CN105195351B

CN105195351B - 一种二次离心雾化喷头

Info

Publication number: CN105195351B
Application number: CN201510704214.1A
Authority: CN
Inventors: 龚艳; 张晓�; 刘德江; 王果; 陈晓
Original assignee: Nanjing Research Institute for Agricultural Mechanization Ministry of Agriculture
Current assignee: Nanjing Research Institute for Agricultural Mechanization Ministry of Agriculture
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2035-10-27
Also published as: CN105195351A

Abstract

本发明涉及一种二次离心雾化喷头，属于喷雾喷头技术领域。该喷头的驱动电机的后端安装风机叶轮，输出轴套装固连的转盘安装座由通过端盘固连的内套管和外管座构成，外管座的轴向间隔分布一组径向延伸的环状雾化转盘；内套管外活套的叶轮安装座的前端与转笼安装套固连；转笼安装套的前端安装雾化转笼，雾化转笼具有前罩盘和后罩盘，前罩盘和后罩盘的周边之间装有笼网；后罩盘的中部轴向朝前延伸出液路环，液路环上间隔分布有液路孔；液路环的前端通过连接环与转笼安装套的前端固连，形成环状液路腔。本发明实现了无级调控，简单易行，从而形成“生物最佳粒径理论”确定的雾滴直径。

Description

一种二次离心雾化喷头

技术领域

本发明涉及一种雾化喷头，尤其是一种二次离心雾化喷头，属于喷雾喷头技术领域。

背景技术

目前农业病虫害防治过程中，“大流量”、“全覆盖”仍是农药施用的主要方法，“使用一种机型，采用同样雾滴，打遍百药，防治各种作物病虫害”的情况十分普遍。结果农药的有效利用率仅为30%左右，每年有超过100万吨的农药流失到土壤、水体、空气中，不仅削弱了对农业病虫害的防控能力，并且加剧了农业面源污染。

研究表明，采用雾滴直径≤100μm的超低容量喷雾或雾滴直径100～200μm的低容量喷雾，可有效增加药剂在靶标作物上的附着能力与覆盖密度，从而在减少农药用量的同时，提高防治效果。另一方面，根据“生物最佳粒径理论”(BODS)，各种生物体对不同粒径范围的雾滴有相应的选择捕获能力。例如：森林害虫的最佳粒径为20～60μm，农作物爬行害虫的最佳粒径为70～120μm，飞行害虫的最佳粒径则为20～50μm。因此，针对不同农业病虫害，喷洒相应直径大小的农药雾滴方能获得理想的防治效果。

近年来，低流量喷头的研究取得显著进展。检索发现，申请号为201010136395.X的中国专利申请公开了一种喷雾喷粉机低量喷头,具有低量喷管,低量喷管的输液管上端安装连接件,连接件连接低量喷嘴,连接件外壁通过轴承安装叶轮,叶轮上制有叶片,所述叶轮上端安装喷嘴帽,喷嘴帽上边沿制有甩水孔,所述喷嘴帽的内腔与甩水孔和低量喷嘴的出水孔及输液管相连通。本喷头的药液经过撞击在喷嘴帽内壁被初步打散、在离心力和附壁效应的作用下从喷嘴帽内腔中心向外侧扩散并从甩水孔分流甩出、被高速气流进一步击碎等三重作用下最后喷到农作物上的雾滴颗粒小。然而，该喷头的雾化机理为撞击破碎+气力雾化，即首先通过药液与喷嘴帽内壁的撞击作用，使药液破碎成较大的雾滴，再通过气力作用，使雾滴进一步雾化成更细小雾滴，虽然可获得细小雾滴，但雾滴谱较宽——即雾滴的粗细不均，大雾滴易流失、小雾滴易飘失，从而农药有效利用率不够高，且易造成环境污染；此外，这样形成的雾滴体积中值直径（VMD）相对固定，难以根据防治对象的不同要求而改变。

此外，申请号为201020135491.8的中国专利公开了一种超低量/低容量喷雾组合喷头,包括由整流栅扣接于喷口连接成的喷口组件,喷头体,药液连接管,分流锥,齿盘,由实心轴、轴承、轴承座、叶轮、叶轮锁母依次连接组成的旋转叶轮组件;整流栅扣接于喷口上,喷口与喷头体活动连接,喷头体的内壁有支撑筋固定分流锥,分流锥的底部与药液连接管相连,分流锥的下段有出液孔,下段上端固定安装齿盘,实心轴装在分流锥上段的空心锥孔内。这种喷头的雾化机理为气力雾化+撞击破碎，即首先通过高速气流作用使药液沿着分流锥外表面形成很薄的液膜，被吹送至齿盘边缘上，药液在齿尖上形成液丝，再被高速气流切断形成较大的雾滴，然后再通过大雾滴与高速旋转的叶轮的撞击作用，使雾滴进一步破碎成更细小雾滴，同样存在雾滴谱宽的缺点。此外，其雾滴直径调节通过喷头结构变化实现，不安装喷口-整流栅组件时，雾滴直径较小，当安装喷口-整流栅组件后，雾滴经过整流栅时发生聚并，粒径增大，不能实现雾滴直径的无级调控。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种不仅可以有效细化雾滴，而且雾滴大小均匀、直径可以方便地进行无级调控的二次离心雾化喷头。

为了达到以上目的，本发明的二次离心雾化喷头包括驱动电机（4），所述驱动电机的后端安装风机叶轮（5）；所述驱动电机的输出轴套装固连转盘安装座（14），所述转盘安装座由通过端盘固连的内套管和外管座构成，所述外管座的轴向间隔分布的一组径向延伸的环状雾化转盘（1）；所述内套管外活套装有驱动叶片（3）的叶轮安装座（7），所述叶轮安装座（7）的前端与活套在叶轮安装座外的转笼安装套（13）固连；所述转笼安装套（13）的前端安装罩在雾化转盘外的雾化转笼（2），所述雾化转笼具有分别位于雾化转盘前、后的前罩盘和后罩盘，所述前罩盘和后罩盘的周边之间装有笼网；所述后罩盘的中部轴向朝前延伸出液路环，所述液路环上间隔分布有与雾化转盘位置对应的液路孔；所述液路环的前端通过连接环与转笼安装套的前端固连，形成安置外接药液源液路管（16）的环状液路腔（Q）。

本发明进一步的完善是，所述雾化转盘的径向中部具有朝后的倾斜过渡环。由于离心惯性力的计算公式为，公式中药液质量m、雾化转盘角速度ω一定时，折弯结构可使在不加大雾化转盘直径的前提下，加大自转轴向质点所引矢量r，因此折弯结构可以增加离心惯性力且加大了喷洒面，有利于药液在转盘表面形成均匀液膜，以及随后的裂化和雾化，从而提高一次雾化质量。

工作时，驱动电机通过转盘安装座带动雾化转盘以及风机叶轮高速旋转（1500～3000r/min），由于风机叶轮的直径大于驱动叶轮，因此其转动产生的强力气流驱使驱动叶轮、转笼安装套及雾化转笼在风动作用下以更高速旋转（5000～8000r/min）；药液由液路孔分别到达各雾化转盘的中心附近，在雾化转盘旋转离心力的作用，形成液膜、液丝被抛向雾化转盘的边缘，并形成雾滴抛出，完成一次雾化；一次雾化后的雾滴被抛到更高速旋转的雾化转笼上，被进一步离心雾化成更加微小的雾滴，完成二次雾化，之后被风机叶轮产生强力气流向远程输送。

与现有技术相比，本发明的雾化机理为离心雾化+离心雾化，即首先通过雾化转盘的高速旋转使药液雾化成较大的雾滴，再通过雾化转笼的高速旋转使雾滴进一步雾化成更细小雾滴，并且获得了窄雾滴谱的雾滴群，而通过调节雾化转盘与雾化转笼的转速即可改变雾滴直径，因此实现了无级调控，简单易行，从而形成“生物最佳粒径理论”确定的雾滴直径。

进一步，所述外管座的管状主体的轴向间隔分布多圈周向间隔断开的转盘插槽，各圈转盘插槽分别插装固定径向延伸构成环状雾化转盘的转盘片；邻圈转盘插槽之间的轴向间隔处对应各圈转盘插槽的周向间隔断开位置开有弧长大于转盘插槽的流道槽。

进一步，所述内套管由端盘的内孔处轴向延伸形成，所述外管座通过贯穿转盘插槽的螺栓孔中的紧固件与端盘以及对应的转盘片固定连接。

进一步，所述液路环上间隔分布有与雾化转盘上流道槽位置对应的多个液路孔。

进一步，所述转盘插槽外宽内窄。

进一步，所述笼网为75-85目。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1的B-B剖面图。

图3为图1的A-A剖面图。

图4为图1实施例的转盘安装座立体结构示意图。

图5为图1实施例的转盘安装座剖切立体结构示意图。

图6为图1实施例转盘安装座的外管座立体结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的二次离心雾化喷头如图1、2、3所示，驱动电机4的后端安装风机叶轮5，其输出轴4-1套装并通过平键15固连转盘安装座14，转盘安装座14由通过端盘14-1固连的内套管14-2和外管座14-3构成。外管座14-3的具体结构如图6所示，其管状主体的轴向间隔分布四圈周向间隔断开的转盘插槽14-a，转盘插槽14-a外宽内窄，利于雾化转盘1的插装固定。雾化转盘1的径向中部具有朝后的倾斜过渡环1-1。各圈转盘插槽14-a分别插装固定径向延伸构成环状雾化转盘1的转盘片；邻圈转盘插槽14-a之间的轴向间隔处对应各圈转盘插槽14-a的周向间隔断开位置开有弧长大于转盘插槽14-a的流道槽14-b。

转盘安装座14结构参见图4、5，内套管14-2由端盘14-1的内孔处轴向延伸形成，外管座14-3通过贯穿转盘插槽14-a的螺栓孔14-c中的转盘螺栓11与端盘14-1以及对应的转盘片固定连接。

内套管14-2外通过前、后轴承12活套装有驱动叶片3的叶轮安装座7，前、后轴承12通过隔套6、9轴向定位。叶轮安装座7的前端与活套在叶轮安装座7外的转笼安装套13固连。转笼安装套13的前端安装罩在雾化转盘1外的雾化转笼2，雾化转笼2具有分别位于雾化转盘1前、后的前罩盘2-1和后罩盘2-2，前罩盘2-1和后罩盘2-2的周边之间通过连接螺栓10固连，并装有80目的笼网2-3。后罩盘2-2的中部轴向朝前延伸出液路环2-4，液路环2-4上间隔分布有与雾化转盘上流道槽14-b位置对应的多个液路孔2-5。液路环2-4的前端通过连接环2-6与转笼安装套13的前端固连，形成安置外接药液源液路管16的环状液路腔Q，液路管16上具有与液路孔2-5位置对应的出液孔。

更具体而言，本实施例的二次离心雾化喷头具有安装于转盘安装座14上的四个雾化转盘1，转盘安装座14与驱动电机4的轴之间通过键15连接。雾化转笼2与转笼安装套13之间焊合，转笼安装套13与转盘安装座14之间通过深沟球滚动轴承12连接，叶轮安装座7与转笼安装套13通过螺栓紧固连接，驱动叶轮3安装于叶轮安装座7上，安装角度可调。

工作时，驱动电机驱动转盘安装座及雾化转盘高速旋转（1500～3000r/min），风机叶轮转动产生的强力气流使驱动叶轮、转笼安装套及雾化转笼以更高速旋转（5000～8000r/min），药液则经液路管的出液孔、转笼安装座的液路孔、转盘安装座的流道槽分别到达雾化转盘表面的中心附近，在离心力的作用被抛向雾化转盘的边缘先形成液膜、然后分裂成液丝、再断裂成雾滴液，被雾化转盘边缘抛出，完成一次雾化；一次雾化后的雾滴被抛到更高速旋转的雾化转笼的笼网上，被离心雾化成更加微小的雾滴，从而完成二次雾化。

实验证明，该二次离心雾化喷头由于采用转盘式离心雾化与转笼式离心雾化相结合的方式，因此具有如下有益效果：

1）经雾化转盘离心雾化后的药液雾滴被抛到更高速旋转的雾化转笼上，被二次离心雾化成更加微小的雾滴，雾滴直径最小可达20μm，从而满足了超低量喷雾的要求，在提高农业病虫害防治效果的同时，实现了农药的“减量”使用；

2）雾化转盘与雾化转笼可独立转动（雾化转盘的转速可由驱动电机的转速调控，雾化转笼的转速则可通过调整驱动叶轮的安装角度而改变），因而可分别无级调节雾化转盘与雾化转笼的转速，使得一次雾化与二次雾化过程中的雾滴直径发生变化，从而获得理想的雾滴直径，以满足不同农业病虫害的防治要求。

总之，本实施例实现了低量、超低量喷雾，并可通过转速变化，方便地获得不同的雾滴直径，以满足不同防治对象对雾滴粒谱的不同要求。

Claims

1.一种二次离心雾化喷头，包括驱动电机（4），其特征在于：所述驱动电机的后端安装风机叶轮（5）；所述驱动电机的输出轴套装固连转盘安装座（14），所述转盘安装座由通过端盘固连的内套管和外管座构成，所述外管座的轴向间隔分布一组径向延伸的环状雾化转盘（1）；所述内套管外活套装有驱动叶片（3）的叶轮安装座（7），所述叶轮安装座（7）的前端与活套在叶轮安装座外的转笼安装套（13）固连；所述转笼安装套（13）的前端安装罩在雾化转盘外的雾化转笼（2），所述雾化转笼具有分别位于雾化转盘前、后的前罩盘和后罩盘，所述前罩盘和后罩盘的周边之间装有笼网；所述后罩盘的中部轴向朝前延伸出液路环，所述液路环上间隔分布有与雾化转盘位置对应的液路孔；所述液路环的前端通过连接环与转笼安装套的前端固连，形成安置外接药液源液路管（16）的环状液路腔（Q）。

2.根据权利要求1所述的二次离心雾化喷头，其特征在于：所述外管座的管状主体的轴向间隔分布多圈周向间隔断开的转盘插槽，各圈转盘插槽分别插装固定径向延伸构成环状雾化转盘的转盘片；邻圈转盘插槽之间的轴向间隔处对应各圈转盘插槽的周向间隔断开位置开有弧长大于转盘插槽的流道槽。

3.根据权利要求2所述的二次离心雾化喷头，其特征在于：所述内套管由端盘的内孔处轴向延伸形成，所述外管座通过贯穿转盘插槽的螺栓孔中的紧固件与端盘以及对应的转盘片固定连接。

4.根据权利要求3所述的二次离心雾化喷头，其特征在于：所述液路环上间隔分布有与雾化转盘上流道槽位置对应的多个液路孔。

5.根据权利要求4所述的二次离心雾化喷头，其特征在于：所述转盘插槽外宽内窄。

6.根据权利要求5所述的二次离心雾化喷头，其特征在于：所述笼网为75-85目。