噴霧機(jī)混藥裝置的研究進(jìn)展

1、噴霧機(jī)混藥裝置的研究進(jìn)展摘要傳統(tǒng)的農(nóng)藥混藥方式都是預(yù)混式混藥,即由操作人員將農(nóng)藥和水進(jìn)展人工混合。這種混藥方式存在很多弊端。綜述了國(guó)內(nèi)外幾種混藥裝置的研究進(jìn)展,提出了實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題,并進(jìn)展了展望。關(guān)鍵詞植保機(jī)械;混藥裝置;在線混合技術(shù);直接注入系統(tǒng)abstratpreixed-ixingethdisthetraditinethdfixingagriulturalheialandaterixedbyissinary.thisayhassanyshrting.thispaperrevieedtheurrentstatusfixingapparatusfsprayerandpintedutpu

2、rifiatinfrthefuture.keyrdsplantprtetinahinery;ixingapparatus;n-line-ixing;diretinjetinsyste噴霧機(jī)的混藥裝置是指完成農(nóng)藥與水混合的裝置。在農(nóng)藥的使用過(guò)程中,傳統(tǒng)的噴霧混藥方式是預(yù)混式混藥。即由操作人員將農(nóng)藥與水按一定的比例一起裝入大藥箱中,人工攪拌使農(nóng)藥與水均勻混合1。這種混藥方式存在著很多缺點(diǎn):譬如,在攪拌混合的過(guò)程中,操作人員不得不與農(nóng)藥親密接觸,可能會(huì)對(duì)操作人員的身體安康造成危害;在進(jìn)展?jié)舛扰渲茣r(shí),配制的藥液在劑量、混合的均勻度等方面容易造成比較大的誤差,影響噴霧效果;農(nóng)藥直接與噴霧機(jī)的機(jī)械部件長(zhǎng)時(shí)

3、間接觸并摩擦,造成機(jī)械污染及腐蝕;而且噴霧完畢后,大量已混合好卻未用完的藥液也會(huì)造成極大的浪費(fèi)和環(huán)境污染2。因此,為了防止這種混藥方式給施藥人員、噴霧機(jī)械以及環(huán)境和非靶標(biāo)生物帶來(lái)的危害,實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥藥水別離、在線混合和施藥機(jī)具的裝備自動(dòng)化是植保機(jī)械與施藥技術(shù)研究的開(kāi)展趨勢(shì)之一3。國(guó)內(nèi)外的很多專家學(xué)者在農(nóng)藥藥水在線混合裝置方面做出了創(chuàng)始性的研究。農(nóng)藥藥水在線混合技術(shù)是將藥箱和水箱分開(kāi),利用噴霧機(jī)管道系統(tǒng)內(nèi)部的水流或者噴霧機(jī)管道系統(tǒng)外部的能源完成農(nóng)藥與水的在線混合。這種混藥技術(shù)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、準(zhǔn)確化施用,以環(huán)境保護(hù)和操作者平安為核心,通過(guò)混藥器在線控制農(nóng)藥的使用量,同時(shí)在施用過(guò)程中防止操作

4、者與農(nóng)藥接觸,因此可以減小農(nóng)藥對(duì)操作者產(chǎn)生的危害,同時(shí)減少對(duì)環(huán)境以及周圍非靶標(biāo)生物的污染。而且噴霧裝置在施用后更有利于清洗,可拆卸、回收和翻新或平安廢棄并長(zhǎng)期無(wú)慮。筆者綜述了國(guó)內(nèi)外農(nóng)藥藥水在線混合技術(shù)的研究進(jìn)展,并展望了今后開(kāi)展的趨勢(shì)。1國(guó)外農(nóng)藥混藥裝置的研究進(jìn)展1970年,asden首次提出了農(nóng)藥在線混合技術(shù),引起了世界各國(guó)科學(xué)家的廣泛關(guān)注4,經(jīng)過(guò)近40年的研究,農(nóng)藥在線混合技術(shù)已經(jīng)有了顯著的開(kāi)展與進(jìn)步。目前,興隆國(guó)家廣泛采用的是大型機(jī)動(dòng)噴桿式噴霧機(jī),重點(diǎn)研究的是采用外加能源式在線混藥。其中,農(nóng)藥直接注入系統(tǒng)就是利用噴霧機(jī)管道系統(tǒng)外部的能源,完成農(nóng)藥的準(zhǔn)確計(jì)量以及藥、水在管道內(nèi)的混合。這種混

5、藥裝置在水流量保持恒定的情況下,利用噴霧機(jī)管道系統(tǒng)外部的能源,根據(jù)噴霧機(jī)的前進(jìn)速度來(lái)調(diào)節(jié)農(nóng)藥的注入量,通過(guò)噴霧機(jī)管道系統(tǒng)內(nèi)混合液濃度的變化,到達(dá)單位面積上農(nóng)藥的用量恒定5。按農(nóng)藥注入量調(diào)節(jié)方式的不同,農(nóng)藥直接注入系統(tǒng)又可分為壓縮空氣直接注入系統(tǒng)和變?nèi)莘e泵直接注入系統(tǒng)。1.1壓縮空氣直接注入系統(tǒng)壓縮空氣直接注入系統(tǒng)的混藥裝置由2個(gè)液箱、2個(gè)變面積流量計(jì)和1個(gè)壓縮空氣灌組成。2個(gè)液箱分別是藥箱和水箱,2個(gè)變面積流量計(jì)分別是測(cè)量農(nóng)藥與水的流量,壓縮空氣罐那么是用來(lái)給2個(gè)液箱提供恒定的壓力。噴霧作業(yè)時(shí),操作人員通過(guò)調(diào)節(jié)2個(gè)液箱內(nèi)的空氣壓力來(lái)調(diào)節(jié)水和農(nóng)藥的流量,當(dāng)2個(gè)變面積流量計(jì)分別測(cè)出的流量符合指定的

6、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即可。1.2變?nèi)莘e泵直接注入系統(tǒng)20世紀(jì)80年代中期,由美國(guó)開(kāi)發(fā)的id-esttehnlgyi-2000型直接注入系統(tǒng)的混藥裝置就是變?nèi)莘e泵直接注入系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備獨(dú)立的藥箱和水箱,由與噴霧機(jī)前進(jìn)速度成正比的變?nèi)莘e泵使定量的農(nóng)藥進(jìn)入主水管道,與來(lái)自水箱的水混合,再經(jīng)噴霧泵輸入噴霧主管。由于水藥分置,與傳統(tǒng)的噴霧機(jī)相比,該系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)便、節(jié)約用藥、保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)6。1.3其他噴霧混藥裝置國(guó)外的很多專家學(xué)者在混藥裝置方面做了一些研究,也得到了一些顯著的成果。如larsn等研制了試驗(yàn)用噴霧機(jī),該噴霧機(jī)可以根據(jù)拖拉機(jī)的前進(jìn)速度,通過(guò)計(jì)量泵按比例調(diào)節(jié)農(nóng)藥注入水流的注入量7。reihard和lad

7、d研制了試驗(yàn)用在線混合噴霧機(jī),這種噴霧機(jī)不管拖拉機(jī)的行進(jìn)速度如何,只通過(guò)計(jì)量泵調(diào)節(jié)適宜的農(nóng)藥量使其與水流混合,水與農(nóng)藥按一定比例混合后到達(dá)噴嘴,當(dāng)拖拉機(jī)到達(dá)地頭時(shí),由于速度降低,農(nóng)藥與水的流量將按比例減小8。1994年,ghate和phatak完成了壓縮空氣直接注入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確測(cè)量噴霧機(jī)的前進(jìn)速度,并增加了調(diào)節(jié)藥箱壓力的調(diào)壓閥,根據(jù)此信號(hào),通過(guò)控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度,調(diào)節(jié)藥箱內(nèi)的壓力,從而調(diào)節(jié)農(nóng)藥注入噴霧機(jī)管道系統(tǒng)的注入量,到達(dá)農(nóng)藥濃度與前進(jìn)速度成比例變化。水流量恒定,農(nóng)藥濃度隨前進(jìn)速度同步變化,因此單位面積上農(nóng)藥用量就可以恒定9。1998年,ky將總流量控制和農(nóng)藥直接注入技術(shù)相結(jié)合,

8、開(kāi)發(fā)了一套直接注入總流量控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)隨噴霧機(jī)的前進(jìn)速度同步調(diào)節(jié)水流量和農(nóng)藥的注入量,因此農(nóng)藥濃度保持不變;由于總流量與噴霧機(jī)前進(jìn)速度成正比變化,因此不僅單位面積上農(nóng)藥用量恒定,而且單位面積上的噴霧總量也恒定10。steard等針對(duì)ravenss-700農(nóng)藥注入系統(tǒng)研究了控制子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并用模型進(jìn)展控制響應(yīng)預(yù)測(cè),開(kāi)展流量與閥有關(guān)參數(shù)的關(guān)系、控制器動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性研究等11。gillis等開(kāi)展了為基于機(jī)器視覺(jué)的農(nóng)藥噴霧機(jī)中的農(nóng)藥在線注入系統(tǒng)研究12-13,slaughter等開(kāi)發(fā)了側(cè)向除草劑噴霧機(jī)上配置農(nóng)藥直接注入系統(tǒng)14,該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確對(duì)靶施藥。2國(guó)內(nèi)混藥裝置的研究進(jìn)展2.1靜態(tài)混

9、合裝置中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的何雄奎教授等人在傳統(tǒng)的農(nóng)藥直接注入系統(tǒng)的根底上采用sk靜態(tài)混合器實(shí)現(xiàn)藥水在線混合14,把不同農(nóng)藥劑型、不同黏度溶液的混合均勻度與傳統(tǒng)的混藥裝置進(jìn)展了比照,由于其特殊的設(shè)備構(gòu)造和流體的運(yùn)動(dòng),使兩種流體各自分散,然后再彼此混合起來(lái),可以到達(dá)比較好的均勻混合效果,該方法比照擬繁多的藥劑類型和復(fù)雜的農(nóng)藥混合來(lái)說(shuō)比較理想,在很寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)也能使用。與傳統(tǒng)的混藥裝置相比較,混合均勻度有了改善,縮短了流體流經(jīng)的水管長(zhǎng)度,從而減少了變量延遲的時(shí)間。2.2射流泵混藥裝置射流混藥裝置是一種利用噴霧機(jī)管道系統(tǒng)內(nèi)部的水力完成農(nóng)藥與水在線混合的混藥裝置,由噴嘴、吸入室、混合管和擴(kuò)散管等部分組成1

10、5。射流混藥裝置的根本原理就是湍流射流、湍流混合的過(guò)程,高壓水通過(guò)噴嘴射出,在混合管入口處利用動(dòng)量交換的能量傳遞方式吸入周圍的低壓藥液,水與農(nóng)藥在混合管入口及管內(nèi)混合,高壓水速度減小,低壓藥液速度增大,在混合口出口處均勻混合,速度一致,混合液通過(guò)擴(kuò)散管時(shí),由于擴(kuò)散管的橫截面積逐漸增大,混合液速度減小,壓強(qiáng)升高,再由裝置流出,以此實(shí)現(xiàn)藥、水的抽吸和在線混合。這種射流噴霧混藥裝置在使用時(shí)能到達(dá)藥、水別離,防止了操作人員與農(nóng)藥的直接接觸,能平安地使用農(nóng)藥和消除殘留物對(duì)環(huán)境的污染,具有裝置本錢低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。2.3正壓式混藥裝置正壓式混藥裝置是在射流混藥裝置的原理上,結(jié)合手動(dòng)噴霧器的特性改進(jìn)而來(lái),

11、該混藥裝置由吸入室、突縮管、混合室、擠壓室等幾部分組成16。在吸入式的下端有連通擠壓室的分流孔,擠壓室內(nèi)有藥液擠壓裝置。噴霧作業(yè)時(shí),水流進(jìn)入吸入室后,一部分經(jīng)突縮管流入混合室,由于水流通徑變小,因此速度增大,壓力下降;另一部分經(jīng)分流孔進(jìn)入擠壓室,對(duì)藥液擠壓裝置施壓,由于擠壓室與混合室之間存在壓力差,藥液擠壓裝置內(nèi)的藥液經(jīng)吸口被擠壓入混合室。最后2種液體在混合室中充分混合均勻,經(jīng)噴桿由噴頭噴出。該裝置采用正壓擠壓的方式,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)混藥技術(shù)在手動(dòng)噴霧器上的成功應(yīng)用,并具有應(yīng)用范圍廣闊的優(yōu)點(diǎn)17。3存在的問(wèn)題農(nóng)藥的自動(dòng)混藥裝置相對(duì)于預(yù)混式混藥有很多優(yōu)勢(shì),同時(shí)也存在著一些問(wèn)題。在我國(guó),自動(dòng)混藥裝置的市

12、場(chǎng)化產(chǎn)品并不多,2001年蘇州農(nóng)業(yè)機(jī)械廠消費(fèi)的出水混藥器用藥量大,壓損大,計(jì)算操作復(fù)雜。2022年有工廠消費(fèi)了進(jìn)水混藥器,由于進(jìn)水壓力真空度不夠且進(jìn)水壓力受回水量影響大,造成吸藥的比例常常不穩(wěn)定,因此真正落實(shí)到消費(fèi)使用中還存在著一些問(wèn)題。4結(jié)語(yǔ)國(guó)內(nèi)外的噴霧混藥裝置從預(yù)混式混藥開(kāi)展到農(nóng)藥與水在噴霧管道內(nèi)的在線混合,是農(nóng)藥平安使用研究上的一項(xiàng)重大打破。在線混合裝置實(shí)現(xiàn)了農(nóng)藥與水的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),而且能很好地保證農(nóng)藥與水混合的穩(wěn)定性和均勻性,很好地保護(hù)環(huán)境及人身、食品的平安。目前,在興隆國(guó)家,農(nóng)藥直接注入系統(tǒng)是一種應(yīng)用比較廣泛的混藥方式;在我國(guó),農(nóng)藥在線混藥技術(shù)在農(nóng)田的病蟲(chóng)害防治中也在逐步推廣,并且具有廣

13、闊的開(kāi)展前景。5參考文獻(xiàn)1周鳳芳,徐幼林,周宏平.噴霧機(jī)混藥裝置的研究現(xiàn)狀與開(kāi)展j.中華衛(wèi)生殺蟲(chóng)藥械,2022,11(6):378-380.2王光亮,向忠平.植物保護(hù)機(jī)械的使用維修.南京:東南大學(xué)出版社,1997:23-37.3趙明海.當(dāng)前農(nóng)藥使用存在的問(wèn)題及解決對(duì)策j.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技,2022(2):141-143.4asdenr.theeteringanddispensingfgranulesandliquidnentratins.britishrpprtetinunilj.ngraph,1970(2):124-129.5何培杰.雙級(jí)射流混藥裝置理論與試驗(yàn)研究d.鎮(zhèn)江:江蘇理工大學(xué),200

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