设施农业可控雾滴施药技术装备
论文作者:同为论文网 论文来源:caogentz.com 发布时间:2016年10月24日

可控雾滴施药技术是目前发达国家发展较快的低容量喷雾技术之一,其核心技术一离心雾化技术是目前国际上普遍认为获得均匀细雾滴的最适宜方式。研究表明:离心雾化施药技术不仅能有效防治农作物病虫害,而且有助于减少对周围环境的污染。该技术通过离心雾化器的转速变化来控制雾滴直径以满足不同对象及气象条件对雾滴的要求,是当前世界上公认的产生雾滴均匀度比较好,、雾滴粒谱范围较窄的“可控雾滴”施药技术,经离心雾化的液滴直径在50-100m。离心雾化器主要有转盘式和转笼式两种结构形式:转盘式离心雾化器工作时,液体被送到转盘表面的中心附近,由于离心力的作用,被抛向盘的边缘先形成液膜,在接近或达到边缘后再形成雾滴,通过改变雾化器的转速,可以有效地控制雾滴的直径;转笼式离心雾化喷头工作时,液体从中心孔流出,在转笼高速旋转产生的离心力作用下,将药液抛到转笼的笼网上,经过第1层网筛的粗细化,第2层网筛的精细化而使其雾化成微小的雾滴,雾滴大小由转笼的工作速度、直径及其网目大小所决定离心雾化装置被广泛地应用于农作物病虫害防治和卫生防疫,平均可省水50%以上,节省农药巧15%-20%左右,适合于农作物中后期的病虫害防治。近年来,离心雾化技术己被应用于飞机超低量喷雾领域。

一、可控雾滴施药技术装备部件

机具部件主要由信号发送与接收装置、控制指令执行装置、驱动电机、离心雾化喷射部件、低压小流量潜水泵、药箱及管路系统、药液过滤混合系统、轴流式风机、三维换向机构等组成,如图5所示。其中,离心雾化喷射部件是机具的核心部件。

二、离心雾化喷射部件工作原理

作业时,喷雾机供液系统将药液送至雾化转盘表面的中心附近,药液在雾化转盘高速旋转产生的离心力的作用下,被抛向雾化转盘的边缘先形成液膜,在接近或达到边缘后分裂成液丝,再呈点状抛甩出,与空气撞击后形成雾滴,雾滴再与固定齿盘上的雾化齿撞击破碎,形成更细小的雾滴。离心雾化喷射部件如

离心雾化器特点 

离心雾化转盘的大直径、多折弯结构使该离心雾化喷射部件具有较大的惯性力和喷洒面,即使是在低转速条件下,也可形成均匀液膜,有利于药液随后的裂化和雾化;固定雾化盘的多齿结构则使经离心雾化后的药液雾滴进一步的撞击破碎成更均匀细小的雾滴,从而有效提高离心雾化器的雾化质量。

离心雾化器结构参数对雾滴粒谱分布的影响研究

已有研究表明:大直径是实现“低速”雾化的前提;多折弯结构增加了雾化器的喷洒面,因而有助于提高低速条件下的雾化质量;雾化齿可使离开雾化转盘的雾滴进行二次雾化,从而获得更小的雾滴,实现低量喷雾。有待进一步研究的领域:有、无雾化齿及雾化齿的形状、数量、分布对雾滴二次雾化质量的影响,即对撞击式低速离心雾化器雾滴粒谱分布(雾滴直径大小、雾滴谱宽度)的影响。

三、可控雾滴喷雾机具的创新点

雾滴直径精准可控

该离心雾化喷射部件工作转速可在一定范围内实现无级调节,达到了雾滴平均直径在50-200m范围内的精准可控,改变了传统施药技术装备的雾滴谱宽、雾滴直径不可调的现状,而传统的施药技术装备无法满足不同农作物品种、不同防治对象、农药剂型及设施棚室内的作业环境对雾滴直径的要求。提高药液雾滴在靶标作物上的附着率及分布均匀性的同时,充分考虑到了“生物最佳粒径”理论,很大程度上减少了无效雾滴数量,提高了农药的有效利用率,减少了农药用量,在节约作业成本的同时也有效解决了因过量施药造成的设施棚室内环境污染及农产品农药残留超标的问题。

流量快速、精准可调

通过小流量液压控制、以及信号传输、采集、分析处理等技术研究,以及夹管机构、电动机构、控制电路的设计开发,研制了电子控制夹管流量阀,攻克了采用液泵变频调速、电磁阀控制流道截面等现有技术难以对小流量条件下的液泵流量进行快速、精量调节的技术难题,实现了机具供液流量的实时、精准可调。

三维远程均匀送风

三维换向机构为二次雾化药液雾滴提供沿射程方面均匀分布的运输载体,实现了机具喷雾方向及风力辅助系统送风的三维可调,以满足不同的设施大棚幅宽及不用作物品种、作物生长期的喷雾需求,更有效地提高了药液雾滴在靶标作物上的分布均匀性。

机具作业状态及参数可自动控制

采用了单片机技术及电子远程遥控技术等机电一体化自动控制技术,实现了对离心雾化喷射部件、变量供液系统、三维风力辅助换向系统等部件的工作状态或参数的自动化控制。电子远程遥控技术的应用实现了农药喷洒作业的远程控制,人机分离的作业方式,不仅极大地减轻了劳动强度,更避免了作业人员在棚内近距离接触农药、长期呼吸药雾中毒,对施药人员的人身安全更有保障。


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