一种雾化栽培装置及方法

1.本发明属于气雾栽培设备技术研究领域，尤其涉及一种雾化栽培装置及方法。


背景技术：

2.气雾栽培是目前植物栽培中最为实用的一种栽培方法，根系悬浮在空中，可以最自由的生长，氧气充足，根系特别发达，同时，又可以以最直接的方式获取水分及营养，是一种水肥气三因子最适宜，最充足与最直接供应的方法，可以大幅度的提高生产的数量和质量，大大减少人力，肥料，水，及农药的投入，便于立体化垂直化三维耕作，可以让单位面积的种植效率得以数倍的提高，同时，病虫害的发生可以减少75％以上，可以做到无虫化的免农药生产，这样比土壤栽培更省农药，大大降低了农资成本，所以气雾栽培是目前园艺生产与研究上最具开发潜力与前景的技术，是目前任何一种栽培方式所不能比拟的。然而，现有气雾栽培中喷头的雾化效果一般，雾滴较大不利于植物根系的吸收。同时，雾滴在喷出后四处飘散，无法持续性飘浮在根系周围，容易出现根系无法充分吸收雾滴的现象，尤其是处在内部的根系。降低了气雾栽培的效率，严重时可能使雾培失败。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种雾化栽培装置及方法，集合电离风技术、静电雾化技术和电磁场原理，实现了粉碎雾滴，使雾滴带上电荷，并将带电雾滴引导至植物根部。
4.本发明的技术方案是：
5.一种雾化栽培装置，包括电荷提供机构、定植板、药液管、静电雾化喷头、药液箱和磁场发生器；
6.所述电荷提供机构与静电雾化喷头内的风扇连接；所述药液箱内部盛有药液；所述定植板设置在药液箱上，定植板上设有若干通孔，用于放置植物；所述药液管和静电雾化喷头设置在药液箱内部；药液管设有若干出液口；所述静电雾化喷头位于定植板的通孔下方且与药液管的出液口连接；所述磁场发生器用于产生磁场，并使药液箱在该磁场中。
7.上述方案中，所述静电雾化喷头还包括喷头体、出液盖和雾化室；
8.所述喷头体上设有进液口，喷头体的内腔设有锥体芯；雾化室与喷头体的开口端连接；出液盖设置在雾化室与喷头体的开口端之间，出液盖设有出液孔；雾化室内设有风扇，风扇位于出液孔和雾化室的喷孔之间。
9.进一步的，所述风扇通过导电轴安装在雾化室内的支架上；所述风扇通过轴承套在导电轴的轴端，且能够绕轴做周向转动，导电轴与电荷提供机构连接。
10.进一步的，所述导电轴的一端为锥形端，锥形端与风扇连接，另一端与电荷提供机构连接。
11.上述方案中，所述风扇为金属薄片材质，风扇的叶片末端为尖状。
12.上述方案中，所述磁场发生器包括第一通电线圈和第二通电线圈；所述第一通电
线圈和第二通电线圈分别设置在药液箱的两侧，第一通电线圈和第二通电线圈分别与电源连接。
13.进一步的，所述第一通电线圈和第二通电线圈的线圈匝数、线圈半径相同，并通以同方向相等的电流。
14.上述方案中，还包括固定支架；所述第一通电线圈和第二通电线圈分别安装在固定支架的两侧。
15.上述方案中，所述雾化室与喷头体的开口端螺纹连接。
16.一种根据所述的雾化栽培装置的工作方法，包括以下步骤：
17.所述电荷提供机构将电荷送至每个静电雾化喷头，电荷进入静电雾化喷头内的风扇上，风扇叶片末端集中大量电荷，将空气电离产生电离风，推动风扇旋转，进入静电雾化喷头的雾化室的液滴在电离风的作用下高速旋转运动，并被挤压粉碎成雾滴，风扇将电荷传递至雾滴，使雾滴带上负电荷，最后从喷孔喷出；所述磁场发生器通电后，产生电磁场，雾化带电后的雾滴经静电雾化喷头的喷孔喷出后处在磁场中，雾滴在洛伦兹力的作用下向上运动，飘至定植板的植物根系。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.本发明利用电离风技术、静电雾化技术和电磁场原理，使药液雾化带电，雾滴在洛伦兹力的作用下向上运动，飘至定植板的植物根系，解决了雾培作物根系复杂，雾滴很难到达根系芯部的问题，提高了雾培效率；使药液更加有效的利用，可以提高单位面积内作物的产量，具有产量高、品质好、污染少的优点，实现药液雾滴利用的最大化，符合未来农业发展需求。
附图说明
20.图1是本发明一实施方式的立体结构示意图；
21.图2是本发明一实施方式的药液管的分布示意图；
22.图3是本发明一实施方式的去定植板后的俯视图；
23.图4是本发明一实施方式的剖视图；
24.图5是本发明一实施方式的静电雾化喷头的结构示意图；
25.图6是本发明一实施方式的风扇的俯视图；
26.图7是本发明一实施方式的导电轴的主视图；
27.图8是本发明一实施方式的支架的俯视图。
28.其中：1-蓄电池，2-第一通电线圈，3-定植板，4-药液管，5-静电雾化喷头，501-喷头体，502-出液盖，503-导电轴，504-雾化室，505-支架，506-风扇，507-轴承，508-垫圈，6-药液箱，7-电源，8-第二通电线圈，9-固定支架。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.图1、图2、图3和图4为本发明所述雾化栽培装置的一种较佳实施方式，是一种基于电离旋转雾化的雾化栽培装置，所述的雾化栽培装置包括电荷提供机构、定植板3、药液管4、静电雾化喷头5、药液箱6和磁场发生器。
33.优选的，所述电荷提供机构为蓄电池1、所述蓄电池1与静电雾化喷头5内的风扇506连接；所述药液箱6内部盛有药液；所述定植板3设置在药液箱6上，定植板3上开有多排通孔，每排包括若干个通孔，用于放置植物；所述药液管4和静电雾化喷头5设置在药液箱6内部，药液管4设有若干出液口；所述静电雾化喷头5位于定植板3的通孔下方且与药液管4的出液口连接；所述磁场发生器用于产生磁场，并使药液箱6在该磁场中。
34.根据本实施例，优选的，所述磁场发生器包括第一通电线圈2和第二通电线圈8；所述第一通电线圈2和第二通电线圈8分别设置在药液箱6的两侧，第一通电线圈2和第二通电线圈8分别与电源7连接。
35.根据本实施例，优选的，还包括固定支架9；所述第一通电线圈2和第二通电线圈8分别安装在固定支架9的两侧。
36.所述药液管4的一端浸在药液中，将药液输送至静电雾化喷头5，经静电雾化喷头5喷出的带电雾滴在磁场中受到洛伦兹力作用，雾滴在其作用下能够向上运动，精准作用至植物根系；所述静电雾化喷头5安装在药液管4的出液口上；所述药液箱6放置在第一通电线圈2和第二通电线圈8的中间；所述电源7与第一通电线圈2和第二通电线圈8连接，优选的，所述第一通电线圈2和第二通电线圈8的线圈匝数、线圈半径相同，并通以同方向相等的电流。此时，第一通电线圈2和第二通电线圈8之间产生电磁场，药液箱6、药液管4、静电雾化喷头5和定植板3均在该磁场中，所述磁场的方向可根据通电方向改变，其大小可根据通电电流大小控制。
37.图5为本发明所述静电雾化喷头5的结构示意图，静电雾化喷头5包括喷头体501、出液盖502、导电轴503、雾化室504和风扇506。
38.根据本实施例，优选的，所述喷头体501的侧面开设有进液口，优选的，直径为2.5～3.5mm，水压合适、出液量比较稳定，喷头体501内腔设有锥体芯；雾化室504与喷头体501的开口端连接；所述出液盖502设置在雾化室504与喷头体501的开口端之间，出液盖502设有出液孔；所述导电轴503的一端为锥形端，锥形端与风扇506连接，另一端与电荷提供机构
连接；所述雾化室504内设有风扇506，风扇506位于出液孔和雾化室504的喷孔之间；所述风扇506通过轴承507套在导电轴503的轴端，且绕轴做周向转动，导电轴(503)与电荷提供机构连接。
39.根据本实施例，优选的，所述出液盖502与喷头体501之间设置有垫圈508。
40.根据本实施例，优选的，所述雾化室504的侧壁上开有线圈孔，下端开有喷孔，缠绕在导电轴503上的电线从线圈孔通过连通蓄电池1；所述雾化室504与喷头体501的开口端螺纹连接。
41.根据本实施例，优选的，所述风扇506为金属薄片材质，其叶片末端为尖状，能够集中大量电荷。
42.根据本实施例，优选的，还包括支架505，所述支架505安装在雾化室504的内壁，且位于线圈孔的上端；所述支架505的中间设有有螺纹孔。
43.通过静电雾化喷头5的结构改进，将电离风技术和静电雾化技术相结合，提高了雾滴粉碎效果。
44.所述雾化栽培装置的工作方法，包括以下步骤：
45.所述电荷提供机构将电荷送至每个静电雾化喷头5，电荷进入静电雾化喷头5内的风扇506上，风扇506叶片末端集中大量电荷，将空气电离产生电离风，推动风扇506旋转，进入静电雾化喷头5的雾化室504的液滴在电离风的作用下高速旋转运动，并被挤压粉碎成雾滴，风扇506将电荷传递至雾滴，使雾滴带上负电荷，最后从喷孔喷出；所述磁场发生器通电后，产生电磁场，雾化带电后的雾滴经静电雾化喷头5的喷孔喷出后处在磁场中，雾滴在洛伦兹力的作用下向上运动，飘至定植板3的植物根系。
46.根据本实施例，具体的，所述雾化栽培装置的工作过程为：
47.本发明通过利用电离风技术、静电雾化技术和电磁场技术，使药液带电雾化，并精确送至植物根系。蓄电池1和电源7通电。药液管4将药液从药液箱6中抽取上来并输送至与其连接的各个静电雾化喷头5。蓄电池1将电荷送至每个喷头的导电轴503，电荷进入导电轴503并从其锥形端进入风扇506的外表面，在导体静电平衡时，所带的电荷分布在其外表面，且越是平整的表面所带电荷越少，叶片末端的尖部集中大量电荷，将空气电离产生电离风，推动风扇506旋转。药液从进液口进入喷头体501，绕着锥体芯做高速螺旋运动，在接近出液盖502的出液口时，圆周运动速度加快，从出液口喷出，药液被细化为较小的液滴，并以液锥的形式喷入雾化室504。液滴在电离风的作用下在雾化室504内高速旋转运动，并挤压粉碎成雾滴。高速旋转的风扇506将电荷传递至雾滴，使雾滴带上负电荷，最后从喷孔喷出。第一通电线圈2和第二通电线圈8接通电源7后，两线圈之间产生电磁场，雾化带电后的雾滴经喷头喷出后处在磁场中，受到洛伦兹力作用，雾滴在洛伦兹力的作用下向上运动，飘至植物的根系。
48.本发明利用电离风技术、静电雾化技术和电磁场原理，使药液雾化带电，雾滴在洛伦兹力的作用下向上运动，飘至定植板的植物根系，解决了雾培作物根系复杂，雾滴很难到达根系芯部的问题，提高了雾培效率；使药液更加有效的利用，可以提高单位面积内作物的产量，具有产量高、品质好、污染少的优点，实现药液雾滴利用的最大化，到达高产、优质、高效的目的，符合未来农业发展需求。
49.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，
它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种雾化栽培装置，其特征在于，包括电荷提供机构、定植板(3)、药液管(4)、静电雾化喷头(5)、药液箱(6)和磁场发生器；所述电荷提供机构与静电雾化喷头(5)内的风扇(506)连接；所述药液箱(6)内部盛有药液；所述定植板(3)设置在药液箱(6)上，定植板(3)上设有若干通孔，用于放置植物；所述药液管(4)和静电雾化喷头(5)设置在药液箱(6)内部；药液管(4)设有若干出液口；所述静电雾化喷头(5)位于定植板(3)的通孔下方且与药液管(4)的出液口连接；所述磁场发生器用于产生磁场，并使药液箱(6)在该磁场中。2.根据权利要求1所述的雾化栽培装置，其特征在于，所述静电雾化喷头(5)还包括喷头体(501)、出液盖(502)和雾化室(504)；所述喷头体(501)上设有进液口，喷头体(501)的内腔设有锥体芯；雾化室(504)与喷头体(501)的开口端连接；出液盖(502)设置在雾化室(504)与喷头体(501)的开口端之间，出液盖(502)设有出液孔；雾化室(504)内设有风扇(506)，风扇(506)位于出液孔和雾化室(504)的喷孔之间。3.根据权利要求2所述的雾化栽培装置，其特征在于，所述风扇(506)通过导电轴(503)安装在雾化室(504)内的支架(505)上；所述风扇(506)通过轴承(507)套在导电轴(503)的轴端，且能够绕轴做周向转动，导电轴(503)与电荷提供机构连接。4.根据权利要求3所述的雾化栽培装置，其特征在于，所述导电轴(503)的一端为锥形端，锥形端与风扇(506)连接，另一端与电荷提供机构连接。5.根据权利要求2所述的雾化栽培装置，其特征在于，所述风扇(506)为金属薄片材质，风扇(506)的叶片末端为尖状。6.根据权利要求1所述的雾化栽培装置，其特征在于，所述磁场发生器包括第一通电线圈(2)和第二通电线圈(8)；所述第一通电线圈(2)和第二通电线圈(8)分别设置在药液箱(6)的两侧，第一通电线圈(2)和第二通电线圈(8)分别与电源(7)连接。7.根据权利要求6所述的雾化栽培装置，其特征在于，所述第一通电线圈(2)和第二通电线圈(8)的线圈匝数、线圈半径相同，并通以同方向相等的电流。8.根据权利要求6所述的雾化栽培装置，其特征在于，还包括固定支架(9)；所述第一通电线圈(2)和第二通电线圈(8)分别安装在固定支架(9)的两侧。9.根据权利要求2所述的雾化栽培装置，其特征在于，所述雾化室(504)与喷头体(501)的开口端螺纹连接。10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的雾化栽培装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：所述电荷提供机构将电荷送至每个静电雾化喷头(5)，电荷进入静电雾化喷头(5)内的风扇(506)上，风扇(506)叶片末端集中大量电荷，将空气电离产生电离风，推动风扇(506)旋转，进入静电雾化喷头(5)的雾化室(504)的液滴在电离风的作用下高速旋转运动，并被挤压粉碎成雾滴，风扇(506)将电荷传递至雾滴，使雾滴带上负电荷，最后从喷孔喷出；所述磁场发生器通电后，产生电磁场，雾化带电后的雾滴经静电雾化喷头(5)的喷孔喷出后处在磁场中，雾滴在洛伦兹力的作用下向上运动，飘至定植板(3)的植物根系。

技术总结
本发明提供一种雾化栽培装置及方法，包括电荷提供机构、定植板、药液管、静电雾化喷头、药液箱和磁场发生器；电荷提供机构与静电雾化喷头内的风扇连接；药液箱内部盛有药液；定植板设置在药液箱上，定植板上设有若干通孔，用于放置植物；药液管和静电雾化喷头设置在药液箱内部；药液管设有若干出液口；静电雾化喷头位于定植板的通孔下方且与药液管的出液口连接；磁场发生器用于产生磁场，并使药液箱在该磁场中。本发明利用电离风技术、静电雾化技术和电磁场原理，实现了粉碎雾滴，使药液雾化带电，并精准送至植物根系，解决了雾培作物根系复杂，雾滴很难到达根系芯部的问题，提高了雾培效率。培效率。培效率。


技术研发人员：高建民 沈宇豪
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2022.02.16
技术公布日：2022/5/25