喷雾机三缸柱塞泵的选用与效能提升

徐元章，刘丽娥，郑鸿飞，丘菊兰

(1.福州市农业科学研究所，福州 350018；2.福州枫蕊生态科技有限公司，福州 350003；3.福建粤山园林绿化工程有限公司，福州 350014)

0 引言

喷雾法是最常用的农药防治病虫害技术，约占农药喷施工作的90%[1，2]。机动喷雾机、风送式喷雾机是最常见的高效喷药机具，由动力系统、药液泵、离心风机或轴流风机、喷洒部件、药箱和机架等部件组成，具有压力高、雾化好的优点而在农林上广泛应用，现有文献多关注动力机维修及其整机使用，未见如何选用、维护三缸柱塞泵及其效能提升的报道[1-4]，本文对正确选用、维护三缸柱塞泵与集成先进的扫瞄喷药技术以提升整机效能进行探讨，以供农林用户参考，探索植保机械化的一条新途径。

1 机动喷雾机药液泵的类型与选择

1.1 类型

国内机动喷雾机配置的药液泵多为往复式容积泵，其特点为输出压力可在一定范围内调节而保持药液泵流量基本不变，均配有调压阀和压力表。调压阀是能调节和控制药液泵输出压力高低和卸去压力负荷的装置，压力表可指示输出药液压力值。药液泵分为单缸和多缸，多缸泵中三缸泵叠加后流量、压力波动最小，因而有观点认为三缸泵的空气室可省用[2]。市面上往复式容积泵多为三缸泵，主要有柱塞泵、活塞泵和活塞隔膜泵三种类型，因在结构上有所不同而各有优缺点。

1)三缸柱塞泵。优点是柱塞与泵室不接触，利用V形密封圈密封，柱塞不易磨损，使用寿命长。当密封圈被磨损而使密封间隙加大后，可旋转压环，压紧V形密封圈，调节密封间隙。柱塞泵工作压力较高(可达3 MPa以上)。缺点是需用铜和不锈钢材料较多，比活塞泵重。

2)三缸活塞泵。优点是泵缸简单，可用不锈钢管制造，加工简单。与柱塞泵相比，不锈钢用料较少。缺点是活塞为橡胶碗，是易损件，活塞与泵缸接触密封且相对运动，药液中的杂质沉淀在活塞碗与泵缸之间会成为磨料，造成泵缸与活塞的磨损加大，需要经常更换磨损件而增加使用难度和成本。

3)活塞隔膜泵。优点是排量大，泵体、泵盖等都用铝材表面加涂敷材料，用铜、不锈钢材料少，制造精度要求较低，制造成本低。缺点是压力波动大、工作振动大，工作压力不能太高(一般低于3 MPa)，而且市场上应用较少，配件和维修难以保障。

1.2 选择

鉴于三缸活塞泵和活塞隔膜泵的缺点，在市场上的很少见，三缸柱塞泵由于输出压力较高且维护相对方便而被大量应用。随着植保机械市场的发展和需求的多样化，市场上三缸柱塞泵分包括无空气室和是否免黄油等多种不同的类型。从机器的使用性能与喷雾效果上看，空气室起到稳定喷雾压力且对机件和管路有免受冲击的保护作用，如缺省则所喷射的雾滴流会呈不稳定的螺旋状，所以应选用有空气室的三缸柱塞泵为宜。使用免黄油三缸柱塞泵则只要注意探油镜内的油位即可，无需每作业2 h都要旋进黄油杯2圈以保证柱塞与V形密封圈的润滑，所以该产品更受到操作者欢迎。免黄油三缸柱塞泵的总装配图见图1。免黄油三缸柱塞泵可免去频繁添加黄油的繁琐操作，且装配有耐压油封座组(图1-62)、耐磨的V形密封圈(图1-25)和喷瓷柱塞(图1-14)。实践证明，免黄油三缸柱塞泵使用简单、寿命长、性能稳定、维护容易，连续使用6年没有出现过任何故障或漏水现象，虽价格约为普通柱塞泵的3倍[5]，但性价比仍然较高。

图1 免黄油药液泵的总装配图

2 喷雾机三缸柱塞泵的使用与维护

2.1 使用要点

1)将喷雾机按使用说明书要求组装好，保证各部件位置正确，螺栓紧固，皮带及皮带轮运转灵活，防护罩安装可靠，皮带松紧要适度。

2)向新机的曲轴箱内添加使用说明书规定牌号的润滑油至规定油位，以后每次使用前及使用中都要检查探油位。

3)禁止无水启动机器，使用洁净水源配药，不可使用溪河水。采用具有搅拌功能的吸水滤网，以防堵塞。经常检查吸水滤网，保持滤网沉没于药水中，吸水管的管路不能置放在过高处，以免管路内残留空气而影响泵体的流量和效率。

4)将调压阀的调压轮按逆时针方向调节到较低压力的位置，再把调压手柄扳至卸压位置。

5)启动发动机，低速运转10～15 min，若见有水喷出，并且无异常声响，可逐渐提高至额定转速。然后将调压手柄扳至加压位置，并按顺时针方向逐步旋紧调压轮，使压力表指示到要求的工作压力。调压时应由低向高调整压力，如压力表指示不准确多是因为泵体内残存空气，可将调压手柄反复扳动几次将空气排出，即能指示出准确的压力。

6)用清水试喷，要排尽泵体和吸水管路内的滞留空气，观察各接头处有无渗漏现象、喷雾状况是否良好。

7)在喷药作业中，应使用高效节本的扫瞄喷药法及其喷头,避免采用摆动式喷洒法及其喷头[5-6]。转移时机器须处于停机或怠速状态。

2.2 存放保养要点

1)每天作业完后，应用清水在使用压力下继续喷洒2～5 min，排出泵体和管路内的残留药液，防止残留药液腐蚀或天寒时冻坏内部机件。

2)卸下吸水滤网和喷雾胶管，打开出水开关，用手旋转药液泵排出泵内残留药水，将调压手柄扳至卸压位置，旋松调压手轮，使调压弹簧处于自由松弛状态，擦洗机组外表污物。

3)按使用说明书要求，定期更换曲轴箱内的机油。换油时先用柴油将曲轴箱清洗干净后，再换入新的机油。

2.3 故障维修

2.3.1 不能吸水或压力不稳定

检查吸水管是否松动或漏气，如发现漏气，则锁紧接头或更换吸水管；检查吸水管有无堵塞，如发现堵塞，则将其清除；把调压手柄扳至卸压位置，打开喷雾开关一会，让存留的气体排出再关上；取下吸水室查看三个吸水活门是否堵塞或损坏，根据实际情况排除堵塞或更换；取下排水室查看三个吸水活门是否堵塞或损坏，根据实际情况排除堵塞或更换。

2.3.2 压力下降

检查喷雾管是否破裂，喷雾管接头垫片是否破损，检查三角带是否松弛，如有松弛，则按使用说明书进行调整；检查吸水滤网是否被粉剂或杂物堵塞并清理干净。

2.3.3 气缸室漏水

取下防尘盖(参图1-8部件，部分产品无此装置)，旋紧气缸室的三个迫紧压环，如仍有漏水，则为V形密封圈及V型支撑环损坏，须更换，见图2。该部件的作用等同于图1-25，虽然外观相同，但两者的材料和质量存在极大的差别。如泵体的曲轴箱进入水或药液，则应检查油封是否损坏并及时更换零件，修复好药液泵并提前更换机油。

1.已损坏的V形密封圈

3 喷雾机作业效能提升

2016年农业部发起农药的减量增效活动，除了继续深挖现有各种植保防治措施提质增效的潜力外，农药使用方法与喷洒部件的协同创新仍被很多人忽视。当前所普遍采用的小喷幅喷头和Z字形摆动喷洒法[7]，存在重喷和漏喷问题。漏喷区会成为病虫害的“桥梁田”，摆动喷洒法存在着为避免漏喷，喷头所喷扫区块的总面积至少是所作业靶区面积的2倍的技术缺陷。根据该结论，那么作业时会有一半的药、水、工是被浪费的，所以必须改进喷药技法和喷洒部件。根据研究如能利用现有常规的机动喷雾机或风送式喷雾机除去喷洒部件的机体部件，集成先进的扫瞄喷药法并选配高效精准的专用喷洒部件，采用宽幅喷头瞄准并覆盖作业靶标且无摆动地行进的扫瞄式喷洒施药，这样就能避免重喷和漏喷的问题，省药、省工、省水并提高防效[5-6]。

提倡一种机器配置多种雾化形式的喷头组件，这些喷头组建可以单用或组合使用，以提高对靶标的覆盖能力和性能，对不同的形态特征、农(林)艺性状和施药环境的植物采用最优化的、先进的扫瞄喷药法及其喷洒组件，可赋能三缸柱塞泵在农药减量增效活动中发挥事半功倍的效能，避免采用一种喷洒组件应对所有的植物喷药而造成农药浪费和污染。

4 结论

三缸柱塞泵是机动喷雾机、风送式喷雾机的核心部件，空气室有利于三缸柱塞泵雾化效果的稳定性，建议有条件的农林用户选用免黄油三缸柱塞泵，并注重喷雾机使用过程的维护保养，可延长喷雾机的使用寿命、减轻维保工作量。喷雾机如能结合先进的扫瞄喷药法及其配套喷洒组件，则可大幅提高喷雾工效、防效，并降低作业成本，践行一条农药减量增效的新捷径。

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