臭氧水土傳病蟲害防控的製造方法
2023-06-10 13:44:21 3
臭氧水土傳病蟲害防控的製造方法
【專利摘要】本發明提出了一種臭氧水土傳病蟲害防控機，包括依次相連接的氧氣提取裝置、氧氣儲存罐、高壓放電室和臭氧水混合裝置，氧氣提取裝置包括空氣壓縮機、空氣加熱管、空氣冷卻管、除水管、導管和除氮管，空氣加熱管內設有電加熱棒，其一端設有與空氣壓縮機連通的空氣進口，另一端設有空氣出口；空氣冷卻管下端設有冷卻水進口，上端設有冷卻水出口；除水管位於空氣冷卻管內，其上、下端分別穿過空氣冷卻管上、下封口；導管纏繞於除水管的外壁上，其下端伸入除水管的下端部；除氮管一端與除水管連通，另一端與氧氣儲存罐連通。該防控機能夠有效地將氧氣從空氣中提取出來並保證氧氣的純度，最終將氧氣轉化為臭氧灌溉入田地中起到殺菌的效果。
【專利說明】臭氧水土傳病蟲害防控機
【技術領域】
[0001]本發明涉及農業【技術領域】，特別是指一種能夠向田地中灌溉臭氧水，從而殺死土壤中病蟲害的防控機。
【背景技術】
[0002]目前，農業種植中殺滅土壤中的細菌、病毒及害蟲的方法主要是採用大量的劇毒農藥，在殺滅土壤中的細菌、病毒及害蟲的同時也汙染了土壤，再加上常年使用大量的化肥造成的土壤板結，使農產品藥殘含量嚴重超標，對人體健康造成危害。[0003]現有技術中，人們發現將含有臭氧的水灌溉入田地中能夠利用臭氧的高氧化性有效地殺死土壤中的各種病蟲害，同時分解土壤中殘留的農藥和化肥，起到疏鬆土壤和改良土壤的奇效。而且，人們也在嘗試研發此方面的相關技術，以使該技術真正地應用到實踐中，隨著現代技術的不斷發展，相關的防控機設備也相繼被研發出來，但這些防控機始終存在諸多方面的缺陷，主要原因有以下幾方面:
[0004]1、製作臭氧的原料一般來源於空氣中的氧氣，但如何將氧氣從空氣中實現分離，獲得較為純淨的氧氣是個難點；
[0005]2、實際應用時需要將含有臭氧的水持續不斷地注入到田地中，這就需要持續不斷地將氧氣轉變為臭氧，但目前的這些設備只能間歇地製造有限的臭氧，滿足不了實際的生
產需要；
[0006]3、由於臭氧在水中的溶解度有限，而且臭氧在水中遵守亨利定律，其溶解度與體系中的分壓和總壓成比例，也即臭氧在空氣中的含量極低，故分壓也極低，那就會迫使已溶解於水中的臭氧從水和空氣的界面上逸出，使水中的臭氧濃度總是處於不斷降低的狀態，因此，在灌溉時如何將臭氧充分溶於水中也是一個困擾人們的難題。
【發明內容】
[0007]本發明提出一種臭氧水土傳病蟲害防控機，解決了現有技術中防控機無法從空氣中分離出較為純淨氧氣的問題。
[0008]本發明的技術方案是這樣實現的:臭氧水土傳病蟲害防控機，包括依次相連接的氧氣提取裝置、氧氣儲存罐、高壓放電室和臭氧水混合裝置，所述氧氣提取裝置與所述氧氣儲存罐之間設有單向電磁閥，所述氧氣儲存罐與所述高壓放電室之間設有保證氧氣進氣壓力的第一閥門，所述氧氣提取裝置包括:
[0009]空氣壓縮機；
[0010]空氣加熱管，其內部設有電加熱棒，其一端設有連通其內腔與所述空氣壓縮機的空氣進口，另一端設有與其內腔相連通的空氣出口 ；
[0011]空氣冷卻管，垂直設置，其上下端部均封口，其下端設有與其內腔相連通的冷卻水進口，其上端設有與其內腔相連通的冷卻水出口；
[0012]除水管，垂直設置於所述空氣冷卻管的中間位置，所述除水管的上端為穿過所述空氣冷卻管上封口的乾燥空氣出口，所述除水管的下端為穿過所述空氣冷卻管下封口的冷凝水排出口；
[0013]導管，螺旋纏繞於所述除水管的外壁上，其下端伸入所述除水管的下端部，其上端穿過所述空氣冷卻管的上封口並與所述空氣出口相連通；
[0014]除氮管，其一端與所述乾燥空氣出口相連通，另一端通過所述單向電磁閥與所述氧氣儲存罐相連通，所述除氮管內設有用於吸附氮氣的5A分子篩。
[0015]作為對上述技術方案的改進，所述除氮管內還設有位於所述5A分子篩兩端的過濾棉，兩個所述的過濾棉與所述除氮管的端部之間留有間距，位於上遊位置的過濾棉與所述除氮管之間形成緩衝室，位於下遊位置的過濾棉與所述除氮管之間形成氧氣室。
[0016]作為一種優選的實施方式，所述除氮管的個數為兩個，兩個所述除氮管的內部結構相同，兩個所述的除氮管通過一個三位五通電磁閥與所述乾燥空氣出口相連通，兩個所述的除氮管分別通過單向電磁閥與所述氧氣儲存罐相連通；
[0017]所述三位五通電磁閥與兩個所述的單向電磁閥之間同步動作，用以交替排出被所述5A分子篩吸附的氮氣及實現兩個除氮管的交替工作。
[0018]作為對上述技術方案的進一步改進，所述高壓放電室與臭氧水混合裝置之間設有用於控制臭氧排出速度的第二閥門及用於防止回流的止回閥。
[0019]作為另一種優選的實施方式，所述臭氧水混合裝置包括
[0020]主水管，所述冷卻水進口與所述主水管相連通；
[0021]旁通管，並聯於所述主水管上並與所述主水管相連通，所述旁通管與所述高壓放電室相連通。
[0022]作為對上述技術方案的改進，所述旁通管的中間位置設有渦流室，所述渦流室上遊位置的旁通管沿水的流向徑向尺寸逐漸減小，所述渦流室下遊位置的旁通管沿水的流向徑向尺寸不變且大於所述渦流室的徑向尺寸；
[0023]所述高壓放電室的臭氧出口與所述渦流室相連通。
[0024]作為對上述技術方案的進一步改進，所述主水管內設有第三閥門，所述第三閥門位於所述旁通管與所述主水管的兩個連接點之間。
[0025]作為另一種優選的實施方式，所述空氣加熱管垂直設置，所述空氣進口位於所述空氣加熱管的上端，所述空氣出口位於所述空氣加熱管的下端。
[0026]作為另一種優選的實施方式，所述空氣壓縮機為無油空氣壓縮機。
[0027]採用了上述技術方案後，本發明的有益效果是:該防控機首先利用氧氣提取裝置從空氣中將氧氣提取出來，同時保證所提取出氧氣的純淨度，然後將所提取出來的氧氣儲存在氧氣儲存罐中，通過調整第一閥門的開度控制氧氣均勻地進入高壓放電室內，利用高壓放電室內的高壓使氧氣產生電化學反應生成臭氧，最後將臭氧注入到臭氧水混合裝置內，使臭氧溶於水中並灌溉入田 地中，實現殺菌殺蟲的效果。該發明的主要創新點在於前期的氧氣提取步驟，首先通過電加熱棒將進入空氣加熱管內的空氣加熱至200— 260°C，之後被加熱的空氣自導管呈螺旋形由上而下地進入除水管內，溫度降到20°C左右，此時，空氣中的水分會以冷凝水的狀態從冷凝水排出口排出，而較為乾燥的空氣通過乾燥空氣出口進入除氮管內，在除氮管內5A分子篩的自身特性下，空氣中佔較大體積的氮氣被吸附在5A分子篩上，剩餘的較為純淨的氧氣進入到氧氣儲存罐中儲存起來，這種結構的氧氣提取裝置能夠將空氣中佔絕大部分的水分和氮氣分離出來，只剩下較為純淨的氧氣作為後續的生產需要。
[0028]通過在5A分子篩的兩端設置過濾棉能夠吸附空氣中較小的灰塵顆粒，進一步提高氧氣的純度，而且通過設置緩衝室和氧氣室能夠使空氣自然地、均勻地通過過濾棉，防止因空氣流動不均勻導致一部分灰塵顆粒沒有被吸附而影響最終提取出氧氣的純度。
[0029]將除氮管的個數設置為兩個，並將這兩個除氮管通過一個三位五通電磁閥與乾燥空氣出口連通起來，同時將兩個除氮管分別通過單向電磁閥與氧氣儲存罐連通起來，能夠利用三位五通電磁閥和兩個單向電磁閥之間的相互配合實現氧氣的持續供應，使臭氧能夠持續不斷地輸出，滿足實際的生產需要。另外，通過控制單向電磁閥和三位五通電磁閥的開閉還能夠將5A分子篩吸附的氮氣不斷地排出，以保證提取氧氣的純度。
[0030]在高壓放電室與臭氧水混合裝置之間設置第二閥門和止回閥，能夠利用第二閥門控制臭氧進入臭氧水混合裝置的速率，進而控制灌溉水中的臭氧含量；其次，一旦臭氧水混合裝置內的水壓大於高壓放電室內的臭氧壓力，止回閥能夠防止水進入高壓放電室內損壞機器，起到一定的保護作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施 例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發明一種實施例的結構示意圖；
[0033]圖2為圖1中除氮管部分的結構示意圖；
[0034]圖3為圖2中M處的局部放大示意圖；
[0035]圖4為圖1中I處的局部放大示意圖；
[0036]圖中:1-氧氣提取裝置；11_無油空氣壓縮機；12_空氣加熱管；121-空氣進口 ；122-空氣出口 ；13_電加熱棒；14-空氣冷卻管；141-冷卻水進口 ；142_冷卻水出口 ；15_除水管；151_乾燥空氣出口 ；152_冷凝水排出口 ；16_導管；17_除氮管；171_緩衝室；172_第一過濾棉；173_5A分子篩；174_第二過濾棉；175_氧氣室；18_三位五通電磁閥；181_第一通口 ；182_第二通口 ；183_第三通口 ； 184-第四通口 ； 185-第五通口 ；2_氧氣儲存罐；3-高壓放電室；4_臭氧水混合裝置；41_主水管；42_旁通管；421_上旁通管；422_渦流室；423-下旁通管；43-第三閥門；51_第一單向電磁閥；52-第二單向電磁閥；53-第一閥門；54-第二閥門；55_止回閥。
【具體實施方式】
[0037]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0038]實施例:[0039]如圖1所示，為本發明臭氧水土傳病蟲害防控機的一種實施例，該實施例包括以下依次相連的四部分:氧氣提取裝置1、氧氣儲存罐2、高壓放電室3和臭氧水混合裝置4，其中，氧氣提取裝置I用於將空氣中的氧氣提取出來，同時儘量保證所提取氧氣的純度；氧氣儲存罐2用於暫時儲存提取出來的氧氣；高壓放電室3用於將提取出來的氧氣在高壓放電的環境下轉換為臭氧；臭氧水混合裝置4用於將轉換後的臭氧溶於水中並灌溉入田地，下面就這四部分的具體結構進行描述。
[0040]氧氣提取裝置I包括一個空氣壓縮機，該實施例可優選無油空氣壓縮機11，以避免對空氣產生汙染，保證所提取氧氣的純度。還包括一根垂直設置的空氣加熱管12，該空氣加熱管12的上端設有一個與其內腔相連通的空氣進口 121，下端設有一個與其內腔相連通的空氣出口 122，空氣進口 121與無油空氣壓縮機11直接連通起來，這樣，無油空氣壓縮機11就能夠持續不斷地通過空氣進口 121向空氣加熱管12內注入乾淨的空氣。在空氣加熱管12內設有電加熱棒13，能夠將空氣加熱管12內的空氣加熱至200~260°C。
[0041]氧氣提取裝置I還包括一個垂直設置、上下均封口的空氣冷卻管14，其作用是冷卻經加熱後的空氣，空氣冷卻管14的下端設有與其內腔相連通的冷卻水進口 141，上端設有與其內腔相連通的冷卻水出口 142，工作時向冷卻水進口 141內持續不斷地注入16°C左右的冷水，這部分冷水在吸收空氣熱量後再從冷卻水出口 142排出；在空氣冷卻管14的中間位置還豎直設置有一根中空的除水管15，該除水管15的上端為穿過空氣冷卻管14上封口的乾燥空氣出口 151，下端為穿過空氣冷卻管14下封口的冷凝水排出口 152。在除水管15的外壁上螺旋纏繞有一根導管16用於輸送空氣，該實施例可優選銅導管，該導管16的上端穿過空氣冷卻管14的上封口並與空氣出口 122連通起來，該導管16的下端穿過除水管15的管壁直接伸入到除水管15的下端部，這樣，經加熱後的空氣沿導管16螺旋前行的過程中與空氣冷卻管14內的冷水發生熱交換，空氣溫度會下降到20°C左右，當空氣進入到除水管15內時，空氣中所含有的水分將成為冷凝水並從冷凝水排出口 152排出，而較為乾燥的空氣則在除水管15內繼續上升進入後續工序。
[0042]在除水管15的下遊設置有兩個相併聯的除氮管17，之所以要設置兩個除氮管17是為了能夠利用這兩個除氮管17的交替工作實現臭氧的持續生產，以滿足正常的生產需要，當然，在臭氧需求量不是很大的時候，使用一個除氮管17也能夠滿足需要。如圖2和圖3所示，這兩個除氮管17通過一個三位五通電磁閥18連通在乾燥空氣出口 151上，該三位五通電磁閥18上包括五個通口，分別為第一通口 181、第二通口 182、第三通口 183、第四通口 184和第五通口 185，其中，第二通口 182連通在乾燥空氣出口 151上，第一通口 181和第三通口 183放空，而第四通口 184和第五通口 185分別連通在兩個除氮管17的一端。至於兩個除氮管17，其內部結構是完全相同的，其作用是吸收經乾燥後空氣內的氮氣，以提高氧氣的純度，為此，在除氮管17內部設置一部分5A分子篩173，至於5A分子篩，由於其屬於本領域內較為常見的吸附氮氣的物質，在此不再贅述。在5A分子篩173的兩端還分別設置有過濾棉，分別為第一過濾棉172和第二過濾棉174，而且第一過濾棉172與除氮管17之間形成一個空間一緩衝室171，第二過濾棉174與除氮管17之間形成一個空間一氧氣室175，這兩部分過濾棉能夠吸附空氣中存在的粒徑較小的顆粒，並使空氣均勻地通過，以保證對氮氣和顆粒進行充分地吸附。在兩個除氮管17的下遊即為暫時儲存提取出來氧氣的氧氣儲存罐2，而且兩個除氮管17與氧氣儲存罐2之間分別通過第一單向電磁閥51和第二單向電磁閥52連接，下面就該部分的動作原理進行詳細說明:
[0043]首先，第二通口 182和第五通口 185之間連通，第一單向電磁閥51開通，第三通口183和第四通口 184之間連通，第一通口 181和第二單向電磁閥52關閉，在乾燥空氣出口151持續的空氣供應下，空氣的流動路線是:乾燥空氣出口 151 —第二通口 182 —第五通口185 —除氮管17 (左邊)，這樣，對於左邊的除氮管17來說，第一過濾棉172上會吸附諸多的顆粒，5A分子篩173上會吸附諸多的氮氣，同時氧氣室175和氧氣儲存罐2內會積聚諸多氧氣並具有一定的壓力。
[0044] 然後，三位五通電磁閥18動作，第二通口 182和第四通口 184之間連通，第二單向電磁閥52開通，第一通口 181和第五通口 185之間連通，第三通口 183和第一單向電磁閥51關閉，這樣，在左邊氧氣室175內的壓力下，5A分子篩173上吸附的氮氣及第一過濾棉172上吸附的顆粒會被氧氣反衝並從第一通口 181排出，當然，為了減小氧氣的損失，此反衝過程是非常短暫的，具體時間可通過在三位五通電磁閥18時間繼電器進行控制。在乾燥空氣出口 151持續的空氣供應下，空氣的流動路線是:乾燥空氣出口 151—第二通口 182—第四通口 184—除氮管17 (右邊)，這樣，對於右邊的除氮管17來說，第一過濾棉172上會吸附諸多的顆粒，5A分子篩173上會吸附諸多的氮氣。
[0045]最後，重複上述兩個步驟，利用時間繼電器控制三位五通電磁閥18、第一單向電磁閥51和第二單向電磁閥52之間的同步動作，可實現兩個除氮管17之間的交替工作，實現氧氣儲存罐2內氧氣的持續供應，經實踐證實，通過上述結構所提取的氧氣純度能夠達到80%以上。
[0046]在氧氣儲存罐2的下遊連接有高壓放電室3，兩者之間設有一個第一閥門53，在第一閥門53的兩側分別設有用於監測氧氣儲存罐2和高壓放電室3內氣壓的壓力表，當氧氣儲存罐2內儲存一定的氧氣後，即可通過調節第一閥門53的開度穩定控制進入高壓放電室3內的氧氣，在高壓放電室3內，氧氣將發生電化學反應並產生臭氧，該技術屬於本領域內較為常見的技術，在此不再贅述。
[0047]如圖1和圖4共同所示，在高壓放電室3的下遊位置即是該防控機最後的部分一臭氧水混合裝置4，通過將高壓放電室3內的臭氧通入臭氧水混合裝置4內，使臭氧溶入水中並最終灌溉入田地中起到殺菌的效果，為了控制灌溉水中臭氧的含量，在高壓放電室3與臭氧水混合裝置4之間設置有第二閥門54，可以控制高壓放電室3內臭氧的排出速度；另外，為了防止臭氧水混合裝置4的水壓大於高壓放電室3內的氣壓而造成的水回流入高壓放電室3內造成設備損壞，在高壓放電室3與臭氧水混合裝置4之間還可設置止回閥55。
[0048]該實施例的臭氧水混合裝置4首先包括一根主水管41，空氣冷卻管14上的冷卻水進口 141可連通在主水管41上，利用主水管41內的冷水對空氣冷卻管14內的空氣進行冷卻。臭氧水混合裝置4還包括一根並聯在主水管41上的旁通管42，而且主水管41與旁通管42之間相連通，這樣，主水管41內的水流就會有一部分通過旁通管42再回流至主水管41中。旁通管42的中間位置設有一個渦流室422，該渦流室422上遊位置的旁通管(即上旁通管421)沿水的流向徑向尺寸逐漸減小，渦流室422下遊位置的旁通管(即下旁通管423)沿水的流向徑向尺寸不變，而且下旁通管423的徑向尺寸要大於渦流室422的徑向尺寸，這樣，上旁通管421內的水壓會逐漸增大，在渦流室422處由於徑向尺寸的突變形成一定的負壓。該實施例將高壓放電室3的臭氧出口連通在渦流室422處，能夠使臭氧在渦流室422處負壓的條件下快速進入渦流室422內，並使臭氧在此處收到水流的急速衝擊，實現臭氧與水的充分混合，提高水中的臭氧含量。另外，該實施例在主水管41內還設置有一個第三閥門43，該第三閥門43位於旁通管42與主水管41的兩個連接點之間，這樣在主水管41內水量一定的情況下，就能夠通過調節第三閥門43的開度控制旁通管42內的水量，同時調節第二閥門54的開度控制進入旁通管42內的臭氧量，最終控制灌溉水中的臭氧含量，起到最佳的殺菌效果。
[0049]該臭氧水土傳病蟲害防控機結構簡單，能夠有效地將氧氣從空氣中提取出來並保證氧氣的純度，最終將氧氣轉化為臭氧溶入水中，灌溉入田地中起到殺菌的效果。
[0050]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.臭氧水土傳病蟲害防控機，包括依次相連接的氧氣提取裝置、氧氣儲存罐、高壓放電室和臭氧水混合裝置，所述氧氣提取裝置與所述氧氣儲存罐之間設有單向電磁閥，所述氧氣儲存罐與所述高壓放電室之間設有保證氧氣進氣壓力的第一閥門，其特徵在於，所述氧氣提取裝置包括: 空氣壓縮機； 空氣加熱管，其內部設有電加熱棒，其一端設有連通其內腔與所述空氣壓縮機的空氣進口，另一端設有與其內腔相連通的空氣出口； 空氣冷卻管，垂直設置，其上下端部均封口，其下端設有與其內腔相連通的冷卻水進口，其上端設有與其內腔相連通的冷卻水出口； 除水管，垂直設置於所述空氣冷卻管的中間位置，所述除水管的上端為穿過所述空氣冷卻管上封口的乾燥空氣出口，所述除水管的下端為穿過所述空氣冷卻管下封口的冷凝水排出口 ； 導管，螺旋纏繞於所述除水管的外壁上，其下端伸入所述除水管的下端部，其上端穿過所述空氣冷卻管的上封口並與所述空氣出口相連通； 除氮管，其一端與所述乾燥空氣出口相連通，另一端通過所述單向電磁閥與所述氧氣儲存罐相連通，所述除氮管內設有用於吸附氮氣的5A分子篩。
2.如權利要求1所述的臭氧水土傳病蟲害防控機，其特徵在於:所述除氮管內還設有位於所述5A分子篩兩端的過濾棉，兩個所述的過濾棉與所述除氮管的端部之間留有間距，位於上遊位置的過濾棉與 所述除氮管之間形成緩衝室，位於下遊位置的過濾棉與所述除氮管之間形成氧氣室。
3.如權利要求2所述的臭氧水土傳病蟲害防控機，其特徵在於:所述除氮管的個數為兩個，兩個所述除氮管的內部結構相同，兩個所述的除氮管通過一個三位五通電磁閥與所述乾燥空氣出口相連通，兩個所述的除氮管分別通過單向電磁閥與所述氧氣儲存罐相連通； 所述三位五通電磁閥與兩個所述的單向電磁閥之間同步動作，用以交替排出被所述5A分子篩吸附的氮氣及實現兩個除氮管的交替工作。
4.如權利要求1所述的臭氧水土傳病蟲害防控機，其特徵在於:所述高壓放電室與臭氧水混合裝置之間設有用於控制臭氧排出速度的第二閥門及用於防止回流的止回閥。
5.如權利要求1至4任一項所述的臭氧水土傳病蟲害防控機，其特徵在於:所述臭氧水混合裝置包括 主水管，所述冷卻水進口與所述主水管相連通； 旁通管，並聯於所述主水管上並與所述主水管相連通，所述旁通管與所述高壓放電室相連通。
6.如權利要求5所述的臭氧水土傳病蟲害防控機，其特徵在於:所述旁通管的中間位置設有渦流室，所述渦流室上遊位置的旁通管沿水的流向徑向尺寸逐漸減小，所述渦流室下遊位置的旁通管沿水的流向徑向尺寸不變且大於所述渦流室的徑向尺寸； 所述高壓放電室的臭氧出口與所述渦流室相連通。
7.如權利要求6所述的臭氧水土傳病蟲害防控機，其特徵在於:所述主水管內設有第三閥門，所述第三閥門位於所述旁通管與所述主水管的兩個連接點之間。
8.如權利要求1所述的臭氧水土傳病蟲害防控機，其特徵在於:所述空氣加熱管垂直設置，所述空氣進口位於所述空氣加熱管的上端，所述空氣出口位於所述空氣加熱管的下端。
9.如權利要求1所述的臭氧水土傳病蟲害防控機，其特徵在於:所述空氣壓縮機為無油空氣壓縮機。
【文檔編號】C01B13/11GK103891700SQ201410092129
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2014年3月13日
【發明者】陳優明, 陳洪江, 李春梅, 王國福 申請人:濰坊市萬有環保設備有限責任公司