植保噴霧機(jī)發(fā)展趨勢(shì)探討

安徽省農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)鑒定站

□ 洪 露 王光明 李仿舟

植保作業(yè)是農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段，植保作業(yè)主要有農(nóng)藝、生物、物理、機(jī)械和化學(xué)防治幾類方法。其中，化學(xué)防治法即利用各種化學(xué)藥劑消滅病蟲(chóng)、雜草等，我們把采用化學(xué)防治方法中使用的機(jī)械統(tǒng)稱為植保機(jī)械，應(yīng)用最多的是植保噴霧機(jī)。

一、植保噴霧機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀與特點(diǎn)

按動(dòng)力來(lái)源形式，植保噴霧機(jī)可以分為手動(dòng)式和機(jī)動(dòng)式；按結(jié)構(gòu)型式，可分為懸掛式、自走式。目前，常見(jiàn)的噴霧機(jī)主要有手動(dòng)噴霧器、動(dòng)力噴霧機(jī)、噴桿式噴霧機(jī)和風(fēng)送式噴霧機(jī)四大類型。

（一）手動(dòng)噴霧器

手動(dòng)噴霧器又稱為手動(dòng)背負(fù)式噴霧器，分為液泵式和氣泵式兩種。液泵式噴霧器由活塞泵、空氣室、藥液箱、膠管、噴管、開(kāi)關(guān)及噴頭等組成，工作中需通過(guò)手壓桿帶動(dòng)活塞在缸筒內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，藥液經(jīng)過(guò)閥門進(jìn)入空氣室，再經(jīng)過(guò)水閥、輸液膠管、開(kāi)關(guān)及噴頭噴出。氣動(dòng)式噴霧器由氣泵、藥液箱和噴射部件等組成，工作時(shí)通過(guò)上、下移動(dòng)手桿向藥液箱內(nèi)打壓空氣，使藥液箱內(nèi)壓力升高，從而將藥液經(jīng)噴頭壓出，實(shí)現(xiàn)噴霧作業(yè)。手動(dòng)噴霧器目前多應(yīng)用于溫室大棚和蔬菜地等。

（二）動(dòng)力噴霧機(jī)

動(dòng)力噴霧機(jī)利用小型發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力進(jìn)行噴霧作業(yè)，作業(yè)效率較手動(dòng)噴霧器大大提高，按使用方式可分為固定式、移動(dòng)式。固定式動(dòng)力噴機(jī)通常應(yīng)用于大型果園，使用地點(diǎn)較為固定。移動(dòng)式動(dòng)力噴霧機(jī)又稱為機(jī)動(dòng)式動(dòng)力噴霧機(jī)，通常將其各部件裝載在同一運(yùn)輸裝置上，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式噴霧作業(yè)。動(dòng)力噴霧機(jī)主要由液泵、調(diào)壓閥、空氣室、噴頭和各種管路等部件組成。

（三）噴桿式噴霧機(jī)

噴桿式噴霧機(jī)當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛，特點(diǎn)是有水平長(zhǎng)直噴桿，噴桿上固定有大致同等長(zhǎng)度的噴管以及一定數(shù)量、均勻分布的噴頭，通過(guò)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)液泵，藥液經(jīng)噴管通過(guò)噴頭噴出實(shí)現(xiàn)噴霧作業(yè)，一般用于大田作業(yè)。按其結(jié)構(gòu)型式可分為懸掛式、自走式兩大類。

1.懸掛式噴桿噴霧機(jī)。通過(guò)懸掛部件懸掛在拖拉機(jī)上，利用拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸來(lái)驅(qū)動(dòng)液泵實(shí)現(xiàn)噴霧。

2.自走式噴桿噴霧機(jī)。是指自身可以提供驅(qū)動(dòng)及行走動(dòng)力的噴桿噴霧機(jī)，具有作業(yè)效率高、噴灑質(zhì)量好、噴液量分布均勻的特點(diǎn)，主要由自走部分、噴桿、噴頭、液泵、藥液箱、濾網(wǎng)、調(diào)壓閥、空氣室和各種管路等部件組成。懸掛式一般懸掛于配套動(dòng)力機(jī)械之上，自走式由自身提供動(dòng)力，當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用較為廣泛的是噴桿噴霧機(jī)，下面對(duì)其各部件加以闡述。

（1）自走部分。常見(jiàn)的有三輪、四輪兩大類，前者有前驅(qū)和后驅(qū)之分，后者有兩驅(qū)和四驅(qū)之分。

（2）噴桿。噴桿常配有折疊機(jī)構(gòu)。部分產(chǎn)品配備有液壓系統(tǒng)，其噴桿的升降、展開(kāi)及折疊，都可以在駕駛位通過(guò)操作液壓油缸進(jìn)行控制，省時(shí)省力。另有部分產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)控制噴桿。

（3）噴頭。噴頭是霧化藥液最重要的工作部件，霧滴大小和均勻性以及藥液分布，都與噴頭形式、結(jié)構(gòu)和配置有關(guān)。噴頭的主要型式有圓錐形、扇形和單孔形之分。

（4）液泵。液泵對(duì)藥液施加壓力，通過(guò)控制調(diào)節(jié)其壓力與流量等參數(shù)，經(jīng)各種管路到達(dá)噴頭處，實(shí)現(xiàn)噴頭處有滿足作業(yè)要求、持續(xù)穩(wěn)定的藥液工作壓力。藥泵的型式有柱塞泵、活塞泵、隔膜泵、滾子泵、撓性葉片泵、齒輪泵等，而在實(shí)際應(yīng)用中，隔膜泵、柱塞泵較為常見(jiàn)，它們都屬于往復(fù)泵，通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)等將動(dòng)力機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為工作部件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以此改變泵腔容積，實(shí)現(xiàn)吸液與出液動(dòng)作。

（5）藥液箱。藥液箱是盛放所噴灑藥液的容器，在設(shè)計(jì)時(shí)通常分布在自走式噴桿噴霧機(jī)后側(cè)，少數(shù)大型自走式噴桿噴霧機(jī)往往將兩個(gè)或多個(gè)藥液箱對(duì)稱地分布在機(jī)身兩側(cè)較低位置。藥液箱容積要適中，若太小則在作業(yè)過(guò)程中需反復(fù)加藥，若太大則會(huì)導(dǎo)致整機(jī)重心不穩(wěn)。藥液箱外表面應(yīng)有容量刻度計(jì)，應(yīng)在操作者視覺(jué)范圍內(nèi)設(shè)置液位指示器，液位指示應(yīng)清晰可見(jiàn)。藥液箱內(nèi)應(yīng)裝有液力式或機(jī)械式藥液攪拌裝置，通過(guò)回液射流攪拌，從而實(shí)現(xiàn)藥液濃度均勻。

（6）濾網(wǎng)。對(duì)于自走式片噴桿噴霧機(jī)，應(yīng)設(shè)有足夠過(guò)濾面積的三級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)，最后一級(jí)過(guò)濾網(wǎng)孔徑應(yīng)不大于噴孔最小通過(guò)段，以過(guò)濾藥液防止藥液中未充分溶解的固體顆粒物堵塞噴頭。

（7）調(diào)壓閥。調(diào)壓閥也稱為安全閥，其作用主要是限制高壓管路中最高壓力，防止高壓管路因過(guò)高的壓力而爆破。

（8）空氣室。自走式噴桿噴霧機(jī)通常所配往復(fù)式液泵的工作壓力脈動(dòng)幅度較大，為了減小這種壓力脈動(dòng)對(duì)藥液所受壓力的影響，保證液泵較為穩(wěn)定供壓，需要一個(gè)可以積蓄或釋放能量的部件。其作用是：當(dāng)壓力升高時(shí)，空氣室內(nèi)的空氣被壓縮，在此過(guò)程中能量得以積蓄；當(dāng)壓力降低時(shí)，空氣室內(nèi)的空氣膨脹，能量得以釋放。

（9）各種管路。自走式噴桿噴霧機(jī)的噴桿長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此其所配各種管路通常需承受較高壓力，設(shè)計(jì)時(shí)它應(yīng)能承受不小于規(guī)定最高工作壓力1.5 倍的壓力無(wú)泄漏。

（四）風(fēng)送式噴霧機(jī)

風(fēng)送式噴霧機(jī)是利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生高速氣流，將藥液霧化并吹送至較遠(yuǎn)距離的一類噴霧機(jī)。其特點(diǎn)是藥液霧化、附著性和均勻性較好，常用于蔬菜地和果園等處噴霧作業(yè)。它通?？煞譃閼覓焓健恳?、車載式和自走式等類型。在實(shí)際應(yīng)用中有軸向噴霧和徑向噴霧兩種作業(yè)方式，后者需要裝配離心式噴頭。風(fēng)送式噴霧機(jī)主要由藥液箱、液泵、調(diào)壓閥、過(guò)濾器、風(fēng)機(jī)、噴頭、各種管路等組成。

二、存在問(wèn)題與解決方案

在實(shí)際作業(yè)中，植保噴霧機(jī)作業(yè)過(guò)程中需要噴灑大量農(nóng)藥等各類藥液，往往無(wú)法控制霧滴直徑大小。不論什么作物，都使用同樣噴頭指向目標(biāo)直接噴施藥液。實(shí)際上，在不同作物和同一作物不同部位，實(shí)現(xiàn)藥液最佳沉積目標(biāo)所要求的霧滴直徑各不相同。此種方式雖然操作簡(jiǎn)單方便，但藥液往往無(wú)法有效沉積于作業(yè)目標(biāo)位置，造成大量藥液流失或飄失，浪費(fèi)了藥液和能量；同時(shí)由于藥液尤其是農(nóng)藥往往有毒性，對(duì)人體有危害性，對(duì)土壤造成污染。解決方法是，應(yīng)普及推廣使用高效低毒性藥液，實(shí)施精細(xì)噴施；針對(duì)不同作物，選擇合適噴頭，以使藥液能盡量有效沉積于作業(yè)目標(biāo)部位，減少藥物浪費(fèi)，避免環(huán)境污染。

近年來(lái)，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種可以實(shí)現(xiàn)靜電噴霧作業(yè)的自走式噴桿噴霧機(jī)，應(yīng)用高壓靜電在噴頭與噴霧目標(biāo)之間建立一個(gè)靜電場(chǎng)，液體經(jīng)過(guò)噴頭霧化之后，形成群體帶電霧滴，然后在靜電場(chǎng)力和其他外力聯(lián)合作用下，霧滴做定向運(yùn)動(dòng)而吸附在目標(biāo)各個(gè)部位，完成噴霧作業(yè)過(guò)程。這種作業(yè)方式縮短了沉積時(shí)間，減少了藥液流失和飄失，應(yīng)是未來(lái)值得推廣的噴霧作業(yè)方式之一。

三、植保噴霧機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，植保機(jī)械化仍是全程機(jī)械化短板，植保機(jī)械尤其是植保噴霧機(jī)具有廣闊的發(fā)展前景，植保噴霧機(jī)的核心性能參數(shù)仍是噴頭噴霧量變異系數(shù)及霧滴大小，是考核噴霧均勻性和藥液有效沉積效果的主要指標(biāo)。

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，植保噴霧機(jī)作為不可或缺的機(jī)械設(shè)備之一，對(duì)消滅病蟲(chóng)草、保障農(nóng)作物穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要意義。當(dāng)前以植保無(wú)人機(jī)為代表的航空植保機(jī)械方興未艾，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙控作業(yè)，避免人暴露于農(nóng)藥?kù)F化環(huán)境帶來(lái)的危害，提高了噴灑作業(yè)安全性，是當(dāng)前該領(lǐng)域內(nèi)新興熱點(diǎn)發(fā)展方向之一。Θ