CN105294175A - 用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置。该装置包括：放电单元，用于形成滑动弧以生成等离子体激发空气产生NOx活性基团；和，固氮单元，用于将来自所述放电单元的等离子体与水进行混合以形成液态氮肥。本发明可以对农作物进行营养补充，提高作物对肥料的有效吸收率；在降低施肥的成本的同时，还可以进行杀菌，降低作物感染细菌的机率；并且液态氮肥中的活性物质易分解，减少环境污染。

Description

用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置。

背景技术

在设施农业作物生产中，农户通过施加化肥的方式补充作物所需的元素。目前农户是通过购买氮肥进行液态施肥。但是，施肥后，土壤会发生一定的板结，不利用作物生长；并且购买后的氮肥液态施肥成本较高；并且液态施肥时，容易造成资源浪费；氮的流动性大容易随水流走，导致氮肥利用率降低，而进入环境大部分的氮会引起环境污染。

发明内容

本发明提供了一种可用于向作物叶面施肥的用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置，以解决现有技术中用户施肥容易引起土壤板结以及氮肥利用率不高的问题。

为实现上述发明目的，本发明实施例提供了一种用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置，包括：

放电单元，用于形成滑动弧以生成等离子体激发空气产生NOx活性基团；和，

固氮单元，用于将来自所述放电单元的包含NOx活性基团的空气与水进行混合以形成液态氮肥。

可选地，所述放电单元包括反应罩、绝缘隔离板、空气压缩机、喷嘴、高压电源和至少两个刀型分叉电极，其中：

所述绝缘隔离板固定在所述反应罩内部，用于将所述反应罩分成第一腔体与第二腔体；

所述空气压缩机设置在第一腔体内，用于将所述反应罩外部的空气压缩后形成高压空气并通过所述喷嘴喷射到所述第二腔体内；

所述高压电源设置第一腔体内，用于为设置在所述第二腔体内的所述至少两个刀型分叉电极提供电能；

所述至少两个刀型分叉电极，用于在所述喷嘴喷射高压空气时生成滑动弧以获取等离子体激发空气产生NOx活性基团。

可选地，所述放电单元还包括与所述至少两个刀型分叉电极一一对应的至少两个底座，所述至少两个底座固定在所述绝缘隔离板上，用于固定所述至少两个刀型分叉电极。

可选地，任意两个刀型分叉电极之间的距离为2mm。

可选地，所述绝缘隔离板为亚克力板。

可选地，所述固氮单元包括水箱、气液混合泵、水泵和喷头，其中：

所述气液体混合泵，用于将来自所述放电单元的包含等离子体的气体混合到水箱中以获取液态氮肥；

所述水泵，用于将所述水箱中的液态氮肥通过所述喷头施加到作物叶面上。

可选地，所述固氮单元还包括保护罩，所述保护罩与所述水箱一体成型，用于固定并保护所述气液混合泵和所述水泵。

可选地，所述水泵与所述喷头通过出水管连通，并且在所述出水管上用于调节液态氮肥流量的调节阀，所述调节阀设置在所述保护罩的外部。

可选地，所述出水管上还设置有切断阀，所述切断阀用于控制所述出水管的导通与关断。

可选地，还包括控制器，该控制器与放电单元中高压电源相连接，用于控制高压电源产生不同电压等级的交流高压电以获取精确氮含量的液态氮肥。

本发明提供的用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置，根据高压放电原理由滑动弧放电产生的等离子体激发空气产生NOx等活性基团，NOx通过出气管进入气液混合泵形成液态氮肥，可用于农业设施环境中的直接施肥使用。本发明可以对农作物进行营养补，大大降低农业设施的施肥成本，有效利用可持续发展资源。并且，本发明提供的液态氮肥中含有活性物质(活性氧化物、过氧化氢)，能够进行杀菌，减少作物感染细菌的机率。另外，本发明提供的液态氮肥中含有活性物质，易分解，可以减少对环境的污染。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

本发明实施例提供了一种用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置，如图1所示，包括：

放电单元100，用于形成滑动弧以生成等离子体激发空气产生NOx活性基团；和，

固氮单元200，用于将来自所述放电单元的包含NOx活性基团的空气与水进行混合以形成液态氮肥。

如图1所示，该放电单元100包括反应罩101、绝缘隔离板102、空气压缩机103、喷嘴104、高压电源105和至少两个刀型分叉电极106，其中：

绝缘隔离板102固定在反应罩101内部，用于将反应罩101分成第一腔体与第二腔体；

空气压缩机103设置在第一腔体内，用于将反应罩101外部的空气压缩后形成高压空气并通过喷嘴104喷射到第二腔体内；

高压电源105设置第一腔体内，用于为设置在第二腔体内的至少两个刀型分叉电极106提供电能；

至少两个刀型分叉电极106，用于在喷嘴104喷射高压空气时生成滑动弧以获取等离子体激发空气产生NOx活性基团。

可理解的是，本发明实施例中，至少两个刀型分叉电极106可以直接固定在绝缘隔离板102上面。为方便安装刀型分叉电极106，如图1所示，本发明实施例中放电单元100还包括至少两个底座107。较优的，至少两个底座107与至少两个刀型分叉电极106一一对应。每个底座107上固定一个刀型分叉电极106，然后底座106再固定在绝缘隔离板102上面。并且，本发明实施例提供的底座106采用不锈钢制成。当然，本领域技术人员可以根据具体使用场景，设置合理数量的刀型分叉电极106与底座107以及底座制作材料，本发明不作限定。

为实现两个刀型分叉电极106可靠地产生电弧，实际应用中，可选地，任意两个刀型分叉电极106之间的距离为2mm。同时，设置在绝缘隔离板102上的喷嘴104的喷口直径也为2mm。当然，本领域技术人员可以根据具体使用场景进行设定，本发明不作限定。

实际应用中，排气管108可以采用普通的塑料导管即可；绝缘隔离板102采用亚克力板即可，本发明不作限定。

如图1所示，固氮单元200包括水箱201、气液混合泵202、水泵203和喷头204，其中：

气液混合泵202的进气口连接放电单元100的排气管108，出气口伸入至水箱201中，用于将来自放电单元100的包含NOx活性基团的气体混合到水箱201中以获取液态氮肥；

水泵203的进水口伸入到水箱201中，出水口通过出水管连通喷头204，用于将水箱201中的液态氮肥通过喷头204施加到作物叶面上。

如图1所示，固氮单元200还包括保护罩205。可选地，该保护罩205与水箱201一体成型，用于固定并保护气液混合泵202和水泵203。

如图1所示，固氮单元200还包括安装在出水管上用于调节液态氮肥流量的调节阀206，这样可以方便用户根据作物的疏密程度调节液态氮肥的施加速度，提高氮肥的利用率。

如图1所示，为防止水泵损坏时，液态氮肥从水箱201中流出，可选地，在出水管上还设置有切断阀207，该切断阀207用于控制所述出水管的导通与关断。

下面，介绍本发明实施例提供的用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置工作原理为：

当高压电源105接通交流电压时，高压电源通过高压线连接至刀型分叉电极106，此时任意两个刀型分叉电极106会带电形成电弧。当空气压缩机103通电时，该空气压缩机103通过进气管1031吸入反应罩101外部的空气，形成的高压空气通过出气管1032由喷嘴104喷入第二腔体内。由于喷嘴104喷入的高压空气会经过任意两个刀型分叉电极106形成的电弧，从而推动电弧向反应罩101的顶部移动产生滑动弧放电。在常压下，滑动弧放电激发空气产生NOx等活性基团。包含NOx等活性基团的空气通过排气管108进入气液混合泵202。

气液混合泵202将NOx等活性基团的空气与水充分混合反应形成液态氮肥保存至水箱201中。当用户需要氮肥时，为水泵203通电，将水箱201中的液态氮肥通过出水管由喷头204施加到作物叶面之上，从而为作物提供氮肥。可理解的是，当包含NOx等活性基团的空气与水箱中的水充分混合后，还形成有活性物质，例如：活性氧化物、过氧化氢等。该活性物质一方面可以杀死作物叶面上的细菌，减少植物感染细菌的机率；另一方面，活性物质易分解，可以减少对环境的污染。

根据作物的疏密程度调整调节阀206，以控制液态氮肥的流出速度，提高利用率。当水箱201中的液体到达设定的低位时通过进水口2011向水箱201中注入清水。当不工作时，高压电源105、空气压缩机103、气液混合泵203停电，将切断阀207关闭即可。

实施例二

本发明实施例中还提供了一种用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置，该装置与实施例一中的装置不同之处在于：还包括控制器(图中未标出)，该控制器与高压电源105相连接，用于在接收到控制指令时生成不同电压等级的交流高压电，使用刀型分叉电极106产生的滑动弧产生不同程度的放电，从而产生预期含量的NOx等活性基团，进一步得到精确氮含量的液态氮肥。本实施例中提供的装置其他部分与实施例一的装置相同，在此不再一一赘述。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于设施农业叶面施肥的滑动弧放电固氮发生装置，其特征在于，包括：

放电单元，用于形成滑动弧以生成等离子体激发空气产生NOx活性基团；和，

固氮单元，用于将来自所述放电单元的包含Nox活性基团的空气与水进行混合以形成液态氮肥。

2.根据权利要求1所述的滑动弧放电固氮发生装置，其特征在于，所述放电单元包括反应罩、绝缘隔离板、空气压缩机、喷嘴、高压电源和至少两个刀型分叉电极，其中：

所述绝缘隔离板固定在所述反应罩内部，用于将所述反应罩分成第一腔体与第二腔体；

所述空气压缩机设置在第一腔体内，用于将所述反应罩外部的空气压缩后形成高压空气并通过所述喷嘴喷射到所述第二腔体内；

所述高压电源设置第一腔体内，用于为设置在所述第二腔体内的所述至少两个刀型分叉电极提供电能；

所述至少两个刀型分叉电极，用于在所述喷嘴喷射高压空气时生成滑动弧以获取等离子体激发空气产生NOx活性基团。

3.根据权利要求2所述的滑动弧放电固氮发生装置，其特征在于，所述放电单元还包括与所述至少两个刀型分叉电极一一对应的至少两个底座，所述至少两个底座固定在所述绝缘隔离板上，用于固定所述至少两个刀型分叉电极。

4.根据权利要求3所述的滑动弧放电固氮发生装置，其特征在于，任意两个刀型分叉电极之间的距离为2mm。

5.根据权利要求3所述的滑动弧放电固氮发生装置，其特征在于，所述绝缘隔离板为亚克力板。

6.根据权利要求1所述的滑动弧放电固氮发生装置，其特征在于，所述固氮单元包括水箱、气液混合泵、水泵和喷头，其中：

所述气液体混合泵，用于将来自所述放电单元的包含等离子体的气体混合到水箱中以获取液态氮肥；

所述水泵，用于将所述水箱中的液态氮肥通过所述喷头施加到作物叶面上。

7.根据权利要求6所述的滑动弧放电固氮发生装置，其特征在于，所述固氮单元还包括保护罩，所述保护罩与所述水箱一体成型，用于固定并保护所述气液混合泵和所述水泵。

8.根据权利要求7所述的滑动弧放电固氮发生装置，其特征在于，所述水泵与所述喷头通过出水管连通，并且在所述出水管上用于调节液态氮肥流量的调节阀，所述调节阀设置在所述保护罩的外部。

9.根据权利要求8所述的滑动弧放电固氮发生装置，其特征在于，所述出水管上还设置有切断阀，所述切断阀用于控制所述出水管的导通与关断。

10.根据权利要求1～9所述的滑动弧放电固氮发生装置，其特征在于，还包括控制器，该控制器与放电单元中高压电源相连接，用于控制高压电源产生不同电压等级的交流高压电以获取精确氮含量的液态氮肥。