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植保喷雾机发展趋势探讨

2020-12-14安徽省农业机械试验鉴定站

农机质量与监督 2020年4期
关键词:喷雾机喷雾器药液

安徽省农业机械试验鉴定站

□ 洪 露 王光明 李仿舟

植保作业是农作物生产过程中不可或缺的重要环节。现阶段,植保作业主要有农艺、生物、物理、机械和化学防治几类方法。其中,化学防治法即利用各种化学药剂消灭病虫、杂草等,我们把采用化学防治方法中使用的机械统称为植保机械,应用最多的是植保喷雾机。

一、植保喷雾机的应用现状与特点

按动力来源形式,植保喷雾机可以分为手动式和机动式;按结构型式,可分为悬挂式、自走式。目前,常见的喷雾机主要有手动喷雾器、动力喷雾机、喷杆式喷雾机和风送式喷雾机四大类型。

(一)手动喷雾器

手动喷雾器又称为手动背负式喷雾器,分为液泵式和气泵式两种。液泵式喷雾器由活塞泵、空气室、药液箱、胶管、喷管、开关及喷头等组成,工作中需通过手压杆带动活塞在缸筒内上下运动,药液经过阀门进入空气室,再经过水阀、输液胶管、开关及喷头喷出。气动式喷雾器由气泵、药液箱和喷射部件等组成,工作时通过上、下移动手杆向药液箱内打压空气,使药液箱内压力升高,从而将药液经喷头压出,实现喷雾作业。手动喷雾器目前多应用于温室大棚和蔬菜地等。

(二)动力喷雾机

动力喷雾机利用小型发动机为动力进行喷雾作业,作业效率较手动喷雾器大大提高,按使用方式可分为固定式、移动式。固定式动力喷机通常应用于大型果园,使用地点较为固定。移动式动力喷雾机又称为机动式动力喷雾机,通常将其各部件装载在同一运输装置上,可以实现移动式喷雾作业。动力喷雾机主要由液泵、调压阀、空气室、喷头和各种管路等部件组成。

(三)喷杆式喷雾机

喷杆式喷雾机当前应用较为广泛,特点是有水平长直喷杆,喷杆上固定有大致同等长度的喷管以及一定数量、均匀分布的喷头,通过动力驱动液泵,药液经喷管通过喷头喷出实现喷雾作业,一般用于大田作业。按其结构型式可分为悬挂式、自走式两大类。

1.悬挂式喷杆喷雾机。通过悬挂部件悬挂在拖拉机上,利用拖拉机动力输出轴来驱动液泵实现喷雾。

2.自走式喷杆喷雾机。是指自身可以提供驱动及行走动力的喷杆喷雾机,具有作业效率高、喷洒质量好、喷液量分布均匀的特点,主要由自走部分、喷杆、喷头、液泵、药液箱、滤网、调压阀、空气室和各种管路等部件组成。悬挂式一般悬挂于配套动力机械之上,自走式由自身提供动力,当前实际应用较为广泛的是喷杆喷雾机,下面对其各部件加以阐述。

(1)自走部分。常见的有三轮、四轮两大类,前者有前驱和后驱之分,后者有两驱和四驱之分。

(2)喷杆。喷杆常配有折叠机构。部分产品配备有液压系统,其喷杆的升降、展开及折叠,都可以在驾驶位通过操作液压油缸进行控制,省时省力。另有部分产品可实现电动控制喷杆。

(3)喷头。喷头是雾化药液最重要的工作部件,雾滴大小和均匀性以及药液分布,都与喷头形式、结构和配置有关。喷头的主要型式有圆锥形、扇形和单孔形之分。

(4)液泵。液泵对药液施加压力,通过控制调节其压力与流量等参数,经各种管路到达喷头处,实现喷头处有满足作业要求、持续稳定的药液工作压力。药泵的型式有柱塞泵、活塞泵、隔膜泵、滚子泵、挠性叶片泵、齿轮泵等,而在实际应用中,隔膜泵、柱塞泵较为常见,它们都属于往复泵,通过曲柄连杆机构等将动力机械的转动转换为工作部件的往复运动,以此改变泵腔容积,实现吸液与出液动作。

(5)药液箱。药液箱是盛放所喷洒药液的容器,在设计时通常分布在自走式喷杆喷雾机后侧,少数大型自走式喷杆喷雾机往往将两个或多个药液箱对称地分布在机身两侧较低位置。药液箱容积要适中,若太小则在作业过程中需反复加药,若太大则会导致整机重心不稳。药液箱外表面应有容量刻度计,应在操作者视觉范围内设置液位指示器,液位指示应清晰可见。药液箱内应装有液力式或机械式药液搅拌装置,通过回液射流搅拌,从而实现药液浓度均匀。

(6)滤网。对于自走式片喷杆喷雾机,应设有足够过滤面积的三级过滤系统,最后一级过滤网孔径应不大于喷孔最小通过段,以过滤药液防止药液中未充分溶解的固体颗粒物堵塞喷头。

(7)调压阀。调压阀也称为安全阀,其作用主要是限制高压管路中最高压力,防止高压管路因过高的压力而爆破。

(8)空气室。自走式喷杆喷雾机通常所配往复式液泵的工作压力脉动幅度较大,为了减小这种压力脉动对药液所受压力的影响,保证液泵较为稳定供压,需要一个可以积蓄或释放能量的部件。其作用是:当压力升高时,空气室内的空气被压缩,在此过程中能量得以积蓄;当压力降低时,空气室内的空气膨胀,能量得以释放。

(9)各种管路。自走式喷杆喷雾机的喷杆长度较长,因此其所配各种管路通常需承受较高压力,设计时它应能承受不小于规定最高工作压力1.5 倍的压力无泄漏。

(四)风送式喷雾机

风送式喷雾机是利用风机产生高速气流,将药液雾化并吹送至较远距离的一类喷雾机。其特点是药液雾化、附着性和均匀性较好,常用于蔬菜地和果园等处喷雾作业。它通常可分为悬挂式、牵引式、车载式和自走式等类型。在实际应用中有轴向喷雾和径向喷雾两种作业方式,后者需要装配离心式喷头。风送式喷雾机主要由药液箱、液泵、调压阀、过滤器、风机、喷头、各种管路等组成。

二、存在问题与解决方案

在实际作业中,植保喷雾机作业过程中需要喷洒大量农药等各类药液,往往无法控制雾滴直径大小。不论什么作物,都使用同样喷头指向目标直接喷施药液。实际上,在不同作物和同一作物不同部位,实现药液最佳沉积目标所要求的雾滴直径各不相同。此种方式虽然操作简单方便,但药液往往无法有效沉积于作业目标位置,造成大量药液流失或飘失,浪费了药液和能量;同时由于药液尤其是农药往往有毒性,对人体有危害性,对土壤造成污染。解决方法是,应普及推广使用高效低毒性药液,实施精细喷施;针对不同作物,选择合适喷头,以使药液能尽量有效沉积于作业目标部位,减少药物浪费,避免环境污染。

近年来,市场上出现了一种可以实现静电喷雾作业的自走式喷杆喷雾机,应用高压静电在喷头与喷雾目标之间建立一个静电场,液体经过喷头雾化之后,形成群体带电雾滴,然后在静电场力和其他外力联合作用下,雾滴做定向运动而吸附在目标各个部位,完成喷雾作业过程。这种作业方式缩短了沉积时间,减少了药液流失和飘失,应是未来值得推广的喷雾作业方式之一。

三、植保喷雾机的发展趋势

当前,植保机械化仍是全程机械化短板,植保机械尤其是植保喷雾机具有广阔的发展前景,植保喷雾机的核心性能参数仍是喷头喷雾量变异系数及雾滴大小,是考核喷雾均匀性和药液有效沉积效果的主要指标。

在现代农业生产中,植保喷雾机作为不可或缺的机械设备之一,对消灭病虫草、保障农作物稳定生产具有重要意义。当前以植保无人机为代表的航空植保机械方兴未艾,可以实现远距离遥控作业,避免人暴露于农药雾化环境带来的危害,提高了喷洒作业安全性,是当前该领域内新兴热点发展方向之一。Θ

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