板，高压静电发生器集成在其上。

本实用新型实施例通过在将高压电块(高压静电发生器)产生的静电通过电机外壳、转轴直接连接至转筒，使得转筒在产生喷雾的同时为液体带电，而且喷雾颗粒全部携带静电电荷，采用“接触带电方式”使雾滴带电，这样有效提升了带电效率，所产生的喷雾在靶标上附着的效果更佳；本实用新型的雾化装置还有如下技术效果：

1、使用寿命长，由于控制电路板和高压静电发生器的外置，可以有效地避免高压静电对于电机运转的干扰，保证电机工作平稳和使用寿命；绝缘外壳中的流动液体能够有效的为电机散热，避免了电机因长时间工作而出现的结构过热。

2、雾化更均匀，金属转筒内置了多孔渗水材料和不锈钢网，液体需要透过渗水材料和网眼后才能从金属筒上的孔眼甩出，所有渗水材料的孔隙和网眼尺寸可以有效的控制雾滴的大小，而非仅仅依赖转筒的转速。现有离心喷头的转盘旋转速度和表面结构决定了所产生的雾滴大小，往往转速越高，雾滴越小。而此技术减低了雾化效果对于转速的依赖性，在低转速下可以保证雾化的均匀性；转筒多层孔出水，加上填充的吸水介质，保证了雾化均匀，所以不完全依赖转速。

3、带电效果好。现有的静电雾化喷头都采用感应式或放电式带电。本实用新型采用接触式带电，带电效率更高，荷质比是现有产品的五到十倍，所以雾滴定向运动更好，附着力更强。

4、噪音低。本实用新型的转筒式喷头与现有技术中的转盘喷头在相同转速下，所产生的风噪会低10至20分贝；转筒为圆柱形，旋转过程中对空气扰动少，产生的风噪低；而传统的转盘多为扁平伞状，转动时与空气摩擦的过程中产生的风噪高。

5、本雾化装置结构轻便，设计合理。此喷头设计，外观简洁，无需辅助器材，可以方便的适配于植保机械和无人机。

6、转筒的长度可变，可根据喷雾量的大小来调整，适用于更多场合。

7、内部的储水空腔可以达到冷却电机的作用，保证了电机的散热效果更好。

附图说明

图1是现有技术中转盘式喷头的结构图；

图2是本实用新型的静电离心雾化装置的结构爆炸图；

图3是本实用新型的静电离心雾化装置的结构装配图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述：

如图2和图3所示，一种静电离心雾化装置，对液体进行雾化，包括：高压静电发生器1、电机2和转筒3，所述高压静电发生器1与转筒3电连接，所述电机2的转轴与转筒3轴连接提供转筒3转动的动力，所述转筒3具有与液体源连通的空腔，转筒3外表面均匀分布用于雾化液体的多个网孔结构，所述多个网孔结构与所述空腔连通。

所述转筒3呈圆柱形，多个网孔均匀分布在圆柱形的表面上。

所述的一种静电离心雾化装置，还包括多孔渗水材料层5，均匀填充在所述转筒3的空腔内。

所述的一种静电离心雾化装置，还包括绝缘外壳4，高压静电发生器1和电机2都分别设置在绝缘外壳4内部，转筒3设置在绝缘外壳4外部。

所述绝缘外壳4内部具有储水空腔，所述储水空腔与液体源及转筒3的空腔分别连通。

所述储水空腔环绕包覆设置在电机2的外周。

所述储水空腔的上部具有与液体源连通的进液口，其下部具有与转筒3的空腔连通的出液口。

高压静电发生器1和电机2绝缘外壳电连接，电机2绝缘外壳与电机2转轴电连接，电机2绝缘外壳与电机2内部线圈绝缘设置。

所述转筒3还具有多个网孔形成的内层，将所述空腔分为容置多孔渗水材料层的外腔体和与液体源连通的内腔体。需要说明的是，多孔渗水材料层，是为了更好的雾化效果，不是必要零件，因此可以装配也可以不装配，可以根据具体场合对雾化效果的要求进行选配。

所述的一种静电离心雾化装置，还包括用于给电机提供电源及控制电机的电机控制线路板6，高压静电发生器1集成在其上。当然，高压静电发生器也可以不集成在电机控制电路板上，可以额外单独安装，同样能够实现实用新型的功能。

本实用新型中，上述各种技术特征的两两组合或者两者以上的组合都可以构成本实用新型的雾化装置，由于篇幅所限不一一列举各种组合方式；转筒由不锈钢支撑体和不锈钢编织网制成，当然也可以是其它导电材质的孔隙结构，例如陶瓷、塑料等，转筒的长度尺寸可大可小，根据使用场合进行确定；高压静电发生器可以与转筒直接电连接，本实用新型中电荷路径从电机外壳到电机转轴，然后再到转筒，有效利用了装置的装配结构，从高压静电发生器到转筒的其他的电荷路径，本实用新型就不一一赘述，同样能够实现本实用新型的目的；外壳为电绝缘材料制成，绝缘外壳中的储水空腔贯通整个绝缘外壳，由于电机及高压静电发生器都装配在绝缘外壳内，而且储水空腔里的液体为流动液体，在正常工作状态下能够提供冷却功能，使电机得到更好的散热效果，延长电机的使用寿命。

本实用新型的雾化装置中，直流无刷电机内部定子、转子以及金属机壳之间做绝缘处理。电机控制线路板集成高压静电发生器且外置于电机金属壳体；高压静电发生器的输出端子连接电机金属壳体底部；金属转筒固定在电机转轴端部；电机及电路板固定于绝缘外壳内；绝缘外壳是一个贯通的腔体结构，底部可以连接液体管道，液体可以透过腔体从绝缘外壳顶部喷孔进入金属转筒内部；电机接通电源后，高压静电发生器可以输出2000至6000伏静电，静电通过电机转轴传导至金属转筒，以及筒内的液体；电机运转后，金属转筒跟随电机转轴同步高速旋转，并带动筒内的液体作高速旋转。高速旋转所产生的离心力，将液体从转筒上的孔甩出，形成雾滴，转筒上的不锈钢编织网眼可以使雾化效果更均匀。

本实用新型实施例通过在将高压电块(高压静电发生器)产生的静电通过电机壳、转轴直接连接至转筒，使得转筒在产生喷雾的同时为液体带电，使喷雾颗粒全部携带静电电荷，采用“接触带电方式”使雾滴带电，这样不但提升了带电效率，所产生的喷雾在靶标上附着的效果更佳；本实用新型的雾化装置还有如下技术效果：

2、雾化更均匀，金属转筒内置了多孔渗水材料和不锈钢网，液体需要透过渗水材料和网眼后才能从金属筒上的孔眼甩出，渗水材料的孔隙和网眼尺寸可以有效的控制雾滴的大小，而非仅仅依赖转筒的转速。现有离心喷头的转盘旋转速度和表面结构决定了所产生的雾滴大小，往往转速越高，雾滴越小。而此技术减低了雾化效果对于转速的依赖性，在低转速下可以保证雾化的均匀性；转筒多层孔出水，加上填充的吸水介质，保证了雾化均匀。

5、本雾化装置结构轻便，设计合理。此喷头设计，外观简洁，无需辅助器材，可以方便的适配于植保机械和无人机。

6、转筒的长度可变，可根据喷雾量的大小来调整，适用于更多场合。

7、内部的储水空腔可以达到冷却电机的作用，保证了电机的散热效果更好。

本实用新型的实施例中，结构设计合理、易拆装、防漏电、雾化量范围广、雾化效果好，静电离心雾化装置在无液泵或气泵的辅助下，实现液体的静电雾化，该技术利用液体高速旋转时所产生的离心力将液体雾化，并且使用高压静电发生装置使形成的雾滴带有静电荷。带有电荷的雾滴能够有效地吸附在靶标上，雾化效果更均匀，药液覆盖率高，大大提高了药物的利用率。而且该喷头结构轻便，操作简单，可以广泛地适用在无人机植保作业。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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