噴霧機(jī)三缸柱塞泵的選用與效能提升

徐元章，劉麗娥，鄭鴻飛，丘菊蘭

(1.福州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，福州 350018；2.福州楓蕊生態(tài)科技有限公司，福州 350003；3.福建粵山園林綠化工程有限公司，福州 350014)

0 引言

噴霧法是最常用的農(nóng)藥防治病蟲(chóng)害技術(shù)，約占農(nóng)藥噴施工作的90%[1，2]。機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)、風(fēng)送式噴霧機(jī)是最常見(jiàn)的高效噴藥機(jī)具，由動(dòng)力系統(tǒng)、藥液泵、離心風(fēng)機(jī)或軸流風(fēng)機(jī)、噴灑部件、藥箱和機(jī)架等部件組成，具有壓力高、霧化好的優(yōu)點(diǎn)而在農(nóng)林上廣泛應(yīng)用，現(xiàn)有文獻(xiàn)多關(guān)注動(dòng)力機(jī)維修及其整機(jī)使用，未見(jiàn)如何選用、維護(hù)三缸柱塞泵及其效能提升的報(bào)道[1-4]，本文對(duì)正確選用、維護(hù)三缸柱塞泵與集成先進(jìn)的掃瞄噴藥技術(shù)以提升整機(jī)效能進(jìn)行探討，以供農(nóng)林用戶(hù)參考，探索植保機(jī)械化的一條新途徑。

1 機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)藥液泵的類(lèi)型與選擇

1.1 類(lèi)型

國(guó)內(nèi)機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)配置的藥液泵多為往復(fù)式容積泵，其特點(diǎn)為輸出壓力可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)而保持藥液泵流量基本不變，均配有調(diào)壓閥和壓力表。調(diào)壓閥是能調(diào)節(jié)和控制藥液泵輸出壓力高低和卸去壓力負(fù)荷的裝置，壓力表可指示輸出藥液壓力值。藥液泵分為單缸和多缸，多缸泵中三缸泵疊加后流量、壓力波動(dòng)最小，因而有觀點(diǎn)認(rèn)為三缸泵的空氣室可省用[2]。市面上往復(fù)式容積泵多為三缸泵，主要有柱塞泵、活塞泵和活塞隔膜泵三種類(lèi)型，因在結(jié)構(gòu)上有所不同而各有優(yōu)缺點(diǎn)。

1)三缸柱塞泵。優(yōu)點(diǎn)是柱塞與泵室不接觸，利用V形密封圈密封，柱塞不易磨損，使用壽命長(zhǎng)。當(dāng)密封圈被磨損而使密封間隙加大后，可旋轉(zhuǎn)壓環(huán)，壓緊V形密封圈，調(diào)節(jié)密封間隙。柱塞泵工作壓力較高(可達(dá)3 MPa以上)。缺點(diǎn)是需用銅和不銹鋼材料較多，比活塞泵重。

2)三缸活塞泵。優(yōu)點(diǎn)是泵缸簡(jiǎn)單，可用不銹鋼管制造，加工簡(jiǎn)單。與柱塞泵相比，不銹鋼用料較少。缺點(diǎn)是活塞為橡膠碗，是易損件，活塞與泵缸接觸密封且相對(duì)運(yùn)動(dòng)，藥液中的雜質(zhì)沉淀在活塞碗與泵缸之間會(huì)成為磨料，造成泵缸與活塞的磨損加大，需要經(jīng)常更換磨損件而增加使用難度和成本。

3)活塞隔膜泵。優(yōu)點(diǎn)是排量大，泵體、泵蓋等都用鋁材表面加涂敷材料，用銅、不銹鋼材料少，制造精度要求較低，制造成本低。缺點(diǎn)是壓力波動(dòng)大、工作振動(dòng)大，工作壓力不能太高(一般低于3 MPa)，而且市場(chǎng)上應(yīng)用較少，配件和維修難以保障。

1.2 選擇

鑒于三缸活塞泵和活塞隔膜泵的缺點(diǎn)，在市場(chǎng)上的很少見(jiàn)，三缸柱塞泵由于輸出壓力較高且維護(hù)相對(duì)方便而被大量應(yīng)用。隨著植保機(jī)械市場(chǎng)的發(fā)展和需求的多樣化，市場(chǎng)上三缸柱塞泵分包括無(wú)空氣室和是否免黃油等多種不同的類(lèi)型。從機(jī)器的使用性能與噴霧效果上看，空氣室起到穩(wěn)定噴霧壓力且對(duì)機(jī)件和管路有免受沖擊的保護(hù)作用，如缺省則所噴射的霧滴流會(huì)呈不穩(wěn)定的螺旋狀，所以應(yīng)選用有空氣室的三缸柱塞泵為宜。使用免黃油三缸柱塞泵則只要注意探油鏡內(nèi)的油位即可，無(wú)需每作業(yè)2 h都要旋進(jìn)黃油杯2圈以保證柱塞與V形密封圈的潤(rùn)滑，所以該產(chǎn)品更受到操作者歡迎。免黃油三缸柱塞泵的總裝配圖見(jiàn)圖1。免黃油三缸柱塞泵可免去頻繁添加黃油的繁瑣操作，且裝配有耐壓油封座組(圖1-62)、耐磨的V形密封圈(圖1-25)和噴瓷柱塞(圖1-14)。實(shí)踐證明，免黃油三缸柱塞泵使用簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定、維護(hù)容易，連續(xù)使用6年沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)任何故障或漏水現(xiàn)象，雖價(jià)格約為普通柱塞泵的3倍[5]，但性?xún)r(jià)比仍然較高。

圖1 免黃油藥液泵的總裝配圖

2 噴霧機(jī)三缸柱塞泵的使用與維護(hù)

2.1 使用要點(diǎn)

1)將噴霧機(jī)按使用說(shuō)明書(shū)要求組裝好，保證各部件位置正確，螺栓緊固，皮帶及皮帶輪運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，防護(hù)罩安裝可靠，皮帶松緊要適度。

2)向新機(jī)的曲軸箱內(nèi)添加使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定牌號(hào)的潤(rùn)滑油至規(guī)定油位，以后每次使用前及使用中都要檢查探油位。

3)禁止無(wú)水啟動(dòng)機(jī)器，使用潔凈水源配藥，不可使用溪河水。采用具有攪拌功能的吸水濾網(wǎng)，以防堵塞。經(jīng)常檢查吸水濾網(wǎng)，保持濾網(wǎng)沉沒(méi)于藥水中，吸水管的管路不能置放在過(guò)高處，以免管路內(nèi)殘留空氣而影響泵體的流量和效率。

4)將調(diào)壓閥的調(diào)壓輪按逆時(shí)針?lè)较蛘{(diào)節(jié)到較低壓力的位置，再把調(diào)壓手柄扳至卸壓位置。

5)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，低速運(yùn)轉(zhuǎn)10～15 min，若見(jiàn)有水噴出，并且無(wú)異常聲響，可逐漸提高至額定轉(zhuǎn)速。然后將調(diào)壓手柄扳至加壓位置，并按順時(shí)針?lè)较蛑鸩叫o調(diào)壓輪，使壓力表指示到要求的工作壓力。調(diào)壓時(shí)應(yīng)由低向高調(diào)整壓力，如壓力表指示不準(zhǔn)確多是因?yàn)楸皿w內(nèi)殘存空氣，可將調(diào)壓手柄反復(fù)扳動(dòng)幾次將空氣排出，即能指示出準(zhǔn)確的壓力。

6)用清水試噴，要排盡泵體和吸水管路內(nèi)的滯留空氣，觀察各接頭處有無(wú)滲漏現(xiàn)象、噴霧狀況是否良好。

7)在噴藥作業(yè)中，應(yīng)使用高效節(jié)本的掃瞄噴藥法及其噴頭,避免采用擺動(dòng)式噴灑法及其噴頭[5-6]。轉(zhuǎn)移時(shí)機(jī)器須處于停機(jī)或怠速狀態(tài)。

2.2 存放保養(yǎng)要點(diǎn)

1)每天作業(yè)完后，應(yīng)用清水在使用壓力下繼續(xù)噴灑2～5 min，排出泵體和管路內(nèi)的殘留藥液，防止殘留藥液腐蝕或天寒時(shí)凍壞內(nèi)部機(jī)件。

2)卸下吸水濾網(wǎng)和噴霧膠管，打開(kāi)出水開(kāi)關(guān)，用手旋轉(zhuǎn)藥液泵排出泵內(nèi)殘留藥水，將調(diào)壓手柄扳至卸壓位置，旋松調(diào)壓手輪，使調(diào)壓彈簧處于自由松弛狀態(tài)，擦洗機(jī)組外表污物。

3)按使用說(shuō)明書(shū)要求，定期更換曲軸箱內(nèi)的機(jī)油。換油時(shí)先用柴油將曲軸箱清洗干凈后，再換入新的機(jī)油。

2.3 故障維修

2.3.1 不能吸水或壓力不穩(wěn)定

檢查吸水管是否松動(dòng)或漏氣，如發(fā)現(xiàn)漏氣，則鎖緊接頭或更換吸水管；檢查吸水管有無(wú)堵塞，如發(fā)現(xiàn)堵塞，則將其清除；把調(diào)壓手柄扳至卸壓位置，打開(kāi)噴霧開(kāi)關(guān)一會(huì)，讓存留的氣體排出再關(guān)上；取下吸水室查看三個(gè)吸水活門(mén)是否堵塞或損壞，根據(jù)實(shí)際情況排除堵塞或更換；取下排水室查看三個(gè)吸水活門(mén)是否堵塞或損壞，根據(jù)實(shí)際情況排除堵塞或更換。

2.3.2 壓力下降

檢查噴霧管是否破裂，噴霧管接頭墊片是否破損，檢查三角帶是否松弛，如有松弛，則按使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行調(diào)整；檢查吸水濾網(wǎng)是否被粉劑或雜物堵塞并清理干凈。

2.3.3 氣缸室漏水

取下防塵蓋(參圖1-8部件，部分產(chǎn)品無(wú)此裝置)，旋緊氣缸室的三個(gè)迫緊壓環(huán)，如仍有漏水，則為V形密封圈及V型支撐環(huán)損壞，須更換，見(jiàn)圖2。該部件的作用等同于圖1-25，雖然外觀相同，但兩者的材料和質(zhì)量存在極大的差別。如泵體的曲軸箱進(jìn)入水或藥液，則應(yīng)檢查油封是否損壞并及時(shí)更換零件，修復(fù)好藥液泵并提前更換機(jī)油。

1.已損壞的V形密封圈

3 噴霧機(jī)作業(yè)效能提升

2016年農(nóng)業(yè)部發(fā)起農(nóng)藥的減量增效活動(dòng)，除了繼續(xù)深挖現(xiàn)有各種植保防治措施提質(zhì)增效的潛力外，農(nóng)藥使用方法與噴灑部件的協(xié)同創(chuàng)新仍被很多人忽視。當(dāng)前所普遍采用的小噴幅噴頭和Z字形擺動(dòng)噴灑法[7]，存在重噴和漏噴問(wèn)題。漏噴區(qū)會(huì)成為病蟲(chóng)害的“橋梁田”，擺動(dòng)噴灑法存在著為避免漏噴，噴頭所噴掃區(qū)塊的總面積至少是所作業(yè)靶區(qū)面積的2倍的技術(shù)缺陷。根據(jù)該結(jié)論，那么作業(yè)時(shí)會(huì)有一半的藥、水、工是被浪費(fèi)的，所以必須改進(jìn)噴藥技法和噴灑部件。根據(jù)研究如能利用現(xiàn)有常規(guī)的機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)或風(fēng)送式噴霧機(jī)除去噴灑部件的機(jī)體部件，集成先進(jìn)的掃瞄噴藥法并選配高效精準(zhǔn)的專(zhuān)用噴灑部件，采用寬幅噴頭瞄準(zhǔn)并覆蓋作業(yè)靶標(biāo)且無(wú)擺動(dòng)地行進(jìn)的掃瞄式噴灑施藥，這樣就能避免重噴和漏噴的問(wèn)題，省藥、省工、省水并提高防效[5-6]。

提倡一種機(jī)器配置多種霧化形式的噴頭組件，這些噴頭組建可以單用或組合使用，以提高對(duì)靶標(biāo)的覆蓋能力和性能，對(duì)不同的形態(tài)特征、農(nóng)(林)藝性狀和施藥環(huán)境的植物采用最優(yōu)化的、先進(jìn)的掃瞄噴藥法及其噴灑組件，可賦能三缸柱塞泵在農(nóng)藥減量增效活動(dòng)中發(fā)揮事半功倍的效能，避免采用一種噴灑組件應(yīng)對(duì)所有的植物噴藥而造成農(nóng)藥浪費(fèi)和污染。

4 結(jié)論

三缸柱塞泵是機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)、風(fēng)送式噴霧機(jī)的核心部件，空氣室有利于三缸柱塞泵霧化效果的穩(wěn)定性，建議有條件的農(nóng)林用戶(hù)選用免黃油三缸柱塞泵，并注重噴霧機(jī)使用過(guò)程的維護(hù)保養(yǎng)，可延長(zhǎng)噴霧機(jī)的使用壽命、減輕維保工作量。噴霧機(jī)如能結(jié)合先進(jìn)的掃瞄噴藥法及其配套噴灑組件，則可大幅提高噴霧工效、防效，并降低作業(yè)成本，踐行一條農(nóng)藥減量增效的新捷徑。

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