CN111357725A - 热力式烟雾机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可以和发动机进行耦合的热力式烟雾机，该烟雾机利用发动机尾气蕴含的能量完成农药的喷洒工作。其在雾化原理上与普通热力烟雾机是共通的，即在高温蒸发和气流的冲击破碎之下使药液滴蒸发雾化和破碎，并由高速气流携带喷洒出去，包括具有排气管的发动机；在排气管出口端的内部安装有两个喷嘴，两个喷嘴按照一定频率交替工作，还包括为两个喷嘴提供药液的储药箱，两个喷嘴通过供液管与储药箱连通，且在供液管上安装有药泵。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟雾机，尤其涉及一种可以和发动机进行耦合的热力式烟雾机。
背景技术
目前，所有的农作物在生长的过程当中会受到病虫害的危害，必须进行必要的植保作业，现在的植保作业种类较多，有大型植保机械、小型植保机械；传统的烟雾机也称烟雾打药机，喷药机，属于便携式农业机械，烟雾机分触发式烟雾机、热力烟雾机、脉冲式烟雾机、燃气烟雾机，燃油烟雾机等。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种可以和发动机进行耦合的热力式烟雾机，该烟雾机利用发动机尾气蕴含的能量完成农药的喷洒工作。其在雾化原理上与普通热力烟雾机是共通的，即在高温蒸发和气流的冲击破碎之下使药液滴蒸发雾化和破碎，并由高速气流携带喷洒出去。
为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：
设计一种热力式烟雾机，包括具有排气管的发动机；其特征在于：在排气管出口端的内部安装有两个喷嘴，两个喷嘴按照一定频率交替工作，还包括为两个喷嘴提供药液的储药箱，两个喷嘴通过供液管与储药箱连通，且在供液管上安装有药泵。
还包括供药轨，供药轨内部设有密闭容腔，两个喷嘴进口与供药轨内部容腔连通，供药管出口端亦与供药轨内部容腔连通。
还包括回流管，回流管进口连接于供药轨内腔，回流管出口与储药箱内部连通，所述回流管上还安装有压力调节阀。
所述喷嘴为电控喷嘴，还包括PWM控制装置，所述药泵、两个喷嘴均与PWM控制装置电性连接。
所述压力调节阀为电子调节阀并与PWM控制装置电性连接。
还包括安装于排气管内并位于两个喷嘴侧部的温度传感器，所述温度传感器与PWM控制装置电性连接。
还包括对应安装于发动机上并用于监测发动机转速的发动机转速传感器，发动机转速传感器与PWM控制装置电性连接。
位于药泵出口端下方的供药管、由发动机出气口处的排气管侧壁进入排气管内、并沿排气管走向在排气管内延伸至排气管出口处后与供药轨连接。
位于两个喷嘴下方的排气管内设有一集热管，集热管呈圆锥梯形管状结构，集热管的大口径端部面向气流前进方向的反方向，集热管的小口径端部与气流前进方向同向，且所述集热管的轴线与排气管的轴线同线并悬空设置。
位于集热管上方的侧壁上开设有若干个气孔。
本发明的有益效果在于：
本设计的烟雾机利用发动机尾气蕴含的能量(热量和压力)可完成农药的喷洒工作，即通过发动机的尾气在高温蒸发和气流的冲击破碎之下使药液滴蒸发雾化和破碎，并由高速气流携带喷洒出去，与现有烟雾机所不同的是这种烟雾机的喷雾是通过回收发动机尾气蕴含的能量(热量和压力)完成的，相对普通的热力烟雾机减少了特定的能量装置，在生产上降低了制造成本。同时，结构的简化也可以降低平时使用过程中的维护成本。
另外，本设计的烟雾机在使用上可以和其他具体的农、林、畜牧业相关的生产和管理作业结合进行，降低相关产业的管理难度和管理成本以及劳动强度。同时，通过该种方式回收利用发动机尾气中的能量也提高了能量的利用率。
附图说明
图1为本设计的结构之一示意图；
图2为本设计的结构之二示意图；
图3为本设计的结构之三示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例1：一种热力式烟雾机，参见图1。
包括具有排气管的发动机，即图1中气缸所指部位，发动机及与其连接的排气管为现有技术(图中虚线所围区域)，非本发明设计之处，故本实施例不再对其进行过多赘述。
本设计是在排气管出口端的内部安装有两个喷嘴8，两个喷嘴8按照一定频率交替工作，该喷嘴8为电控喷嘴，还包括为两个喷嘴提供药液的储药箱2，两个喷嘴8通过供液管3与储药箱2连通，且在供液管上安装有药泵1，储药箱为喷嘴提供药液，药泵为喷嘴提供足够的压力并将药液以一定的压力进入喷嘴内。
还包括供药轨5，供药轨5内部设有密闭容腔，两个喷嘴8进口与供药轨内部容腔连通，供药管3出口端亦与供药轨内部容腔连通，还包括回流管4，回流管4进口连接于供药轨内腔，回流管4出口与储药箱2内部连通，所述回流管4上还安装有压力调节阀6，通过该回流管4可将供药轨内部多余的药流返回输送至储药箱中，而通过压力调节阀6开启的程度则可以调节通过回流管进入储药箱内的药液量，通过此方式可以同时达到调节供药轨内部压力，同时也实现了喷嘴出口处药液的喷射压力。
还包括PWM控制装置，所述药泵、两个喷嘴均与PWM控制装置电性连接，通过PWM控制装置内部程序可以控制两个喷嘴交替喷射药液，同时可以实现精确喷药，而采用双喷嘴喷药技术，保证药液的雾化质量，降低农业污染和施药成本。而上述压力调节阀为电子调节阀并与PWM控制装置电性连接，也即压力调节阀通过PWM控制装置控制，还包括安装于排气管内并位于两个喷嘴侧部的温度传感器7，所述温度传感器7与PWM控制装置电性连接，还包括对应安装于发动机上并用于监测发动机转速的发动机转速传感器，发动机转速传感器与PWM控制装置电性连接。
本设计在具体雾化喷药的实现上，通过两个喷嘴两次雾化过程完成药液雾化的目的，利用两个喷嘴将药物喷射到发动机的排气管中，通过喷嘴喷射的破碎作用完成对药液的初次雾化；完成第一次雾化的药液在发动机尾气的冲击和高温蒸发作用下完成第二次雾化，并且，在第二次雾化进行的同时，利用发动机尾气将药液携带出去，完成药液的喷洒工作。
采用带电控开关的喷嘴，其喷嘴通过PWM控制装置，在通电时导通，可以在供药轨内药液压力下将药液喷出；如果没有通电，喷嘴就处在闭合状态，不喷药。因此，通过PWM控制装置可以实现通过喷嘴的通电频率和单次通电的占空比来控制喷嘴喷药与否喷和药频率以及单次的喷药量，再之，结合发动机尾气的排放规律，通过PWM控制装置可实现喷药量的精确控制，避免药液浪费。
另外，在同一点持续喷射可能会使该点的温度下降，本设计选用两点双喷嘴交替喷射，可以保证烟雾机的喷雾效果。这种双喷嘴的采用使得该种烟雾机相比传统烟雾机具有更高的药液利用率，降低施药成本和农业污染。
如图1中所示在烟雾机的总开关S1闭合之后，烟雾机的药泵就开始工作，将药液从储药箱中抽出，运达供药轨，达到预定的压力之后压力调节阀就会导通，使药液通过回流管回到储药箱，泄去多余的压力，以保持药液压力的恒定，而此压力调节阀是用以保持和调节供药轨内药液压力的，通过压力调节阀可以预先设定供药轨内药液的压力值，当供药轨内的压力达到预定值时，压力调节阀就会导通，泄去多余的压力，使药液压力保持恒定，而药轨中药液压力的恒定也是通过控制喷嘴导通时间控制喷药量的重要保证。
在本设计中，PWM控制装置(现有技术)是烟雾机喷嘴喷药的主要装置，所需的能量由车辆自身的电池直接提供，不需要额外的电源，这种装置可以通过控制喷嘴的通电与否实现三个目的：1、控制烟雾机开始喷雾的时刻，2、控制喷嘴的喷药频率，3、控制喷嘴的单次喷药量。
PWM控制装置控制烟雾机开始喷雾的时刻也就是通过控制喷嘴的喷药与否来实现的。要保证烟雾机的药液喷洒质量，发动机的尾气必须要达到一定的速度和温度，这就要求在发动机达到一定转速、尾气达到一定温度时才能开始喷洒药液，原因是要使药液达到良好的雾化效果，需要使尾气和发动机尾气之间有足够的相对速度，以克服药液滴本身内部的惯性力和粘性力使雾滴破碎雾化，尤其是油性雾化剂本身液滴内部的惯性力和粘性力较大，需要药液和尾气之间具有足够的相对速度才能使药滴雾化破碎。
另外，温度足够高才能使药液有足够快的蒸发雾化，在这种烟雾机中需要保证雾滴在尾气的一个排放脉冲中完成雾化，从而保证烟雾机的雾化效果。因此，在喷药之前首先要保证发动机的转速和尾气温度达到一定的大小。而PWM控制装置根据温度传感器、发动机转速传感器反馈数据来判断发动机的尾气温度和速度确定烟雾机是否达到了适合喷雾的条件，结合发动机尾气的排放规律并通过PWM控制装置喷嘴的喷药频率，可以实现更好的喷雾效果。
发动机的各个气缸交替工作，尾气排放时也因发动机气缸的做功规律有其自身的脉冲频率，并且在气缸排气瞬间时尾气的瞬时速度和温度最高，也是最佳的喷药时刻，此时喷药，药液的雾化效果最好。PWM控制装置的另一个作用就是通过发动机转速传感器反馈发动机的转速信号和做功规律寻找这一时刻，控制喷嘴在此时导通喷药，并在发动机的转速发生变化时，通过控制喷嘴电流的通断实现改变喷药频率进行实时改变。
由于地形和种植条件等因素的变化，加上不同作物自身的不同需要，本设计的烟雾机能够满足多种不同的施药条件。如在受喷雾时间限制或者在植物密度较大、植株较高或是地形起伏的施药条件下，本设计的烟雾机喷出的雾滴本身具有较大的密度和速度，增加液滴的穿透力和覆盖面积，提高工作速率以满足大功率快速施药的使用要求。而在植株低矮、地形平缓的施药条件下，本设计的烟雾机可使药滴沉降更为具均匀，喷出药滴的速度较为平缓。
在具体操作中要实现这种烟雾机在不同施药条件下作业要求，只需人工改变发动机工况以改变尾气排放速度和温度即可，喷嘴在单位时间内喷药量会在PWM控制装置的自动控制下来实现：PWM控制装置会根据尾气速度和温度的变化实时改变喷嘴的喷药规律，除了根据发动机的转速改变喷嘴的通电喷率控制喷嘴的喷油频率，还会根据发动机尾气温度的变化改变喷嘴在一个喷药频率中喷嘴通电的占空比以改变单次的喷药量，从而改变单位时间内的喷药量，这也是PWM控制装置的第三个作用。
实施例2，参见图2，与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：
为满足高效率、高烟雾的效果，本设计位于药泵出口端下方的供药管11、由发动机出气口处的排气管侧壁进入排气管内、并沿排气管走向在排气管内延伸至排气管出口处后与供药轨连接，通过此方式可将进入喷嘴前的药液通过位于排气管内供药管进行预加热，预加热后的药液之后进入喷嘴内并经喷嘴排出后可在短时间内进行气化，其雾化效率远远增加，同时，此设计可实现高浓度烟雾的要求，且对于排气管出气口端处的温度要求可进行降低，同时也避免了采用实施例1所述方案，排气管管路长导致气流温度下降、需要通过增加发动机转速来实现增温的目的，可对气流内的热能进行有效利用。
实施例3，参见图3，与实施例1或2相同之处不再赘述，不同之处在于：
本设计还在位于两个喷嘴下方的排气管内设有一集热管11，集热管呈圆锥梯形管状结构，集热管的大口径端部面向气流前进方向的反方向，集热管的小口径端部与气流前进方向同向，且所述集热管的轴线与排气管的轴线同线并悬空设置，同时，位于集热管上方的侧壁上开设有若干个气孔。由于集热管的大口端面向气流，因此，集热管可对气流进行短时间的阻隔，在集热管与气流接触的时间与气流内部的热能进行换热，换热后的集热管管壁温度升高，而经喷嘴滴下后为进行雾化的药液可滴落在集热管管壁进行雾化，避免药液为雾化流出排气管现象，再者，气流通过集热管管壁上的气孔形成高气压，此高气压对于药液的击碎和雾化具有重要的作用。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种热力式烟雾机，包括具有排气管的发动机；其特征在于：在排气管出口端的内部安装有两个喷嘴，两个喷嘴按照一定频率交替工作，还包括为两个喷嘴提供药液的储药箱，两个喷嘴通过供液管与储药箱连通，且在供液管上安装有药泵。
2.如权利要求1所述的热力式烟雾机，其特征在于：还包括供药轨，供药轨内部设有密闭容腔，两个喷嘴进口与供药轨内部容腔连通，供药管出口端亦与供药轨内部容腔连通。
3.如权利要求2所述的热力式烟雾机，其特征在于：还包括回流管，回流管进口连接于供药轨内腔，回流管出口与储药箱内部连通，所述回流管上还安装有压力调节阀。
4.如权利要求1或3所述的热力式烟雾机，其特征在于：所述喷嘴为电控喷嘴，还包括PWM控制装置，所述药泵、两个喷嘴均与PWM控制装置电性连接。
5.如权利要求4所述的热力式烟雾机，其特征在于：所述压力调节阀为电子调节阀并与PWM控制装置电性连接。
6.如权利要求4所述的热力式烟雾机，其特征在于：还包括安装于排气管内并位于两个喷嘴侧部的温度传感器，所述温度传感器与PWM控制装置电性连接。
7.如权利要求4所述的热力式烟雾机，其特征在于：还包括对应安装于发动机上并用于监测发动机转速的发动机转速传感器，发动机转速传感器与PWM控制装置电性连接。
8.如权利要求2所述的热力式烟雾机，其特征在于：位于药泵出口端下方的供药管、由发动机出气口处的排气管侧壁进入排气管内、并沿排气管走向在排气管内延伸至排气管出口处后与供药轨连接。
9.如权利要求1所述的热力式烟雾机，其特征在于：位于两个喷嘴下方的排气管内设有一集热管，集热管呈圆锥梯形管状结构，集热管的大口径端部面向气流前进方向的反方向，集热管的小口径端部与气流前进方向同向，且所述集热管的轴线与排气管的轴线同线并悬空设置。
10.如权利要求9所述的热力式烟雾机，其特征在于：位于集热管上方的侧壁上开设有若干个气孔。
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| 曹涤环;: "大棚温室施药机具的选用", 云南农业, no. 06, 5 June 2011 (2011-06-05), pages 20 * |
| 王泰晟;黄勇;黄勇和;: "某发动机油耗优化研究", 小型内燃机与车辆技术, no. 04, 25 August 2016 (2016-08-25), pages 23 - 25 * |
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