第八章 植物保护机械 第四节喷雾机的辅助部件

第四节喷雾机的辅助部件
喷雾机的辅助部件主要包括液泵、药箱、搅拌装置、空气室、调压阀、射流混药器等。
一、喷雾机的液泵
喷雾机的液泵是喷雾机的重要组成部分，其作用是将药液转换为高压药液，从而克服管道阻力，通过喷头雾化而喷洒到农作物上。喷雾机常用的液泵有往复式和旋转式两大类。前者主要包括活塞泵、柱塞泵和隔膜泵，后者主要包括离心泵、滚子泵和齿轮泵等。其中以往复泵应用最广。
1．往复泵往复式活塞泵是喷雾机中使用较多的一种，有单缸、双缸和三缸等形式。单缸活塞泵，如皮碗式活塞泵和皮碗式气泵多用于手动喷雾机上(工农一16型人力式喷雾机上就是采用了皮碗式活塞泵)。双缸和三缸泵多用于机动喷雾机。活塞泵具有较高的喷雾压力及良好的工作性能。
(1)皮碗式活塞泵它由活塞杆、泵筒、皮碗活塞、吸液球阀、吸液管和滤网、排液球阀等组成(图8-22)。工作原理：利用活塞杆带动皮碗活塞在泵筒内作上下运动。活塞上行时，
泵筒下部因体积增大而产生局部真空，药液则经滤网和吸液管，顶开吸液球阀而被吸入泵筒；当活塞下行时，泵筒下部因容积减小而压力增大，吸液球阀关闭，药液顶开排液球阀而排出泵外。此泵应用不广，仅用于小型喷雾机上。

图8- 22
1．活塞杆2．泵筒3．皮碗活塞4．吸液球阀5．吸液管和滤网6．排液球阀
(2)隔膜泵它由隔膜、出水球阀、空气室、进水阀片等组成(图8-23)。工作时通过摇杆机构(或曲柄连杆机构)，带动隔膜作往复运动。使泵体内的体积发生变化，在泵内外压力差的作用下，不断地将药液通过进水管吸人泵室，并不断地将药液经出水球阀压入空气室，并经出水口接头、喷杆和喷头喷洒到农作物上。

图8-23隔膜泵
(a)结构(b)工作原理
1．空气室2．打气嘴3．泵盖4．出水阀5．偏心轴6．活塞组件
7．滑块组件8．隔膜9．进水管10．进气阀11．泵体
活塞隔膜泵工作压力较高，常用工作压力为500～4000kPa，结构简单，排液量大，泵体重量轻，但隔膜的使用寿命较短。活塞隔膜泵也有单缸、双缸和多缸之分。单缸多用于人力式喷雾机上，双缸和多缸则在机动喷雾机上广泛采用。
(3)三缸活塞泵三缸活塞泵具有工作压力高、排液量大等优点。它由泵体、连杆、活塞杆、活塞、平阀、出水阀等组成(图8～24)。该泵由三个泵筒并列成一排，三个连杆同装在一曲轴上，互成120°，并有共同的进水管和出水管。
工农一36型机动喷雾机所采用的液泵就是往复式三缸活塞泵。泵筒内径和活塞有效行程均为28mm，曲轴转速为700～800r／min，排液量36～40L／min，常用工作压力为1500～2500kPa，最高可达3000kPa，吸水高度为5m，配套动力为3kW左右。
工作原理：吸液过程(图8—25a)：当活塞右移时，由于胶碗与泵筒内壁摩擦阻力的作用，胶碗托暂时不右移，即胶碗托与平阀片产生相对位移，出现一问隙。三角套简与孔阀片构成通道，吸液阀被打开。活塞继续右移，孔阀片带动胶碗托一起右移，由于弹簧力的作用，排液阀处于关闭状态。这时泵筒左腔形成真空，因此，右腔内的药液就通过平阀片与胶碗托端面的间隙，三角套筒与胶碗托间的通道和孔阀片的圆孔被吸入泵筒的左腔，完成吸液过程。排液过程(8—25b)：当活塞左移时，与上述情况相反。胶碗托暂不左移，待平阀片靠贴在胶碗托端面，消除间隙，即吸液阀关闭后，胶碗托才在平阀片的推动下-随着活塞一起左移。此时，泵筒左腔的药液受活塞向左移动的压力。将排液阀顶开,进入空气室和排液管，从而完成排液过程。液泵如此循环往复工作，便将药液脉动排出，并在空气室内建立起压力，便可连续不断地供给稳定的高压药液，经喷头喷出。

图8—24三缸活塞泵
1．出水开关2．空气室3．调压阀 4．压力表5．水封6．加油盖7．连杆8．泵体9．油封10．活塞杆11．缸筒12密封圈13．进水管接头
柱塞泵的工作原理与活塞泵基本相同，这里就不再叙述了。
2．旋转泵
(1)离心泵目前我国植保机械上应用的离心泵，有普通式离心泵和自吸式离心泵两种。普通式离心泵由叶轮、泵轴及泵体等组成(图8—26)。工作前首先向泵体充满液体，当叶轮作高速旋转时，泵中液体在叶轮离心力的作用下，被甩向四周，再沿泵体内壁从出液口喷出。同时，在叶轮的进液口处，因失水产生局部真空，药箱或液管中的液体，在大气压力的作用下，经进液口流进泵体，而后被叶轮甩出，完成排液过程。

图8—25三缸活塞泵工作原理
(a)吸液过程(b)排液过程
1．空气室2．孔阀片3．三角套筒4．连杆5．吸液管6．活塞7．排液阀8．弹簧9．排液管10．胶碗11．胶碗托12．平阀片13．泵筒
离心泵结构简单，排量范围大，压力稳定。工作可靠，不需专设回水安全装置，但工作压较低(一般为600kPa)，故仅适用于流量大H压力较低的风送式喷雾机和航空植保上。

图8—26普通式离心泵
1．泵轴2．进液口3．叶轮
4．泵体5．出液口

图8—27滚子泵
1．排液口2．进液口3．泵体4．滚柱5．转子
(2)滚子泵(又称离心转子泵)它由转子、滚柱、泵体等组成(图8—27)。转子是径向开有槽的圆柱体，每个槽内各装一个直径等于槽宽的尼龙圆柱滚子。转子和泵体内壳有一个偏心距，当转子高速旋转时，滚子在离心力作用下紧贴在泵体内壳的表面，形成密封的工作室，该室容积大小随转子转角的变化而变化。在进液口一侧，由于工作室容积不断扩大，形成局部真空而吸液；在排液口一侧，由于工作室不断缩小，压力增加而排液。
滚子泵体积小，结构简单，流量和压力比较均匀，排量可达120L／min，具布一定自吸能力，但因工作压力较低，应用受限。

图8—28空气室工作原理
(a)活塞排液行程(b)活塞吸液行程
二、往复泵的空气室
因为往复泵的工作过程只有吸液和排液过程，吸液时将无液体排出，故其排液量是脉动的。为了获得均匀的排液量，往复泵必须与空气室配合使用。空气室的工作原理(图8—28a)：
活塞在排液过程中，高压药液进入空气室，使空气室顶部的空气受到压缩，药液贮存起来，不至对喷头有过大的冲击压力。当活塞在吸液过程中，高压药液的压力显著下降，此时，空气室内的压缩空气膨胀，使药液从空气室内排出(图8—28b)，对低压药液增压。因此，空气室具有稳定压力的作用。以保持喷雾机正常工作。

图8—29药箱与搅拌器
(a)机械式搅拌器(b)液力式搅拌器
三、药箱与搅拌器
喷雾机的药液箱分为承压和不承压两种，承压药箱的校验压力一般应为机具最大工作压力的1．5～2倍。箱体可用镀锌铁皮或薄钢板焊接而成，但金属药箱易被腐蚀。为此，目前国内外开始采用玻璃纤维，聚乙烯等材料制造，它具有重量轻和耐腐蚀等优点。
搅拌器(图8—29)用来搅拌药箱中的药液，防止溶解性较差和完全不溶解的药液沉到
箱底，或不使乳化剂中的油点悬浮到药液表面上来。因此，搅拌器在工作时，应保证送到喷头的药液具有相同的浓度，以获得良好的防治效果。
搅拌器有机械式、液力式和气力式三种形式，其中液力式和气力式工作原理相同。
1．机械式搅拌器它是依靠装在轴上的平叶片或螺旋桨叶的旋转进行工作的(图8—29a)．搅拌轴的位置是沿着药箱的长度方向并靠近药箱的底部。搅拌叶片有单叶和双叶两种(图8—30)。．
2．液力式搅拌器该搅拌器是从液泵引出部分压力药液，通过箱内喷杆上的喷孔喷入高压药液(图8—29b)，对药液起搅动作用。液力搅拌与机械搅拌相比主要优点是省去了搅拌叶片和传动机构，因此，结构简单，使用方便。

图8—30机械搅拌器叶片形式
(a)平面式(b)平面摆动式(c)弯曲式

图8—3l调压阀
1．调压轮2．螺钉3．卸压手柄4．阻尼塞5．垫圈6．阀座7．阀门8．回水室9．垫圈10．阀套11．弹簧托12．套管1 3．弹簧
四、喷雾机的调压阀
调压阀用来调节液泵的工作压力，并起到安全阀的作用，它主要由调压轮、回水室、卸压手柄、阀门和弹簧等组成(图8—31)。
调压阀有三种工作状态：
喷雾时，转动调压轮，使调节弹簧伸缩量改变，以增减对阀门的压力，改变液体回流时通过阀门的流量，从而达到调节工作压力和喷雾量的目的。
当喷雾阀门突然关闭或喷头等有堵塞现象时，液泵工作压力升高。当压力超过弹簧对阀门的压力时，液体顶开阀门通过回流管返回药箱，这时，调压阀起安全阀作用。
停止喷雾时，可不必停机，将卸压手柄扳到卸压位置，药液全部返回药液箱，使液泵处于低压工作状态。
五、混药器
混药器的作用是将母液与大量的水按一定比例自动均匀混合，以得到科学喷洒的目的。工农一36型机动喷雾机上就采用了射流式混药器，它由衬套、射流体、射嘴、T型接头和吸药滤网等组成(图8—32)。射流式混药器是利用射流原理进行工作的。当高速水流通过渐缩锥射嘴，在射嘴和衬套间的混合室内产生局部真空，药液便由母药桶被吸入混合室与高速水流混合，经喷头喷出。由于混药器设置在液泵之后，因此，药液不流经液泵，从而避免了药液对液泵的腐蚀。混药器只能在大喷量情况下配合喷枪工作，不适应一般喷头工作。

图8—32混药器
使用混药器一定要注意混药器吸入母液的浓度，最终决定喷枪喷洒浓度。混药器吸入母液的确定方法如下：首先通过试验方法测出喷枪单位时间喷出量A和混药器单位时间吸入量B。
设：A一喷枪单位时间喷药量，kg／min；
B---混药器单位时间吸入量，kg／min：
1：C一喷枪喷出药液浓度(农艺要求)；
1：D--母液桶内母液相应稀释浓度；
其中，C为lkg原药液所掺合的水量(kg)；D为相应母液中，lkg原药液所掺合的水量(kg)。
则有：

一般c值较大，与1比较大得多，故将(c+1)中的l略去不计，则上式改为：

得：

式中C ——农艺要求给定值，如农艺要求喷洒浓度为1：1000，即C为1000。A和B值由试验确定后，D值可按上式计算出来。