Способ создания наэлектризованного аэрозоля диэлектрической жидкости с ядохимикатами и лекарственными препаратами

Предлагаемый способ относится к области экологии и может быть использован для многократного уменьшения потребного количества ядохимикатов и лекарственных препаратов, применяемых в сельском хозяйстве. Способ направлен на улучшение экологии, на повышение экономичности и на повышение электробезопасности. Указанный результат достигается тем, что для создания наэлектризованного аэрозоля, диэлектрическую жидкость пропускают с высокой скоростью 30-60 м/с, через узкий канал с диаметром 1-1,5 мм из другого диэлектрика, формируют сопловидную форму каналов с несколькими сужениями и расширениями, монтируют внешние металлические хомуты в узких частях канала, создают вращение в потоке жидкости с помощью специальных завихрителей перед входной частью канала и сужают выходную часть канала. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области экологии и может быть использовано для многократного уменьшения потребного количества ядохимикатов или лекарственных препаратов, применяемых в сельском хозяйстве.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ, включающий электризацию аэрозоля от источника высокого напряжения при помощи его пропускания через сопловидный канал [1].

Недостатками этого способа являются низкая экономичность, слабая зарядка аэрозоля и повышенные требования к его электробезопасности.

Заявленный способ направлен на устранение этих недостатков.

Указанный результат достигается тем, что для интенсивной электризации диэлектрической жидкости с ядохимикатами или лекарственными препаратами и создания сильно электризованного аэрозоля, диэлектрическую жидкость пропускают с высокой скоростью 30-60 м/с через узкие сопловидные каналы из другого диэлектрика, делают несколько сужений и расширений каналов, монтируют внешние металлические хомуты в узких частях каналов, создают вращение в потоке жидкости с помощью специальных завихрителей перед входной частью каналов и сужают выходную часть каналов.

Отличительными признаками заявленного способа являются:

- пропускание диэлектрической жидкости с высокой скоростью 30-60 м/с через узкий канал 1-1,5 мм;

- изменение формы сопловидного канала путем добавления нескольких сужений и расширений;

- монтаж внешних металлических хомутов в узких частях сопловидного канала;

- создание вращения в потоке жидкости с помощью специальных завихрителей перед входной частью канала;

- сужение выходной части канала.

Изменение формы сопловидных каналов путем добавления нескольких сужений и расширений приводит к улучшению условий образования кавитации и электризации за счет резких перепадов давления - в местах сужения давление падает, в местах расширения нарастает. Кавитационные пузырьки при этом соответственно более интенсивно возникают и более быстро схлопываются.

Монтаж внешних металлических хомутов в узких частях сопловидного канала способствуют более интенсивной электризации жидкости за счет дополнительной «поставки» свободных электронов.

Создание вращения в потоке жидкости с помощью специальных завихрителей способствует лучшей электризации жидкости за счет образования более сильных приповерхностных градиентов скорости, а также лучшему распылу аэрозоля в конце канала за счет наличия центробежных эффектов.

Пропускание диэлектрической жидкости с высокой скоростью в диапазоне 30-60 м/с через узкий диэлектрический канал с диаметром 1-1,5 мм приводит к образованию кавитации, сонолюминисценции, электризации жидкости и канала с перепадом напряжений в десятки киловольт. Электризация жидкости используется при создании заряженного аэрозоля на выходе из канала. При этом нет необходимости во внешнем источнике высокого напряжения и в сложном технологическом процессе зарядки им всех капель аэрозоля. Электризацию канала также можно использовать, если нужно создать аэрозоль с другим знаком зарядки. Сужение выходной части канала также содействует более интенсивному распылу наэлектризованной жидкости и созданию наэлектризованного аэрозоля с более мелкими капельками.

Сущность заявленного способа поясняется чертежами, представленными на фиг.1-2 и нижеследующим описанием.

На фиг.1 показана принципиальная схема общего вида применения заявляемого способа;

на фиг.2 - схема электризации жидкости.

При высокоскоростном течении диэлектрической жидкости через диэлектрический канал со скоростью 30-60 м/с, возникающем под действием перепада внешнего давления в 10-100 атм, возникают кавитационные пузырьки и сильная электризация - в течении образуются свободные электроны, а сам канал заряжается положительно. Перепад напряжений в экспериментах может меняться от нескольких десятков киловольт до нескольких сотен киловольт. Тем самым отпадает необходимость во внешнем источнике высокого напряжения и в необходимости сложной процедуры электризации отдельных капель аэрозоля. Кроме того, многократно повышается электризация всего аэрозоля и заряд на отдельных его каплях. Изменение формы сопловидных каналов путем добавления нескольких сужений и расширений существенно улучшает условия возникновения кавитации и уменьшает в несколько раз потребный перепад давления. Металлические хомуты усиливают электризацию аэрозоля. Вращение потока увеличивает приповерхностные градиенты скорости, способствуя усилению кавитации и электризации, и обеспечивает создание мелкодисперсного аэрозоля.

Сужение выходной части канала также способствует более эффективному распылу аэрозоля.

Электризация аэрозоля может быть полезна в самых различных областях человеческой деятельности. В частности, особенно эффективно можно использовать наэлектризованный аэрозоль при опылении растений ядохимикатами или лекарственными препаратами.

Дело в том, что, как правило, при опылении растений сверху на тыльную сторону листа попадает только малая часть распыленных препаратов. В то же время именно на тыльной затененной стороне располагаются сельскохозяйственные вредители. При электризации аэрозоля капли отталкиваются друг от друга и на тыльную сторону попадает в сотни раз больше распыляемого вещества, чем без электризации. Особенно это ярко заметно на центральной части листа, где и располагаются сельскохозяйственные вредители.

Данный эффект можно заметно усилить, если использовать разнозаряженность листа и аэрозоля. Для этого можно воспользоваться положительным зарядом канала и вывести это высокое напряжение к выходу другого распыляющего устройства. Сам лист, также как и земля, заряжен отрицательно.

Проверка достижения заявленного технического результата осуществлялась следующим образом. Диэлектрическая жидкость пропускалась через диэлектрический сопловидный канал диаметром 1-1,5 мм с несколькими сужениями и расширениями и с металлическим хомутом (фиг.1), при перепаде давления меняющегося в диапазоне 10-100 атм, скорость диэлектрической жидкости при этом составляла 30-60 м/с. На выходе измерялся знак и величина напряжения, которая менялась в диапазоне 10-70 кВ, что вполне достаточно для достижения интенсивной зарядки капель аэрозоля. Схема зарядки аэрозоля показана на фиг.2.

Затем поток аэрозоля направлялся на вертикальную пластину 1, моделирующую лист растения (фиг.3). В нижней ее части с подветренной (теневой) стороны стекающие капли накапливались в пробирках 2 и позволяли контролировать расход и его распределение вдоль теневой части листа. Одновременно контролировался общий ток (заряд) и его распределение вдоль теневой части листа.

Проведенные опыты показали стабильность зарядки аэрозоля, надежность, безопасность и, в целом, высокую эффективность предлагаемого способа.

Источники информации

1. А.с. № 1753198 / Герценштейн С.Я., Некрасов И.В., Рудницкий А.Я., Рустамбеков М.К. // Устройство для создания аэрозоля. 1992.

Способ создания наэлектризованного аэрозоля диэлектрической жидкости с ядохимикатами и лекарственными препаратами, включающий электризацию аэрозоля диэлектрической жидкости, отличающийся тем, что диэлектрическую жидкость пропускают с высокой скоростью 30-60 м/с через узкий канал с диаметром 1-1,5 мм из другого диэлектрика, затем через сопловидный канал с несколькими сужениями и расширениями и внешними металлическими хомутами в узких частях канала, создают вращение в потоке жидкости с помощью специальных завихрителей перед входной частью канала и пропускают жидкость через суженую выходную часть канала.