螺旋蜂孔板式在線混藥器和在線實時混藥噴霧系統的製作方法
2023-04-26 08:23:31
本發明涉及智能農業機械的在線混藥器技術領域，尤其涉及螺旋蜂孔板式在線混藥器和裝有該混藥器的在線實時混藥噴霧系統。
背景技術：
為了滿足噴霧技術安全、可靠和環保的需求，同時獲得精準有效的病蟲草害防治效果，在線混藥技術近年來發展迅速。在線混藥的特點是：在作業過程中通過混藥裝置將水和農藥按一定的濃度比進行混合。
為適應多種農作物及其在不同生長階段的防治要求，噴霧機在線混藥裝置需適應200:1～1000:1的混合比例要求。混藥器的性能直接影響在線混藥裝置在實際應用中的適應性。目前在線混藥系統所使用的混藥器多為射流式混藥器和sk型靜態混藥器，其中射流式混藥器根據流體經過噴嘴或者孔板時以一定的速度射出並引射周圍流體的流動原理設計製成；sk型靜態混合器利用流體運動和混合單元的特殊結構對不同流體進行分割、合併、旋轉等運動，使流體混合均勻。
cn103004735公開了一種車載式混藥裝置，cn104161031a公開了一種具有高混藥比的射流混藥器設計方法，兩份技術公布了兩種射流混藥器，均能實現在線混藥的目的。射流式混藥器存在混藥比較小且不穩定，壓強比降低等缺點。射流式混藥器利用質點間的撞擊傳遞能量，混合過程產生的旋渦摩擦喉管內壁，會產生能量損失。另外，流體流經擴散管，也會產生擴散損失，導致成本提高，效率低。對於混藥器內部流場的分析計算，由於混藥過程複雜，很難得到精確的理論研究結果，混藥器的參數大多來自實驗結果，局限性比較大，混藥比範圍也較窄，因此實際應用比較少。sk型靜態混藥器的混藥效果主要取決於內置翼片的排列和翼片角度，存在結構複雜、翼片角度大會帶來流動阻力大、翼片加工要求高、有死角、能耗較大缺點。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是：提供一種混藥均勻的螺旋蜂孔板式在線混藥器和在線實時混藥噴霧系統，其適用於現代農業機械，且結構簡單、調整方便、能耗低，可以保證噴施機械在作業過程中水和藥混合均勻，而且適用於較大範圍、較高的混藥比的混合需求。
為了達到上述目的，本發明採用如下技術方案：
螺旋蜂孔板式在線混藥器，包括依次設置的進藥管、混藥管、出藥管，還包括設置在混藥管內的供液體先後通過的蜂孔板，蜂孔板上設有多個傾斜的通流孔；蜂孔板分為形成正向螺旋液流的左旋螺旋蜂孔板和形成反向螺旋液流的右旋螺旋蜂孔板，左旋螺旋蜂孔板和右旋螺旋蜂孔板的數量均為至少一塊。
螺旋蜂孔板式在線混藥器，還包括底座、安裝座、調節杆；混藥管的前端裝有底座，進藥管安裝在該底座上；混藥管的後端裝有底座，出藥管安裝在該底座上；兩底座均連接安裝座，調節杆安裝在兩安裝座之間，蜂孔板通過定位圈固定在調節杆上。
混藥管為筒狀，前端和後端分別套在對應的底座上；混藥管的前端與底座之間設有墊片，混藥管的後端與底座之間設有墊片。
每塊蜂孔板對應兩個定位圈，蜂孔板套在調節杆上，定位圈套在調節杆上，蜂孔板夾在兩個定位圈之間。
進藥管包括進水口和進藥口，進水口位於進藥管的前端，進藥口位於進藥管的側壁。
左旋螺旋蜂孔板和右旋螺旋蜂孔板的數量均為多塊，左旋螺旋蜂孔板和右旋螺旋蜂孔板沿著混藥管的長度方向一一間隔設置；混藥管為筒狀，左旋螺旋蜂孔板和右旋螺旋蜂孔板的邊緣緊貼混藥管的內壁。採用一一間隔設置的結構，水和藥可在蜂孔板之間旋轉混合，混合均勻。
左旋螺旋蜂孔板的邊緣設有一圈圓周陣列排列的貫穿的螺旋槽，該螺旋槽的傾斜方向與左旋螺旋蜂孔板的旋向相應；右旋螺旋蜂孔板的邊緣設有一圈圓周陣列排列的貫穿的螺旋槽，該螺旋槽的傾斜方向與右旋螺旋蜂孔板的旋向相應。螺旋槽可以增大蜂孔板邊緣處液體的通過率。
相鄰左旋螺旋蜂孔板和右旋螺旋蜂孔板的間距d均相等，首塊蜂孔板與進藥管之間的距離大於d且小於2d。首塊蜂孔板與進藥管有一定的距離，以減少蜂孔板對入口液流的阻礙作用，液流輸送順暢。
任一塊蜂孔板的通流孔的面積總和均大於進藥管的通流面積，以減少對水流量的影響。
在線實時混藥噴霧系統，包括噴霧機和螺旋蜂孔板式在線混藥器，螺旋蜂孔板式在線混藥器接入噴霧機。
總的說來，本發明具有如下優點：
1.結構簡單，製作方便。
2.採用正向、反向交替的混藥模式，混藥均勻，能夠滿足水和藥在線均勻混合的噴施要求，而且能適應較大範圍混藥比、減少混藥次數、提高噴施效率。
3.採用螺旋槽，可以增大蜂孔板邊緣處液體的通過率，避免混藥出現死角，確保了混藥的均勻性，降低能耗。
4.採用調節杆和定位圈配合的結構，可方便的調節和固定蜂孔板的位置。
5.首塊蜂孔板與進藥管之間採用較大的距離，以減少蜂孔板對入口液流的阻礙作用，液流輸送順暢。
附圖說明
圖1為螺旋蜂孔板式在線混藥器的結構示意圖。
圖2為在線實時混藥噴霧系統的結構示意圖。
圖3為左旋螺旋蜂孔板的主視圖。
圖4為左旋螺旋蜂孔板的側視圖。
圖5為左旋螺旋蜂孔板的立體圖。
圖6為右旋螺旋蜂孔板的主視圖。
圖7為右旋螺旋蜂孔板的側視圖。
圖8為右旋螺旋蜂孔板的立體圖。
圖9為進藥管的結構示意圖。
其中，1進藥管、2底座、3墊片、4安裝座、5混藥管、6定位圈、7左旋螺旋蜂孔板、8右旋螺旋蜂孔板、9調節杆、10出藥管、11水箱、12電磁閥、13精量柱塞泵a、14藥箱、15螺旋蜂孔板式在線混藥器、16柱塞泵b、17溢流閥、18壓力傳感器、19控制器、20液位傳感器a、21液位傳感器b、22單向閥、23過濾器、24流量計、25噴杆、26噴頭、27緩衝水箱、a為進水口、b為進藥口。
具體實施方式
下面來對本發明做進一步詳細的說明。
實施例一
螺旋蜂孔板式在線混藥器包括進藥管、混藥管、出藥管、多塊蜂孔板、底座、安裝座、調節杆、定位圈。
進藥管、底座、混藥管、底座、出藥管依次相接。
兩底座內側均連接安裝座，調節杆安裝在兩安裝座之間，每塊蜂孔板對應兩個定位圈，蜂孔板套在調節杆上，定位圈套接固定在調節杆上，蜂孔板夾在兩個定位圈之間。蜂孔板分為形成正向螺旋液流的左旋螺旋蜂孔板和形成反向螺旋液流的右旋螺旋蜂孔板，左旋螺旋蜂孔板和右旋螺旋蜂孔板的數量均為多塊，左旋螺旋蜂孔板和右旋螺旋蜂孔板沿著混藥管的長度方向一一間隔設置；混藥管為筒狀，左旋螺旋蜂孔板和右旋螺旋蜂孔板的邊緣緊貼混藥管的內壁。每塊蜂孔板上設有多個均勻分布的傾斜的通流孔，邊緣設有一圈圓周陣列排列的貫穿的螺旋槽，螺旋槽的傾斜方向與蜂孔板的旋向相應，即螺旋槽與通流孔共同作用形成正向螺旋液流或反向螺旋液流。相鄰左旋螺旋蜂孔板和右旋螺旋蜂孔板的間距d均相等，首塊蜂孔板與進藥管之間的距離大於d且小於2d。任一塊蜂孔板上通流孔的面積總和均大於進藥管的通流面積。
混藥管為筒狀，前端和後端分別套在對應的底座上；混藥管的前端與底座之間設有墊片，混藥管的後端與底座之間設有墊片。
進藥管包括進水口和進藥口，進水口位於進藥管的前端，進藥口位於進藥管的側壁。
進藥管與底座、混藥管與底座、底座與安裝座、安裝座與調節杆、出藥管與底座均通過螺紋連接。
使用時，水從進水口進入，藥從進藥口進入，水和藥在混藥管進行混合，混合液先經過左旋螺旋蜂孔板形成正向螺旋液流，再經過右旋螺旋蜂孔板形成反向螺旋液流，再經過左旋螺旋蜂孔板形成正向螺旋液流……如此循環往復，最終在混藥管內混合均勻，從出藥管排出。
實施例二
本實施例是在線實時混藥噴霧系統，將實施例一的螺旋蜂孔板式在線混藥器應用在井關jkb18c噴霧機上，構成了一種在線實時混藥噴霧系統。該系統包括供水通路模塊、精量供藥通路模塊、混藥噴施模塊和控制模塊。供水通路模塊包括水箱、電磁閥；精量供藥通路模塊包括藥箱、精量柱塞泵a、單向閥。混藥噴施模塊包括緩衝水箱、液位開關a、液位開關b、過濾器、流量計，螺旋蜂孔板式在線混藥器、柱塞泵b、溢流閥、壓力傳感器、噴杆、噴頭；柱塞泵b與農業機械車體動力裝置連接，為噴霧提供動力；流量計用於檢測當前時刻的管道中藥液的流量；壓力傳感器用於檢測混藥噴施模塊中藥液的壓力；控制模塊包括控制器。
使用該實施方式，以10g/l的胭脂紅溶液模擬農藥，選取三個噴頭，每個噴頭取樣三次，取樣時間20s，噴霧壓力設置為0.8mpa、1mpa、1.2mpa、1.4mpa,混藥比依次設置為200:1、400:1、600:1、800:1、1000:1，使用分光光度計檢測樣品的吸光度值，考察其混藥均勻性，試驗結果如下表所示：
試驗結果表明：在壓力範圍0.8-1.4mpa，混藥比200:1-1000:1，混藥均勻性比較穩定，變異係數最大為4.4％。
對比現有的混藥器，射流式混藥器在噴霧壓力為0-0.6mpa，混藥比範圍在20:1以內，混藥均勻度變異係數最大為5％(邱白晶等，在線混藥噴霧系統混藥性能試驗，《農業工程學報》，2014,第30卷(第17期),第77-85頁)，sk型靜態混合器在噴霧壓力為0.2mpa，混藥比範圍在10:1以內，混藥均勻度變異係數最大為3％(郭宇波等，靜態混合器在自動混藥裝置中的應用，《農機化研究》，2008,第2期,第147-150頁)。兩種混藥器在混藥比超過100:1，噴霧壓力大於1mpa，混藥效果均不理想。因此本發明所涉及的螺旋蜂孔板式在線混藥器，在適用壓力、混藥比範圍、混藥效果均優於以上兩種混藥器，且完全滿足實際使用要求。
除了本實施例提及的方式外，左旋螺旋蜂孔板和右旋螺旋蜂孔板可根據需要選擇其他數量，左旋螺旋蜂孔板和右旋螺旋蜂孔板之間的距離也可根據需要調整，混藥管可為圓筒狀、方筒狀等筒狀，相應的，蜂孔板可為圓形版、方形板，這些變換方式均在本發明的保護範圍內。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。