SU1729607A1 - Method and apparatus for electrostatically spraying liquids - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к распылению жидкостей дл  обработки растений инсектицидами в виде электрозар женных аэрозолей при снижении энергоемкости и повышении удобства обслуживани . Поток жидкости с газовыми промежутками создают путем подачи газа в камеру 4 смешени  под давлением 1,02-1,3 давлени  жидкости с последующим сужением полученного потока на выходе из камеры смешени  дл  создани  пульсаций в камере смешени  в автоколебательном режиме с частотой f Y- гДе f частота; Т - период пульсаций. В устройстве выпускной канал 6 из гидрофобного диэлектрика и канал 2 подвода жидкости выполнены с диаметрами, выбранными из соотношени  1:(2-4). Канал 3 подвода газа сообщен с камерой 4 смешени  посредством фильеры 9 с калиброванным отверстием. Диаметр отверсти  выполнен из соотношени  к диаметру канала 2 развода жидкости. 2 с.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл. со сThe invention relates to the spraying of liquids for treating plants with insecticides in the form of electrically charged aerosols while reducing energy intensity and improving serviceability. Fluid flow with gas gaps is created by supplying gas to the mixing chamber 4 under a pressure of 1.02-1.3 liquid pressures, followed by narrowing the resulting stream at the exit of the mixing chamber to create pulsations in the mixing chamber in an auto-oscillatory mode with a frequency f Y-ff frequency; T is the period of pulsations. In the device, the outlet channel 6 of a hydrophobic dielectric and the channel 2 of the liquid supply are made with diameters selected from the ratio 1: (2-4). The gas supply channel 3 communicates with the mixing chamber 4 through a die 9 with a calibrated orifice. The diameter of the hole is made of the ratio to the diameter of the channel 2 of the liquid divorce. 2 sp.f-ly, 1 ill., 1 tab. with s

Description

Изобретение относитс  к распылению жидкостей и может быть использовано дл  обработки растений инсектицидами в виде электрозар женных аэрозолей.The invention relates to the spraying of liquids and can be used for treating plants with insecticides in the form of electrically charged aerosols.

Известен способ и устройство дл  рас- пыдени  провод щих электричество жидкостей . Способ основан на подаче жидкости через систему капилл рных отверстий в виде струй. К стру м жидкости и поверхности земли подают высокое напр жение.There is a known method and apparatus for the spraying of electrically conducting liquids. The method is based on the supply of liquid through a system of capillary holes in the form of jets. High voltages are applied to the fluids and the surface of the earth.

Недостатками данного способа  вл ютс  невысока  эффективность электроосаждени  распыла из-за больших токов утечки, ограниченные технологические возможности и неудобства эксплуатации из-за наличи  системы капилл ров, требующих высокой чистоты распыл емой жидкости.The disadvantages of this method are the low efficiency of the electrodeposition of the spray due to high leakage currents, limited technological capabilities and inconvenience of operation due to the presence of a system of capillaries requiring high purity of the sprayed liquid.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ электростатического распылени  жидкостей, заключающийс  в том, что перед подводом электрического потенциала жидкость смешивают с газом в камере смешени  с последующим распылением смеси с обеспечением при этом электрической изол ции за счет создани  потока жидкости с газовыми промежутками.Closest to the invention is a method of electrostatic spraying of liquids, which consists in mixing liquid with gas in the mixing chamber prior to applying an electric potential and then spraying the mixture while ensuring electrical isolation by creating a flow of liquid with gas gaps.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  электростатического распылени  жидкостей, содержащее корпус с каналами подвода жидкости и газа, камеру смешени , переход щую в выпускной канал из гидрофобного диэлектрика, установленную на выходе форсунку и источник напр жени .Closest to the invention is a device for electrostatic spraying of liquids, comprising a housing with channels for supplying liquid and gas, a mixing chamber, passing into an outlet channel from a hydrophobic dielectric, a nozzle installed at the outlet, and a voltage source.

Недостатками этого технического решени   вл ютс  повышени  энергоемкости , обусловленна  наличием управл емого пульсатора, и сложность эксплуатации при использовании большого числа устройств с прищелных или навесных сельскохоз йственных опрыскивателей.The disadvantages of this technical solution are increased energy consumption, due to the presence of a controlled pulsator, and the complexity of operation when using a large number of devices with peeler or mounted agricultural sprayers.

Цель изобретени  - снижение энергоемкости и повышение удобства эксплуатации .The purpose of the invention is to reduce energy consumption and increase ease of operation.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что поток, жидкости с газовыми промежутками создают путем подачи газа в камеру смешени  под давлением 1,02-1,3 давлени  жидкости с последующим сужением полученного потока на выходе из камеры смешени  дл  создани  пульсаций в камере смешени  в автоколебательном режиме сThe goal is achieved by the fact that the flow of gas with gaps is created by supplying gas to the mixing chamber under a pressure of 1.02-1.3 fluid pressure followed by narrowing the resulting flow at the outlet of the mixing chamber to create pulsations in the mixing chamber in an auto-oscillatory mode

частотой f у . гДе f частота автоколебаний , Гц, Т - период пульсаций, с.f frequency f. where f is the frequency of self-oscillations, Hz, T is the period of pulsations, c.

Кроме того, в устройстве дл  электростатического распылени  жидкостей выпускной канал из гидрофобного диэлектрика и канал подвода жидкости выполнены с диаметрами , выбранными из соотношени In addition, in the device for electrostatic spraying of liquids, an outlet channel of a hydrophobic dielectric and a channel for supplying a liquid are made with diameters selected from the ratio

1 :(2-4), а канал подвода газа сообщен с камерой смешени  посредством фильеры с ка- либрованным отверстием, диаметр которого выполнен из соотношени  к диа- метру канала подвода жидкости 1:10.1: (2-4), and the gas supply channel is connected to the mixing chamber by means of a die with a calibrated orifice, the diameter of which is made in relation to the diameter of the 1:10 liquid supply channel.

На чертеже изображено устройство дл  осуществлени  способа электростатического распылени  жидкостей, общий вид.The drawing shows a device for carrying out the method of electrostatic spraying of liquids, a general view.

Устройство содержит корпус 1 с каналом 2 подвода жидкости и каналом 3 подвода газа, камеру 4 смешени , переход щую в выпускной канал 5 из гидрофобного диэлектрика . На выходе из канала 5 установленаThe device comprises a housing 1 with a channel 2 for supplying a liquid and a channel 3 for supplying gas, a mixing chamber 4 passing into a discharge channel 5 from a hydrophobic dielectric. At the exit of channel 5 is installed

форсунка 6. Устройство содержит источник 7 высокого напр жени . Выпускной канал 6 из гидрофобного материала и канал 2 подвода жидкости выполнены с диаметрами, выбранными из соотношени  1:(2-4). Каналnozzle 6. The device contains a high voltage source 7. The outlet channel 6 of the hydrophobic material and the channel 2 of the liquid supply are made with diameters selected from the ratio 1: (2-4). Channel

3 подвода газа сообщен с камерой 4 смешени  посредством фильеры 8 с калиброванным отверстием, диаметр которого выполнен из соотношени  к диаметру канала 2 подвода жидкости 1:10. Устройство также включает индукцирующий электрод 9.The gas supply port 3 communicates with the mixing chamber 4 by means of a die 8 with a calibrated orifice, the diameter of which is made of a ratio to the diameter of the channel 2 of the liquid supply channel 1:10. The device also includes an inductive electrode 9.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

От источника 7 высокого напр жени  наFrom source 7 high voltage

форсунку 6 и индукцирующий электрод 9 подают высокое напр жение, например 20 кВ. Устанавливают рабочее давление жидкости , подаваемой через канал 2 подвода жидкости диаметром 4 мм в камеру 4 смешени , РЖ 0,35 МПа. Жидкость из камеры смешени  попадает в канал 5 из гидрофобного диэлектрика, например фторопласта, и распыл етс  через форсунку. Устанавливают рабочее давление газа Рг 0,4 МПа, причем Рг/Рж 1,14 попадает вдиапазон Рг/Рж 1,02-1,3. От источника газа через канал 3 подвода газа и фильеру 8 с калиброванным отверстием диаметром 0,4 мм газ подают в камеру 4 смешени . Давление в камере 4a nozzle 6 and an inductive electrode 9 supply a high voltage, for example, 20 kV. The working pressure of the fluid supplied through the channel 2 for supplying the fluid with a diameter of 4 mm to the mixing chamber 4, GF 0.35 MPa, is established. The liquid from the mixing chamber enters the channel 5 from a hydrophobic dielectric, such as a fluoroplastic, and is sprayed through the nozzle. The working gas pressure is established with Pr of 0.4 MPa, and Pr / Рж 1.14 falls into the Pr / Рж range of 1.02-1.3. From the gas source, through the gas supply channel 3 and the die plate 8 with a calibrated orifice with a diameter of 0.4 mm, gas is supplied to the mixing chamber 4. The pressure in the chamber 4

смешени  возрастает, достигает давлени  жидкости, что приводит к остановке поступлени  жидкости в камеру смешени . В выпускной канал из гидрофобного диэлектрика попадает газ, который достигает форсунки иmixing increases, reaches the pressure of the liquid, which leads to the cessation of the flow of liquid into the mixing chamber. In the exhaust channel of the hydrophobic dielectric gas enters, which reaches the nozzle and

дробит распыленную жидкость, образу  полидисперсный распыл с диаметрами капель 10-80 мкм с различными начальными скорост ми. При истечении газа через форсунку давление в камере смешени  резкоcrushes the sprayed liquid, forming a polydisperse spray with droplet diameters of 10-80 µm with different initial velocities. When gas flows through the nozzle, the pressure in the mixing chamber

падает и в камеру смешени  поступает жидкость . Сопротивление движению жидкости в выпускном канале из гидрофобного диэлектрика значительно выше, чем сопротивление движению газа, за счет различи  значений коэффициентов в зкости. Давление газа, проход щего через фильеру, вновь возрастает до давлени  жидкости. Жидкость прекращает поступать в камеру смешени  и процесс повтор етс , приобрета  автоколебательный характер. Выпускной канал из гидрофобного диэлектрика заполнен жидкостью, разделенной газовыми промежутками, чему способствуют гидрофобные свойства выпускного канала, преп тствующие образованию пленки электропроводной жидкости. Это повышает электрическое сопротивление между форсункой и резервуаром жидкости, что приводит к уменьшению токов утечки, снижению энергоемкости. Частота автоколебаний зависит от отношений диаметров выпускного канала и фильеры, выпускного канала и канала подвода жидкости, а также от соотношений давлений жидкости и газа. При выборе этих отношений, как 1:(2-4)и 1:10, в рабочем диапазоне давлений жидкости и газа создаваемых устройствами на серийно выпускаемых опрыскивател х ОПШ-15, ОП-2000, ПОМ-630 и др., удаетс  получитьfalls and liquid enters the mixing chamber. The resistance to the movement of a fluid in the outlet channel of a hydrophobic dielectric is much higher than the resistance to the movement of a gas, due to the difference in viscosity coefficients. The pressure of the gas passing through the die plate increases again to the pressure of the liquid. The liquid stops flowing into the mixing chamber and the process repeats, acquiring a self-oscillating character. The outlet channel of the hydrophobic dielectric is filled with a liquid separated by gas gaps, which is facilitated by the hydrophobic properties of the outlet channel preventing the formation of a film of an electrically conductive liquid. This increases the electrical resistance between the nozzle and the fluid reservoir, which leads to a decrease in leakage currents and a decrease in energy consumption. The frequency of self-oscillations depends on the ratios of the diameters of the outlet channel and the spinneret, the outlet channel and the channel for supplying liquid, as well as the ratio of pressures of the liquid and gas. When choosing these relations, like 1: (2-4) and 1:10, in the working pressure range of the liquid and gas created by devices on commercially available sprayers OPSH-15, OP-2000, POM-630, etc., it is possible to get

частоты автоколебаний f у, где f- частота,frequency of self-oscillations f y, where f is the frequency,

Т - период пульсаций, в диапазоне 2-4 Гц, который позвол ет реализовать описанный выше способ электростатического опрыскивани . Капли жидкости, выход  из форсунки в поле электрода 9 приобретают различные по величине в зависимости от дисперсности зар ды. Облада  различными по величине начальными скорост ми капли равномерно покрывают обрабатываемые растени .T is the pulsation period, in the range of 2-4 Hz, which allows the electrostatic spraying method described above to be implemented. Liquid drops, the exit from the nozzle in the field of the electrode 9 acquire different values depending on the dispersion of charge. Possessing different initial velocities, droplets uniformly cover the treated plants.

Зависимость частоты колебаний от давлени  газа при выбранных отношени х диаметров каналов приведена в таблице, где Ож - расход жидкости, Рж - давление жидкости , Рг - давление газа, f - частота автоколебаний .The dependence of the oscillation frequency on the gas pressure at the selected ratios of the channel diameters is given in the table, where O is the fluid flow, Pf is the fluid pressure, Pg is the gas pressure, f is the frequency of self-oscillations.

Электрическое сопротивление столба жидкости, разделенного газовыми промежутками в канале гидрофобного диэлектрика , более чем на пор док превосходит электрические сопротивлени  столба жидкости в канале гидрофобного диэлектрика без газовых промежутков, что существенноThe electrical resistance of a liquid column separated by gas gaps in the channel of a hydrophobic dielectric is more than an order of magnitude greater than the electric resistances of the liquid column in the channel of a hydrophobic dielectric without gas gaps, which is substantially

уменьшает точки утечки и повышает эффективность обработки растений, Электроосаждение полидисперсного электрически зар женного аэрозол  во внешнем электрическом поле на электропроводных пластинах , моделирующих растени , более равномерно по высоте и по весу на пор док превышает количество осажденного аэрозол  без внешнего электростатического пол .reduces leakage points and increases the efficiency of processing plants. Electrodeposition of a polydisperse electrically charged aerosol in an external electric field on electrically conductive plates that simulate plants more uniformly and in weight by an order exceeds the amount of deposited aerosol without an external electrostatic field.

Claims (2)

1.Способ электростатического распылени  жидкостей, заключающийс  в том, что1. Electrostatic spray method for liquids, which consists in: перед подводом электрического потенциала жидкость смешивают с газом в камере смешени  с последующим распылением смеси с обеспечением при этом электрической изол ции за счет создани  потока жидкости с газовыми промежутками, отличающийс  тем, что, с целью снижени  энергоемкости и повышени  удобства эксплуатации , поток жидкости с газовыми промежутками создают путем подачи газа вBefore supplying the electric potential, the liquid is mixed with the gas in the mixing chamber with the subsequent spraying of the mixture, thus ensuring electrical isolation by creating a flow of liquid with gas gaps, characterized in that, in order to reduce energy consumption and increase the convenience of operation, the flow of gas with gaps create by supplying gas to камеру смешени  под давлением 1,02-1,3 давлени  жидкости с последующим сужением полученного потока на выходе из камеры смешени  дл  создани  пульсаций в камере смешени  в автоколебательном режиме сa mixing chamber at a pressure of 1.02-1.3 fluid pressure followed by a reduction of the resulting flow at the outlet of the mixing chamber to create pulsations in the mixing chamber in self-oscillatory mode with частотой f Y гАе f частота автоколебаний , Гц; Т - период пульсаций, с.frequency f Y rAe f frequency self-oscillations, Hz; T is the period of pulsations, s. 2.Устройство дл  электростатического распылени  жидкостей, содержащее корпус2. A device for electrostatic spraying of liquids comprising a housing с каналами подвода жидкости и газа, камеру смешени  переход щего в выпускной канал из гидрофобного диэлектрика, установленную на выходе форсунку и источник напр жени , отличающеес  тем, что, с цельюwith channels for supplying liquid and gas, a mixing chamber passing into an outlet channel from a hydrophobic dielectric, an injector installed at the outlet, and a voltage source, characterized in that снижени  энергоемкости и повышени  удобства эксплуатации, выпускной канал из гидрофобного диэлектрика и канал подвода жидкости выполнены с диаметрами, выбранными из соотношени  1:(2-4), а каналreduce energy consumption and increase ease of operation, the outlet channel of a hydrophobic dielectric and the channel for supplying liquid are made with diameters selected from the ratio 1: (2-4), and the channel подвода газа сообщен с камерой смешени  посредством фильеры с калиброванным отверстием , диаметр которого выполнен из соотношени  к диаметру канала подвода жидкости 1:10.The gas supply is in communication with the mixing chamber through a die with a calibrated orifice, the diameter of which is made of a ratio to the diameter of the liquid supply channel 1:10.