背负式动力喷雾机是如何工作的？

背负式电动喷雾机是如何工作的？~

背负式电动喷雾机是以蓄电池为能源，驱动微型直流电机带动液泵进行工作的一种背负式喷雾机。它是在背负式手动喷雾机基础上改进的一种产品，结构简单、操作容易、适用性广，提高了喷雾机的工作效率，减轻了操作人员的劳动强度。
背负式电动喷雾机主要由电机泵、蓄电池、充电器、药液箱、胶管、喷杆、开关、喷头等组成，如图8-10所示。

图8-10 背负式电动喷雾机的组成
（1）电机泵
背负式电动喷雾机的核心部件是电机泵。按采用的水泵来分不外乎三大类：活塞泵型、隔膜泵型、叶轮泵型。
①活塞泵。活塞泵由储能器、压力管、柱塞筒体、连杆和电机组成。活塞泵的工作原理是由电机带动一套传动装置推动活塞作往复运动，将药液抽入压力壶内，再通过喷射部件将水压出，该机构工作压力较稳定，但结构较为复杂，噪声较大。
②隔膜泵。隔膜泵（图8-11）是目前背负式电动喷雾机使用最为广泛的一种泵，常用

图8-11 隔膜泵的结构
的隔膜泵有两种，一种工作压力低一些，一般为0.2～0.4MPa，质量、体积也小一些；另一种工作压力大一些，有的能达到1.0MPa，质量、体积也大一些，但这两种泵的工作原理相同，只是外形有些差异。
隔膜泵的工作原理是由电机驱动一个与之相连的带隔膜的泵头，电机运转时泵头隔膜一侧吸水，使另一侧产生高压，水从高压侧直接喷出去，泵头来回往复运动，形成连续的出水状态。
③叶轮泵。叶轮泵的工作压力较低，喷洒流量稳定，但噪声较大，对电机的设计要求较高。叶轮泵不易发生阻塞，可用于喷撒非水溶性粉剂，但叶轮易受腐蚀磨损引起渗漏。
（2）蓄电池
蓄电池一般由极板、隔膜、电解液、安全阀等组成，如图8-12所示。目前，我国背负式电动喷雾机上采用的蓄电池一般为12V、8～12A·h的阀控式铅酸蓄电池，俗称“免维护铅酸蓄电池”。阀控式铅酸蓄电池的主要优点是在充电时正极板上产生的氧气，通过化合反应在负极板上还原成水，使用时在规定寿命期内不必加水维护，所以被称为“免维护铅酸蓄电池”。可见，免维护的含义只是与普通蓄电池相比，运行中免去了添加纯水或蒸馏水，调整电解液液面的工作，并非免去一切维护工作。

图8-12 蓄电池的结构
（3）充电器
充电器有两种：负脉冲充电器和三段式充电器。
①负脉冲充电器。一般来说，负脉冲充电器电路由放电开关、负脉冲加载控制、脉冲振荡器3部分组成，充电循环过程为：大电流脉冲充电→切断充电通路→对电池短暂放电→停止放电→接通充电通路→大电流脉冲充电。
在充电过程中，不切断充电通路，用小电阻将电池短路瞬间，进行放电。短路时由于不切断充电通路，在充电通路中串联了电感。一般在1s内短路3～5ms（1s=1000ms），由于电感里的电流不能跳变，短路时间短促，可以保护充电器的电源转换部分。
②三段式充电器。三段式是指充电过程依次为充电限流阶段（恒流阶段）、高恒压阶段、低恒压阶段（涓流阶段）3个阶段。阶段转换时，面板指示灯相应变换，大多数充电器第一、第二阶段是红灯，第三阶段变绿灯。
工作原理：电动机带动水泵转动，使泵内产生高压，经喷洒部件喷射出雾状药液。

（1）种类
①按风机工作转速分。有5000r/min、5500r/min、6000r/min、6500r/min、7000r/min、7500r/min、8000r/min等背负式机动喷雾喷粉机，目前5500r/min以下的背负机的年产量占全部产量的75%以上。工作转速低，对发动机零部件精度要求低，可靠性易保证。但提高工作转速可减小风机结构尺寸，降低整机质量。因此目前国外背负机都在向高转速方向发展。
②按功率大小分。有0.8kW、1.18kW、1.29kW、1.47kW、1.70kW、2.1kW、2.94kW等背负式机动喷雾喷粉机。0.8kW的小功率背负机主要用于庭院小块地的喷洒；1.18～2.1kW的背负机主要用于草坪的病虫害防治；而2.94kW以上的大功率背负机，由于其垂直射程较高，可用于树木、果树等的病虫害防治。
（2）组成
背负式喷雾喷粉机（图8-22）主要由离心风机、汽油发动机、药液箱、油箱、喷管和机架等组成。

图8-22 背负式机动喷雾喷粉机
①汽油发动机。弥雾机的配套动力都是结构紧凑、体积小、转速高的二冲程汽油机。目前国内背负机配套汽油机的转速为5000～7500r/min，功率为1.18～2.94kW。汽油机质量的好坏直接影响背负机使用可靠性。小型二冲程汽油机（图8-23）主要由曲轴连杆系统、机体系统、燃油系统、冷却系统、润滑系统、配气系统、启动系统和点火系统等组成。

图8-23 小型二冲程汽油机
②离心风机。离心风机是背负机的重要部件之一，主要由风机前、后壳和叶轮等组成。它的功用是产生高速气流，将药液破碎雾化或将药粉吹散，并送向远处。背负机上所使用的风机均为小型高速离心风机。气流由叶轮轴向进入风机，获得能量后的高速气流沿叶轮圆周切线方向流出，如图8-24所示。

图8-24 离心风机的工作原理
③药箱。药箱总成的功用是盛放药液（粉），并借助引进的高速气流进行输药。主要零件有：药箱盖、滤网、进气管、药箱、粉门体、吹粉管、输粉管及密封件等。为了防腐，其材料主要为耐腐蚀的塑料和橡胶。
药箱的形状应有利于排净药液（粉），减少箱内的药液（粉）残留。药箱的壁厚应均匀，表面平整光滑，强度好。药箱总成各连接部分应具有良好、可靠的密封。在10kPa的气压下，不得有泄漏，以保证正常输液（粉）。背负机既可喷雾，又可喷粉，药箱只需更换少许零件就能胜任两种作业要求。下面以WFB-18AC型背负机药箱总成为例，按两种作业状态介绍药箱总成各零件的功用。
喷粉作业时，由引风管引出的少量高速气流从吹粉管上的小孔吹出，使药箱中的药粉松散，以粉气混合状态吹向粉门体。
粉门体组件的作用是控制输粉量的大小。它由粉门操纵杆、粉门拉杆、粉门轴、挡风板、粉门体、粉门压紧螺母、密封垫等组成，如图8-25所示。上下拉动粉门操纵杆，带动粉门拉杆上下位移，引起粉门体上粉门轴和轴上的挡风板转动，改变粉门体处流通截面的大小，即改变输粉量。

图8-25 喷粉作业时的药箱总成
喷雾作业时，药液经滤网加至药箱容积的4/5左右。作业时，由风机引风管引出的少量高速气流，经进气塞、进气管到出气塞，进入药箱，并在药液上部形成一定的压力，迫使药液经开关流出（图8-26）。药箱内气压大小直接影响喷雾量的大小。因此药箱盖处应密封可靠。药箱口应平整，无裂痕、飞边。药箱盖胶圈用发泡橡胶制成，有一定的压缩余量，保证密封可靠。滤网的作用是过滤药液中的杂质，以防堵塞开关、喷头等。

图8-26 喷雾作业时的药箱总成
④喷洒装置。喷洒装置的功用是输风、输粉流和药液。主要包括弯头、软管、直管、弯管、喷头、药液开关和输液管等，如图8-27所示。

图8-27 喷洒装置的结构
弯头的功用是改变风机出口气流的方向，并产生一定的负压（吸力）以利于输粉。有部分机型为不破坏风机内部完整流道，在弯头处开有引风口，引出少量高速气流进入药箱。少数机型粉门开关也设在弯头上。
软管（也称蛇形管）的功用是在作业时可任意改变喷洒方向。软管材质一般为塑料，目前也有橡胶制造的，以提高其抗老化性和低温作业时弯曲能力。
直管和弯管主要是为增加整个喷管的长度。一般从弯头至喷头出口整个喷管长度应大于1m，以减轻作业时药液（粉）对作业人员的人身侵害。弯管另一作用是药液（粉）从喷口喷出时，出口方向略向上斜，雾流呈抛物线状，有利于雾滴落入植物中、下部。
喷头是在喷雾作业时起雾化作用。即利用高速气流将药箱输送至喷头的药液吹散成细小雾滴。喷头有弥雾喷头和超低量喷头两种。两者差别在于所产生的雾滴大小不同。
a.弥雾喷头。是指从喷头喷出的雾滴中径为100μm左右的喷头，主要有扭转叶片式喷头和远喷射式喷头。
b.超低量喷头。是指从喷头喷出的雾滴中径为15～75μm的喷头，主要有齿盘式喷头和转笼式喷头。
背负式机动喷雾喷粉机的风送式喷头类型与结构特点见表8-4。

表8-4 风送式喷头的类型与结构特点

表8-4 风送式喷头的类型与结构特点（续）-1
⑤机架。机架总成是安装汽油机、风机、药箱等部件的基础部件，主要包括机架、操纵机构、减震装置、背带和背垫等零部件，如图8-28所示。机架一般由钢管制成。目前也有工程塑料机架，以减轻整机质量。机架的结构形式及其刚度、强度直接影响背负机整机的可靠性、振动等性能指标。

图8-28 机架总成
（3）喷雾作业的工作原理
喷雾喷粉机当作喷雾机使用时，药箱内装上增压装置，换上喷头。汽油机带动风机叶轮旋转，产生高速气流，并在风机出口处形成一定压力。其中大部分高速气流经风机出口流入喷管，而少量气流通过进风门和软管到达药箱面上部，对药液增压。药液在风压作用下，经输液管到达弥雾喷头，从喷嘴周围的小孔喷出。喷出的药液流在喷管内高速气流的冲击下，破碎成细小的雾滴，并吹送到远处，如图8-29所示。

图8-29 背负式机动喷雾喷粉机的喷雾工作原理
（4）喷粉作业的工作原理
喷雾喷粉机当作喷粉机使用时，箱内安装吹粉管，把输液管换成输粉管。发动机带动风机叶轮旋转，产生高速气流。其中大部分气流经风机出口流入喷管，而少量气流经进风门进入吹粉管。进入吹粉管的气流速度高且具有一定的压力，从吹风管周围的小孔喷出，使药粉松散并被吹向粉门。喷管内的高速气流使输粉管出口处产生局部真空，大量药粉被吸入喷管，在高速气流的作用下经喷口喷出并吹向远处，如图8-30所示。

图8-30 背负式机动喷雾喷粉机的喷粉工作原理
（5）超低量喷雾作业的工作原理
超低量喷雾是通过高速旋转的齿盘将微量原药液甩出，雾化成为15～75μm的雾滴，沉降在草坪上。在背负式机动喷雾喷粉机的喷管处，换装一个风力式离心喷头，进行超低量喷雾机作业的。动力机带动风机叶轮高速旋转，风机吹出来的大量气流经喷管流入微量喷头，分流锥使气流分散，气流冲击喷头叶轮，使之带动齿盘作高速旋转（10000r/min），同时，一小部分气流经软管进入药箱液面上部对药液增压，药液经输液管和调量开关进入齿盘轴，并从轴上的小孔流出，在齿盘离心力作用下甩出细小雾滴，并被高速气流进一步粉碎吹送到远处，如图8-31所示。

图8-31 背负式机动喷雾喷粉机的超低量喷雾工作原理

背负式动力喷雾机是以小型汽油机作为驱动液泵，采用液力喷雾原理的背负式喷雾机，是一种轻便、灵活、高效的草坪病虫害防治机械，近两年发展迅速，市场占有量较大。

（1）结构组成

背负式动力喷雾机由药箱、汽油机、双柱塞式液泵、喷射部件及机架等组成（图8-13）。泵由汽油机带动工作，汽油机与泵之间通过齿轮减速机构连接，泵分别与进水管、出水管和回水管连通，进水管与药箱连通，出水管连接喷管，回水管连接药箱。该产品具有结构紧凑，简单，故障率低，制造成本低，使用方便的优点。

图8-13 背负式动力喷雾机

①汽油机。背负式动力喷雾机使用的汽油机为单缸风冷二冲程汽油机。

②双柱塞式液泵。背负式动力喷雾机使用的双柱塞式液泵由唧筒和柱塞两部分组成，用密封圈或填料密封。

③喷射部件。背负式动力喷雾机的喷射部件由胶管、开关、喷杆、喷头组成，也有很多企业使用喷枪。

（2）工作原理

在平置柱塞的两端各有一个柱塞，用曲柄驱动柱塞作往复运动。因此，曲柄每转一周，柱塞往复一次，完成两次吸入和排出的过程，也就是说左右两柱塞交替进排药液一次。工作时，拉动启动绳启动电动机，打开阀门，使汽油机常动双柱塞液压泵作往复运动，药液被吸入泵内，加压后泵出，打开截流阀，药液被压入喷洒部件，成雾状喷出。

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