CN107694779A - 植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头，属于植保机械技术领域。该喷头包括伸入到储液盒的底壳，其侧壁的底部形成具有环形回流槽，底壳上端固定安装支架并盖有上盖；上盖和底壳结合部位远离安装支架外延段的一侧具有扇形喷雾开口；上盖和安装支架内固定电机，电机输出轴与螺旋引流器传动连接，引流器的上端装有喇叭状雾化盘，雾化盘的底平面中部具有出液长孔，长孔外围制有同心圆膜化槽且其上方装有挡板，雾化盘的喇叭状内侧壁制有母线方向的雾化槽。本发明可以与雾流场相耦合，使喷出的扇形雾雾滴具有理想的防飘移能力，同时可确保流量和转速正相关，简化了喷雾系统，实现了不同雾滴粒径下转速与流量的自适应。
Description
技术领域
本发明涉及一种离心喷头，尤其是一种植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头，属于植保机械技术领域。
背景技术
近年来，植保无人飞机在农业中发展迅速。旋转离心喷头因其雾滴谱窄、不易堵塞等优点十分适用于航空高浓度施药。
据申请人了解，现有旋转离心喷头特有的360º水平喷雾角虽具有喷幅大的特点，但在侧风影响下会导致喷幅内沉积不均。此外，多喷头叠加雾流场难以与植保无人飞机旋翼风场相耦合，易产生更为严重的雾滴飘移，影响施药效果，在非靶标区产生药害。
研究表明，雾滴粒径与覆盖密度是决定施药效果的关键指标，同时雾滴谱窄、雾滴越细小，雾化均匀性就越好。其主要影响因素是雾化盘转速与药液流量，在粒径雾滴谱最窄的前提下，转速与流量呈函数关系。现有旋转离心喷头虽然通过改变雾化盘转速可以实现雾滴粒径的调节，但对应流量无法适配，因此不能获得不同工况的最佳雾滴粒径。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的不足，提供一种可以与飞机旋翼风场相耦合、有效抑制雾滴飘移，并且流量自动匹配的植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头。
为实现上述目的，本发明的植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头的基本技术方案为：包括上端由喇叭口状侧壁构成、下端圆柱形底腔伸入到储液盒的底壳，所述侧壁的底部形成具有通往储液盒回流管的环形回流槽，所述底壳上端固定具有外延段的安装支架并盖有球冠圆锥导流壁的上盖；所述上盖和底壳结合部位远离安装支架外延段的一侧具有扇形喷雾开口；所述上盖和安装支架内固定电机，所述电机朝下的输出轴与安置在底腔内的双头螺旋引流器传动连接，所述引流器的上端装有位于底壳侧壁内的联动喇叭状雾化盘，所述雾化盘的底平面中部具有一组辐射状出液长孔，所述长孔外围制有同心圆膜化槽且其上方装有挡板，所述雾化盘的喇叭状内侧壁制有母线方向的雾化槽。
工作时，电机带动引流器旋转，将储液盒内的药液输往雾化盘，从其底部长孔进入盘内且在挡板和离心作用下，先侧向沿雾化盘底面被膜化槽摊匀形成液膜，再由雾化盘内侧面的雾化槽甩出，大部分通过开口形成雾滴细小、雾滴谱窄的理想扇形雾流。由于上盖外形呈球冠圆锥，因此可以使植保无人飞机旋翼气流通过导流壁倾斜向下，与雾流场相耦合，使喷出的扇形雾雾滴具有理想的防飘移能力。同时，本发明由于雾化盘与引流器联动,不仅省去了输送泵，而且无需另设调控装置即可确保流量和转速正相关，简化了喷雾系统，实现了不同雾滴粒径下转速与流量的自适应。
本发明进一步的完善是，所述储液盒的回流口一侧设有入液口，所述储液盒的内端铰装有浮子开关，所述浮子开关上具有分别与入液口和回流口对应的入流塞和回流塞，所述入流塞邻近铰支点而回流塞远离铰支点。因此，当储液盒液位过高时，浮子开关在浮力的作用下上浮，入流塞封闭入液口，回流塞封闭回流口。随着药液的喷施，液位回落，浮子开关自动下降，回流塞总是优先于入流塞开启，使回流药液优先参与雾化过程，确保底壳中无药液累积，切实防止跑冒滴漏。
进一步，所述膜化槽由呈间隔分布同心圆的半圆形凸起形成。
再进一步，所述雾化盘的上端外圆分布有分别与各条雾化槽对应的径向齿。
又进一步，所述底壳下端具有周向均布的底部通孔。
还进一步，所述侧壁的底部形成与储液盒上端环口卡槽扣合的嵌槽。
附图说明
图1是本发明一个实施例的外部结构示意图。
图2是图1的立体剖视结构示意图。
图3是图1实施例中的底壳结构示意图。
图4是图3的B-B剖视图。
图5是图1实施例的雾化盘结构示意图。
附图标记如下：上盖1、导流壁1-1、上盖安装孔1-2、电机引线口1-3、电机座2、安装支架2-1、电机座安装孔2-2、底壳3、开口3-1、底壳安装孔3-2、侧壁3-3、回流槽3-4、回流管3-5、底腔3-6、底部通孔3-7、嵌槽3-8、储液盒4、卡槽4-1、接头座5、回流口5-1、入液口5-2、雾化盘6、轴孔6-1、长孔6-2、环形槽6-3、引流器7、回转壁7-3、挡板8、轴承9、浮子10、回流塞10-1、入流塞10-2、限位块10-3、O型密封圈11、密封垫圈12、电机13。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本实施例的植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头如图1、图2所示，底壳3的上端为喇叭口状侧壁3-3，下端的圆柱形底腔3-6伸入到储液盒4内。
参见图3、图4，底壳3侧壁3-3的底部形成与储液盒4上端环口卡槽4-1扣合的嵌槽3-8以及具有通往储液盒回流管3-5的环形回流槽3-4。底壳下端具有六条周向均布的底部通孔3-7。储液盒4为空心壳体结构，上部具有环形壁边缘卡槽4-1，与底壳3的对应嵌槽3-8旋转插接。储液盒4与底壳3之间通过密封垫圈12进行密封。接头座5与储液盒4的一端插接固连，具有位于储液盒4一侧回流口5-1和与回流管3-5对应的入液口5-2。
底壳3上端固定具有两孔外延段的安装支架2-1，并盖有球冠圆锥导流壁1-1的上盖1。由于上盖1顶端的导流壁1-1呈圆锥状回转坡面，因此植保无人飞机旋翼气流通过导流壁1-1产生斜向下的作用，与雾流场耦合，使雾滴带有更好的防飘移能力。上盖1顶端一侧设有电机引线口1-3，供内部电机引线与外部电路插接。上盖安装孔1-2沿外侧圆周阵列。上盖1和底壳3结合部位远离安装支架2-1外延段的一侧具有扇形开口3-1。上盖1和安装支架2-1内固定电机13，电机13朝下的输出轴支撑于底部轴承9，与安置在底腔内的双头螺旋引流器7传动连接。更具体而言，雾化盘6呈倒锥圆台形，上部开放，内侧有沟槽等结构，安装在底壳3的内部；雾化盘6的底部轴心处设有与电机13以及挡板8主轴相配合的轴孔6-1，使得电机13能够驱动雾化盘6高速旋转，将药液离心甩出。雾化盘6底部中央设有圆周阵列的长孔6-2，用以流入药液；下部外侧有环形槽6-3。
引流器7为双头螺旋结构，外部为水平向上回转壁7-3；顶部中央有螺纹孔，用以与雾化盘6相连接；底部为插装在轴承9中的转轴。
引流器7的上端装有位于底壳侧壁3-3内的联动喇叭状雾化盘6，该雾化盘6如图5所示，底平面中部具有一组六条辐射状出液长孔6-2，长孔6-2的外围制有间隔分布同心圆的半圆形凸起形成的膜化槽且其上方装有挡板8。雾化盘6的喇叭状内侧壁密布有母线方向的雾化槽，且上端外圆分布有分别与各条雾化槽对应的径向齿。因此，引流器输往雾化盘的药液在离心作用下，经膜化槽摊成液膜、由雾化槽分流，再经径向齿甩出，可以更好地被雾化。
此外，储液盒4的回流口5-1一侧设有入液口5-2，储液盒4的内端远离插入底壳底腔3-6的一侧铰装有浮子开关10，浮子开关10上具有分别与入液口5-2和回流口5-1对应的球冠凸起状入流塞10-2和回流塞10-1，其中入流塞10-2邻近铰支点而回流塞10-1远离铰支点。入流塞10-2一侧有限位挡块10-3用以支撑与限位。因此，不仅储液盒的液位可以通过浮子开关自动启闭入液口和回流口，而且液位回落时，回流塞总是优先于入流塞开启，使回流药液优先参与雾化过程，确保底壳中无药液累积。
电机座2为内凹形回转体，电机13置于电机座2中部且主轴位于中轴线上，通过定位孔固定。充分利用旋转离心雾化盘3内部空间，使结构更加紧凑。后侧的安装支架2-1用以安装固定喷头。
在使用植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头时，首先通过安装支架2-1固定于植保无人飞机喷杆。药液从管路经入液口5-2流入储液盒4，并通过底部通孔3-7流入底腔3-6，引流器7在底腔3-6中高速旋转产生负压，药液沿回转壁7-3经长孔6-2流入雾化盘6，受到挡板8的作用，侧向沿雾化盘6底面均摊形成液膜最终由雾化盘6边缘甩出完成雾化过程，并通过开口3-1形成扇形雾流。其余周向雾滴受到底壳3的阻挡沿侧壁3-3流向回流槽3-4，汇集后通过回流管3-5流向储液盒4。当储液盒4液位过高时，浮子10在浮力的作用下上浮，入流塞10-2封闭入液口5-2，回流塞10-1封闭回流口5-1。随着药液的喷施，液位回落，浮子10下降，回流塞10-1总是优先于入流塞10-2开启，使回流药液优先参与雾化过程，确保底壳3中无药液累积。因此浮子10同时起到防止跑冒滴漏的作用。
现有的离心雾化装置需要控制流量与转速两项参数，达到调整雾滴粒径的效果，但调整流量需要额外配置控制系统，且并不能实现粒径实时最优化。而本发明采用的结构形式，雾化盘6与引流器7联动,确保流量和转速正相关，简化了喷雾系统，实现了不同雾滴粒径下转速与流量的自适应。通过换装具有不同斜度回转壁7-3的引流器7，以满足不同流量范围的作业要求。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头，包括上端由喇叭口状侧壁（3-3）构成、下端圆柱形底腔（3-6）伸入到储液盒（4）的底壳（3），所述侧壁的底部形成具有通往储液盒回流管（3-5）的环形回流槽（3-4），所述底壳上端固定具有外延段的安装支架（2-1）并盖有球冠圆锥导流壁（1-1）的上盖（1）；所述上盖和底壳结合部位远离安装支架外延段的一侧具有扇形开口（3-1）；所述上盖和安装支架内固定电机（13），所述电机朝下的输出轴与安置在底腔内的双头螺旋引流器（7）传动连接，所述引流器的上端装有位于底壳侧壁内的联动喇叭状雾化盘（6），所述雾化盘的底平面中部具有一组辐射状出液长孔（6-2），所述长孔外围制有同心圆膜化槽且其上方装有挡板（8），所述雾化盘的喇叭状内侧壁制有母线方向的雾化槽。
2.根据权利要求1所述的植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头，其特征在于：所述储液盒（4）的回流口（5-1）一侧设有入液口（5-2），所述储液盒的内端铰装有浮子开关（10），所述浮子开关上具有分别与入液口和回流口对应的入流塞（10-2）和回流塞（10-1），所述入流塞邻近铰支点而回流塞远离铰支点。
3.根据权利要求2所述的植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头，其特征在于：所述膜化槽由呈间隔分布同心圆的半圆形凸起形成。
4.根据权利要求3所述的植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头，其特征在于：所述雾化盘的上端外圆分布有分别与各条雾化槽对应的径向齿。
5.根据权利要求4所述的植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头，其特征在于：所述底壳下端具有周向均布的底部通孔。
6.根据权利要求5所述的植保无人飞机自适应扇形雾旋转离心喷头，其特征在于：所述侧壁的底部形成与储液盒上端环口卡槽扣合的嵌槽。
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