教学课件：第八章-植物保护机械(大学课件).ppt
第八章 植物保护机第一节 概述 随着农用化学药剂的发展，喷施化学制剂的机械已日益普遍。这类机械的用途包括：喷洒杀菌剂或杀虫剂防治植物病虫害；喷洒除草剂，消灭莠草；喷洒药剂对土壤消毒、灭菌；喷施生长激素以促进植物的生长或成熟抗倒伏。目前，国内外植物保护机械化总的趋势是向着高效、经济、安全方向发展。在提高劳动生产率方面，如加大喷雾机的工作幅宽、提高作业速度、发展一机多用、联合作业机组，同时还广泛采用液压操纵、电子自动控制，以降低操作者劳动强度；在提高经济性方面，提倡科学施药，适时适量地将农药均匀地喷洒在作物上，并以最少的药量达到最好的防治效果。要求施药精确，机具上广泛采用施药量自动控制和随动控制装置，使用药液回收装置及间断喷雾装置，同时还积极进行静电喷雾应用技术的研究等。,此外，更注意安全保护，减少污染，随着农业生产向着深度和广度发展，开辟了植物保护综合防治手段的新领域，生物防治和物理防治器械和设备将有较多的应用，如超声技术、微波技术、激光技术、电光源在植保中的应用及生物防治设备的开发等。喷施化学药剂的机械有喷雾机、喷粉机、喷烟机及喷撒固体颗粒制剂的喷撒机等。第二节 喷雾机械 喷雾机的功能是使药液雾化成细小的雾滴，并使之喷洒在农作物的茎叶上。田间作业时对喷雾机的要求是：雾滴大小适宜、分布均匀、能达到被喷目标需要药物的部位、雾滴浓度一致、机器部件不宜被药物腐蚀、有良好的人身安全防护装置。,喷雾机按药液喷出的原理分为液体压力式喷雾机、离心式喷雾机、风送式喷雾机和静电式喷雾机等。此外，如按单位面积施药液量的大小来分，可以分为高容量、中容量、低容量和超低量喷雾机等。一、手动背负式喷雾机 图81为一种常用的手动背负式喷雾机，它属于液体压力式喷雾机，主要由活塞泵、空气室、药液箱、喷杆、开关、喷头和单向阀等组成。工作时，操作人员将喷雾机背在身后，通过手压杆带动活塞在缸筒内上、下往复运动，药液经过进水单向阀进入空气室，再经出水单向阀、输液管、开关、喷杆由喷头喷出。这种泵的最高压力为800 kPa左右。,图8一1 手动背负式喷雾机1开关 2喷杆3喷头4固定螺母5皮碗6活塞杆7毡圈8泵盖9药液箱 10缸筒11空气室12出水单向阀13出水阀座14进水单向阀15吸水管,二、超低量喷雾机 图82为我国研制的东方红一18型背负式弥雾喷粉机进行喷雾作业时的情况。图示该机为风送式喷雾机，它由一个1 kW发动机、一个风机及药液箱、喷头等组成，整机质量9 kg左右，射程可达9m以上，通过更换不同形式的喷头等部件，该机还可进行喷粉作业。药液箱通过进气管5与风机的高压出口相连通，在喷雾作业时，其内的药液由药箱经另一个出液管流向喷头。喷头上带有叶片，在风机产生的高压气流作用下能高速旋转，转速一般为8 00012 000r/min。药液先在圆盘中形成水膜，利用高速旋转产生的离心力把水膜分散成细小的雾滴向四周飞溅出去。因喷出去的药液雾滴很细（80100m)，故可实现超低量喷雾。,图8一2 超低量喷雾机1叶轮2风机壳3进气阀4进气塞 5进气管6滤网组合件7出液阀门8出液管9输液管10喷管11开关12喷嘴,第三节 喷粉机械 喷粉机喷撒的粉状固体制剂，颗粒在35m之间。喷粉的优点是作业效率高，不需要载体物质，不用加水，因而节省劳力和作业费用。喷粉的主要缺点是粉粒在植株上的附着性差，容易滑落。图84为一种吹送式喷粉机，风机产生的高速气流，大部分吹向输气管，小部分吹至粉箱底部的吹粉管4，从吹粉管的小孔吹出，并将药箱底部的药粉吹松散，送至粉门。同时由于大部分气流通过输气管的弯曲部分时，在输粉管出口处造成一定的真空度，药粉就通过粉门、输粉管被吸人输气管，与大量的高速气流混合，经喷管喷出。这种喷粉机水平射程最高可达30m。,图8一4 吹送式喷粉机1叶轮2风机壳3进气阀4吹粉管5粉门6输粉管7输气管8.喷管,第五节 喷雾机的主要工作部件 喷雾机一般由药液箱、搅拌器、空气室、药液泵、喷头、安全阀、流量控制阀和各种管路等组成。其中药液泵、空气室、喷嘴和安全阀等是喷雾机的主要工作部件。一、药液泵 药液泵的作用是给药液加压，以保证喷头有满足性能要求的、稳定的药液工作压力。药液泵的性能参数主要有压力和流量等，常见的药液泵主要有：柱塞泵、活塞泵、隔膜泵、滚子泵、挠性叶片泵、齿轮泵等形式。按照泵药部件的工作原理通常可将药液泵分成往复泵和旋转泵两种形式。前述柱塞泵、活塞泵和隔膜泵属于往复泵，其余皆属旋转泵。,往复泵是利用曲柄连杆机构或偏心轮等机构，将电机或发动机等动力机械的转动变成活塞等工作部件的往复运动，进而改变泵腔内的容积，再通过进液阀和出液阀两个单向阀的相互配合，在泵腔容积加大时吸液，在泵腔容积减小时出液，往复泵的特点是工作压力脉动幅度也比较大。旋转泵是通过液泵转子的转动使进液腔增大，压力减小而吸液，出液腔减小，压力增大而排液，这种泵无需专门的进液阀和出液阀与之配合工作，其特点是，工作压力比较稳定。图87是一种由大活塞和小活塞组成的活塞泵。,图8一7 活塞泵工作示意图A低压区B缓冲区C.高压区1偏心轮2压力表3空气室4调压阀5出液阀6过滤器7吸液阀8大活塞9小活塞10活塞杆11连杆,当活塞杆在偏心机构的作用下带动其上的大小活塞向左运动时，缓冲区容积增大，压力降低，当其压力低于低压区的压力时，吸液阀打开，药液箱内的药液进人缓冲区；同时因大小活塞面积不同，在相同的行程里扫过的容积不同，使得高压区内容积减少，药液被压出。同理，当活塞向右运动时缓冲区容积减小，其内的压力高于高压区内的压力，药液通过出液阀5被压人高压区，此时因压力差的作用吸液阀7关闭。,图8一8 齿轮泵工作原理1齿轮2泵壳3吸液口4出液口,图88是齿轮泵的工作原理，工作中相互啮合的一对齿轮旋转，药液从吸液口进人齿轮的齿槽内，随着齿轮一起旋转，当到达出液口时，排出。这种泵的工作压力比较大并且均匀，但排量比较小。,二、空气室 如图81所示，空气室的作用是缓解药液泵工作中造成的压力脉动，保证喷头在稳定的压力下工作。空气室相当于一个积蓄能量的元件，当高压管路中的压力升高时，空气被压缩，体积减小，积蓄能量；当高压管路中的压力下降时，被压缩的空气体积膨胀，释放能量，进而保证了药液的压力基本稳定。三、安全阀 安全阀也叫调压阀，如图87所示，它的作用是限制高压管路中的最高压力，确保管路等部件不因压力过高而损坏。,四、喷 头 喷头的作用是保证药液以一定的雾滴尺寸、流量和射程喷向指定位置。在相同喷药量条件下，药液雾滴越小，雾滴的数目也就越多，覆盖面积越大，并且比较均匀，防治效果越好。喷头的种类很多，常见喷头的主要有液体压力式、气体压力式和离心式等。（一）液体压力式喷头液体压力式喷头在生产上应用很广，常见的主要有涡流式喷头、扇形喷头和撞击式喷头等。1涡流式喷头涡流式喷头主要有切向离心式喷头、涡流片式喷头和涡流芯式喷头等。,图8一9 切向离心式喷头结构图1进液管2喷头体3喷头芯4喷孔 5喷孔片6垫圈7喷头帽,切向离心式喷头如图89所示，主要由喷头帽、喷孔片、垫圈和喷头体等组成。喷头体加工成带锥体芯的内腔和与内腔相切的液体通道，喷孔片的中心有一个小孔，内腔与喷孔片之间构成锥体芯涡流室。,图8一10 切向离心式喷头的工作原理,切向离心式喷头的工作原理如图810所示。高压液流从喷杆进入液体通道，由于斜道的截面积逐渐变小，流动速度逐渐增大，高速液流沿着斜道按切线方向进入涡流室，绕着锥体做高速螺旋运动，在接近喷孔时，由于回转半径减小，圆周运动的速度加大，最后从喷孔喷出。由于药液的喷射过程是连续的，因此药液从喷孔射出后，成为锥形的散射状薄膜，距离喷孔越远，液膜越薄，以致断裂成碎片，凝聚成细小的雾滴。受到空气阻力的作用，雾滴继续破碎为更小的雾滴，到达作物表面。,图8一11 缝隙式喷头的工作原理,2扇形喷头扇形喷头有缝隙式喷头和反射式喷头等形式。高压药液经过喷孔喷出后，形成扁平的扇形雾，其喷射分布面积为一个矩形。图811为缝隙式喷头的雾化原理，当压力药液进人喷嘴后，受到内部半月牙形槽底部的导向作用，药液被分成两股相互对称的液流。当两股液流在喷孔处汇合时，相互撞击而破碎，最后形成雾滴喷出。之后又与半月牙形槽的两侧壁撞击，进一步细碎，形成更小的雾滴从喷孔喷出，喷出的雾滴又与空气撞击进一步细碎，到达植物表面。,图8一12 气体压力式喷头的 雾化原理,（二）气体压力式喷头气体压力式喷头利用比较小的压力将药液导入高速气流场，在高速气流的冲击下，被雾化成直径很小的雾滴，气体压力式喷头可以获得比液体压力式喷头更小的雾滴，借助风力把雾滴吹送到比较远的作物上。气体压力式喷头的种类比较多，常见的有扭转叶片式、网栅式、转轮式等。但其工作原理基本相同。图812为气体压力式喷头的工作原理。,从风机来的高速气流，在喷管的喉管处速度增加，由于高速气流带走了喷孔附近的空气而产生负压，药箱内的药液在负压的作用下，从小孔喷出。此时与几乎垂直方向吹来的高速气流相遇被进一步破碎成细小的雾滴，并吹向远方的作物。气力式喷头结构简单，功耗小，雾滴细，覆盖面积大，节约药液，用水量少，防治效果好。（三）离心式喷头离心式喷头是将药液输送到高速旋转的雾化元件上，在离心力的作用下，将药液从雾化元件的外边缘抛射出去，雾化成细小的雾滴，一般雾滴直径为1575m，故也称为超低量喷头。离心式喷头的雾化元件根据驱动方式不同，可以分为电机驱动式和风力驱动式等类型。其中电机驱动式多用于手持式超低量喷雾机上，也可以用于大型机动喷雾机上；风力式多用于背负式机动超低量喷雾机上。图813为电动式离心喷头。,图8一13 手持电动离心式喷头1药液箱2药液3空气泡4进气管 5流量器6雾滴7药液入口8雾化盘9电动机10电池11开关12把手,它的主要工作部件是一个旋转的圆盘，这个圆盘是一个中间带有空隙的凹面齿盘，齿盘的外边缘有小锯齿。当电机驱动齿盘高速旋转时，处于齿盘中心附近的药液在齿盘离心力的作用下，克服了齿盘对药液的摩擦力，沿着盘面向外扩展，药液膜越来越薄。当药液膜扩展到盘面上的拐角时，被甩到另一个齿盘上。经过两个齿盘的相互交换扩展，最后到达齿盘边缘的锯齿处，在齿的尖端形成雾滴并迅速飞离。由于雾滴很小，随风漂移而到达作物。,
