CN1092545C - 农业和其它用途的喷射装置及喷射方法 - Google Patents

Abstract

一种用于农业或其它喷洒方面的微液滴产生方法与装置，包括向供送腔室(28，22)供给空气和液体，该腔室具有出口孔口(38，114)并且在气流中挟带液体形成微液滴。将空气和液体注入带有密闭末端壁(42，108)的供料室，在端壁上液体形成连续液膜向孔口向外流动，在此处形成液滴。向腔室壁(42，108)或靶标供送空气和液体，由此液体随着方向变化在适当压力下混入空气流向出口、形成微液滴，微液滴大小特别适用于植物材料的有效涂覆，由空气向微液滴提供的冲力能按控制的方向产生喷雾，甚至每公顷可用很小体积的液体。

Description

农业和其它用途的喷射装置及喷射方法

本发明是关于一种应用于农业和园艺及其它方面的喷洒系统的一种方法和装置，本发明特别适用于这样一些喷洒系统，如在我们先前一些专利申请件所披露的有关于喷杆式喷洒机的喷洒系统，该喷杆式喷洒机具有带喷嘴的下落式喷管。然而本发明不仅适用于下落式喷管型喷洒机，可同样应用于类似普通由上面喷射的喷洒机，并可应用于某些用途的喷水器及其它手持喷雾机。此外，本发明还应用于收割机中，例如在马铃薯收割机中用于对收获的马铃薯进行喷雾处理以及有关应用中例如对进入储存室或运出储存室的马铃薯进行喷撒处理。另外一些应用可能会出现，在其中喷洒操作易于提供低剂量比率的处理材料是其有利之处，其它的一些应用包括用去冰流体对飞机进行去冰处理，以及工业用途包括一些工业用喷射处理工艺过程。将本发明用于喷洒粘度比水等高得多的一些液体，是完全可能的。

关于各种喷雾机一般所产生的问题是用喷雾机产生液滴喷雾时，对欲喷洒的作物或其它材料的有效渗透作用。通常所使用的各种形式的喷嘴，其中液滴的喷雾只是借助于在压力下由液体的供给所产生的能量。

然而，这种常规装置不能达到所期望的对作物渗透的水平。

已作了各种尝式以改进对作物渗透作用，包括使用与普通喷嘴相联接的产生空气流动的装置。然而，这种装置已被证明是笨重而相当无效的。

也曾尝试利用静电荷的作用使喷射的液滴被吸引到作物材料上并沉积于其上。这些方案也已被证明是相当无效的并未获得广泛的使用。

在作物例如马铃薯等情况下，利用下滴喷管可在作物叶冠下面的低位置喷洒作物，已证明其与常规喷洒装置相比具有实质上的改进，其能复盖植物叶的下表面，而普通喷洒装置只能从上面将液滴喷射到叶冠上面。

申请人所知的另一在先提案是利用与液体供送相联系的一种气体供送法。然而液体供送是经过一限流器直接送到一折流板上，在此处当液体与压缩空气混合前便发生初步雾化。然后压缩空气迫使由此产生的微液滴通过一循环路径喷射到溢流喷口的内面。在那里，在喷射出现平面扇形图样之前，便发生二次雾化。这种二阶段雾化过程会导致，权利要求保护，产生相当大的微液滴，其中俘获有气泡，这种液滴较大、能较少遭受到不需要的喷射漂移。可以认为由此产生的微滴尺寸大小，在实现作物复盖方面是明显无效的。实际上，特别需要的是产生类于大气条件下所产生的那样的微液滴大小，正如在潮湿气候下过夜产生的晨雾那样，以此冷凝到诸如停放汽车外表面上的微液滴大小没有在表面上滚动的倾向，并在沉积的地方停留下来。结合这一目的，相应的需要是能够产生以足够高速移动的微液滴，以便足以渗透作物。

另外一些先前提案已在GB 952,457和GB 1,378,190及US4,465,832和US 4,179,068中披露。这些提案涉及一些液体和气体的混合系统用于液体雾沫和/或微液滴形成。其中与本发明最相关的是后者即美国专利4,179,068(已转让给NRDC)，它报道了一种液体喷雾装置，其中液体以总体上径向向内的方式进入一个涡流室，以便随后在气液作用下通过涡流室开口端向上流动，气体流被输送至那个开口端以便随后从一个间隔开口中射出，见图2。已经证实，在一系统中的空气和液体流不通过空气和液体供给室(该供给室在本发明的实施方式中具有一闭合端壁或目标以及一个或更多相关的出口)不能达到本发明的有益效果，并且这种先前报导的系统涉及一般轴向微液滴流动(对着液体供送方向)，与本发明系统的一般经向或外向流动(或在其每一侧面上达到45度)相比其操作方式有很大不同。而且，以前的美国专利4,179.068说明书所述系统，其操作是基于在不同空气供送压力下保持微液滴尺寸的有效原则，而本发明的一些所述实施例的操作方式是，微液滴尺寸大小是随系统压力变化而改变的。

在美国专利4,828,182和4,899,937(已转让给Spraying SystemCo)中报道了一些喷嘴装置，它们已上市出售，并用于农业喷洒场所。美国专利4,828,182的说明书报道了一喷嘴装置，它尤其适于加湿和蒸发冷却的应用，在这些应用中期望的喷雾为一种宽广和相对扁平的喷射图样，而许多已有的空气辅助喷嘴则相反，其射出是相对紧密的圆形喷雾图样。

所披露的该系统，通过一个插入件来促进液体预先雾化，该插入件包括一伸长的冲击元件，其具有一横向伸长环形孔，该孔受到加压液体的冲击，将液体打散。一加压气流进入装置，并且一侧面面积定义为一冲击表面，该冲击表面可偏转和打散气流，以及用于预雾化液体流的相当大的紊流，即被产生出来，结果气流被横向注入到纵向流动的液体流中，在下游方向朝向喷嘴出口便产生液体流，其形式为细粉碎的预雾化微粒。然后将这种初步雾化的液体流轴向通过在该装置开口端上的一排放孔和一外偏转凸缘，该凸缘横向位于液体流动路线上，再将其导向通过一最终排出孔，此处已预雾化微液滴被粉碎成极细液体微粒，然后该液体微粒被偏转成一平面、宽广的喷雾图样，其方式是使其最大暴露于环境空气中。一种杯形凹槽能产生压力波或声能，有助于液体分解雾化。该喷嘴装置尤其适于加湿和蒸发冷却的应用。

美国专利号4,899,937披露了以同样方式使用的喷嘴装置，它能够容易地从喷嘴体上除去，使喷嘴用作液压喷嘴。

相应地可看出，这两种已有美国专利并未披露任何有关于向其中供给液体和气体的腔室概念，液体以未雾化形式供送，以及腔室具有一壁或闭合端，所说的空气和液体朝向该壁或密闭端供送，并且液体和空气供送是相对于该腔室的密闭端通过在一腔室侧壁上形成的一出口和以混入液滴的气流形式从该腔室向外排出。

在美国专利No.5129583(Bailey)中曾经披露了一种雾化器用于喷射一种流体在另一种流体中的射流。该雾化包括一雾化器头，它们配置一般与进入的水供送方向为直线排列并且该雾化器头设有至少一个喷嘴孔口用于通过该雾化器头和一般向前和向外喷射流。当用于喷液进入含尘烟道气体时，喷嘴孔口制成异形的以减少在雾化器上的沉积。喷嘴的异形适应于减少紊流。水和空气流动经过雾化器的一般方向，实际上是沿雾化器的纵长方向，以及通过开口的雾化器头与附加的一稍许向外运动组件使流动方向向上，这种结果是由于喷嘴孔稍许倾斜的位态所致。

美国专利No.3,096,023(Thomas)披露了一种系统，它是用于向传动链、齿轮及其它机器部件喷布润滑剂或油。该系统可容易地使用几乎所有类型的油，无论其粘度及变化的温度和湿度。该系统提供了多个有间隔的出口用于机器部件接收润滑剂。但没有提供有关于产生流动所需要的压力数据。喷射装置直接将射流涂布到要润滑的轴承上，或者装置可提供管子或软管连接以便将此射流传送至轴承组件上以及射流也与管子或软管一样窄细。在图4和图7之外的一些实施例中，材料流动是轴向通过贯穿喷嘴组件，因此这些组件本身不能按照本发明的原理操作，而图4实施例说明与本发明的表观相似性，但却是用于另一系统，以此可产生窄细针对目标的润滑剂或冷却的射流，针对于传动链、齿轮或其它机器部件的限定区域。在喷涂冷却剂的情况下，目的物被涂布以有足够液体体积的浓缩射流，以产生所需要的冷却剂作用。这是本发明要求的一变换方案，此方案是以喷杆式喷射机寻求喷涂一层均匀的微液滴的液体涂层，如本文所述，是使用单位面积绝对最少的液体，当对农作物面积喷施这样的均匀涂层时，可根据单位时间每公顷计量，来代替每单位时间平方厘米计量。

相应地，现在至少在农业和园艺喷杆式喷洒器方面很需要对上述关于微液滴产生的改进，包括对作物的渗透、液粒尺寸大小，及所需载水的最小值化。本发明的目的是提供一种方法和装置，能改进上述现有技术中一个以上的缺点，或对其作一般(全面)改进。

本发明提供了一种用于喷雾的方法和装置，如各项权利要求所限定的那样。

在一实施例中，提供了一种微液滴发生器，它包括有一个空气和液体供给腔室，液体供给装置和气流供给装置与该腔室相连接用于向该腔室一闭合端所形成的内壁或目标供送空气和液体。该微液滴发生器进一步还包括限定腔室外部出口的边缘或边界的结构，以及液体供给装置适于经由腔室闭合端通过腔室至出口供送液体。

在该实施例中，空气供给装置和液体供给装置适配于相关的腔室，以便向闭合的腔室端供送空气和液体，用于将液体混入空气流中从腔室出口产生液滴喷雾。这些特点可产生几个重要优点，包括微液滴形成的特别有用的模式，以此微液滴尺寸大小能很好地使微液滴混入空气流，同时气流携带微液滴进入作物。因而，首先，该装置能够产生一种合适的或最佳的微液滴尺寸大小，这符合很低的液体体积的需要、同时达到满意的或更好的对作物的渗透。而且，微液滴产生的模式特别适于使由气流有效携带微液滴沿所需方向进入作物，例如从下滴喷管中喷出。

因而，通过提供气流和液体传送装置的总安排来向一室壁或通常为闭合的腔室端供送空气和液体，以及用于相应的混入气流中的液体，通过出口向外流出，这样设计的优点是气流和其夹带的微液滴具有需要的物理与动力学特性并能沿任何所需方向喷射。加之，在一给定整套装置中，在设计喷射输出方向和宽度时存在相当大的灵活性。例如，如果需要产生相当宽的和扇形的喷雾输出于某一给定方向，则装置可在一些适当方向安置一系列具有相应于所需扇形输出的适当间隔孔口(喷嘴)。事实上，例如，设置了六个孔口来代替一个孔口，也不会增加喷头所需液体的体积，其中喷头上需设置多个孔口。而装设相应数目的(六个)普通喷嘴的装置，与一个喷嘴的装置相比，则相应需要多至六倍的液体流量，这种情况未用于下述一些实施例中。对于一个多孔口的喷头来说，可供给同样体积的待喷液体，为了产生所需喷射图样而需要的全部条件则为：对所有喷孔保持液体混入空气和微液滴形成步骤所需要的适中的空气压力。换言之，仅通过增加空气供给量，可对更多的喷孔供给同样体积的液体。

采用另一种方法，本发明的一些实施例能够任意减少液体体积供应量至大大低于普通喷嘴所需要的水平(量级)，只要空气供量足够满足液体混入空气和微液滴形成步骤的需要。

而且在某些实施例中，在腔室或通道(gallery)中形成一个或更多的孔口，液体经过孔口朝向腔室的闭合端以未雾化的射流形式供入，腔室具有一相关的出口，通过该出口液体和空气流供入腔室。还不清楚，是否某些或全部微液滴的形成是发生在腔室的闭合壁上，还是发生在后来液体流经腔室的液体流路中。很可能在腔室内产生了一种表面液体层，液体层流向出口并在此区域形成了微液滴。

在向其传送液体的腔室的闭合端或室壁之间的相对配置，及一个或更多出口孔口的位置，是重要的。广泛地说，出口孔口位置相对于腔室的那个壁，使来自未雾化液体射流冲击位的材料流、流向出口的方向，一般是由腔室向外。在该实施例中，向腔室中供送的空气和液体的路径通常是沿腔室的轴向和腔室长方向朝向其相对闭合端的方向，但对空气供应方向并不必为准确轴向方向。而且，关于腔室的一个或更多出口的位置，可以是但无需严格处于供液的腔室壁或靶标(液体供给被引至该处)的外周上。这样，在图2的实施例中，几个出口稍微带有与腔室轴向的偏移、偏移该壁，该方案，即一个出口或多个出口的位置的设置需使液体从腔室端壁向外顺利地和有效地流动。

同样，在一些实施例中，供向腔室的液体射流，一般是与腔室内形成的两个或更多孔口对称配置的，以便每个孔口可接收通常为等量的液体供送至其混入空气的边缘或边界。

而且，在这些实施例中，气液体供应不仅用于一般中心供应并且将液体均匀供入其上设有多个混入空气的孔口的腔室内，而且还要使空气相当均匀地分布于腔室和各孔口。为达到此目的，而设装置了一些轴向空气流入导管，或在通往空气和液体供应室的管道中设置一些钻孔，这些导管和钻孔均匀地分布于管道喷嘴或液体供送组件的周围。

该实施例其它值得注意的特点，包括空气供给装置的功能，其类似于液体供应文丘里喷管(venturi)或泵的作用。

向空气一液体供应腔室供送的液体射流往室壁或靶标喷射，该壁或靶的表面需构制成能促进液体的均匀分布于相关孔口或出口的混入空气的边缘或边界。例如，表面可具有一凸面和向外扩大的形状，其顶端导向流体射流源，并且凸面结构的形状要能促使产生均匀的向外液体流，流向设置在腔室上的一个或更多的孔口。另一方面可设置一平坦的表面，如图7所示。还可以想像，一种凹面表面(如图2所示)可产生有用的效果。已经证明，在未能向腔室上两个或更多间隔孔口均匀供应液体的情况下，会严重影响液体向这些孔中的分布，由此产生不均匀的喷射。

可以理解的是，本发明采用了一种途径来形成液滴，该途径与汽化器技术具有某些共同技术基础，空气供送可提供羽状喷雾的能力来渗透作物。微液滴的形成，如上所述，是发生在阻载液体供送的室壁上，和/或在限定腔室出口或多个孔口的边缘或边界区域。在一些试验中已观察到，用本发明的装置所产生的羽状喷雾，包括一内部分，它可以是，例如，长度约为10至20厘米，在此羽状喷雾部分中空气和所夹带的液体，与在羽状外部的特有的水雾或雾状形式相比，相对来说是很不容易观察到的。还不清楚，什么样的作用引起了表观上的这种变化，这对普通喷嘴来说是非特有的。

下述一些实施例的重要方面，是空气供送系统有相当低的能量消耗。如果说目前可购得的所谓空气袋(床)式喷雾器通常需要电能输入为80千瓦给风扇(送风机)，而下述各实施例的空气供应系统用于一个12米的喷杆仅需约10至15千瓦。

应当明白的是，从中排放出微液滴的孔口或出口，可对下文所揭示的圆形断面进行形状的改变。所述实施例的一些主要优点，是微液滴发生器的结构简单及孔口堵塞的可能性较小，具有高度定向性微液滴发送，以及需要少的液体体积。而且，液滴偏离主射流而向侧面分散的情况很少，而已知技术提案，如上所述，则趋于产生雾化(分散)作用。

通过减少液体体积的需要，这些实施例可大大减少常用喷雾器需再填充液槽的停机时间，这种停机时间约占工作时间的40％。因此可增加约40％以上的工作时间，其进一步的有利因素是，微液滴喷出的孔口或出口不再需要设计成液体喷雾系统所要求的相对很小的尺寸。这样，本发明的一些喷嘴可使用直径为1厘米的，相比之下已知液体喷雾系统是使用直径为0.3厘米的。由此减少了堵塞的产生。

实践证明，本发明的一些实施例对液体供送压力变化有极大的允差。例如，已经证明液体供送压力可减少到低于气流供送压力的水平。的确显然本发明的一些实施例并不要求液体以射流形式传送，即例如射流由气一液供给腔室的端壁拦截而产生动态效应。反之，似乎已满足了本发明的目的：即仅提供足够量的液体供应使微液滴混入空气过程得以进行，而无任何液体供料的短缺。因而，似乎可以认为，根据这一事实，微液滴形式和混入空气过程是大量发生在从腔室喷出的出口孔口的区域，而不是在腔室内，虽然根据液体供送的性质和动态特性，其机理会稍许不同。

对此，试验工作证明，在一实施例中改变闭合腔室端壁的形式，即改变液体射流对该室壁的喷射形式，对该装置性能没有重大影响，这也似乎支持这样的可能性，即微液滴混入空气过程基本上不是发生在腔室内。

进一步关于微液滴混入空气过程的机理，似乎是该过程的重要方面，即在微液滴混入空气过程之前或之中液体/空气流动直接发生了方向变化。这样已很清楚，该过程并不有效地发生在混入空气的腔室内，在腔室内通过出口喷嘴的直接沿轴向向前流动可与通过腔室的物质流总的方向成直线，正如上述已有美国专利所述那样。这种作用的机理现在还不清楚。还应指出，显然在腔室出口或喷嘴区域存在所谓的文丘里喷管(venturi)或虹吸管作用，它由气流产生并用于将液体供送至出口的边缘或边界。在将空气和液体供送进入腔室时也有类似的作用。外部空气流便产生对内部液体流的文丘里效应，从而，使液体供送中所需液体压力减小。

本发明另一重要实践方面涉及液体和空气供应系统中各主要成份的几种相互联系的量值参数。这些参数包括空气和液体供应腔室内各出口或喷嘴的尺寸大小、空气供送压力、液体供送压力、将空气供送给系统的空气压缩机的输出量等。

首先考虑气液供应腔室中各出口的尺寸大小，它们的直径或非环状相似面积的喷口可为0.5至2.0毫米范围。已证明小于0.5毫米的各种尺寸会导致装置所产生的微液滴的羽状喷雾大大减短射程或冲程。各直径(或其孔口形状的尺寸)的优选范围为1.3至1.8毫米，较佳为1.6至1.7毫米。这些后者的较大尺寸有重大优点，可避免像常规的喷雾系统那样造成喷嘴频繁堵塞。还证明，微液滴尺寸大小不会受到出口(喷嘴)尺寸大小的影响，但是随喷嘴尺寸的增大，对作物的渗透也相应增加，这是由于较大体积的通过量所引起的微液滴速度增加和流动阻力减少所致。

就空气供送压力而言，这直接涉及到供送空气的压缩机的容量。当然有时使用通常有充裕的电能量储备的农业拖拉机来驱动很大比例的压缩机，但大的压缩机牵涉的成本费使其不受人们欢迎，并且已经证明空气供送压力范围高至0.6巴和0.6至1.0巴(高于大气压)，最好为0.7与0.9巴之间，使用能每分钟每个喷头式喷管供给输出量约142至566公升(5至20立方英尺)的空气(在此压力下测得的数据)的压缩机较为方便.通常输出量范围为283至425公升(10至15立方英尺)/每个喷管/每分钟是适宜的。也曾证明，使用超过上述范围的压力，会导致产生不符合预期目的的大小的微液滴，亦即尚须向前推进和粘附于或涂布到作物上以及其它被暴露的表面上。发现用于这些目的合适的微液滴最好范围为80至120或最大尺寸高达150微米。较大的微液滴是用于由上面(而不是使用下落式喷管)喷洒作物以减少刮风引起的喷雾漂移。大大低于80微米的微液滴被证明太小以致不能有效地粘附于被喷射的表面。

就液体供送压力而言，主要要求是将足够的液体供送到腔室出口喷嘴，而不使用直接通过喷口中心传送的射流。然而已证明0.6巴(高于大气压)以上的压力，在上述某些实施中是适宜的；并已试验了2.5及至6巴的一些压力，证明产生了可接受的结果，其中空气供送仍可进行并可很顺利地通过出口或喷嘴。看来，空气供送能有效地用于保持在操作过程中每个喷嘴内的中心孔口或孔隙，同时很可能在喷嘴的边缘或边界上发生空气流中夹带微液滴的现象。

该系统的多用性的一个方面，可由使用不同的液体供送压力而知，已经证明，当满意的微液滴产生是发生在上述较高液体供送压力下时，则可使用这些较高压力喷射出更大剂量的液体，例如每公顷喷射60公升或甚至高达300公升液体。而可以看出，本发明这方面可提供一种喷射方法，适应于按照作物的局部要求和需喷射的其它物质来改变喷射剂量。利用可变输出量的液体供送系统，可极大的改变剂量。普通喷射系统，仅通过改变液体供送压力是不易达到剂量的重大变换。可见，这种多用性是产生自本发明中使用了很大的出口或喷孔，而不像一些普通液体喷射系统仅有有限的喷口尺寸而防碍了液体供量在大范围内变换，同时本发明的中心充气喷孔能容易地适应这种变换。

由上述可知，本发明及其下述的值得注意的一些实施例，提供了本身有区别特征的方法来产生不同大小的微液滴，以适应于农业和园艺喷洒的各种需要，以及这些领域以外的有关需要。先前一些技术提案概括地说，是基于这样的途径：设置一些微液滴产生系统，其中第一步是在液滴发生装置内产生初步雾化，这不可避免地要求相应的液体/空气相互作用步骤，然后通过喷嘴喷出并用一靶标或裂液砧进行横向偏转以达到更进一步的雾化度及微液滴产生。

本发明的相反途径是基于在空室或开口腔室内使用一种内靶标或挡壁，将空气和液体供送到该靶标或挡壁上使碎裂。液体流动方向改变是相应地朝向并不与经过腔室的液流成为直线排列的出口或喷孔。经过出口或喷孔的液体流与空气流，便产生卷入空气的微液滴的喷射，这种喷射以容易测定的空气压力产生某种微液滴大小以适用于有效地涂盖植物和其它表面。这种喷射没有内或外结构来干涉流经喷孔的液体与空气的全程流动。而且，也已证明，通过适当选择出口喷孔的尺寸大小和配置，按照需要喷射，可获得某一方向和某种程度的对作物或其它物种的渗透。

不使用精密技术设备，对微液滴产生的机理是不易测定的。然而，从本发明与已有技术的微液滴发生器的结构差别可明显看出，机构的差别简言之，就是本发明使用了一个靶标或室端壁，同时采用了不受限制的出口喷孔，而已有技术，总的说来，采用了相反的装配方式。

综合上述，可以相信，本发明代表对现有技术的某种推翻(相反)，这是指在农业和园艺及相关应用中微滴产生过程中空气促进作用方面，空气促进作用可从强化产生某种尺寸大小微液滴而获益，一定大小微液滴强化发生技术可利用最小体积的液体载体用来稀释某一活性表面处理剂，而促进欲喷射的基质的均匀涂覆。本发明技术是利用空气作为手段来代替液体稀释剂。这种技术在颇大程度上不受液体供送压力的影响。至于空气供送压力，这可根据所需要的微粒大小范围选择。由羽状喷雾或喷射微液滴的射流，而提供渗透(接触)范围和程度，在颇大程度上决定于从气液供给腔室喷出的出口喷孔的尺寸大小并结合以相应要求，以选用空气供送压力压送所需要的空气流量体积(空气供送压力是按照微液滴大小需要而定)。以及这些技术特点和优点，可得自所述各实施例中空气一液体供给腔室各特点的相当简单的结合，最值得注意的是在开式中心(open centre)腔室内设有一个挡壁或靶标，液流被供给到该壁和靶上，随着液流方向的改变，能使液体达到所需数个出口或喷孔并结合以所需气流经过这些喷口，从而按照上述情况产生卷入空气的微液滴。流向和经过喷口的液体流，一般是由靶或壁向外，实际上是由腔室向外，虽然决不必要沿真正的径向流动。

下面将参照各附图举例对本发明一实施方案作进一步描述。

图1为贯穿喷嘴和与管道组件的轴向剖面图；

图2为贯穿补充空气混入腔室(适于装设于喷嘴和管道组件上)的相应纵向剖面图；

图3是喷嘴与管道组件的一端视图，沿图1中方向III观察；以及

图4、5及6是取自本申请人相应公开的有关在先国际申请，包括特别是PCT/GB92/01356，该专利申请指出拖拉机驱动的喷管型喷雾装置，本发明可应用于该装置；

图4表示拖拉机驱动的喷洒器的平面视图，该装置所装有的压缩机用于向各喷管供送空气；

图5说明以较大比例在两排作物之间穿过的单个下落式喷管的相应平面图，并指出了微液滴羽状喷射或喷雾的方向；

图6表示图4喷雾装置一喷杆的端视图，指出了喷杆本身及一有关的下落式喷管；以及

图7表示，以较大比例的，一微液滴发生或空气混入腔室，代表相同发明的第二实施例，以及设有倾斜角度的一些出口喷孔，以便沿指出的倾斜方向同时产生喷射微液滴的射流或羽状喷雾。

如图1所示，一液体和空气供送及连接组件10，包括一机械连接件和供送的喷射件12，喷射件12是在管道14末端内的一摩擦配件。

管道14形成了下落式喷管型喷雾器的一喷管的较低的(向内凹入的)末端部分，如发明人已有专利所述，例如可见EP 0600919B及EP 0539360B，并参照图4、5及6更充分地描述如下。

喷射件12是在管道14中的一紧密摩擦配件，具有一凸出部分16，它是由外螺纹18与设在空气混入或腔室件24或夹带套管部分22的内表面上的相应内螺纹20相配合而形成，见图2。

喷射件12具有一种6个轴孔腔26，它们纵向延伸以便将下落式管道14的加压的内部体积的空气供送至腔室28，腔室28被限定在空气混入或腔室件24内。

喷射件12，还用来提供一种未雾化的射流或液流进入腔室28，用于下述目的。相应地，喷射件12还设有一软管套筒30于其内端，一纵向孔腔32由此往前伸出，以及喷嘴34用于产生非雾化的射流或液体喷射。喷嘴34具有自己的纵向喷嘴孔36，它通向孔腔32并由此接收液体。喷嘴34的纵向喷嘴孔36，为简单的均匀截面的纵向孔腔，没有设置喷嘴式的微液滴发生器。

简言喷射件12的结构及功能，它的作用是从沿管道14内纵向延伸的一软管接收喷射液，以及还接收沿那个管子纵向泵送的空气，那个管子位于软管与该管内面之间的环状空间内，喷射液体是从喷射34作为薄而均匀的液流供送。空气的供送一般是均匀地围绕喷嘴件12的外周，实际上是由孔腔26产生的6支气流传送。这些液体和空气流，是被供送至夹带腔室28，或液体和气体供送腔室件24。

现在转向对空气混入或腔室件24的结构的详述，其主要结构特点是其内部形式以及设置的一些喷孔或出口孔38，用以从腔室28向外供送空气和从腔室28喷射液体。腔室28是圆筒形状，包括一轴向孔腔40。在该实施例中，它有相当大锥角的锥形腔室端壁42和有一顶尖44，在使用中液体射流从喷嘴34供送至此点。

多个出口孔38是以三个出口孔为一组的两组来配置的，总共六个出口孔，这两组出口孔在每组之内或两组之间均留有间隔，以产生两道侧向和外向的羽状喷射液，在使用中从管道14向外和向侧外面喷入作物中，可按照本发明人上述先前的专利说明书进行。

图4、5及6为拖拉机驱动的喷雾装置，它适合于按照本发明上述实施例加装微液滴产生装置。

因而，在图4中，一拖拉机50安装在喷杆式喷射装置52的连接杆上，喷射装置包括有喷杆54、56，它们与下落式喷管58相连接，如发明人以前公开的PCT申请所述。

每个下落式喷管58包括一个下喷射的下落式喷管杆部60(相当于图1中的管道14)，它们进入作物行列62、64之间并载有一微液滴发生器66用于作物喷液。

每个下落式喷管58带有自己的微液滴发生器，如图5中66所示，它还装设有气体和液体供给装置，从液体槽68和压缩机70中供送欲喷射的液体和空气，如图4所示。微液滴发生器66是产生两股羽状喷射流72(见图5)，方向一般是向前、向上和向侧面，是按照拖拉机和下落式喷管前进方向F，并与作物行列相对称。微液滴发生器66是对应于上述图1、2及3的完整装置。这样在下落式喷管每一侧便产生一种羽状喷射流72，可对每一作物行列62、64进行喷射处理。在图5中，所示的下落式喷管58，是按照发明人上述已有PCT申请所述制造的，而在图6中下落式喷管58是适应于本发明的目的，可接收空气和液体供应，将空气和液体在下落式喷管内纵向传送，送至其在更下端的微液滴发生器，供送情况如上所述和图1所示。

其操作使用，将液体和空气供料供送至每个下落式喷管58的上端及至其喷射件12，如上所述，腔室28被充气加压，同时接收射流或供送液体到腔室端壁42上，即到该端壁圆锥形尖顶44上。此射流或供送液可认为是在腔室端壁42的内表面上至少产生了部分液膜，这种液膜朝向出口孔38向外流动，并且以薄膜形式向外和顺着一些孔腔46流至出口孔的端缘48。一定程度的微液滴形成，会发生在空气混入或腔室件24的端壁42处。

还未能确切地知道，在一些孔腔40的外部末端，尤其在其出口49的边缘或边界上都发生了什么作用。除过在此申请中前面所述的结果，共微液滴的形成是在各出口49的区域和/或较早在腔室端壁42处，或者在后一阶段即当空气/液体流被环境空气充分减速时。

在图6的实施例中，图6的下落式喷管58的微液滴发生器66代替了图1、2和3的组件10，24，其构造如下。图7的微液滴发生器100包括一空气和液体供应腔室102，向该腔室供送空气104和液体106，它们与以前的实施例有相同的相对的空间配置，用于向平板状腔室端壁或靶标108供送空气和液体。

腔室一些出口110是配置为两组，包括多个一般前向的出口112和多个一般后向指向的出口114，此是指对于喷雾器正常向前运动的方向F而言的。

正如图7请楚地指出，朝向出口的入口116是这样配置的，即使液体从端壁108流向各出口的孔腔118，并在进入孔腔前需改变方向。而且一些入口116在腔室102的轴向或液流方向上偏移，且离开端壁108一段距离d。

本发明的这一实施例，能够同时向两个上述方向排放出喷射微液滴，这有利于某些农业作作。

广泛地讲，在本发明的至少某些实施例中，利用空气流动来引起微液滴的喷射运动，可有效代替通常用于喷射目的的水或类似载体，从而有可能用一种液体处理介质来对农业或园艺或工业或其它目的物进行喷射处理，而无需使用任何液体作为稀释剂或载体介质，这至少可把该液体载体的有效体积减少到百分之十或以上。

在进一步的实施例中，设置一个系统，其中将欲喷射的液体的粘度根据所需要的微液滴大小来进行选择调配，在一设想的实施例中，用作处理材料的液体载体可为非水之类，例如液体载体可为一种油基液体，含有一种芳香烃。可以想像，这种液体载体会形成欲喷射液体，应对其加以选择，选择不仅是根据所涉及的活性化学成分的性质，而且还按照该液体的表面张力和其它特性，选择是为了达到对植物表面所期望的粘附度，或其它有关要求。有关要求的一例可以是要求喷射的材料能抵抗雨水的侵袭。

因而，根据本发明这一实施例可以看出，本发明提供了附加的优点，能够使非水基液体载体用于喷射目的，而这样的喷射操作基础至今被认为在商业上是不能接受的，因液体载体的介钱相当高昂，用已有喷射装置需消耗大量(体积)物料。

本发明进一步的内容是相当重要的，是提供一种能力来注入或以其它方式供送欲喷射的液体到接近于喷杆上各喷嘴的供送系统。以此方式，可缩短在其中传送相对浓缩化学品的喷射线路的长度。鉴于能够在很短时间内从一种喷射介质转换成另一种，这可提供一重大优点。

在上述一些实施例中所作的变换方案中，仍保持处于本发明的保护范围内者是以下一些。首先，空气和液体供应腔室的实际横截面形状及尺寸大小可以改变。可以采用一种非圆筒形腔室并且该腔室沿液体流动方向的轴向长度也可改变。如图2与图7比较所指示。本领域中有能力的技术人员进行常规试验工作将可揭示一些适用的范围限度。同样，相对于腔室端壁的一些出口的配置，能适于提供其它的变换方案。液体供送射流向其喷射的壁或靶本身也可作相当大的改变，可采用轮廊为平面的，一般为凹面的或一般为凸面的。事实上，靶标可设置成腔室的内部构造，适合液体朝向腔室出口流动。常规试验工作将可揭示出在这方面可作的改变。

可以设想，腔室的空气入口位置，例如将其设置在液体入口的相对一端，或者的确在腔室的一侧壁上，也可得到满意的结果。已经作过向腔室供送液体和空气系统的一些试验，使其能有效地以重力将液体供送至腔室端壁或靶标，而无需控制测量向此结构供送的液体。这种方案可适应于位态变化不太重要的地方，但一般希望设置计量装置，用于将均匀的液体供送至腔室端壁或靶标。这样可以各种方法获得各上述实施例所指出的液体喷射量或流量的附加的变换方式，包括在腔室内使用几种这样喷射量或流量。由上述可以了解到腔室端壁或靶标可以提供一种分布挡板或组件的功能，用来将适当的液流供送到腔室各出口，以便形成空气夹带的微液滴。

Claims (26)

1.一种活动的农业或园艺用喷杆式喷射装置，包括：

a)活动喷杆(54，56)，其能够在喷射过程中沿多排作物行(62，64)纵向通过并覆盖所述多排作物；

b)所述喷杆装载着多个微液滴发生器(66)，当所述喷杆覆盖多排作物时，这些微液滴发生器(66)能够产生微液滴实现对多排作物的同时喷射；

c)所述微液滴发生器能够产生多道微液滴喷射流，当喷杆在作物上移动时，该多道喷射流能够横跨喷杆上装载的多个微液滴发生器(66)与位于喷杆下面的作物之间的间距，而且每个微液滴发生器还能够产生自己的能够喷射覆盖其相邻作物部分的发散喷射流，以便喷杆下面的作物均能适当得到喷射；

d)每个微液滴发生器(66)与能够供应喷射液体的液体供应装置相连；

e)每个微液滴发生器(66)与空气流供给装置相连，该空气供给装置能够供应空气流以射出该装置产生的微液滴喷射流；

f)所述每个微液滴发生器(66)与能够产生液体微液滴喷射流的液体供给装置和空气流供给装置相连；

g)所述微液滴发生器(66)包括空气液体供给腔室，所述液体供给装置和所述空气流供给装置与该空气液体供给腔室相连并用于通常朝着该腔室的内端壁供应空气和液体；

h)所述微液滴发生器还进一步包括为所述空气液体供给腔室外出口(49)的结构，所述液体供应装置能够将液体经所述空气液体供给腔室的内端壁并穿过该腔室供应到其外出口；

i)所述空气流供给装置和液体供给装置能够相对于空气液体供给腔室朝着所述内端壁供应空气和液体，用以通过使液体混入空气流中产生从空气液体供给腔室外出口出来的微液滴喷射流；

j)从所述空气液体供给腔室到所述外出口的液体和空气流动方向相对于空气和液体朝向所述腔室内端壁进入腔室的运动方向是侧面向外；

其特征在于：

k)所述空气液体供给腔室为腔室(28)的形式，其具有与其一端连接的所述液体供应装置，其内端壁所在的相对一端是封闭的；

l)所述外出口形成在腔室的侧壁(22)上，侧壁延伸在所述腔室的端壁之间；以及

m)所述外出口向内开口朝向将所述外出口与所述内端壁连通的空间。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述腔室内端壁(42，108)是腔室的封闭端壁，及所述液体供给装置和所述空气流供给装置与所述腔室的相对一侧端壁相连以沿着腔室的纵向朝着所述封闭端壁分别供应液体和气体流。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述液体供给装置能够通过喷嘴孔将非雾化的液体供应到所述腔室，其中喷嘴孔通常沿着所述腔室的轴向被导引到该腔室的封闭端壁上。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述喷嘴孔被导向腔室的中心并相对于腔室上形成的两个或更多的出口孔(38)对称，所述液体微液滴喷射流从这些出口孔内射出。

5.如权利要求1到4中任何一项所述的装置，其特征在于：所述空气流供给装置能够通过液体供应装置周围成组的两个或多个孔(26)将空气流供应到所述腔室。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述腔室(28)的出口(49)形成在腔室壁上的出口孔腔(46)的外端，出口孔腔的入口的设置使其在所述腔室元件(24)的封闭端壁拦截液体之前不直接接收来自喷嘴孔(36)的液体。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：所述出口孔腔的入口形成在所述腔室元件(24)轴向延伸的一个或多个壁(40)上。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：出口孔腔(46)的入口相对于所述腔室的内端壁(44)轴向偏离，所述液体和空气流朝着该内端壁供应。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述腔室的外出口(49)这样设置，即通过该出口释放出的微液滴相对所述腔室起初沿侧面向外运动，并且相对于腔室的液体流轴线向外的半径倾斜。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：所述出口相对于所述半径朝着朝着腔室(28)的端部倾斜，其中液体从该末端流进腔室。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于：所述出口相对于半径远离腔室(28)的端部倾斜，其中液体从该末端流进腔室。

12.如权利要求10或11所述的装置，其特征在于：所述腔室包括设置在两个确定方向上的出口(112，114)以便使该装置能够同时在两个彼此明显相互倾斜的方向上喷射液体。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于：所述出口(49)是一组出口中的一个，这些出口绕所述腔室(28)的液体流轴线沿圆周间隔开。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于：所述出口(49)是到少为两组出口中的一组，这些出口相对于所述腔室的中心液体流轴线对称放置。

15.如权利要求1所述的装置，其特征在于：包括喷杆(54，56)和安装在该喷杆上的喷管(58)，所述微液滴发生器(66)安装在所述喷管上而不是安装在喷杆上用于基本上接近于地面操作。

16.一种用于将液体材料的微液滴从中央液体供给装置分布到液体

应用点上的方法，该方法包括包括：

a)供应用于分布的液体；

b)提供空气流供给装置并使该装置供应空气流以将该装置产生的液体射出；

c)提供与液体和空气流供应装置连接的微液滴发生器(66)并使该发生器产生液体微液滴；

d)提供所述微液滴发生器，其包括为出口孔(38)的边缘或边界的结构，并使向外的液体供应从空气和液体供给腔室(28)封闭端壁的出口通过，以便使液体混入到通过腔室出口的空气流以微液滴；

其特征在于：

e)所述方法是一种使用活动农业或园艺用喷杆式喷射装置(52)的方法；

f)提供一种活动的喷杆(54，56)，并在喷射过程中当喷杆覆所述多排作物时使喷杆纵向通过多排作物行(62，64)；

g)使所述多个微液滴发生器(66)产生液体微液滴，同时对多排作物的进行喷射，这时喷杆在作物排上面运行；

h)使所述微液滴发生器产生多道微液滴喷射流，当喷杆在作物上面运行时，该喷射流横跨喷杆上装置的多个微液滴发生器

(66)与喷杆下面的作物之间的距离，并使每个微液滴发生器产生自己的发散喷射流，该发散射流能够有效喷射覆盖与其相邻的作物部分因此在喷杆下面的作物得到可适当的喷射。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：使液体供应装置将液体供应到腔室(28，102)的腔室端壁(42，108)的步骤，其中供应的液体为非雾化的液体射流并且通常沿着腔室的轴线方向供应到腔室的封闭端壁。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于：使所述喷嘴孔通常朝向腔室的中心并相对于腔室中所形成的两个或多个的出口(112，114)对称的步骤，其中液体微液滴的从这些出口内喷射。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于：通过下落式喷管(58)向每个微液滴发生器(100)供应空气和液体(104，106)，并沿其纵向通过其中的一些导管传送或通过下落式喷管本身传送。

20.如权利要求1所述的装置，其中所述用于喷射的微液滴发生器(66，100)包括所述空气和液体供给腔室，其特征在于：所述腔室具有一个内部通常为空腔或开口的结构，到少在所述腔室的喷射出口(114)的区域其实质上没有内部构件。

21.如权利要求20所述的装置，其特征在于：所述微液滴发生器的喷射出口(114)是这样设置的，即在其出口侧基本上没有构件或障碍物，因此能射出羽状喷射或发散射流(72)其方向由出口的纵向延伸限定并且没有其它任何强制的方向变化。

22.如权利要求20或21所述的装置，其特征在于：所述微液滴发生器(100)包括到少两个腔室(102)，这些腔室一前一后或成直线设置并带有从一个腔室伸向另一个腔室的液体和空气供应装置(104，106)。

23.根据权利要求20所述的装置，其特征在于：所述的微液滴发生器(66，100)的空气供给压力能够产生比用喷管喷射大的微液滴以便在应用中降低喷射漂移。

24.如权利要求20或23所述的装置，其特征在于：

a)所述微液滴发生器的腔室(102)包括能够以受控方式将喷射液体供应到腔室的端壁或靶标(108)的液体计量器；以及

b)所述计量器能够将所述喷射液体供应到所述端壁或靶标，该端壁相对于腔室内两个或多个间隔开的喷射出口(110)通常对称放置。

25.如权利要求24所述装置，其特征在于：所述的微液滴发生器的计量器能够在端壁或靶标(108)上产生液体薄膜用于向两个或多个间隔开的腔室出口(110)流动。

26.如权利要求25所述的装置，其特征在于：所述的微液滴发生器的腔室空气入口(104)的位置在腔室内通常与液体入口(106)处于相同位置。

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