航空静电喷雾装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及喷洒技术领域，尤其是涉及一种航空静电喷雾装置及系统。


背景技术：

2.随着科技的发展，自动化喷洒技术已广泛应用于多种复杂农作物植保场景中(地面、航空作业)，作业效率大大提高，但农药的利用率仍有待提高。对于具有一定纵深的植株，雾滴较难吸附于植物隐蔽部位，致使防虫防病效果不理想。
3.静电喷雾技术利用静电效应使雾滴吸附于植株隐蔽部位，可有效提高雾滴吸附效果，增加雾滴在标靶正背面的沉积率，进而可提高农药的使用率。
4.然而，现有技术中的静电喷雾装置大多为接触式荷电，将高压静电发生器直接与药箱中的药液或者金属喷头相连，对整个系统的绝缘性要求非常高，不宜在航空植保系统中采用。而电晕式荷电采用尖端放电的原理，使从喷头喷出的雾滴与空气中的离子结合，从而带上电荷，要求电压很高，通常要在两万伏以上，且荷电效果不佳，同样不宜在航空植保系统中使用。并且，现有的静电喷雾装置主要为接触式静电感应的压力喷头，对结构要求较高，而针对离心喷头的静电喷雾技术寥寥无几。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种航空静电喷雾装置及系统，以解决现有技术中的航空静电喷雾装置喷洒效果不佳的技术问题。
6.本实用新型提供的航空静电喷雾装置，包括：
7.喷头，所述喷头包括电机、以及设置于所述电机一侧的喷盘；
8.感应部，所述感应部与所述喷盘之间沿所述喷盘轴向方向上的距离小于第一预设距离，其中，所述感应部的外表面包覆绝缘层；
9.静电发生器，其一个电极与所述感应部连接，另一电极与所述航空静电喷雾装置的地级端连接，从而在所述感应部和所述喷盘之间形成感应电场使通过所述感应电场的喷雾感应上与所述感应部相反的电荷；
10.风扇装置，设置于所述电机远离所述喷盘的一侧，被配置为产生向所述喷盘方向的风场，从而使得从喷盘喷出的喷雾远离所述感应部。
11.进一步地，所述感应部与所述喷盘同轴设置，所述感应部的内侧边与所述喷盘的外侧边之间沿所述喷盘径向方向上的距离小于第二预设距离。
12.进一步地，所述感应部通过一支架与所述电机的外壳固定，其中，所述支架由绝缘材料制成，所述支架与所述感应部可拆卸连接。
13.进一步地，所述支架设置于所述喷盘靠近所述风扇装置的一侧并与所述电机的外壳一体成型。
14.进一步地，所述喷盘的入水口与所述支架配合设置于所述感应部内侧。
15.进一步地，所述支架与所述电机之间的固定位置沿着所述电机的轴向方向调节。
16.进一步地，所述风扇装置为设置于所述电机远离所述喷盘的一侧的螺旋桨。
17.进一步地，所述绝缘层由至少一层交联聚乙烯或硅橡胶构成，并在表面涂覆环氧树脂，所述绝缘层的厚度为1～3毫米。
18.本实用新型的目的还在于提供一种航空静电喷雾系统，包括成对设置于机架上的如本实用新型所述的航空静电喷雾装置，两个航空静电喷雾装置的感应部连接的电极极性相反。
19.进一步地，两个航空静电喷雾装置的地级端分别连接所述机架，或者，分别连接所述航空静电喷雾系统的电源地级端。
20.本实用新型提供的航空静电喷雾装置和航空静电喷雾系统，通过喷头、感应部、以及风扇装置的设置，在感应部包覆绝缘层，并通过风扇装置朝着喷头方向送风，使得感应部和喷头之间的距离足够小，可形成强感应电场提高喷雾荷电效果，同时避免感应部与喷头之间漏电或者导电，避免影响静电喷雾效果，提高了靶向喷洒效果。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型实施例提供的一种实施例中的航空静电喷雾装置的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的另一种实施例中的航空静电喷雾装置的结构示意图；
24.图3是本实用新型实施例提供的另一种实施例中的航空静电喷雾装置的主视图；
25.图4是本实用新型实施例提供的另一种实施例中的航空静电喷雾装置中的支架的结构示意图；
26.图5是本实用新型实施例提供的另一种实施例中的航空航空静电喷雾装置中的支架的主视图；
27.图6本实用新型实施例提供的一种实施例中的航空航空静电喷雾系统的示意图；
28.图7本实用新型实施例提供的另一种实施例中的航空航空静电喷雾系统的示意图。
29.图标：1－喷头；11－电机；12－喷盘；13－喷盘的入水口；2－感应部；21－绝缘层；3－静电发生器；4－支架；41－固定部；42－延伸部；43－紧固件；100－航空静电喷雾装置；101－第一航空静电喷雾装置；102－第二航空静电喷雾装置；200－机架；300－连接件。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、初始状态地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.本实用新型提供了一种静电喷雾装置及航空静电喷雾系统，下面给出多个实施例对本实用新型提供的静电喷雾装置及航空静电喷雾系统进行详细描述。
32.本实施例提供的航空静电喷雾装置100，如图1至图4所示，包括喷头1、感应部2、静电发生器3和风扇装置(未图示)，静电发生器3的一个电极与感应部2连接，另一电极与航空静电喷雾装置100的地级端连接，从而在感应部2附近形成感应电场使通过感应电场的喷雾感应上与感应部2相反的电荷，通过风扇装置的风场使得喷雾向远离感应部2的方向运动，从而实现更好的静电喷洒效果。
33.具体的，喷头1包括电机11、以及设置于电机11一侧的由电机11驱动的喷盘12，该喷盘12为离心喷盘或弥雾喷盘，整体为圆盘状，通过电机轴与喷盘12连接，从而驱动喷盘12做高速转动实现离心喷洒。静电发生器3，其一个电极与所述感应部2连接，另一电极与地级端连接，从而在所述感应部2和所述喷盘12之间形成感应电场使通过所述感应电场的喷雾感应上与所述感应部2相反的电荷。其中，该地级端可以为喷头1，从而在所述感应部2和所述喷盘12之间形成感应电场，进一步的，地级端不限于喷头1，还可以是其他远离所述感应部2的装置或电位，将在后续详细说明。
34.进一步的，所述感应部2与所述喷盘12之间沿所述喷盘12轴向方向上的距离小于第一预设距离，其中，所述感应部2的外表面包覆绝缘层21。需要说明的是，感应部2设置于喷盘12远离喷洒作业作物的一侧，即感应部2设置于所述喷盘12上方，并相应地设置于喷盘12的外侧，使得从喷盘12喷出的雾滴可以经过两者形成的感应电场，并且防止喷盘12喷洒出的雾滴沉积于感应部2造成漏电或导通，并且防止感应部2遮挡影响喷洒效果。感应部2与喷盘12的轴向距离小于第一预设距离，尽可能减小感应部2与喷盘12的距离，提高电场强度，进而提高荷电效果。
35.为了进一步减小感应部2与喷盘12距离，将风扇装置设置于所述电机11远离所述喷盘12的一侧，产生向所述喷盘12方向的风场，从而使得从喷盘12喷出的喷雾远离所述感应部2，减少喷雾飞溅到感应部2造成漏电或导电的概率，从而可以减小感应部2与喷盘12的轴向距离。为了防止由于感应部2与喷盘12距离过小造成喷出的喷雾飞溅到感应部2造成漏电或导电，在感应部2的外表面包覆绝缘层21，提高感应部2的绝缘效果，防止感应部2与喷盘12的直接导电，保证了感应电场的有效性，需要说明的是，感应部2与所述喷盘12之间沿所述喷盘轴向方向上的距离大于第三预设距离，以避免感应部2与所述喷盘12之间直接导电，即使感应部2设置了绝缘层21，由于静电发生器3的高电压，仍旧存在导电的风险，为了提高静电喷洒的安全性和有效性，设置感应部2与所述喷盘12之间的轴向距离。
36.基于绝缘层21和风扇装置的协同设置，使得感应部2和喷盘12的距离实现最小化和最优化，既能提高电场强度，又可以避免导电漏电，对荷电效果起到了极大的促进作用。
37.进一步的，风扇装置为设置于电机11远离所述喷盘12的一侧的螺旋桨。航空静电喷雾装置100设置有螺旋桨，其设置于电机11远离所述喷盘12的一侧，即电机11的上方，航空静电喷雾装置100通过螺旋桨作为动力装置而运动，在运动过程中，其螺旋桨作为风扇装置产生风场，对喷头1产生向下的风场，可以替代风扇装置，使雾滴朝着远离感应部2的方向运动，减小感应部2与喷盘12的距离，又可以使雾滴朝着作物的方向运动，提高装置的利用率、节约风扇装置成本。
38.通过本实施例中的航空静电喷雾装置100，通过喷头1、感应部2、螺旋桨、以及静电
发生器3的结构设计，使得从喷头1喷出的雾滴经过感应部2与所述喷盘12之间的强感应电场而带上大量电荷，提高荷电效果，并经过螺旋桨朝远离感应部2的方向运动(朝向作物方向)，提高靶向喷洒效果。
39.在一种实施例中，为了提高感应电场强度和荷电效果，也为了提高结构整体统一性，感应部2与所述喷盘12同轴设置，具体的，将感应部2套设于电机11外侧，以使整体结构更加合理。为了使得电场更加简单便于控制，感应部2为圆环型，感应部2和喷盘12呈同心圆设置，感应部2的内侧边与所述喷盘12的外侧边之间沿所述喷盘12径向方向上的距离小于第二预设距离，即所述感应部2的最大直径大于所述喷盘12的直径，从而进一步减小感应部2与喷盘12之间的距离，提高感应电场的强度。而为了避免感应部2与喷盘12直接导电，感应部2的内侧边与所述喷盘12的外侧边之间沿所述喷盘12径向方向上的距离还需要大于第四预设距离。
40.其中，感应部2的环形横截面形状不作限制，可以为矩形、圆形、椭圆形、多边形等等。在一种实施例中，将感应部2设置为片状圆环，其环形横截面形状为狭长矩形，如图2所示，可以提高感应部2与喷盘12的接触面积，提高荷电效果。感应部2的材质可以为铜或者不锈钢，以提高导电性。
41.为了减小感应部2与喷盘12之间的空间距离，即感应部2与喷盘12之间径向方向的距离和轴向方向的距离，感应部2上的绝缘层21由至少一层交联聚乙烯或硅橡胶构成，并在表面涂覆环氧树脂，所述绝缘层21的厚度为1～3毫米。在一中实施例中，可以通过若干层联聚乙烯或硅橡胶形成绝缘层21，并在表面涂覆液态环氧树脂，待环氧树脂固化后即形成绝缘层21。其中，绝缘层21的厚度需要小于或等于预设阈值，从而避免感应部2和喷盘12之间的距离太小，影响荷电效果。
42.需要说明的是，上述第一预设距离、第二预设距离、第三预设距离、第四预设距离皆通过理论研究和实际验证综合确定的，此处不做限制。示例性的，第一预设距离、第二预设距离、第三预设距离、第四预设距离可以为毫米级，从而提高静电感应效果，例如，第一预设距离可以为8毫米，第二预设距离可以为6毫米，第三预设距离可以为2毫米，第四预设距离可以为1毫米。
43.为了保证感应部2与喷盘12之间的距离相对固定，则需要保证感应部2的位置的稳定性，感应部2通过一支架4与所述电机11的外壳固定，所述支架4与所述感应部2可拆卸连接，其中。感应部2通过支架4与电机外壳固定连接，同时感应部2与支架4之间是可拆卸连接，提高了感应部2的适用性，可根据需要随时对感应部2进行拆卸、更换等等。可拆卸连接的方式包括黏贴、固定件固定、卡扣等方法，此处不做限制，只要能便于拆卸安装即可。
44.在一种实施例中，支架4设置于喷盘12靠近风扇装置的一侧并与电机的外壳一体成型，具体的，支架4可以设置于所述喷盘12上方并与所述电机11的外壳一体成型。参考图1所示，支架4设置于喷盘12与电机外壳相邻的位置，提高了结构整体统一性，使得结构更加紧凑。进一步的，支架4平行设置于喷盘12的上方，提高稳定性。支架4包括固定部41和延伸部42，固定部41与电机外壳固定，以固定部41为中心向四周延伸设置延伸部42，通过若干个延伸部42与感应部2固定连接，便于设置感应部2至合适的位置，避免感应部2与喷盘12的距离过大或过小。其中，固定部41与电机外壳一体成型，设置于靠近喷盘12的位置，而延伸部42从固定部41四周延伸出去与感应部2固定连接从而将感应部2固定。如图1所示，延伸部42
可以包括与固定部41连接的托架，以及可拆卸安装的配合部，从而将感应部夹持于托架和配合部之间固定感应部2，延伸部42的形状不做限制，只要能可拆卸安装感应部2即可。一种可选实施例中，可以设计不同直径，不同圆环横截面形状、横截面大小的感应部2，可替换地固定于延伸部42，从而可以根据需要调节第一预设距离、第二预设距离、第三预设距离、第四预设距离的大小，进而提高静电喷雾适用性。另一种实施例中，可以设置可调节延伸部42，使得延伸部42的延伸长度可调，配合不同的感应部2，使得调节范围更广，进一步提高静电喷雾适用性。
45.进一步的，所述喷盘的入水口13与所述支架4配合设置于所述感应部2内侧。参考图1所示，由于喷盘的入水口13需要连接水管以便对喷头1注入喷洒液体，并且为了便于拆卸维修将入水口外置，通过将喷盘的入水口13与所述支架4组合设置于感应部2内侧，避免喷盘的入水口13对感应部2的阻挡，使得整体结构简单，便于入水口的拆装，也防止入水口对感应电场的影响。
46.在另一种实施例中，所述支架4与所述电机11之间的固定位置可沿着所述电机11的轴向方向调节，便于根据喷洒情况、环境情况以及电压大小调整感应部2的位置，进而调节感应部2与喷盘12的空间距离，提高航空静电喷雾装置100整体的适用性。具体的，如图2－图5所示，支架4包括与所述电机11适配的固定部41和与所述感应部2连接的延伸部42，所述固定部41套设于所述电机11并通过一紧固件43紧固或放松从而沿着所述电机11的轴向固定或滑动，所述延伸部42向远离所述电机11的方向延伸，并且向靠近所述喷盘12的方向延伸。其中，紧固件43可以为螺栓或螺柱等任意适合的形式。例如紧固件43为螺栓时，当螺栓松开后，固定部41与电机外壳之间存在间隙，因此可以使支架4沿电机11轴向相对于喷盘12靠近或远离的方向移动，以此来调节感应部2距离喷盘12的轴向距离；当螺栓紧固后，固定部41与电机11外壳的位置固定，从而使感应部2距离喷头1的轴向距离也固定。进一步的，固定部41包括第一弧形部和第二弧形部，第一弧形部和第二弧形部的曲率半径与电机外壳的曲率半径相同，通过紧固件43紧固或放松，调节第一弧形部和第二弧形部之间的距离，从而可以沿着电机外壳的轴向滑动。
47.在感应部2与喷盘12的距离径向距离小于第二预设距离，轴向距离小于第一预设距离时，喷头1的入水口存在对感应部2的妨碍或干涉的情况，在所述感应部2上设有缺口，如图2所示，用于容纳所述入水口，可避免入水口与感应部2直接接触造成导电，影响静电效果。
48.此外，感应部2也可以不带缺口，此时感应部2的环状的内侧圆的直径大于喷盘12直径，可以确保整个感应部2与喷盘12没有干涉，从而不会与入水口干涉。
49.需要说明的是，上述支架4由绝缘材料制成，例如聚乳酸等任意适合的绝缘材料，具有一定的机械强度和韧性，可与感应部2的绝缘层21的材料不一致，以进一步提高绝缘性能。进一步的为了提高绝缘效果，电机11的外壳由绝缘材料制成，防止感应部2与电机外壳连接造成导电、漏电等现象。
50.一种实施例中，静电发生器3的一个电极与感应部2连接，从而在感应部2的周围会产生强电场，感应部2与喷盘12的距离极小(轴向距离小于第一预设距离，径向距离小于第二预设距离)，当从喷盘12中喷出的液体破裂形成雾滴之前的液膜通过感应部2的区域时，会感应上与感应部2极性相反的电荷，从而液膜破裂之后的雾滴会带上电荷，可以有效提高
农药沉积率和在植株正面、背面的吸附率，起到了提高农药利用率和使用效果的作用；由于航空静电喷雾装置100采用感应式荷电法，感应部2不直接与液体接触，感应部2与喷盘12的距离足够小提高了雾滴的荷电效果，并且感应部2的外表面上包裹有绝缘材料能够避免感应部2与喷头1放电，使得静电喷雾效果得到极大提升。同时，风扇装置朝着喷头1方向送风，使得从喷头1喷出的雾滴朝着远离感应部2的方向运动，不仅可以进一步减小感应部2与喷头1的距离，还可以使雾滴朝着作物的方向运动，提高靶向喷洒效果。
51.使用时，还可以通过调节静电发生器3的输出电压和/或调节喷头1的转速来改变航空静电喷雾装置100的荷电效果。在一定范围内，静电发生器3的电压越大，荷电效果越佳。喷盘12的转速越快，喷出液滴的粒径越小，相同电压下，荷电效果越佳。
52.本实施例还提供一种航空静电喷雾系统，如图6和图7所示，包括成对设置于机架200上的航空静电喷雾装置100，两个航空静电喷雾装置100的感应部2连接的电极极性相反。具体的，航空静电喷雾系统包括成对设置于机架200上第一航空静电喷雾装置101和第二航空静电喷雾装置102，其中，第一航空静电喷雾装置101的感应部2与第二航空静电喷雾装置102的感应部2连接的电极极性相反。示例性的，如图6所示，第一航空静电喷雾装置101的感应部2连接正电极，而第二航空静电喷雾装置102的感应部2连接付电极。
53.进一步的，两个航空静电喷雾装置100的地级端分别连接所述机架200，或者，分别连接所述航空静电喷雾系统的电源地级端，从而避免航空讲点喷洒装置上电荷积聚而损害整个系统。
54.一种实施例中，两个航空静电喷雾装置100分别连接各自电源，参考图6所示，第一航空静电喷雾装置101和第二航空静电喷雾装置102的静电发生器3对应于连接所述感应部2的另一电极分别通过连接件300与所述机架200连接。第一航空静电喷雾装置101的静电发生器3的正极与其对应的感应部2连接，其负极与机架200相连接，由于机架200通过连接件300与喷头1相连接，等同于负极与喷头1相连接，可以在感应部2与喷头1的喷盘12之间形成强感应电场，当雾滴从喷盘12喷出时，经过感应部2与喷盘12之间的感应电场区域而带上与感应部2相反的负电荷。而第二航空静电喷雾装置102的静电发生器3的负极与其对应的感应部2连接，其正极与机架200相连接，由于机架200通过连接件300与喷头1相连接，等同于正极与第二航空静电喷雾装置102的喷头1相连接，在感应部2与喷头1的喷盘12之间形成强感应电场，当雾滴从喷盘12喷出时，经过感应部2与喷盘12之间的感应电场区域而带上与感应部2相反的正电荷。即第一航空静电喷雾装置101的感应部2与第二航空静电喷雾装置102的感应部2别连接各自的静电发生器3的极性相反的电极，并且第一航空静电喷雾装置101的静电发生器3的另一电极和第二航空静电喷雾装置102的静电发生器3的另一电极又极性相反，且同时连接机架200，由于机架200上同时连接正电极和负电极，可形成回路避免电荷的积聚，从而避免电荷在机架200上积聚而损害机架200、和机架200上的设备。
55.在另一种实施例中，两个航空静电喷雾装置100共用一个电源，如图7所示，此时，两个航空静电喷雾装置100的静电发生器3的电极输出端的极性相反，分别连接两个航空静电喷雾装置100的感应部2，而静电发生器3对应于连接所述感应部2的另一电极与电源的地级端直接相连，可以使得整体结构更加简单合理，减少布线，便于安装和拆卸。第一航空静电喷雾装置101和第二航空静电喷雾装置102的静电发生器通过同一个电源供电，而该电源的负极为整个航空静电喷雾系统的地极端，通过内部电路连接的方法，将第一航空静电喷
雾装置101的静电发生器3的负极和第二航空静电喷雾装置102的静电发生器3的正极与电源的负极相连，可以减少静电发生器3外部导线连接，简化布线，而第一航空静电喷雾装置101的静电发生器3的正极与其对应的感应部2连接，第二航空静电喷雾装置102的静电发生器3负极与其对应的感应部2连接，便于拆装。
56.通过将第一航空静电喷雾装置101和第二航空静电喷雾装置102的感应部2连接极性相反的电极，而两个静电发生器3的另一电极与地级端连接，避免过多的电荷在机架200上聚集，影响荷电效果甚至对机架200造成危害，即使在航空飞行中无法接地，也可以释放过多的电荷而不会造成对机架200、设备的损害。
57.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。