双级式静电喷头感应电极的制作方法

本实用新型涉及的是农业植保机械工作部件，具体涉及的是航空植保专用的双级式静电喷头感应电极。

背景技术：

静电喷雾技术是近十几年来应用于农业病虫害防治的一种新技术，其在均匀、细化雾滴，提高雾滴在目标物上的沉积量方面有明显效果并且够有效地降低飘移、散失和减少农药对环境的污染，所以受到人们的广泛重视。

在实际使用中，根据雾滴3种不同的带电方式，可以设计出不同类型的静电喷雾器。以往的静电喷雾技术主要应用于地面小型背负式喷雾器和大型自走式地面喷药机，采用的充电原理是接触式充电，要求静电电压达到20KV,消耗电能大，且由于绝缘材料性能达不到要求,静电高压很容易击穿绝缘层,造成漏电,甚至危及人身，因此选用更为合理的充电方式十分重要。感应式静电喷雾器较电晕充电和接触式充电的静电喷雾器，具有使用安全、电能消耗量少、价格较低等明显优势，应用前景更为广泛。

随着国内无人航空飞行器的快速发展，航空植保成为植保领域的新星，将静电喷雾技术应用于农用无人植保机，开发适用于无人航空植保机的静电喷头是一个关键,优良的静电喷头有利于提高雾化性能和雾滴荷电性能,对提高较小环境污染下的病虫害防治效果和我国农业的可持续发展具有重要意义。

静电喷头是静电喷雾器的核心部件之一，主要功能是实现药液雾化和雾滴荷电，是静电喷雾得以实现的关键部件。静电喷头设计主要包括雾化性能和荷电性能两方面，要求其既能产生粒径较小且均匀的雾滴，也要具有尽可能大的雾滴荷质比。因此,采用何种雾化原理和雾滴充电方式,才能实现喷雾射程远,雾滴粒谱均匀,并能相对减少漏电和触电危险,是一个值得深入探讨的问题。

目前已有植保无人机专用静电喷头种类较少且多为一体式静电喷头，也就是喷头和静电感应电极是一个整体，这造成了当进行变量喷洒作业时，喷头更换繁琐且难以保证雾滴荷电效果。即使有一部分静电喷头可以实现分体安装，但充电效果依然不够理想，最主要的原因是分体式静电感应电极的感应面往往暴露于空气当中，雾滴接触电极产生漏电，造成充电效率降低并引发安全隐患。因此静电喷头的组成既要保证安装的方便性也要保证它的充电效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供双级式静电喷头感应电极，这种双级式静电喷头感应电极与无人植保机常规植保喷头喷配套使用，通过特有的两极式锥形充电环结构解决现有航空静电喷头通用性差，充电效果差的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种双级式静电喷头感应电极由喷头安装座和两极式锥形电极环构成，喷头安装座为圆筒形，圆筒内壁有两个对称分布的旋转卡槽，圆筒的下部向外延伸形成外沿，外沿上均布多个螺丝连接孔；两极式锥形电极环由连接板、外壳、内层锥形扇面感应电极、外层铜箔感应电极、隔离层组成，连接板为环形的，连接板上也均布多个螺丝连接孔，外壳与隔离层共同固定在连接板下面，内层锥形扇面感应电极安装在外壳与隔离层之间，内层锥形扇面感应电极覆着在隔离层外表面，外壳覆着在内层锥形扇面感应电极外表面，外层铜箔感应电极呈边沿状连接在外壳的下边缘；内层锥形扇面感应电极上有内层电极接线孔、外层铜箔感应电极上有外层电极接线孔；喷头安装座和两极式锥形电极环由螺丝连接。

上述方案中连接板与隔离层为一体式结构，内层锥形扇面感应电极为扇面形的导电铜板，外层铜箔感应电极沾附在外壳下边缘。

上述方案中内层锥形扇面感应电极镶嵌在外壳的嵌入槽内，内层锥形扇面感应电极的厚度是外层铜箔感应电极的4倍。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型采用分体式设计，分为喷头安装座和双级式锥形电极环。喷头安装座内部设计了旋转卡槽，方便与通用无人机植保喷头连接，通用性好。

2、本实用新型的电极安装方便，可反复拆解，重复利用，使用寿命更长。

3、本实用新型的外壳设置导电铜板嵌入槽，便于安装比铜箔更厚的铜板式内层锥形扇面感应电极，内层锥形扇面感应电极在厚度上是传统铜箔式电极的4倍，充电性能更强，使用寿命更长，不用频繁更换。

4、本实用新型的电极较传统电极尺寸更大，并在外壳下边沿增加了外层铜箔感应电极，对已经带电的雾滴束再施加一个极性与雾滴所带电性相同的电场力，起到了均匀雾滴流场均匀度的目的。

附图说明

图1为本实用新型的正等轴测图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为本实用新型的仰视图。

图4为本实用新型中喷头安装座结构示意图。

图5为本实用新型中双极式锥形电极环主视图。

图中：1.旋转卡槽 2.螺丝连接孔 3.外层电极接线孔 4.喷头安装孔 5.内层锥形扇面感应电极 6.外层铜箔感应电极 7.隔离层 8.内层电极接线孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如图1、图2、图3、图4、图5所示，这种航空植保专用的双级式静电喷头感应电极由喷头安装座和两极式锥形电极环两部分构成。喷头安装座为圆筒形，圆筒内部设计有两个对称分布的旋转卡槽1，旋转卡槽1用于与原来的普通喷头相连接，圆筒的下部向外延伸形成外沿，外沿上均匀设置有六个螺丝连接孔2；两极式锥形电极环由连接板、外壳、内层锥形扇面感应电极5、外层铜箔感应电极6、隔离层7组成，连接板为环形的，连接板与外壳为一体式结构，连接板上设有六个螺丝连接孔2，这六个螺丝连接孔2与喷头安装座外沿上的螺丝连接孔2一一对应；外壳顶端设有圆形的喷头安装孔4，内层锥形扇面感应电极5为扇面形导电铜板，镶嵌在外壳的嵌入槽内，作为第一级内层感应电极铜板。外层铜箔感应电极6通过在外壳外沿下表面沾附一层铜箔构成，作为第二级外层感应电级。内层锥形扇面感应电极5上有一个圆形的内层电极接线孔8、外层铜箔感应电极6上有一个圆形的外层电极接线孔3，用于充电线路的连接；喷头安装座和两极式锥形电极环由螺丝连接。

本实用新型中内层锥形扇面感应电极5安装在外壳与隔离层7之间，内层锥形扇面感应电极5覆着在隔离层7外表面，外壳覆着在内层锥形扇面感应电极5外表面，隔离层7、内层锥形扇面感应电极5、外壳形状近似，三者由里到外，一层环绕在一层外，外壳的下边缘设置了外层铜箔感应电极6，外层铜箔感应电极6呈边沿状连接在外壳的下边缘。

本实用新型运行模式为：雾滴经由喷头喷出后，先由内层锥形扇面感应电极5给雾滴充电，第一次充电后的雾滴束在向下运动的过程中，经过外层铜箔感应电极6，外层铜箔感应电极6对已经带电的雾滴束再施加一个极性与雾滴所带电性相同的电场力，起到了均匀雾滴流场均匀度的目的，最后形成非常均匀的带电雾滴束。

本实用新型与传统电极整体感应式锥形仿形电极相比创新之处：

1、与传统电极整体感应式锥形仿形电极不同，本实用新型采用分体式设计，分为喷头安装座和双级式锥形电极环。喷头安装座内部设计了旋转卡槽1，用以与通用无人机植保喷头连接。

2、传统感应式锥形仿形电极，在电极扇形内表面沾附一层薄铜箔，用以给喷雾雾滴束充电，本实用新型在隔离层7与外壳之间设计了铜板嵌入槽，用以安装内层锥形扇面感应电极5，作为第一级内层感应电极铜板。

3、与传统感应式锥形仿形电极单级充电不同，本实用新型设计了两极式充电，增大了仿形扇面的轴向和径向尺寸，这样在外沿就可增加沾附一层铜箔，作为第二级外层感应电级。

上述创新点所起作用：

1、本实用新型喷头安装座和双级式锥形电极环两部分由螺丝连接，需要进行静电喷雾工作时，只需要将此款静电电极直接安装于原来的普通喷头上，与传统电极单靠电极安装孔与喷嘴之间的阻尼来固定相比更加稳固。在传统电极与喷嘴的连接方式下，感应电极只能使用3-5次，就会导致电极与喷嘴结合处松动，不能再次使用。改进后的电极安装方便，可反复拆解，重复利用，使用寿命更长。

2、传统电极扇形内表面沾附的铜箔过薄，在1万伏的静电电压下极易击穿和氧化破碎，使用寿命极其有限，需要频繁更换铜箔，工作量很大，不易量产。并且更为重要的是传统电极的导电铜箔是沾附在扇形内表面上的，这样带电铜箔有极大几率直接与从喷头喷出的雾滴束接触，最终导致雾滴打到铜箔表面，一方面产生漏电造成电量损失，影响电极对雾滴束的感应充电效率。另一方面细小雾滴受静电场的作用吸附在扇形电极内表面，聚集成流，影响喷雾均匀性。

本实用新型因为导电铜板安装在隔离层7外表面，避免了电极导电铜板与雾滴束直接接触，进而解决了直接接触带来上述缺陷。并且由于电极内部设置导电铜板嵌入槽，便于安装比铜箔更厚的铜板，在厚度上是传统电极上铜箔的4倍，充电性能更强，使用寿命更长，不用频繁更换。

3、与传统电极尺寸不同，本实用新型电极尺寸更大，并在外壳外沿增加沾附一层铜箔，作为电极的第二级外层感应电极，它的作用并不是为雾滴束充电而是均匀雾滴束，因为通过传统感应电极的试验发现，当雾滴束通过传统感应电极时，雾滴流场内雾滴由于与电极板距离不同，受力大小也不同，导致雾滴流场内不同位置雾滴的均匀度差异性很大。鉴于这种情况增加外层铜箔感应电极6，对已经带电的雾滴束再施加一个极性与雾滴所带电性相同的电场力，起到均匀雾滴流场均匀度的目的。